充電(dian)放電(dian)實際上是鋰離子(zi)的運(yun)動

  “首先(xian)要明白一點，2000年以后，市面上(shang)(shang)的手機電(dian)(dian)池(chi)出現(xian)了(le)(le)一次改朝換代，那(nei)就(jiu)是由(you)鋰離(li)子(zi)電(dian)(dian)池(chi)取代了(le)(le)鎳(nie)氫電(dian)(dian)池(chi)，而(er)現(xian)在(zai)市面上(shang)(shang)銷售(shou)的手機百(bai)分之百(bai)都是鋰離(li)子(zi)電(dian)(dian)池(chi)。”南京理工(gong)大學(xue)材料科(ke)學(xue)與工(gong)程學(xue)院教(jiao)授、博士生導(dao)師杜(du)宇(yu)雷說。

　　關(guan)于手機電(dian)(dian)池(chi)的(de)種種說法，必是建(jian)立在鋰離子電(dian)(dian)池(chi)的(de)性能之上的(de)。那么我(wo)們不妨先了解一(yi)下鋰離子電(dian)(dian)池(chi)的(de)內部構造。

　　“電(dian)池的(de)(de)基本(ben)構造包括(kuo)正(zheng)極(ji)(ji)、負(fu)極(ji)(ji)與電(dian)解質(zhi)三項要素(su)。作為(wei)電(dian)池的(de)(de)一種，鋰(li)離子(zi)電(dian)池同樣(yang)具有這三個(ge)要素(su)。”杜(du)教授說，鋰(li)離子(zi)電(dian)池的(de)(de)正(zheng)極(ji)(ji)是(shi)(shi)鈷(gu)酸鋰(li)（或(huo)錳(meng)酸鋰(li)等(deng)），負(fu)極(ji)(ji)是(shi)(shi)石(shi)墨，正(zheng)負(fu)極(ji)(ji)中(zhong)間有一層(ceng)隔膜。

　　從(cong)化(hua)學反應(ying)來(lai)(lai)說，所(suo)謂充電(dian)的過(guo)程，就是(shi)鋰離子從(cong)正極的鈷酸(suan)鋰晶體(ti)結(jie)構中(zhong)跑(pao)出來(lai)(lai)，經(jing)過(guo)電(dian)解質，嵌(qian)入負極石(shi)(shi)墨中(zhong)。而放電(dian)過(guo)程則剛好相反，鋰離子從(cong)石(shi)(shi)墨中(zhong)脫嵌(qian)回到鈷酸(suan)鋰中(zhong)。“這是(shi)一個可逆的化(hua)學反應(ying)。”

　　不過雖然(ran)這種(zhong)反應(ying)是(shi)(shi)可逆的(de)，但是(shi)(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)使用過程中，正、負(fu)極(ji)材料、電(dian)(dian)(dian)(dian)解液和(he)隔膜等的(de)變化都會引(yin)起(qi)鋰(li)離(li)子電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)的(de)性(xing)能退(tui)化，所以從(cong)大的(de)趨勢來看(kan)，電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)量總是(shi)(shi)在不斷減少(shao)。對于手機鋰(li)離(li)子電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)的(de)循環(huan)(huan)(huan)(huan)壽命，我們國家的(de)“國標(biao)”要求：50次充(chong)放電(dian)(dian)(dian)(dian)循環(huan)(huan)(huan)(huan)后(hou)，電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)容量降低(di)(di)小于5%，400次充(chong)放電(dian)(dian)(dian)(dian)循環(huan)(huan)(huan)(huan)后(hou)，電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)容量降低(di)(di)小于20%。這里的(de)一(yi)個充(chong)放電(dian)(dian)(dian)(dian)循環(huan)(huan)(huan)(huan)是(shi)(shi)指(zhi)將電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)充(chong)至標(biao)準電(dian)(dian)(dian)(dian)量再用光的(de)過程。

　　從以上分析，我(wo)們會知道(dao)鋰離子電(dian)(dian)池在(zai)使(shi)用中其容(rong)量總是(shi)在(zai)不斷(duan)降低的(de)(de)(de)。杜教(jiao)授說，現在(zai)的(de)(de)(de)智(zhi)能(neng)手機，大(da)多(duo)2-3天充一(yi)次(ci)電(dian)(dian)，也(ye)就是(shi)一(yi)年約有(you)150次(ci)充放(fang)電(dian)(dian)循(xun)環.。實際使(shi)用中，由于(yu)受(shou)到使(shi)用環境(jing)、充放(fang)電(dian)(dian)過程的(de)(de)(de)差異等因(yin)素(su)的(de)(de)(de)影響，電(dian)(dian)池容(rong)量的(de)(de)(de)損失可(ke)能(neng)比(bi)“國(guo)標(biao)”測試條件下要(yao)大(da)，這就是(shi)大(da)多(duo)數人感覺電(dian)(dian)池在(zai)使(shi)用1-2年后明顯不經用了的(de)(de)(de)原(yuan)因(yin)。

　　1點提醒

　　不要混(hun)用充電器，慎用萬能充

　　杜(du)教授提醒，鋰離子電(dian)(dian)池是(shi)有標準的(de)(de)(de)充(chong)電(dian)(dian)程序的(de)(de)(de)，手機(ji)標配的(de)(de)(de)充(chong)電(dian)(dian)器(qi)就是(shi)按照這個程序充(chong)電(dian)(dian)的(de)(de)(de)。

　　像有(you)一些萬能充電器，它(ta)的(de)設計就是(shi)恒流充完恒壓充，但是(shi)電壓沒(mei)有(you)截止，所(suo)以后面(mian)一直以小(xiao)電流充，這樣看(kan)上去電量(liang)充得滿很(hen)耐(nai)用，其(qi)實損害很(hen)大，長期(qi)這樣，會破壞本身電化學反應。

　　另外，不(bu)(bu)同電(dian)池(chi)容(rong)量不(bu)(bu)同，充(chong)電(dian)器的(de)(de)電(dian)流不(bu)(bu)同。如果(guo)混用(yong)，會傷害電(dian)池(chi)。像一(yi)些萬能充(chong)，它的(de)(de)容(rong)量設計在幾百-3000毫(hao)安時，如果(guo)用(yong)大電(dian)流充(chong)小容(rong)量的(de)(de)電(dian)池(chi)，對(dui)電(dian)池(chi)會有損害。所(suo)以應急式充(chong)電(dian)方式應少(shao)用(yong)。

　　2個誤區

　　電池(chi)前三次使用要放空后充12個小時？

　　杜教授說(shuo)(shuo)，這種“前三(san)次充(chong)(chong)電要(yao)充(chong)(chong)12小時以上”的說(shuo)(shuo)法(fa)，是從鎳氫電池延續(xu)下來(lai)的說(shuo)(shuo)法(fa)。這種說(shuo)(shuo)法(fa)，可以說(shuo)(shuo)一(yi)開始就是誤傳。

　　鋰離子(zi)電(dian)池在(zai)(zai)開(kai)始使用時不需要通(tong)過深度充放(fang)(fang)電(dian)來進(jin)行(xing)激(ji)活(huo)(huo)，因為(wei)電(dian)池的激(ji)活(huo)(huo)過程在(zai)(zai)制(zhi)造(zao)電(dian)池的時候就(jiu)已經(jing)完成了，在(zai)(zai)出(chu)廠前的化(hua)成階段就(jiu)是(shi)恒壓充電(dian)，然后放(fang)(fang)電(dian)，如此進(jin)行(xing)幾個循環，使電(dian)極浸潤電(dian)解液充分活(huo)(huo)化(hua)，使容(rong)量達(da)到(dao)要求，這樣出(chu)來的鋰離子(zi)電(dian)池到(dao)用戶手上時其實已經(jing)是(shi)激(ji)活(huo)(huo)過的了。

　　而(er)鋰離子電(dian)池的恒(heng)流(liu)(liu)恒(heng)壓(ya)(ya)充(chong)(chong)(chong)電(dian)特性更是決定了(le)它的深充(chong)(chong)(chong)電(dian)時(shi)間無需12個小(xiao)(xiao)時(shi)，鎳氫電(dian)池需要這(zhe)樣做(zuo)是因為，要通(tong)過(guo)涓流(liu)(liu)充(chong)(chong)(chong)電(dian)過(guo)程（小(xiao)(xiao)電(dian)流(liu)(liu)充(chong)(chong)(chong)電(dian)）才能使電(dian)池達(da)到(dao)充(chong)(chong)(chong)飽(bao)狀態。而(er)鋰離子恒(heng)流(liu)(liu)充(chong)(chong)(chong)電(dian)階段，容量(liang)就達(da)到(dao)80%-90%，在(zai)恒(heng)壓(ya)(ya)充(chong)(chong)(chong)電(dian)階段1-2小(xiao)(xiao)時(shi)即可(ke)達(da)到(dao)100%，再延長時(shi)間充(chong)(chong)(chong)電(dian)沒有太大意義。

　　要(yao)等手機電(dian)用完再充電(dian)？

　　“盡量把手機電池的電量用完，最好用到自動關機再充電。”這種做法也只是鎳氫電池上的做法，目的是避免記憶效應發生，而對于鋰離子電池，沒(mei)有必要用(yong)到(dao)關機再充(chong)電，鋰離子(zi)電池(chi)本來就適合用(yong)隨時充(chong)電的方式(shi)進(jin)行(xing)使用(yong)，這也是它針對鎳氫電池(chi)的最大(da)優勢之一(yi)，可以(yi)加以(yi)利用(yong)。

　　不(bu)要(yao)以(yi)為充電次(ci)數多(duo)會(hui)損壞電池，這個(ge)說法對鋰離子電池并不(bu)適用。

　　3個疑問

　　手機電量用光是否(fou)損(sun)傷電池？

　　手機出現低電(dian)量報警，其實就(jiu)是(shi)(shi)手機中的(de)電(dian)源(yuan)管理(li)芯(xin)片在(zai)發揮作用。電(dian)壓低于3.6v，電(dian)源(yuan)管理(li)芯(xin)片會強制(zhi)斷開(kai)，限制(zhi)手機使用。這樣實際上還不(bu)(bu)到過放的(de)階段。不(bu)(bu)過如果經常這樣，也是(shi)(shi)不(bu)(bu)可取的(de)。

　　久充是否(fou)會使電池爆炸？

　　鋰離子電池的手機或充電器在(zai)(zai)電(dian)(dian)(dian)池(chi)充(chong)(chong)(chong)滿后都會自動停充(chong)(chong)(chong)，并不存在(zai)(zai)鎳電(dian)(dian)(dian)充(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)器(qi)所謂(wei)的(de)持續(xu)十幾小(xiao)時的(de)“涓流(liu)”充(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)。也就(jiu)是(shi)(shi)說，如(ru)果你(ni)的(de)鋰離(li)子電(dian)(dian)(dian)池(chi)在(zai)(zai)充(chong)(chong)(chong)滿后，放(fang)在(zai)(zai)充(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)器(qi)上也是(shi)(shi)白充(chong)(chong)(chong)。不過(guo)，誰都無(wu)法保證電(dian)(dian)(dian)池(chi)的(de)充(chong)(chong)(chong)放(fang)電(dian)(dian)(dian)保護電(dian)(dian)(dian)路的(de)特性永不變化和(he)質量(liang)的(de)萬無(wu)一(yi)失，所以你(ni)的(de)電(dian)(dian)(dian)池(chi)將長(chang)期處在(zai)(zai)危險的(de)邊緣。久(jiu)充(chong)(chong)(chong)還是(shi)(shi)不提倡。

　　電(dian)池放著不用是(shi)否(fou)有損耗？

　　鋰離子電池放著不用，容量也會自然損失。研究表明，鋰離子電池在完全充(chong)電(dian)的(de)狀態下長時間存(cun)放，其容(rong)量(liang)會發生明顯(xian)損(sun)(sun)失(shi)。而且，溫度越高(gao)，鋰(li)離子(zi)電(dian)池的(de)容(rong)量(liang)損(sun)(sun)失(shi)就越快，而這種損(sun)(sun)失(shi)是(shi)不(bu)可逆的(de)，也就是(shi)說(shuo)，電(dian)池的(de)容(rong)量(liang)會永久變(bian)小。在0℃環(huan)(huan)(huan)境下，電(dian)量(liang)剩余40%的(de)鋰(li)離子(zi)電(dian)池存(cun)放一(yi)年后，其容(rong)量(liang)會損(sun)(sun)失(shi)2%。而在40℃環(huan)(huan)(huan)境下，完全充(chong)滿電(dian)的(de)鋰(li)離子(zi)電(dian)池存(cun)放一(yi)年后，其容(rong)量(liang)損(sun)(sun)失(shi)高(gao)達35%。因此(ci)，一(yi)定(ding)要細(xi)心地注(zhu)意(yi)使用環(huan)(huan)(huan)境，防止高(gao)溫現象，比如(ru)手機放在汽車的(de)前臺上，中午的(de)太(tai)陽直射很容(rong)易就可以(yi)使其超過(guo)60℃。