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如何正确的运用锂电池

点击数:9792019-09-18 15:13:59 来源: 4166金沙首页—锂电池生产厂家

如何正确的运用锂电池

1、认识回忆效应

电池回忆效应是指电池的可逆失效,即电池失效后可从头回复的功能。回忆效应是指电池长时刻经受特定的工作循环后,自动坚持这一特定的倾向。这个最早定义在镍镉电池,镍镉的袋式电池不存在回忆效应,烧结式电池有回忆效应。而现在的镍金属氢(俗称镍氢)电池不受这个回忆效应定义的约束。

由于现代镍镉电池工艺的改善,上述的回忆效应现已大幅度的降低,而别的一种现象替换了这个定义,便是镍基电池的“晶格化”,通常情况,镍镉电池受这两种效应的综合影响,而镍氢电池则只受“晶格化”回忆效应的影响,而且影响较镍镉电池的为小。

在实际应用中,消除回忆效应的方法有严厉的规范和一个操作流程。操作不当会适得其反。

关于镍镉电池,正常的维护是定期深放电:均匀每运用一个月(或30次循环)进行一次深放电(放电到1.0V/每节,老外称之为exercise),平常运用是尽量用光电池或用到关机等手段能够缓解回忆效应的形成,但这个不是exercise,由于仪器(如手机)是不会用到1.0V/每节才关机的,必需求专门的设备或线路来完成这项工作,幸好许多镍氢电池的充电器都带有这个功能。

关于长期没有进行exercise的镍镉电池,会由于回忆效应的累计,无法用exercise进行容量回复,这时则需求更深的放电(老外称recondition),这是一种用很小的电流长时刻对电池放电到0.4V每节的一个过程,需求专业的设备进

关于镍氢电池,exercise进行的频率大概每三个月一次即可有效的缓解回忆效应。由于镍氢电池的循环寿数远远低于镍镉电池,简直用不到recondition这个方法。

▲建议1:每次充电以前对电池放电是没有必要,而且是有害的,由于电池的运用寿数无谓的减短了。

▲建议2:用一个电阻接电池的正负极进行放电是不可取的,电流没法操控,容易过放到0V,甚至导致串联电池组的电池极性反转

2、电池需求激活吗?

答复是电池需求激活,但这不是用户的要做的事。我参观过锂离子电池的生产厂,锂离子电池在出厂以前要经过如下过程:

锂离子电池壳灌输电解液---封口----化成,便是恒压充电,然后放电,如此进行几个循环,使电极充分浸润电解液,充分活化,以容量达到要求为止,这个便是激活过程---分容,便是测验电池的容量选取不同功能(容量)的电池进行归类,划分电池的等级,进行容量匹配等。这样出来的锂离子电池到用户手上现已是激活过的了。我们我们常用的镍镉电池和镍氢电池也是如此化成激活今后才出厂的。其中有些电池的激活过程需求电池处于开口状态,激活今后再封口,这个工序也只可能有电芯生产厂家来完成了。

这里存在一个问题,便是电池厂出厂的电池到用户手上,这个时刻有时会很长,短则1个月,长则半年,这个时分,由于电池电极材料会钝化,所以厂家建议初次运用的电池最好进行3~5次完全充放过程,以便消除电极材料的钝化,达到最大容量。

在2001年颁布的三个关于镍氢。镍镉和锂离子电池的国标中,其初始容量的检测均有明确规则,对电池能够进行5次深充深放,当有一次符合规则时,实验即可停止。这很好的解释了我说的这个现象。

★那么称之为“第二次激活”也是能够的,用户初次运用的“新”电池尽量进行几次深充放循环。

●然而据我的测验(针对锂离子电池),存储期在1~3个月之内的锂离子电池,对它进行深充深放的循环处理,其容量进步现象简直不存在。(我在专题评论区有关于电池激活的测验报告)

3.前三非必须充12小时吗?

早期的手机镍氢电池由于需求补充和涓流充电过程,要达到最完美的充饱状态,可能需求5个小时左右,但是也是不需求12个小时的。而锂离子电池的恒流恒压充电特性更是决定了它的深充电时刻无需12个小时。

关于锂离子电池有人会问,既然恒压阶段锂离子电池的电流逐渐减小,是不是当电流小到无穷小的时分才是真实的深充。我曾经画出恒压阶段电流减小对时刻的曲线,对它进行多次曲线拟合,发现这个曲线能够用1/x的函数方法接近与零电流,实际测验时由于锂离子电池本身存在的自放电现象,这个零电流是永远不可能抵达的。

以600mAh的电池为例,设置截至电流为0.01C(即6mA),它的1C充电时刻不超越150分钟,那么设置截至电流为0.001C(即0.6mA),它的充电时刻可能为10小时---这个由于仪器精度的问题,现已无法精确获得,但是从0.01C到0.001C获的容量经计算仅为1.7mAh,以多用的7个多小时来换取这仅仅的千分之三不到的容量是没有任何实际意义的。

何况,还有其它的充电方法,比方脉冲充电方法使锂离子电池来达到4.2V的限制电压,它根本没有截止最小电流判断阶段,一般150分钟后它便是100%充饱了。许多手机都是用脉冲充电方法的。

有人曾经用手机显现充饱后,再用座充进行充电来确认手机的充饱程度,这个测验方法欠严谨。

首先座充显现绿灯不是检测真实充饱与否的一个依据。

★★检测锂离子电池充饱与否的唯一终究的方法便是测验在不充电(也不放电)状态时的锂离子电池的电压。

所谓恒压阶段电流减小其真实的目的便是逐渐减小在电池内阻上因充电电流而发生的附加电压,当电流小到0.01C,比方6mA,这个电流乘与电池内阻(一般在200毫欧之内)仅为1mV,能够以为这时的电压便是无电流状态的电池电压。

其次,手机的基准电压不一定等于座充的基准电压,手机以为充饱的电池到了座充上,座充却不以为现已充饱,却继续进行充电。

4.充电电池有最佳状态吗?

有一种说法便是,充电电池运用得当,会在某一段循环范围出现最佳的状态,便是容量最大。这个要分情况,密封的镍氢电池和镍镉电池,假如运用得当(比方定期的维护,防止回忆效应的发生和累计),一般会在100~200个循环处达到其容量的最大值,比方出厂容量为1000mAh的镍氢电池用了120次循环后,其容量有可能达到1100mAh.简直所有的日本镍氢电池生产商的技术规格书中描绘镍基电池的循环特性的图上我都能看到这样的描绘。

★镍基电池有最佳状态,一般在100~200循环次数之间达到其最大容量

关于液态锂离子电池,却根本不存在这样一个循环容量的驼峰现象,从锂离子电池出厂到终究电池报废为止,其容量的表现便是用一次少一次。我在对锂离子电池做循环功能的时分也从来没有看到过有容量上升的迹象。

★锂离子电池没有最佳状态。

值得一提的是,锂离子电池更容易受环境温度的变化而表现不同的功能,在25~40度的环境温度会表现其最好功能,而低温或高温状态,他的功能就大打折扣了。要使你的锂离子电池充分展现它的容量,一定要细心的注意运用环境,防止高低温现象,比方手机放在汽车的前台上,中午的太阳直射很容易就能够使其超越60度,北方的用户的电池待机时刻,同等网络情况下,就没有南方的用户长了。

5.真的是充电电流越大,充电越快吗?

“论手机电池的充电时刻”一文中现已讲了这个问题,关于恒流充电的镍基电池,能够这么说,而对应锂离子电池,这个是不完全正确的。

★★关于锂离子电池的充电,在一定电流范围内(1.5C~0.5C),进步恒流恒压充电方法的恒流电流值,并不能缩短充饱锂离子电池的时刻。

6.直充标的输出电流就等于充电电流吗?

这就要评论手机的充电方法了,关于充电办理在手机里面的,设定相同一个直充(实际应称为电源适配器)的输出如:5.3V600mA

A.充电办理是开关方法(高频脉宽调整PWM方法),这个充电方法,手机并没有完全利用直充的输出能力,直充工作在恒压段,输出5.3V,此时真实的充电电流由手机的充电办理进行调整,而且肯定要小于600mA,一般在300~400mA.这个时分,我们看到的直充的输出电流就不是手机的充电电流。比方motorola的许多直充其输出为5.0V1A,真实对电池充电的也就用到了500mA足矣,由于手机的电池容量也不过580mAh.

★这时直充上标的输出电流就不等于实际充电电流

B.充电办理为脉冲方法的,这个充电方法,手机完全利用了直充的限流电流,便是用了600mA在电池上,这个时分,直充的输出电流便是充电电流了。

当然以上的都是指在锂离子电池的恒流阶段或镍氢电池的充电而言。

假如手机没有充电办理,把充电的办理移到了直充上,比方许多的CDMA手机都是如此,这个就没什么好说的,它的输出写的很理解,比方输出:4.2V500mA,这个便是锂离子电池恒流恒压两个数据了

7.循环充放电一次便是少一次寿数吗?

循环便是运用,我们是在运用电池,关怀的是运用的时刻,为了衡量充电电池的到底能够运用多长时刻这样一个功能,就规则了循环次数的定义。实际的用户运用千变万化,由于条件不同的实验是没有可比性的,要有比较就必须规范循环寿数的定义。

国标如是规则锂离子电池的循环寿数测验条件及要求:在25度室温条件下以恒流恒压方法1C的充电制度充电150分钟,以恒流1C的放电制度放电到2.75V截止为一次循环。当有一次放电时刻小于36分钟时实验结束,循环次数必须大于300次。

解释:

A.这个定义规则了循环寿数的测验是以深充深放方法进行的

B.规则了循环寿数按照这个模式执行后必须超越300次今后容量仍然有60%以上

实际上,不同的循环制度得到的循环次数是截然不同的,比方以上其它的条件不变,仅仅把4.2V的恒压电压改为4.1V的恒压电压对同一个类型的电池进行循环寿数测验,这样这个电池就现已不是深充方法了,最后测验得到循环寿数次数能够进步近60%.那么假如把截止电压进步到3.9V进行测验,其循环次数应该能够增加数倍。

这个关于循环一次就少一次寿数的说法现已有许多友人进行了评论,我只是补充阐明一下而已,我们在议论循环次数的时分不能忽视循环的条件,

●抛开规则议论循环次数是没有任何意义的,由于循环次数是检测电池寿数的手段,而不是目的!

▲误区:许多人喜欢把手机锂离子电池用到自动关机再充电。这个完全没有必要。

实际上,用户不可能按照国标测验模式对电池进行运用,没有一个手机会在2.75V才关机,而其放电模式也不是大电流恒流放电,而是GSM的脉冲放电和平时的小电流放电混合的方法。

有别的一种关于循环寿数的衡量方法,便是时刻。有专家提出一般民用的锂离子电池的寿数是2~3年,结合实际的情况,比方以60%的容量为寿数的停止,加上锂离子电池的时效效果(参考第9点),用时刻来表述循环寿数我以为更为合理。

铅蓄电池的充电机理就相似与锂离子电池,是限流限压方法,运用的方法便是浅充浅放,他的寿数表述便是时刻,没有次数,比方10年。

★★★所以,关于锂离子电池,没有必要用到关机再充电,锂离子电池本来就适合用随时充电的方法进行运用,这也是他针对镍氢电池的最大优势之一,请我们善加利用这个特性。

8.电池容量越高越好吗?

不同类型(特别是不同体积)的电池,他的容量越高,提供运用的时刻越长。抛开体积和重量的因素,当然容量越高越好。

但是相同的电池类型,标称容量(比方600mAh)也相同,实际测的初始容量不同:比方一个为660mAh,另一个是605mAh,那么660mAh的就比605mAh的好吗。

实际情况可能是容量高的是由于电极材猜中多了增加初始容量的东西,而减少了电极稳定用的东西,其结果便是循环运用几十次今后,容量高的电池迅速容量衰竭,而容量低的电池却依然坚硬。许多国内的电芯厂家往往以这个方法来获得高容量的电池。而用户运用半年今后待机时刻却是差得一塌糊涂。

民用的那些AA镍氢电池(便是五号电池),一般是1400mAh,却也有标超高容量的(1600mAh),道理也是一样。

★进步容量的代价便是献身循环寿数,厂家不在电池材料的改性上下文章,是不可能真实“进步”电池容量的。

9.充饱的电池进行存储好吗?

锂离子电池有一个特性非常不好,便是锂离子电池的时效(或称老化,老外称为aging),便是锂离子电池在存储一段时刻后,即使不进行循环运用,其部分容量也会永久的丧失,这是由于锂离子电池的正负极材料从一出厂就现已开始了它的衰竭历程。不同的温度和电池充饱状态,其时效后果不同,以下数据摘自参考文献[1],以容量的百分比形式列出:

存储温度--40%充电状态-------100%充电状态

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个月今后)

由此可见,存储温度越高和电池充的越饱,其容量损失就越厉害。所以不推荐长期的保存锂离子电池,反之,厂家应该象对待腐朽的食物一样将其回收。用户要密切留意电池的生产日期。

假如用户手中有搁置的电池,那么专家推荐的存储条件为充电水平是40%,存储温度低于15度或更低。

而镍氢电池和镍镉电池则简直不受这个时效效果,长期存储的镍基电池在进行几个深充深放今后就能够恢复其原始容量了。

10.座充的绿灯亮了今后在多充一个小时有用吗?

绿灯只是一个指示,真实充饱与否在于座充对电池充电过程的操控和判断。以4.2V的锂离子电池为例评论这个问题。

首先是操控,操控对电池的输出是先恒流,后恒压(电流逐渐减小

然后是判断,判断电流小于某个电流值时,显现绿灯,由于模数转换的精度和本身的电压精度是受限制的,座充通常设定这个电流值为50mA,此时显现绿灯,那么电池确实离它真实的充饱还有10%不到(据我所测,现在的锂离子电池以50mA截止充电的话,其容量现已能够达到95%,充电接受能力大大进步现在的问题是座充接下去在干什么:

A.假如接下去,座充完全关断充电回路,没有继续进行恒压充电,那么在座充上再放置10个小时也是于事无补。许多的座充规划方案便是这样的,比方TI(德州仪器)的BQ2057系列充电芯片,linear(凌特)的LT1800系列都是如此。

B.座充继续进行恒压充电,并严厉操控电压不超出4.2V,无疑再多充一个小时,确实能够增加电池的容量。

C.座充继续充电,但是它的电流操控很糟糕,不小心就使电池超出了4.2V,而且继续往上跑。由于锂离子电池不能吸收任何过充。持续对电池施加电流,就会造成这个后果,那么过充就发生了。这个当然是规划不好的座充,比方常见的即可充锂离子电池又可充镍氢电池的十几块钱的“蛋充”

D.还有一种充电办理芯片,比方maxim(美信)的1679芯片,与许多手机充电办理相同,它采用脉冲方法充电,它在显现绿灯的时分,便是锂离子电池现已100%充饱了,当然再放置一个小时,它也不会过充,显然又是在做无用功。

用户实际上不知道绿灯亮了今后座充到底在干什么,A或B或D,都有可能,座充阐明书不写这些东西的。扫除不合格的座充,我们其实应该相信合格和原装的座充,绿灯亮着的话,为什么不取下来用呢?这对用户实际没有什么太大的影响,充的不饱又不影响循环寿数(如上第7点所述),95%的容量也是能够接受的。除非有爱好者能深入分析自己的座充到底是以那种方法的在充电,否则我们不妨------★亮绿灯后就取下来用。

11.座充充电比直充饱吗?

看完了前面的婆婆***话,这个问题便是最好答复的了,问题的实质便是充电方法的区别。

★不存在座充一定比直充充的饱的说法,也不存在直充一定比座充充的饱的说法。重要的是它们的充电方法是不是能最快最大的充饱电池.