鋰電池的正確使用方法你知多少
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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(jīng)量產(chǎn)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(biāo)注了Li-ion的,一定是鋰離子電池。但不一定就是液體鋰離子電池,也有可能是聚合物鋰離子電池。鋰離子電池是鋰電池的改進(jìn)型產(chǎn)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(shí)不太安全,經(jīng)常會(huì)在充電時(shí)出現(xiàn)燃燒、爆裂的情況,后來就有了改進(jìn)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(dá)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(qū)分它們,從電池的標(biāo)識上就能識別,鋰電池為Li、鋰離子電池為Li-ion。現(xiàn)在,筆記本和手機(jī)使用的所謂“鋰電池”,其實(shí)都是鋰離子電池?,F(xiàn)代電池的基本構(gòu)造包括正極、負(fù)極與電解質(zhì)三項(xiàng)要素。作為電池的一種,鋰離子電池同樣具有這三個(gè)要素。一般鋰離子技術(shù)使用液體或無機(jī)膠體電解液,因此需要堅(jiān)固的外殼來容納可燃的活性成分,這就增加了電池的重量和成本,也限制了尺寸大小和造型的靈活性。一般而言,液體鋰離子二次電池的最小厚度是6mm,再減少就比較困難。而所謂聚合物鋰離子電池是在這三種主要構(gòu)造中至少有一項(xiàng)或一項(xiàng)以上使用高分子材料作為其主要的電池系統(tǒng)。新一代的聚合物鋰離子電池在聚合物化的程度上已經(jīng)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(shè)計(jì)的靈活性,從而可以配合產(chǎn)品需求,做成任何形狀與容量的電池。同時(shí),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、安全性、工作溫度范圍、循環(huán)壽命與環(huán)保性能等方面都較鋰離子電池有大幅度的提高。目前市面上所銷售的液體鋰離子(LiB)電池在過度充電的情形下,容易造成安全閥破裂因而起火的情形,這是非常危險(xiǎn)的,所以必需加裝保護(hù)IC線路以確保電池不會(huì)發(fā)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(hù)IC線路方面的要求可以適當(dāng)放寬。此外在充電方面,聚合物鋰離子電池可以利用IC定電流充電,與鋰離子二次電池所采用的CCCV(Constant Currert-Constant Voltage)充電方式所需的時(shí)間比較起來,可以縮短許多的等待時(shí)間。
二、手機(jī)制造商對鋰電池的應(yīng)用情況
雖然近幾年來幾乎所有廠家都已經(jīng)傾向于采用鋰離子電池,但世界各大手機(jī)制造商對電池的選擇還是有自己的特點(diǎn)和習(xí)慣,例如曾經(jīng)在相同的一段歷史時(shí)期里:
諾基亞:采用Ni-MH(鎳氫)電池、LiB(液體鋰離子)電池,未采用LiP(聚合物鋰離子)電池。
愛立信:采用Ni-MH電池、LiB電池、LiP電池。
摩托羅拉:采用Ni-MH電池、LiB電池,未采用LiP電池。
不難發(fā)現(xiàn),從為手機(jī)最早選用LiP聚合物鋰離子電池這件事情上,愛立信體現(xiàn)出自己手機(jī)技術(shù)先驅(qū)的本色。根據(jù)我查找到的資料表明,目前聚合物鋰離子電池主要制造廠為日本SONY、松下、GS等幾家公司,2000年的生產(chǎn)量達(dá)到2100萬只,其中50%為愛立信手機(jī)配套。進(jìn)入2002年的今天,鋰離子電池在其它手機(jī)廠商的手機(jī)上也已廣泛的應(yīng)用與普及。但在聚合物鋰離子電池的使用上,還遠(yuǎn)沒有達(dá)到在所有手機(jī)廠家的產(chǎn)品中得到普及的程度,廣泛應(yīng)用還有待時(shí)日。另一方面,雖然鋰離子電池優(yōu)點(diǎn)多多,但也有缺陷,如價(jià)格高和充放電次數(shù)少等等。鋰電池的充放電次數(shù)只有400-600次,經(jīng)過特殊改進(jìn)的產(chǎn)品也不過 800多次。而鎳氫電池的充電次數(shù)能夠達(dá)到700次以上,某些質(zhì)量好的產(chǎn)品充放電可達(dá)1200次,這樣一比較,鎳氫電池要比鋰電池長壽。此外鎳氫電池的價(jià)格也要比鋰電池低很多。而且嚴(yán)格說來,鋰電池同樣會(huì)有記憶效應(yīng),只是它的記憶效應(yīng)非常低,基本上可以忽略不計(jì)。由此看來,目前還沒有十全十美電池。
三、鋰離子電池的使用
這部分是本文的重點(diǎn),我們分三點(diǎn)來談。
1、如何為新電池充電
在使用鋰電池中應(yīng)注意的是,電池放置一段時(shí)間后則進(jìn)入休眠狀態(tài),此時(shí)容量低于正常值,使用時(shí)間亦隨之縮短。但鋰電池很容易激活,只要經(jīng)過3—5 次正常的充放電循環(huán)就可激活電池,恢復(fù)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(yīng)。因此用戶手機(jī)中的新鋰電池在激活過程中,是不需要特別的方法和設(shè)備的。不僅理論上是如此,從我自己的實(shí)踐來看,從一開始就采用標(biāo)準(zhǔn)方法充電這種“自然激活”方式是最好的。對于鋰電池的“激活”問題,眾多的說法是:充電時(shí)間一定要超過12小時(shí),反復(fù)做三次,以便激活電池。這種“前三次充電要充12小時(shí)以上”的說法,明顯是從鎳電池(如鎳鎘和鎳氫)延續(xù)下來的說法。所以這種說法,可以說一開始就是誤傳。鋰電池和鎳電池的充放電特性有非常大的區(qū)別,而且可以非常明確的告訴大家,我所查閱過的所有嚴(yán)肅的正式技術(shù)資料都強(qiáng)調(diào)過充和過放電會(huì)對鋰電池、特別是液體鋰離子電池造成巨大的傷害。因而充電最好按照標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間和標(biāo)準(zhǔn)方法充電,特別是不要進(jìn)行超過12個(gè)小時(shí)的超長充電。通常,手機(jī)說明書上介紹的充電方法,就是適合該手機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)充電方法。此外,鋰電池的手機(jī)或充電器在電池充滿后都會(huì)自動(dòng)停充,并不存在鎳電充電器所謂的持續(xù)10幾小時(shí)的“涓流”充電。也就是說,如果你的鋰電池在充滿后,放在充電器上也是白充。而我們誰都無法保證電池的充放電保護(hù)電路的特性永不變化和質(zhì)量的萬無一失,所以你的電池將長期處在危險(xiǎn)的邊緣徘徊。這也是我們反對長充電的另一個(gè)理由。此外在對某些手機(jī)上,充電超過一定的時(shí)間后,如果不去取下充電器,這時(shí)系統(tǒng)不僅不停止充電,還將開始放電-充電循環(huán)。也許這種做法的廠商自有其目的,但顯然對電池和手機(jī)/充電器的壽命而言是不利的。同時(shí),長充電需要很長的時(shí)間,往往需要在夜間進(jìn)行,而以我國電網(wǎng)的情況看,許多地方夜間的電壓都比較高,而且波動(dòng)較大。前面已經(jīng)說過,鋰電池是很嬌貴的,它比鎳電在充放電方面耐波動(dòng)的能力差得多,于是這又帶來附加的危險(xiǎn)。此外,不可忽視的另外一個(gè)方面就是鋰電池同樣也不適合過放電,過放電對鋰電池同樣也很不利。這就引出下面的問題。
2、正常使用中應(yīng)該何時(shí)開始充電
在我們的論壇上,經(jīng)??梢砸姷竭@種說法,因?yàn)槌浞烹姷拇螖?shù)是有限的,所以應(yīng)該將手機(jī)電池的電盡可能用光再充電。但是我找到一個(gè)關(guān)于鋰離子電池充放電循環(huán)的實(shí)驗(yàn)表,關(guān)于循環(huán)壽命的數(shù)據(jù)列出如下:
循環(huán)壽命 (10%DOD):>1000次
循環(huán)壽命 (100%DOD):>200次
其中DOD是放電深度的英文縮寫。從表中可見,可充電次數(shù)和放電深度有關(guān),10%DOD時(shí)的循環(huán)壽命要比100%DOD的要長很多。當(dāng)然如果折合到實(shí)際充電的相對總?cè)萘浚?0%*1000=100,100%*200=200,后者的完全充放電還是要比較好一些,但前面網(wǎng)友的那個(gè)說法要做一些修正:在正常情況下,你應(yīng)該有保留地按照電池剩余電量用完再充的原則充電,但假如你的電池在你預(yù)計(jì)第2天不可能堅(jiān)持整個(gè)白天的時(shí)候,就應(yīng)該及時(shí)開始充電,當(dāng)然你如果愿意背著充電器到辦公室又當(dāng)別論。而你需要充電以應(yīng)付預(yù)計(jì)即將到來的會(huì)導(dǎo)致通訊繁忙的重要事件的時(shí)候,即使在電池尚有很多余電時(shí),那么你也只管提前充電,因?yàn)槟悴]有真正損失“1”次充電循環(huán)壽命,也就是“0.x”次而已,而且往往這個(gè)x會(huì)很小。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(gè)說法,就是“盡量把手機(jī)電池的電量用完,最好用到自動(dòng)關(guān)機(jī)”。這種做法其實(shí)只是鎳電池上的做法,目的是避免記憶效應(yīng)發(fā)生,不幸的是它也在鋰電池上流傳之今。曾經(jīng)有人因?yàn)槭謾C(jī)電池電量過低的警告出現(xiàn)后,仍然不充電繼續(xù)使用一直用到自動(dòng)關(guān)機(jī)的例子。結(jié)果這個(gè)例子中的手機(jī)在后來的充電及開機(jī)中均無反應(yīng),不得不送客服檢修。這其實(shí)就是由于電池因過度放電而導(dǎo)致電壓過低,以至于不具備正常的充電和開機(jī)條件造成的。
3、對鋰電池手機(jī)的正確做法
歸結(jié)起來,我對鋰電池手機(jī)在使用中的充放電問題最重要的提示是:
1、按照標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)間和程序充電,即使是前三次也要如此進(jìn)行;
2、當(dāng)出現(xiàn)手機(jī)電量過低提示時(shí),應(yīng)該盡量及時(shí)開始充電;
3、鋰電池的激活并不需要特別的方法,在手機(jī)正常使用中鋰電池會(huì)自然激活。如果你執(zhí)意要用流傳的“前三次12小時(shí)長充電激活”方法,實(shí)際上也不會(huì)有效果。因此,所有追求12小時(shí)超長充電和把鋰電池手機(jī)用到自動(dòng)關(guān)機(jī)的做法,都是錯(cuò)誤的。如果你以前是按照錯(cuò)誤的說法做的,請你及時(shí)改正,也許為時(shí)還不晚。當(dāng)然,在手機(jī)及充電器自身保護(hù)和控制電路質(zhì)量良好的情況下,對鋰電池的保護(hù)還是有相當(dāng)保證的。所以對充電規(guī)則的理解才是重點(diǎn),在某些情況下也是可以做出某種讓步的。比如你發(fā)現(xiàn)手機(jī)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(guān)鍵在于,你應(yīng)該知道正確的做法是什么,并且不要刻意按照錯(cuò)誤的說法去做。
電池保養(yǎng)的4大誤區(qū) 以及 得到普遍認(rèn)同的電池保養(yǎng)方法
其實(shí)電池沒有太多要顧及的使用注意,換句話說是顧及也沒有太大用。一個(gè)電池能使用多少次,差別更多的來自電池本身制造中的個(gè)體差異,而不是使用方法。除了本身的電池品質(zhì)之外,電池自身的使用壽命是有限的。一旦電池下了生產(chǎn)線,其壽命就開始流逝。不管你是否使用,鋰電池的使用壽命都只在兩到三年。電池容量下降的重要原因之一還是由于氧化引起的內(nèi)部電阻增加,最后電解槽電阻會(huì)達(dá)到某個(gè)點(diǎn),盡管這時(shí)電池充滿電,但電池不能釋放已儲(chǔ)存的電量。許多朋友都認(rèn)為初次使用鋰電池應(yīng)該充電16個(gè)小時(shí)以上,這樣可以充分的激活電池,其實(shí)這樣做并沒有根據(jù),這只是當(dāng)年流行的鎳氫或鎳鎘電池的充電方法,對于鋰離子電池來說并不適用。因?yàn)檫@種以鋰聚合物為核心的電池在理論上并沒有記憶效應(yīng),即便有,也是完全可以忽略不計(jì)的。所以只需要沖3個(gè)小時(shí)左右就完全可以了,如果顯示充電已完成,并且暫時(shí)不需要外接電源使用,那么就可以拔下電源,不必再等這么長的時(shí)間了。
其實(shí)電池的保養(yǎng)一直是筆記本電腦用戶的熱門話題,而在各大筆記本論壇的電池版塊,這個(gè)話題早就已經(jīng)形成共識了。如今PSP用戶也開始關(guān)心這個(gè)話題,但實(shí)際上這里面的誤區(qū)甚多,歸根結(jié)底是來自兩個(gè)方面,一個(gè)是“思維沒有跟上鎳氫電池向鋰電池的轉(zhuǎn)變”,另外一個(gè)更搞笑,是來自手機(jī),因?yàn)槭謾C(jī)其實(shí)是大多數(shù)用戶最早接觸到的使用反復(fù)充電電池的設(shè)備,因此也會(huì)想當(dāng)然的把手機(jī)的一些習(xí)慣延伸到PSP上。我并沒有能力把大多數(shù)PSP用戶培養(yǎng)成專家,并且也沒有那個(gè)必要。世上沒有什么絕對的真理,我不會(huì)像一些唯理論至上的朋友那樣,信誓旦旦地說自己的理論一定是正確的,并且要所有人都信服于他,我只是將在各大筆記本論壇和電器工業(yè)資深工程師普遍認(rèn)同的觀點(diǎn)與大家分享。說到底,PSP是消耗品,不論你再如何努力,電池的使用年限也只在2~3年。如果您覺得為了給PSP電池帶來微乎其微到幾乎沒有效果的所謂保養(yǎng)方法,心甘情愿地去湊完全充放電時(shí)間而經(jīng)常中斷游戲,等待充電,那您不必再繼續(xù)往下看了。
下面我就把一些最容易陷入的誤區(qū)澄清一下,并且給出我認(rèn)為正確的觀點(diǎn)和做法。
誤區(qū)一:PSP買回來需要反復(fù)充放電三次以便激活電池。除非你買到的PSP是庫存一年以上的產(chǎn)品,否則就不需要這樣做,因?yàn)楝F(xiàn)在的電池電芯在出廠的時(shí)候已經(jīng)經(jīng)過激活,而電芯在封裝成PSP電池的時(shí)候又經(jīng)過一次相當(dāng)于激活的檢驗(yàn),因此你拿到手的電池,早已是被激活過的了,再做三次充放電過程只是無謂的增加電池的損耗。
誤區(qū)二:第一次充電必須充夠12小時(shí)。這對于早期那些沒有電池控制電路的鎳氫電池設(shè)備是適用的,但對于如今具有智能充放電控制模塊的PSP來說卻是個(gè)笑話,當(dāng)PSP電池充滿之后,充電電流就會(huì)被自動(dòng)切斷,并且在系統(tǒng)顯示為“外接電源”。哪怕你繼續(xù)充120個(gè)小時(shí),狀態(tài)也不會(huì)有任何變化了,一般來說,3小時(shí)也完全充滿了,剩下的“充電”只是浪費(fèi)自己的時(shí)間。反而是拿到新機(jī)器的時(shí)候應(yīng)該先把電量放光再充電。
誤區(qū)三:電池需要每月一次徹底充放。對于記憶效應(yīng)很強(qiáng)的鎳氫電池,這是必須的工作,但對于鋰電池,這個(gè)周期卻太頻繁了,鋰電池在理論上是消除記憶效應(yīng)的,即便有,也已經(jīng)大大減弱了可忽略不計(jì)的程度,如果你使用電池很頻繁,那么你應(yīng)該將電池放電到比較低(大約10~15%)再充電,但如果放電到連機(jī)器都開不了(0~1%),就屬于對鋰電池的有較大損傷的深度放電,一般來說每2個(gè)月做一次這樣的操作就可以了。如果你很少使用電池,那么只要每3個(gè)月進(jìn)行一次這樣的操作就可以了。
誤區(qū)四:邊充電邊工作,或者充電完成后會(huì)繼續(xù)使用外接電源會(huì)損害主機(jī)和電池。這是最為可笑的一個(gè)論點(diǎn)。所謂孔穴電子、次充等機(jī)理層面的理論性論調(diào),在實(shí)際中能得到多少反應(yīng)呢?電池工業(yè)學(xué)術(shù)界對此的看法首先是不統(tǒng)一的。理論尚且有分歧,如何拿來指導(dǎo)消費(fèi)者使用的實(shí)際?電池的損耗分為正常損耗和傷害性損耗,外接電源使用和邊充電邊使用真正造成的損耗程度,完全在電池正常損耗范圍以內(nèi),也就是說,無論有如何系統(tǒng)的理論化維護(hù)措施,電池都是會(huì)老化的,這就如同多么神奇的化妝品和保養(yǎng)也不能阻止美女變成老太婆,最多只是延緩而已,但表面的粉飾所起到的真正效用究竟能有多少,這絕不是理論所能解釋的——尊重實(shí)際使用經(jīng)驗(yàn)才是正確和科學(xué)的認(rèn)識觀。也許有人說,唯一避免電池老化的方法是不使用(所以很多人會(huì)選擇將電池拿下來),但這樣一來令PSP便攜性失去意義,二來電池即便在封存狀態(tài)下,也是隨著時(shí)間的延長而自然老化的。電池實(shí)際上是一種半易耗品,只要電池為你帶來了足夠的便捷和快樂,我想它們的犧牲才是有價(jià)值的。所以,現(xiàn)今已得到普遍認(rèn)同的電池保養(yǎng)和使用方法觀點(diǎn)如下:
1.應(yīng)避免完全放電(使用到黑屏斷電)
2.經(jīng)常對鋰電池充放電、未放盡時(shí)充電或使用外接電源、邊充電邊使用,或充電完成后繼續(xù)使用外接,均不會(huì)對電池造成額外的損耗。
3.長期不使用時(shí),應(yīng)將鋰電池取出,置于陰涼干燥處。切不要進(jìn)行冷凍,避免水氣侵蝕。避免放在高溫的汽車內(nèi)使用。如長時(shí)間保存,將電池充到40%后放置
4. 作為筆記本用戶,如果多數(shù)時(shí)間是使用固定電源,可以取下電池置于陰涼處,但這只是出于對電池如溫度、濕度等環(huán)境因素的改善。作為PSP來講,裝有電池的情況下使用外接電源是不會(huì)對電池造成額外的傷害。并且出于對便攜和保護(hù)電池蓋、金屬觸點(diǎn)的理念,建議不要因?yàn)槭褂猛饨与娫矗l繁拆卸電池。
5. 避免購買備用的鋰電池進(jìn)行存儲(chǔ),因?yàn)殡姵丶幢悴皇褂?,其使用壽命也是在自然折損的,因此在電池有限的生存時(shí)間內(nèi),最大限度地使用才是體現(xiàn)電池價(jià)值的,而不是用種種不切實(shí)際的理論來折磨自己和用來娛樂的PSP。
以上為我個(gè)人使用筆記本、PDA多年,為了自己的機(jī)器保養(yǎng),在各大電器專業(yè)論壇上請教資深會(huì)員、專業(yè)斑竹和許多業(yè)內(nèi)電子電器工程師所得到的普遍共識,希望會(huì)對國度使用PSP的朋友作為一個(gè)參考,當(dāng)然,每個(gè)人都有自己的喜好和保養(yǎng)方法,只要玩得開心,用得舒心就可以了,我相信作為民用電器消費(fèi)者,我們的想法或結(jié)論未必都是正確的,不必迷信某種說法,也不必迷信什么權(quán)威的理論,實(shí)際使用的效果和自身經(jīng)驗(yàn)的累計(jì)才是你最寶貴的收獲。
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