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如何正確的運用鋰電池

點擊數:12722019-09-18 15:13:59 來源: 惠州市君邦科技有限公司—鋰電池生產廠家

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時刻經受特定的工作循環后,自動堅持這一特定的傾向。這個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(俗稱鎳氫)電池不受這個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。

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

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

關于長期沒有進行exercise的鎳鎘電池,會由于回憶效應的累計,無法用exercise進行容量回復,這時則需求更深的放電(老外稱recondition),這是一種用很小的電流長時刻對電池放電到0.4V每節的一個過程,需求專業的設備進

關于鎳氫電池,exercise進行的頻率大概每三個月一次即可有效的緩解回憶效應。由于鎳氫電池的循環壽數遠遠低于鎳鎘電池,簡直用不到recondition這個方法。

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

▲建議2:用一個電阻接電池的正負極進行放電是不可取的,電流沒法操控,容易過放到0V,甚至導致串聯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,但這不是用戶的要做的事。我參觀過鋰離子電池的生產廠,鋰離子電池在出廠以前要經過如下過程:

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,如此進行幾個循環,使電極充分浸潤電解液,充分活化,以容量達到要求為止,這個便是激活過程---分容,便是測驗電池的容量選取不同功能(容量)的電池進行歸類,劃分電池的等級,進行容量匹配等。這樣出來的鋰離子電池到用戶手上現已是激活過的了。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的。其中有些電池的激活過程需求電池處于開口狀態,激活今后再封口,這個工序也只可能有電芯生產廠家來完成了。

這里存在一個問題,便是電池廠出廠的電池到用戶手上,這個時刻有時會很長,短則1個月,長則半年,這個時分,由于電池電極材料會鈍化,所以廠家建議初次運用的電池最好進行3~5次完全充放過程,以便消除電極材料的鈍化,達到最大容量。

在2001年頒布的三個關于鎳氫。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,對電池能夠進行5次深充深放,當有一次符合規則時,實驗即可停止。這很好的解釋了我說的這個現象。

★那么稱之為“第二次激活”也是能夠的,用戶初次運用的“新”電池盡量進行幾次深充放循環。

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

3.前三非必須充12小時嗎?

早期的手機鎳氫電池由于需求補充和涓流充電過程,要達到最完美的充飽狀態,可能需求5個小時左右,但是也是不需求12個小時的。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刻無需12個小時。

關于鋰離子電池有人會問,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窮小的時分才是真實的深充。我曾經畫出恒壓階段電流減小對時刻的曲線,對它進行多次曲線擬合,發現這個曲線能夠用1/x的函數方法接近與零電流,實際測驗時由于鋰離子電池本身存在的自放電現象,這個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),它的充電時刻可能為10小時---這個由于儀器精度的問題,現已無法精確獲得,但是從0.01C到0.001C獲的容量經計算僅為1.7mAh,以多用的7個多小時來換取這僅僅的千分之三不到的容量是沒有任何實際意義的。

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達到4.2V的限制電壓,它根本沒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。

有人曾經用手機顯現充飽后,再用座充進行充電來確認手機的充飽程度,這個測驗方法欠嚴謹。

首先座充顯現綠燈不是檢測真實充飽與否的一個依據。

★★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)狀態時的鋰離子電池的電壓。

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

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,卻繼續進行充電。

4.充電電池有最佳狀態嗎?

有一種說法便是,充電電池運用得當,會在某一段循環范圍出現最佳的狀態,便是容量最大。這個要分情況,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,防止回憶效應的發生和累計),一般會在100~200個循環處達到其容量的最大值,比方出廠容量為1000mAh的鎳氫電池用了120次循環后,其容量有可能達到1100mAh.簡直所有的日本鎳氫電池生產商的技術規格書中描繪鎳基電池的循環特性的圖上我都能看到這樣的描繪。

★鎳基電池有最佳狀態,一般在100~200循環次數之間達到其最大容量

關于液態鋰離子電池,卻根本不存在這樣一個循環容量的駝峰現象,從鋰離子電池出廠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功能的時分也從來沒有看到過有容量上升的跡象。

★鋰離子電池沒有最佳狀態。

值得一提的是,鋰離子電池更容易受環境溫度的變化而表現不同的功能,在25~40度的環境溫度會表現其最好功能,而低溫或高溫狀態,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境,防止高低溫現象,比方手機放在汽車的前臺上,中午的太陽直射很容易就能夠使其超越60度,北方的用戶的電池待機時刻,同等網絡情況下,就沒有南方的用戶長了。

5.真的是充電電流越大,充電越快嗎?

“論手機電池的充電時刻”一文中現已講了這個問題,關于恒流充電的鎳基電池,能夠這么說,而對應鋰離子電池,這個是不完全正確的。

★★關于鋰離子電池的充電,在一定電流范圍內(1.5C~0.5C),進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,關于充電辦理在手機里面的,設定相同一個直充(實際應稱為電源適配器)的輸出如:5.3V600mA

A.充電辦理是開關方法(高頻脈寬調整PWM方法),這個充電方法,手機并沒有完全利用直充的輸出能力,直充工作在恒壓段,輸出5.3V,此時真實的充電電流由手機的充電辦理進行調整,而且肯定要小于600mA,一般在300~400mA.這個時分,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580mAh.

★這時直充上標的輸出電流就不等于實際充電電流

B.充電辦理為脈沖方法的,這個充電方法,手機完全利用了直充的限流電流,便是用了600mA在電池上,這個時分,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,這個就沒什么好說的,它的輸出寫的很理解,比方輸出:4.2V500mA,這個便是鋰離子電池恒流恒壓兩個數據了

7.循環充放電一次便是少一次壽數嗎?

循環便是運用,我們是在運用電池,關懷的是運用的時刻,為了衡量充電電池的到底能夠運用多長時刻這樣一個功能,就規則了循環次數的定義。實際的用戶運用千變萬化,由于條件不同的實驗是沒有可比性的,要有比較就必須規范循環壽數的定義。

國標如是規則鋰離子電池的循環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。當有一次放電時刻小于36分鐘時實驗結束,循環次數必須大于300次。

解釋:

A.這個定義規則了循環壽數的測驗是以深充深放方法進行的

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

實際上,不同的循環制度得到的循環次數是截然不同的,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類型的電池進行循環壽數測驗,這樣這個電池就現已不是深充方法了,最后測驗得到循環壽數次數能夠進步近60%.那么假如把截止電壓進步到3.9V進行測驗,其循環次數應該能夠增加數倍。

這個關于循環一次就少一次壽數的說法現已有許多友人進行了評論,我只是補充闡明一下而已,我們在議論循環次數的時分不能忽視循環的條件,

●拋開規則議論循環次數是沒有任何意義的,由于循環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關機再充電。這個完全沒有必要。

實際上,用戶不可能按照國標測驗模式對電池進行運用,沒有一個手機會在2.75V才關機,而其放電模式也不是大電流恒流放電,而是GSM的脈沖放電和平時的小電流放電混合的方法。

有別的一種關于循環壽數的衡量方法,便是時刻。有專家提出一般民用的鋰離子電池的壽數是2~3年,結合實際的情況,比方以60%的容量為壽數的停止,加上鋰離子電池的時效效果(參考第9點),用時刻來表述循環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刻,沒有次數,比方10年。

★★★所以,關于鋰離子電池,沒有必要用到關機再充電,鋰離子電池本來就適合用隨時充電的方法進行運用,這也是他針對鎳氫電池的最大優勢之一,請我們善加利用這個特性。

8.電池容量越高越好嗎?

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

但是相同的電池類型,標稱容量(比方600mAh)也相同,實際測的初始容量不同:比方一個為660mAh,另一個是605mAh,那么660mAh的就比605mAh的好嗎。

實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。許多國內的電芯廠家往往以這個方法來獲得高容量的電池。而用戶運用半年今后待機時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。

★進步容量的代價便是獻身循環壽數,廠家不在電池材料的改性上下文章,是不可能真實“進步”電池容量的。

9.充飽的電池進行存儲好嗎?

鋰離子電池有一個特性非常不好,便是鋰離子電池的時效(或稱老化,老外稱為aging),便是鋰離子電池在存儲一段時刻后,即使不進行循環運用,其部分容量也會永久的喪失,這是由于鋰離子電池的正負極材料從一出廠就現已開始了它的衰竭歷程。不同的溫度和電池充飽狀態,其時效后果不同,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-------100%充電狀態

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個月今后)

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

假如用戶手中有擱置的電池,那么專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直不受這個時效效果,長期存儲的鎳基電池在進行幾個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小時有用嗎?

綠燈只是一個指示,真實充飽與否在于座充對電池充電過程的操控和判斷。以4.2V的鋰離子電池為例評論這個問題。

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,判斷電流小于某個電流值時,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,座充通常設定這個電流值為50mA,此時顯現綠燈,那么電池確實離它真實的充飽還有10%不到(據我所測,現在的鋰離子電池以50mA截止充電的話,其容量現已能夠達到95%,充電接受能力大大進步現在的問題是座充接下去在干什么:

A.假如接下去,座充完全關斷充電回路,沒有繼續進行恒壓充電,那么在座充上再放置10個小時也是于事無補。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.座充繼續進行恒壓充電,并嚴厲操控電壓不超出4.2V,無疑再多充一個小時,確實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充。持續對電池施加電流,就會造成這個后果,那么過充就發生了。這個當然是規劃不好的座充,比方常見的即可充鋰離子電池又可充鎳氫電池的十幾塊錢的“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,它在顯現綠燈的時分,便是鋰離子電池現已100%充飽了,當然再放置一個小時,它也不會過充,顯然又是在做無用功。

用戶實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,座充闡明書不寫這些東西的。掃除不合格的座充,我們其實應該相信合格和原裝的座充,綠燈亮著的話,為什么不取下來用呢?這對用戶實際沒有什么太大的影響,充的不飽又不影響循環壽數(如上第7點所述),95%的容量也是能夠接受的。除非有愛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------★亮綠燈后就取下來用。

11.座充充電比直充飽嗎?

看完了前面的婆婆***話,這個問題便是最好答復的了,問題的實質便是充電方法的區別。

★不存在座充一定比直充充的飽的說法,也不存在直充一定比座充充的飽的說法。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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