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(锂电池的正确使用方法)-锂电池知识入门
电池,锂电池,充电器(锂电池的正确使用方法)-锂电池知识入门
发布时间:2020-12-06加入收藏来源:互联网点击:
锂电池的正确使用方法(锂电池知识入门)
在大家的印象中,锂电池比较娇贵,需要好好保养,很多朋友也着实下了一番工夫,希望电池能够长期健康地为我们服役。为什么往往事与愿违呢?只要购买正规渠道产品,正常使用,电池绝不会辜负我们的期望,更不会一不高兴就“自爆”与我们同归于尽。一般情况下,电池坏掉或电量总不足的问题,多是由于我们的使用、保养习惯存在问题,只需一点点小的改变,你的生活就会更轻松了。
● 需要改变的坏习惯
从镍镉、镍氢,到如今的锂电池,它们的结构与原理都发生了本质上的变化,之前流传下来的使用习惯与经验难免过时,我们不应该再用之前的方法使用锂电池,下面几个常见的坏习惯中,我们有则改之无则加勉。
(1)电池怕热又怕冷
很多人喜欢把手机放在私家车里任其暴晒,或为手机套上厚厚的“衣服”,这些习惯都会损害手机电池的寿命。锂离子在电解液和电极片中的迁移速率与温度密切相关,温度的上下波动会显著的影响锂电池的技术性能(图8)。锂电池的正常使用温度为-20℃~+55℃。当温度降到低于-20℃时,电池中的电解液会凝固,电池的内阻会变得无穷大,电池将无法使用。当温度升高到超过+55℃时,电解液会发生副反应产生大量气体,电极片中的树脂粘接剂也会变质,导致整个电池逐渐老化和衰退,甚至会在短期内失效。
还需要特别注意的是,我们在数码产品中使用的锂电池工作温度一般限制在0℃~40℃,智能手机、数码相机中的锂电池,工作温度最好在5℃~35℃,过高或过低的温度都会使电芯内部无法发挥最佳状态,电量将会不断减少,供电时间不像平时那样长,低温状态下或许还会无法充电。
图08:电池的状态与使用温度息息相关
(2)无需深度充放电
数码产品的说明书上,厂家都会注明锂电池的循环充放电次数,一般是几百次。然而很多人误解了它的含义,认为无论用了多少电量,只要插拔一次充电器就会消耗一次电池寿命,每次都要把电量用尽才肯充电。其实锂电池的一次循环充电,指的是完整一次充放电过程,我们如果仅使用10%电量就去充电,不会有任何不良影响,反而会延迟电池的使用寿命,避免过度放电影响电池寿命。
值得注意的是,循环充放电次数就算到达厂家给定的数值也不意味电池就会损坏,这个数值只是检测电池状态的一个手段,我们没必要纠结于数字。还有人做过实验,将标准的4.2V充电电压改为4.1V,对同一型号电池进行循环充放电测试,最后得到的结果是充放电寿命可以提高60%,换做3.9V进行测试,循环次数可以增加数倍,因此若要延迟使用寿命,正确的作法应该是“缓充”,不是“深充”。
(3)买来就要用
锂电池价格不低,遇到打折时需不需要买上几块备着呢?这显然是不可取的,因为首先锂电池会自动放电,每个月的自放电率约为2%,长时间放置不使用,电池就会因过放而损坏,要是你有很多数码产品,别忘了隔几个月就给它们充一次电,保持40%的电量即可(图9)。很容易被人忽略的是,锂电池是一种易产生自我损耗的产品,随着时间的推移,电池的容量会随着时间推移出现不可逆转的物理性衰减,从你买到手的那一天开始,不管是否使用它都在产生损耗,甚至有的产品一年就达到了10%!这也提醒我们,购买电池时一定要看看出厂日期,陈年旧货最好不要购买。
图09:40%是常见锂离子电池快速自放电和慢速自放电的一个转折点,因此更适于长时间存放使用
(4)别用奇怪的充电器
鸭蛋形的手机旅行充电器,十几元的座充都很常见,它们使用方便,充电速度要还比手机自带充电器更快。但这些充电器没有严谨的电路设计(图10),对所有类型的电池一视同仁。按正规的充电流程,锂电池充电器首先要以恒定电流进行充电,待快充满时转换为恒定电压,电流逐渐减小,持续一段时间后将电池充满。而劣质充电器使用恒定电流方式,锂电池充满后仍然继续尝试充电,如果电池内的保护电路失效,锂电池就有可能鼓胀、漏液,甚至起火爆炸。
电池安全十分重要,我们应选择大品牌的充电器,经过厂商认证授权或口碑出众的产品都十分可靠,在做工或保护电路上都与一般产品有明显不同。
图10:一款低价旅行充电器的内部线路及其简单,缺少保护设计,为了避免出现故障,我们要尽量少用这类充电器
● 我们本应更轻松
杜绝上面提到的有害使用方法,按规则合理使用,可以让锂电池拥有更长的寿命,不过用户间还流传一些不靠谱的“使用技巧”,它们对锂电池寿命没有多少好处,反而会让生活变得更麻烦,下面列举几条,如果你的朋友和家人也有这样的习惯,告诉他们不必再浪费时间啦!
(1)无需“激活”锂电池
购买了新手机,很多人特意要让锂电池的前3次充电过程超过12小时,让电池中的化学物质充分反应、磨合,以达到获取最大电池电量的目的,这个过程被称为“激活”。
这是个流传最广的误区,因为锂电池根本不需要“激活”,锂电池在装配完毕离开生产线后,必须经过一道被称作“化成”的工序(图11)。化成二字是从英文单词“Formation”翻译得来,意思是形成保护膜。化成可以提高电池安全性,因为许多锂电池的负电极成分主要是石墨,导电率很高,即使正负电极间有隔膜绝缘,石墨仍有可能刺透隔膜造成短路。因此产品到达消费者手中前,必须在石墨表面通过化学方法形成一层绝缘保护膜,可以使电池的安全性能大大提高。化成过程中,工厂还会根据电芯的表现进行挑选,区分出不同等级的产品。经过化成工序,锂电池已完全处于最佳状态,等同于完成了激活(图12),用户拿到电池后直接使用即可,有些厂商的说明书中会建议大家先充电再使用,更多的是考虑到电池中只充了一半的电量(原因见上文),怕用户直接使用,待机时间过短造成困扰。
图11:成工序专用测试系统
图12:合格锂电池出厂前都要经过专业设备的“激活”
(2)别迷信“涓流充电”
“涓流充电”是镍镉、镍氢电池时代用户遗留的习惯,是指当充电器显示充满后,继续充电一小时以抵消内阻的干扰,把电池彻底充满。这种方式理论上也适用于锂电池,许多号称能保养电池的软件也会鼓励用户这么做。
可仔细一想,你就会发现对锂电池采用“涓流充电”没什么必要,因为根据充电器控制芯片的不同,检测到电池已充满电后,多数会自动断开停止充电,少部分会进入放电流程。所以在我们额外充电的时间里,其实没做任何有用功,还有可能降低电池的寿命。相反,一旦充电器质量不佳(如低价旅行充电器),电压将会不稳定,容易超过4.2V导致过充。
【小提示】:有很多朋友迷信“涓流充电”导致电池膨胀(图13),我们该怎么办呢?最好的解决方法自然更换新电池,但要是你急着使用,可待电池冷却后,找到电池的空隙,在电池背面靠近充电电极的位置用针戳个小洞,放出里面的空气就行了。但是我们必须要注意,首先一定要在电池冷却后再进行放气,否则会出现危险,甚至可能造成燃烧;其次如果不仅泄出气体,还有其他液体等漏出,那么只能马上放弃这块电池,不要尝试使用;第三漏气后的电池有一定的危险性,寿命也会快速缩减,所以紧急使用一次后必须要更换,不要再次充电和重复使用了。
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