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  • 如何正確的運用鋰電池

    點(diǎn)擊數:17322019-09-18 15:13:59 來(lái)源: 惠州市君邦科技有限公司—鋰電池生產(chǎn)廠(chǎng)家

    如何正確的運用鋰電池

    1、認識回憶效應

    電池回憶效應是指電池的可逆失效,即電池失效后可從頭回復的功能?;貞浶侵鸽姵亻L(cháng)時(shí)刻經(jīng)受特定的工作循環(huán)后,自動(dòng)堅持這一特定的傾向。這個(gè)最早定義在鎳鎘電池,鎳鎘的袋式電池不存在回憶效應,燒結式電池有回憶效應。而現在的鎳金屬氫(俗稱(chēng)鎳氫)電池不受這個(gè)回憶效應定義的約束。

    由于現代鎳鎘電池工藝的改善,上述的回憶效應現已大幅度的降低,而別的一種現象替換了這個(gè)定義,便是鎳基電池的“晶格化”,通常情況,鎳鎘電池受這兩種效應的綜合影響,而鎳氫電池則只受“晶格化”回憶效應的影響,而且影響較鎳鎘電池的為小。

    在實(shí)際應用中,消除回憶效應的方法有嚴厲的規范和一個(gè)操作流程。操作不當會(huì )適得其反。

    關(guān)于鎳鎘電池,正常的維護是定期深放電:均勻每運用一個(gè)月(或30次循環(huán))進(jìn)行一次深放電(放電到1.0V/每節,老外稱(chēng)之為exercise),平常運用是盡量用光電池或用到關(guān)機等手段能夠緩解回憶效應的形成,但這個(gè)不是exercise,由于儀器(如手機)是不會(huì )用到1.0V/每節才關(guān)機的,必需求專(zhuān)門(mén)的設備或線(xiàn)路來(lái)完成這項工作,幸好許多鎳氫電池的充電器都帶有這個(gè)功能。

    關(guān)于長(cháng)期沒(méi)有進(jìn)行exercise的鎳鎘電池,會(huì )由于回憶效應的累計,無(wú)法用exercise進(jìn)行容量回復,這時(shí)則需求更深的放電(老外稱(chēng)recondition),這是一種用很小的電流長(cháng)時(shí)刻對電池放電到0.4V每節的一個(gè)過(guò)程,需求專(zhuān)業(yè)的設備進(jìn)

    關(guān)于鎳氫電池,exercise進(jìn)行的頻率大概每三個(gè)月一次即可有效的緩解回憶效應。由于鎳氫電池的循環(huán)壽數遠遠低于鎳鎘電池,簡(jiǎn)直用不到recondition這個(gè)方法。

    ▲建議1:每次充電以前對電池放電是沒(méi)有必要,而且是有害的,由于電池的運用壽數無(wú)謂的減短了。

    ▲建議2:用一個(gè)電阻接電池的正負極進(jìn)行放電是不可取的,電流沒(méi)法操控,容易過(guò)放到0V,甚至導致串聯(lián)電池組的電池極性反轉

    2、電池需求激活嗎?

    答復是電池需求激活,但這不是用戶(hù)的要做的事。我參觀(guān)過(guò)鋰離子電池的生產(chǎn)廠(chǎng),鋰離子電池在出廠(chǎng)以前要經(jīng)過(guò)如下過(guò)程:

    鋰離子電池殼灌輸電解液---封口----化成,便是恒壓充電,然后放電,如此進(jìn)行幾個(gè)循環(huán),使電極充分浸潤電解液,充分活化,以容量達到要求為止,這個(gè)便是激活過(guò)程---分容,便是測驗電池的容量選取不同功能(容量)的電池進(jìn)行歸類(lèi),劃分電池的等級,進(jìn)行容量匹配等。這樣出來(lái)的鋰離子電池到用戶(hù)手上現已是激活過(guò)的了。我們我們常用的鎳鎘電池和鎳氫電池也是如此化成激活今后才出廠(chǎng)的。其中有些電池的激活過(guò)程需求電池處于開(kāi)口狀態(tài),激活今后再封口,這個(gè)工序也只可能有電芯生產(chǎn)廠(chǎng)家來(lái)完成了。

    這里存在一個(gè)問(wèn)題,便是電池廠(chǎng)出廠(chǎng)的電池到用戶(hù)手上,這個(gè)時(shí)刻有時(shí)會(huì )很長(cháng),短則1個(gè)月,長(cháng)則半年,這個(gè)時(shí)分,由于電池電極材料會(huì )鈍化,所以廠(chǎng)家建議初次運用的電池最好進(jìn)行3~5次完全充放過(guò)程,以便消除電極材料的鈍化,達到最大容量。

    在2001年頒布的三個(gè)關(guān)于鎳氫。鎳鎘和鋰離子電池的國標中,其初始容量的檢測均有明確規則,對電池能夠進(jìn)行5次深充深放,當有一次符合規則時(shí),實(shí)驗即可停止。這很好的解釋了我說(shuō)的這個(gè)現象。

    ★那么稱(chēng)之為“第二次激活”也是能夠的,用戶(hù)初次運用的“新”電池盡量進(jìn)行幾次深充放循環(huán)。

    ●然而據我的測驗(針對鋰離子電池),存儲期在1~3個(gè)月之內的鋰離子電池,對它進(jìn)行深充深放的循環(huán)處理,其容量進(jìn)步現象簡(jiǎn)直不存在。(我在專(zhuān)題評論區有關(guān)于電池激活的測驗報告)

    3.前三非必須充12小時(shí)嗎?

    早期的手機鎳氫電池由于需求補充和涓流充電過(guò)程,要達到最完美的充飽狀態(tài),可能需求5個(gè)小時(shí)左右,但是也是不需求12個(gè)小時(shí)的。而鋰離子電池的恒流恒壓充電特性更是決定了它的深充電時(shí)刻無(wú)需12個(gè)小時(shí)。

    關(guān)于鋰離子電池有人會(huì )問(wèn),既然恒壓階段鋰離子電池的電流逐漸減小,是不是當電流小到無(wú)窮小的時(shí)分才是真實(shí)的深充。我曾經(jīng)畫(huà)出恒壓階段電流減小對時(shí)刻的曲線(xiàn),對它進(jìn)行多次曲線(xiàn)擬合,發(fā)現這個(gè)曲線(xiàn)能夠用1/x的函數方法接近與零電流,實(shí)際測驗時(shí)由于鋰離子電池本身存在的自放電現象,這個(gè)零電流是永遠不可能抵達的。

    以600mAh的電池為例,設置截至電流為0.01C(即6mA),它的1C充電時(shí)刻不超越150分鐘,那么設置截至電流為0.001C(即0.6mA),它的充電時(shí)刻可能為10小時(shí)---這個(gè)由于儀器精度的問(wèn)題,現已無(wú)法精確獲得,但是從0.01C到0.001C獲的容量經(jīng)計算僅為1.7mAh,以多用的7個(gè)多小時(shí)來(lái)?yè)Q取這僅僅的千分之三不到的容量是沒(méi)有任何實(shí)際意義的。

    何況,還有其它的充電方法,比方脈沖充電方法使鋰離子電池來(lái)達到4.2V的限制電壓,它根本沒(méi)有截止最小電流判斷階段,一般150分鐘后它便是100%充飽了。許多手機都是用脈沖充電方法的。

    有人曾經(jīng)用手機顯現充飽后,再用座充進(jìn)行充電來(lái)確認手機的充飽程度,這個(gè)測驗方法欠嚴謹。

    首先座充顯現綠燈不是檢測真實(shí)充飽與否的一個(gè)依據。

    ★★檢測鋰離子電池充飽與否的唯一終究的方法便是測驗在不充電(也不放電)狀態(tài)時(shí)的鋰離子電池的電壓。

    所謂恒壓階段電流減小其真實(shí)的目的便是逐漸減小在電池內阻上因充電電流而發(fā)生的附加電壓,當電流小到0.01C,比方6mA,這個(gè)電流乘與電池內阻(一般在200毫歐之內)僅為1mV,能夠以為這時(shí)的電壓便是無(wú)電流狀態(tài)的電池電壓。

    其次,手機的基準電壓不一定等于座充的基準電壓,手機以為充飽的電池到了座充上,座充卻不以為現已充飽,卻繼續進(jìn)行充電。

    4.充電電池有最佳狀態(tài)嗎?

    有一種說(shuō)法便是,充電電池運用得當,會(huì )在某一段循環(huán)范圍出現最佳的狀態(tài),便是容量最大。這個(gè)要分情況,密封的鎳氫電池和鎳鎘電池,假如運用得當(比方定期的維護,防止回憶效應的發(fā)生和累計),一般會(huì )在100~200個(gè)循環(huán)處達到其容量的最大值,比方出廠(chǎng)容量為1000mAh的鎳氫電池用了120次循環(huán)后,其容量有可能達到1100mAh.簡(jiǎn)直所有的日本鎳氫電池生產(chǎn)商的技術(shù)規格書(shū)中描繪鎳基電池的循環(huán)特性的圖上我都能看到這樣的描繪。

    ★鎳基電池有最佳狀態(tài),一般在100~200循環(huán)次數之間達到其最大容量

    關(guān)于液態(tài)鋰離子電池,卻根本不存在這樣一個(gè)循環(huán)容量的駝峰現象,從鋰離子電池出廠(chǎng)到終究電池報廢為止,其容量的表現便是用一次少一次。我在對鋰離子電池做循環(huán)功能的時(shí)分也從來(lái)沒(méi)有看到過(guò)有容量上升的跡象。

    ★鋰離子電池沒(méi)有最佳狀態(tài)。

    值得一提的是,鋰離子電池更容易受環(huán)境溫度的變化而表現不同的功能,在25~40度的環(huán)境溫度會(huì )表現其最好功能,而低溫或高溫狀態(tài),他的功能就大打折扣了。要使你的鋰離子電池充分展現它的容量,一定要細心的注意運用環(huán)境,防止高低溫現象,比方手機放在汽車(chē)的前臺上,中午的太陽(yáng)直射很容易就能夠使其超越60度,北方的用戶(hù)的電池待機時(shí)刻,同等網(wǎng)絡(luò )情況下,就沒(méi)有南方的用戶(hù)長(cháng)了。

    5.真的是充電電流越大,充電越快嗎?

    “論手機電池的充電時(shí)刻”一文中現已講了這個(gè)問(wèn)題,關(guān)于恒流充電的鎳基電池,能夠這么說(shuō),而對應鋰離子電池,這個(gè)是不完全正確的。

    ★★關(guān)于鋰離子電池的充電,在一定電流范圍內(1.5C~0.5C),進(jìn)步恒流恒壓充電方法的恒流電流值,并不能縮短充飽鋰離子電池的時(shí)刻。

    6.直充標的輸出電流就等于充電電流嗎?

    這就要評論手機的充電方法了,關(guān)于充電辦理在手機里面的,設定相同一個(gè)直充(實(shí)際應稱(chēng)為電源適配器)的輸出如:5.3V600mA

    A.充電辦理是開(kāi)關(guān)方法(高頻脈寬調整PWM方法),這個(gè)充電方法,手機并沒(méi)有完全利用直充的輸出能力,直充工作在恒壓段,輸出5.3V,此時(shí)真實(shí)的充電電流由手機的充電辦理進(jìn)行調整,而且肯定要小于600mA,一般在300~400mA.這個(gè)時(shí)分,我們看到的直充的輸出電流就不是手機的充電電流。比方motorola的許多直充其輸出為5.0V1A,真實(shí)對電池充電的也就用到了500mA足矣,由于手機的電池容量也不過(guò)580mAh.

    ★這時(shí)直充上標的輸出電流就不等于實(shí)際充電電流

    B.充電辦理為脈沖方法的,這個(gè)充電方法,手機完全利用了直充的限流電流,便是用了600mA在電池上,這個(gè)時(shí)分,直充的輸出電流便是充電電流了。

    當然以上的都是指在鋰離子電池的恒流階段或鎳氫電池的充電而言。

    假如手機沒(méi)有充電辦理,把充電的辦理移到了直充上,比方許多的CDMA手機都是如此,這個(gè)就沒(méi)什么好說(shuō)的,它的輸出寫(xiě)的很理解,比方輸出:4.2V500mA,這個(gè)便是鋰離子電池恒流恒壓兩個(gè)數據了

    7.循環(huán)充放電一次便是少一次壽數嗎?

    循環(huán)便是運用,我們是在運用電池,關(guān)懷的是運用的時(shí)刻,為了衡量充電電池的到底能夠運用多長(cháng)時(shí)刻這樣一個(gè)功能,就規則了循環(huán)次數的定義。實(shí)際的用戶(hù)運用千變萬(wàn)化,由于條件不同的實(shí)驗是沒(méi)有可比性的,要有比較就必須規范循環(huán)壽數的定義。

    國標如是規則鋰離子電池的循環(huán)壽數測驗條件及要求:在25度室溫條件下以恒流恒壓方法1C的充電制度充電150分鐘,以恒流1C的放電制度放電到2.75V截止為一次循環(huán)。當有一次放電時(shí)刻小于36分鐘時(shí)實(shí)驗結束,循環(huán)次數必須大于300次。

    解釋?zhuān)?/span>

    A.這個(gè)定義規則了循環(huán)壽數的測驗是以深充深放方法進(jìn)行的

    B.規則了循環(huán)壽數按照這個(gè)模式執行后必須超越300次今后容量仍然有60%以上

    實(shí)際上,不同的循環(huán)制度得到的循環(huán)次數是截然不同的,比方以上其它的條件不變,僅僅把4.2V的恒壓電壓改為4.1V的恒壓電壓對同一個(gè)類(lèi)型的電池進(jìn)行循環(huán)壽數測驗,這樣這個(gè)電池就現已不是深充方法了,最后測驗得到循環(huán)壽數次數能夠進(jìn)步近60%.那么假如把截止電壓進(jìn)步到3.9V進(jìn)行測驗,其循環(huán)次數應該能夠增加數倍。

    這個(gè)關(guān)于循環(huán)一次就少一次壽數的說(shuō)法現已有許多友人進(jìn)行了評論,我只是補充闡明一下而已,我們在議論循環(huán)次數的時(shí)分不能忽視循環(huán)的條件,

    ●拋開(kāi)規則議論循環(huán)次數是沒(méi)有任何意義的,由于循環(huán)次數是檢測電池壽數的手段,而不是目的!

    ▲誤區:許多人喜歡把手機鋰離子電池用到自動(dòng)關(guān)機再充電。這個(gè)完全沒(méi)有必要。

    實(shí)際上,用戶(hù)不可能按照國標測驗模式對電池進(jìn)行運用,沒(méi)有一個(gè)手機會(huì )在2.75V才關(guān)機,而其放電模式也不是大電流恒流放電,而是GSM的脈沖放電和平時(shí)的小電流放電混合的方法。

    有別的一種關(guān)于循環(huán)壽數的衡量方法,便是時(shí)刻。有專(zhuān)家提出一般民用的鋰離子電池的壽數是2~3年,結合實(shí)際的情況,比方以60%的容量為壽數的停止,加上鋰離子電池的時(shí)效效果(參考第9點(diǎn)),用時(shí)刻來(lái)表述循環(huán)壽數我以為更為合理。

    鉛蓄電池的充電機理就相似與鋰離子電池,是限流限壓方法,運用的方法便是淺充淺放,他的壽數表述便是時(shí)刻,沒(méi)有次數,比方10年。

    ★★★所以,關(guān)于鋰離子電池,沒(méi)有必要用到關(guān)機再充電,鋰離子電池本來(lái)就適合用隨時(shí)充電的方法進(jìn)行運用,這也是他針對鎳氫電池的最大優(yōu)勢之一,請我們善加利用這個(gè)特性。

    8.電池容量越高越好嗎?

    不同類(lèi)型(特別是不同體積)的電池,他的容量越高,提供運用的時(shí)刻越長(cháng)。拋開(kāi)體積和重量的因素,當然容量越高越好。

    但是相同的電池類(lèi)型,標稱(chēng)容量(比方600mAh)也相同,實(shí)際測的初始容量不同:比方一個(gè)為660mAh,另一個(gè)是605mAh,那么660mAh的就比605mAh的好嗎。

    實(shí)際情況可能是容量高的是由于電極材猜中多了增加初始容量的東西,而減少了電極穩定用的東西,其結果便是循環(huán)運用幾十次今后,容量高的電池迅速容量衰竭,而容量低的電池卻依然堅硬。許多國內的電芯廠(chǎng)家往往以這個(gè)方法來(lái)獲得高容量的電池。而用戶(hù)運用半年今后待機時(shí)刻卻是差得一塌糊涂。

    民用的那些AA鎳氫電池(便是五號電池),一般是1400mAh,卻也有標超高容量的(1600mAh),道理也是一樣。

    ★進(jìn)步容量的代價(jià)便是獻身循環(huán)壽數,廠(chǎng)家不在電池材料的改性上下文章,是不可能真實(shí)“進(jìn)步”電池容量的。

    9.充飽的電池進(jìn)行存儲好嗎?

    鋰離子電池有一個(gè)特性非常不好,便是鋰離子電池的時(shí)效(或稱(chēng)老化,老外稱(chēng)為aging),便是鋰離子電池在存儲一段時(shí)刻后,即使不進(jìn)行循環(huán)運用,其部分容量也會(huì )永久的喪失,這是由于鋰離子電池的正負極材料從一出廠(chǎng)就現已開(kāi)始了它的衰竭歷程。不同的溫度和電池充飽狀態(tài),其時(shí)效后果不同,以下數據摘自參考文獻[1],以容量的百分比形式列出:

    存儲溫度--40%充電狀態(tài)-------100%充電狀態(tài)

    0度-------98%(一年今后)-----94%(一年今后)

    25度------96%(一年今后)-----80%(一年今后)

    40度------85%(一年今后)-----65%(一年今后)

    60度------75%(一年今后)-----60%(3個(gè)月今后)

    由此可見(jiàn),存儲溫度越高和電池充的越飽,其容量損失就越厲害。所以不推薦長(cháng)期的保存鋰離子電池,反之,廠(chǎng)家應該象對待腐朽的食物一樣將其回收。用戶(hù)要密切留意電池的生產(chǎn)日期。

    假如用戶(hù)手中有擱置的電池,那么專(zhuān)家推薦的存儲條件為充電水平是40%,存儲溫度低于15度或更低。

    而鎳氫電池和鎳鎘電池則簡(jiǎn)直不受這個(gè)時(shí)效效果,長(cháng)期存儲的鎳基電池在進(jìn)行幾個(gè)深充深放今后就能夠恢復其原始容量了。

    10.座充的綠燈亮了今后在多充一個(gè)小時(shí)有用嗎?

    綠燈只是一個(gè)指示,真實(shí)充飽與否在于座充對電池充電過(guò)程的操控和判斷。以4.2V的鋰離子電池為例評論這個(gè)問(wèn)題。

    首先是操控,操控對電池的輸出是先恒流,后恒壓(電流逐漸減小

    然后是判斷,判斷電流小于某個(gè)電流值時(shí),顯現綠燈,由于模數轉換的精度和本身的電壓精度是受限制的,座充通常設定這個(gè)電流值為50mA,此時(shí)顯現綠燈,那么電池確實(shí)離它真實(shí)的充飽還有10%不到(據我所測,現在的鋰離子電池以50mA截止充電的話(huà),其容量現已能夠達到95%,充電接受能力大大進(jìn)步現在的問(wèn)題是座充接下去在干什么:

    A.假如接下去,座充完全關(guān)斷充電回路,沒(méi)有繼續進(jìn)行恒壓充電,那么在座充上再放置10個(gè)小時(shí)也是于事無(wú)補。許多的座充規劃方案便是這樣的,比方TI(德州儀器)的BQ2057系列充電芯片,linear(凌特)的LT1800系列都是如此。

    B.座充繼續進(jìn)行恒壓充電,并嚴厲操控電壓不超出4.2V,無(wú)疑再多充一個(gè)小時(shí),確實(shí)能夠增加電池的容量。

    C.座充繼續充電,但是它的電流操控很糟糕,不小心就使電池超出了4.2V,而且繼續往上跑。由于鋰離子電池不能吸收任何過(guò)充。持續對電池施加電流,就會(huì )造成這個(gè)后果,那么過(guò)充就發(fā)生了。這個(gè)當然是規劃不好的座充,比方常見(jiàn)的即可充鋰離子電池又可充鎳氫電池的十幾塊錢(qián)的“蛋充”

    D.還有一種充電辦理芯片,比方maxim(美信)的1679芯片,與許多手機充電辦理相同,它采用脈沖方法充電,它在顯現綠燈的時(shí)分,便是鋰離子電池現已100%充飽了,當然再放置一個(gè)小時(shí),它也不會(huì )過(guò)充,顯然又是在做無(wú)用功。

    用戶(hù)實(shí)際上不知道綠燈亮了今后座充到底在干什么,A或B或D,都有可能,座充闡明書(shū)不寫(xiě)這些東西的。掃除不合格的座充,我們其實(shí)應該相信合格和原裝的座充,綠燈亮著(zhù)的話(huà),為什么不取下來(lái)用呢?這對用戶(hù)實(shí)際沒(méi)有什么太大的影響,充的不飽又不影響循環(huán)壽數(如上第7點(diǎn)所述),95%的容量也是能夠接受的。除非有愛(ài)好者能深入分析自己的座充到底是以那種方法的在充電,否則我們不妨------★亮綠燈后就取下來(lái)用。

    11.座充充電比直充飽嗎?

    看完了前面的婆婆***話(huà),這個(gè)問(wèn)題便是最好答復的了,問(wèn)題的實(shí)質(zhì)便是充電方法的區別。

    ★不存在座充一定比直充充的飽的說(shuō)法,也不存在直充一定比座充充的飽的說(shuō)法。重要的是它們的充電方法是不是能最快最大的充飽電池.
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