鋰電池基本常識及使用注意須知
在現代經濟社會高速發展時期,數碼設備及產品占有一席之地,無論是從技術角度評估還是從價格方面的考慮,電池又占據著數碼產品的一個重要角色和地位。時值今日,市場上正在銷售的數碼設備中,所使用的電池已經基本完成了從鎳電池到鋰電池的過渡。也許是由于部分隨身聽電池剛剛完成了一次鎳電池到鋰電池的革命,所以人們對鋰電池的認識并不統一,在許多情況下不正確的說法和做法頗為流行。因此,懂得一點鋰電池的知識,掌握鋰電池的正確使用方法是非常有必要的。
一、鋰電池的種類:
目前市面上所使用的二次電池主要有鎳氫(Ni-MH)與鋰離子(Li-ion)兩種類型。鋰離子電池中已經量產的有液體鋰離子電池(LiB )和聚合物鋰離子電池(LiP)兩種。所以在許多情況下,電池上標注了Li-ion的,一定是鋰離(li)子(zi)電(dian)池(chi)。但不一定就是液體鋰離(li)子(zi)電(dian)池(chi),也(ye)有(you)可能是聚(ju)合(he)物鋰離(li)子(zi)電(dian)池(chi)。
鋰離子電池是鋰電池的改進型產品。鋰電池很早以前就有了,但鋰是一種高度活躍(還記得它在元素周期表中的位置嗎?)的金屬,它使用時不太安全,經常會在充電時出現燃燒、爆裂的情況,后來就有了改進型的鋰離子電池,加入了能抑制鋰元素活躍的成份(比如鈷、錳等等)從而使鋰電真正達到了安全、高效、方便,而老的鋰電池也隨之基本上淘汰了。至于如何區分它們,從電池的標識上就能識別,鋰電池為Li、鋰離子電池為Li-ion。現在(zai),筆記本和(he)手機使用的所(suo)謂“鋰電池”,其實都(dou)是鋰離子電池。
現代(dai)電(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)的基本構(gou)造(zao)包括(kuo)正極(ji)、負(fu)極(ji)與電(dian)解質三項要(yao)素(su)。作為電(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)的一(yi)種(zhong),鋰離(li)子電(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)同樣具有這三個要(yao)素(su)。一(yi)般(ban)鋰離(li)子技(ji)術(shu)使用液體(ti)或無機膠體(ti)電(dian)解液,因(yin)此需要(yao)堅固(gu)的外(wai)殼來容(rong)納(na)可燃(ran)的活性(xing)成(cheng)分,這就(jiu)增加了電(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)的重量和(he)成(cheng)本,也限制(zhi)了尺寸(cun)大(da)小和(he)造(zao)型的靈活性(xing)。一(yi)般(ban)而言,液體(ti)鋰離(li)子二(er)次電(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)的最(zui)小厚度(du)是
而(er)所謂(wei)聚合物(wu)鋰離子(zi)電(dian)池是(shi)在這(zhe)三種主(zhu)要構造中至少(shao)有一(yi)項或一(yi)項以上(shang)使用高分子(zi)材料(liao)作為(wei)其主(zhu)要的電(dian)池系統。
新一代的聚合物鋰離子電池在聚合物化的程度上已經很高,所以形狀上可做到薄形化(最薄0.5毫米)、任意面積化和任意形狀化,大大提高了電池造型設計的靈活性,從而可以配合產品需求,做成任何形狀與容量的電池。同時,聚合物鋰離子電池的單位能量比目前的一般鋰離子電池提高了50%,其容量、充放電特性(xing)、安全性(xing)、工作溫度范(fan)圍、循環壽命(ming)與(yu)環保(bao)性(xing)能(neng)等方面都較鋰離子電池有大幅度的(de)提高。
目前市面上所銷售(shou)的液體(ti)鋰(li)離子(LiB)電池(chi)在過度充電的(de)(de)情形(xing)下,容(rong)易(yi)造成安全閥破裂因而起火的(de)(de)情形(xing),這是非常危險(xian)的(de)(de),所以(yi)必(bi)需加(jia)裝保護IC線路以確保電池不會發生過度充電的情形。而高分子聚合物鋰離子電池方面,這種類型的電池相對液體鋰離子電池而言具有較好的耐充放電特性,因此對外加保護IC線路方面的要求可以(yi)(yi)適當放寬。此外在充(chong)電方面,聚合(he)物鋰離子電池可以(yi)(yi)利用IC定電流充電,與鋰離子二次電池所采用的CCCV(Constant Currert-Constant Voltage)充電方(fang)式所需的時(shi)間(jian)比較起來,可以縮短(duan)許多(duo)的等待時(shi)間(jian)。
另(ling)一方(fang)面(mian),雖(sui)然鋰離子(zi)電(dian)池優點多(duo)(duo)多(duo)(duo),但(dan)也有缺陷,如價格(ge)高和充放電(dian)次數少等等。鋰電(dian)池的充放電(dian)次數只有400-600次(ci),經過特殊改進的產品也不過800多(duo)次(ci)。而鎳氫電池的充電次(ci)數能夠達到700次以上,某些質量好(hao)的產品(pin)充放電可達1200次,這(zhe)樣一比較,鎳氫電池(chi)(chi)要(yao)比鋰電池(chi)(chi)長壽(shou)。此(ci)外鎳氫電池(chi)(chi)的(de)價格也要(yao)比鋰電池(chi)(chi)低(di)很多。而且(qie)嚴格說來,鋰電池(chi)(chi)同樣會有記憶效應(ying),只(zhi)是(shi)它(ta)的(de)記憶效應(ying)非(fei)常低(di),基本上(shang)可以(yi)忽略不計(ji)。
由此看來(lai),目前還沒有十(shi)全十(shi)美電池(chi)。
二、鋰離子電池的使用
這(zhe)部分(fen)是(shi)本文的重(zhong)點,我們分(fen)三點來談。
1、如何為新電池充電
在使用鋰電池中應注意的是,電池放置一段時間后則進入休眠狀態,此時容量低于正常值,使用時間亦隨之縮短。但鋰電池很容易激活,只要經過3―5次正常的充放電循環就可激活電池,恢復正常容量。由于鋰電池本身的特性,決定了它幾乎沒有記憶效應。因此用戶的新鋰電池在激活過程中,是不需要特別的方法和設備的。不僅理論上是如此,從我自己的實踐來看,從一開始就采用標準方法充電這種“自(zi)然激活”方式(shi)是(shi)最好的。
對于鋰電池的“激活”問題,眾(zhong)多的說法是(shi):充電時(shi)間一定要超過12小時,反復做三次,以便激活(huo)電池。這種“前(qian)三次(ci)充電(dian)要充12小時以上”的說(shuo)法,明顯是(shi)(shi)從(cong)鎳(nie)(nie)電(dian)(dian)池(如鎳(nie)(nie)鎘和鎳(nie)(nie)氫)延續下來的說(shuo)法。所(suo)以(yi)(yi)這種說(shuo)法,可(ke)(ke)以(yi)(yi)說(shuo)一(yi)開始就是(shi)(shi)誤傳(chuan)。鋰(li)電(dian)(dian)池和鎳(nie)(nie)電(dian)(dian)池的充放電(dian)(dian)特(te)性有非(fei)(fei)常(chang)大(da)(da)(da)的區別,而且可(ke)(ke)以(yi)(yi)非(fei)(fei)常(chang)明確的告訴大(da)(da)(da)家,我(wo)所(suo)查閱過(guo)的所(suo)有嚴(yan)肅的正(zheng)式技(ji)術資料都強調過(guo)充和過(guo)放電(dian)(dian)會(hui)對鋰(li)電(dian)(dian)池、特(te)別是(shi)(shi)液體鋰(li)離(li)子(zi)電(dian)(dian)池造(zao)成巨大(da)(da)(da)的傷害。因(yin)而充電(dian)(dian)最好按照標準(zhun)時間和標準(zhun)方(fang)法充電(dian)(dian),特(te)別是(shi)(shi)不要(yao)進行超過(guo)12個(ge)小時的超長充電。通常,產品說明書上介紹的充電方法(fa),就是適合該(gai)產品的標準充電方法(fa)。
此外,鋰電池的充電器在電池充滿后都會自動停充,并不存在鎳電充電器所謂的持續10幾小時的“涓(juan)流(liu)”充(chong)電(dian)(dian)。也就是說(shuo),如果你的(de)(de)鋰(li)電(dian)(dian)池在(zai)充(chong)滿后,放(fang)在(zai)充(chong)電(dian)(dian)器上(shang)也是白充(chong)。而我們誰都無法保證電(dian)(dian)池的(de)(de)充(chong)放(fang)電(dian)(dian)保護電(dian)(dian)路的(de)(de)特性永不變化和質量的(de)(de)萬無一失,所以(yi)你的(de)(de)電(dian)(dian)池將長(chang)期處在(zai)危險的(de)(de)邊緣徘徊。這也是我們反對長(chang)充(chong)電(dian)(dian)的(de)(de)另一個(ge)理由。
此外在某些充電器上,充電超過一定的時間后,如果不去取下充電器,這時系統不僅不停止充電,還將開始放電-充電(dian)循(xun)環(huan)。也許(xu)這種做法的廠商自有(you)其目的,但顯然對電(dian)池和(he)手機/充(chong)(chong)電(dian)(dian)器的(de)(de)壽命而言(yan)是不利(li)的(de)(de)。同時(shi)(shi),長充(chong)(chong)電(dian)(dian)需要很長的(de)(de)時(shi)(shi)間(jian)(jian),往(wang)往(wang)需要在夜(ye)(ye)間(jian)(jian)進行,而以我國電(dian)(dian)網的(de)(de)情況看,許(xu)多地方夜(ye)(ye)間(jian)(jian)的(de)(de)電(dian)(dian)壓都(dou)比較(jiao)高,而且波動較(jiao)大。前面已經(jing)說過,鋰電(dian)(dian)池(chi)是很嬌貴的(de)(de),它比鎳電(dian)(dian)在充(chong)(chong)放電(dian)(dian)方面耐波動的(de)(de)能(neng)力差得多,于是這又帶來附加的(de)(de)危(wei)險。
此外,不可忽視的(de)(de)另外一個方面就(jiu)是(shi)鋰(li)電(dian)池同(tong)樣(yang)也不適(shi)合(he)過放電(dian),過放電(dian)對鋰(li)電(dian)池同(tong)樣(yang)也很不利。這(zhe)就(jiu)引出下(xia)面的(de)(de)問題。
2、正常使(shi)用中應該(gai)何(he)時開(kai)始充電(dian)
在我們的(de)論(lun)壇上(shang),經常可(ke)以見到(dao)(dao)這種說法,因為充(chong)(chong)放電(dian)的(de)次數(shu)(shu)是有限的(de),所以應該將電(dian)池的(de)電(dian)盡可(ke)能用光再(zai)充(chong)(chong)電(dian)。但是我找到(dao)(dao)一個關于(yu)鋰(li)離(li)子電(dian)池充(chong)(chong)放電(dian)循環的(de)實驗表,關于(yu)循環壽(shou)命的(de)數(shu)(shu)據(ju)列(lie)出如下:
循環壽命 (10%DOD):>1000次(ci)
循環壽命(ming) (100%DOD):>200次
其中DOD是放電深度(du)的英文縮(suo)寫(xie)。從表中可見,可充電次(ci)數和放電深度(du)有關,10%DOD時的循環(huan)壽命要比100%DOD的(de)(de)要長(chang)很多。當然(ran)如果折合(he)到實(shi)際充電的(de)(de)相對總容(rong)量:10%*1000=100,100%*200=200,后者(zhe)的完全充放電(dian)還是要比較好(hao)一些。
而你(ni)需要(yao)充(chong)電(dian)(dian)以(yi)應付預計即將到來的會(hui)導致數(shu)碼設備使(shi)用繁(fan)忙的時候(hou),即使(shi)在電(dian)(dian)池尚(shang)有很多余電(dian)(dian)時,那么(me)你(ni)也只管提前(qian)充(chong)電(dian)(dian),因(yin)為你(ni)并沒有真正損失“
電池剩余電量用完再充的原則并不是要你走向極端。和長充電一樣流傳甚廣的一個說法,就是“盡量把電池的電量用完,最好用到自動關機”。這(zhe)種(zhong)做(zuo)法其實只是(shi)(shi)(shi)鎳電池(chi)上的做(zuo)法,目的是(shi)(shi)(shi)避免(mian)記憶效應發(fa)生,不幸的是(shi)(shi)(shi)它(ta)也(ye)在鋰電池(chi)上流傳之(zhi)今。曾經有人因為(wei)MD鋰電池電量過(guo)(guo)低(di)的警告出現后,仍然不(bu)充電繼續使用(yong)一直用(yong)到自動關機的例子(zi)。結果這個例子(zi)中的電池在后來(lai)的充電及(ji)開機中均無(wu)反應(ying),不(bu)得不(bu)送客服檢修。這其實就是由于電池因過(guo)(guo)度放(fang)電而導(dao)致電壓過(guo)(guo)低(di),以至于不(bu)具備正常的充電和開機條件造成的。
3、對鋰(li)電池(chi)的正(zheng)確(que)做法
歸結起來,我對(dui)鋰電池(chi)在使用中的充放電問題(ti)最重要的提示是:
1、按照標準的時間和(he)程序充(chong)電,即使是前(qian)三次也要如此進行;
2、當出現電量過(guo)低提示時,應該(gai)盡量及時開始(shi)充電;
3、鋰電池的激活并不需要特別的方法,在正常使用中鋰電池會自然激活。如果你執意要用流傳的“前三次12小時長充電激活”方法(fa),實際上也不會有效果。
因此(ci),所有追求12小時(shi)(shi)超長充電和把鋰電池用(yong)到自(zi)動斷電的做(zuo)(zuo)法,都是(shi)錯(cuo)誤的。如(ru)果(guo)你(ni)以前是(shi)按照錯(cuo)誤的說法做(zuo)(zuo)的,請你(ni)及時(shi)(shi)改正,也許(xu)為(wei)時(shi)(shi)還不晚。
當然,在充電器自身保護和控制電路質量良好的情況下,對鋰電池的保護還是有相當保證的。所以對充電規則的理解才是重點,在某些情況下也是可以做出某種讓步的。比如你發現在你夜晚睡覺前必須充電的話,你也可以在睡前開始充電。問題的關鍵在于,你應該知道正確的做法是什么,并且不要刻意按照錯誤的說法去做。