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      鋰電池的壽命到底有多長

      作者:????來源:????發布時間:2019-08-19 13:31????瀏覽量:
      鋰電池的使用壽命都只在兩到三年。

       

      電池一般能夠充放300-500次。最好對鋰電池進行部分放電,而不是完全放電,并且要盡量避免經常的完全放電。一旦電池下了生產線,時鐘就開始走動。不管你是否使用,鋰電池的使用壽命都只在兩到三年。

       

      “鋰電池”,是一類由鋰金屬或鋰合金為負極材料、使用非水電解質溶液的電池。1912年鋰金屬電池最早由GilbertN.Lewis提出并研究。20世紀70年代時,M.S.Whittingham提出并開始研究鋰離子電池。由于鋰金屬的化學特性非?;顫?,使得鋰金屬的加工、保存、使用,對環境要求非常高。所以,鋰電池長期沒有得到應用。隨著科學技術的發展,現在鋰電池已經成為了主流。

       

      鋰電池大致可分為兩類:鋰金屬電池和鋰離子電池。鋰離子電池不含有金屬態的鋰,并且是可以充電的??沙潆婋姵氐牡谖宕a品鋰金屬電池在1996年誕生,其安全性、比容量、自放電率和性能價格比均優于鋰離子電池。由于其自身的高技術要求限制,現在只有少數幾個國家的公司在生產這種鋰金屬電池。

       

      鋰離子電池的使用

       

      這部分是本文的重點,我們分三點來談。

       

      1、如何為新電池充電

       

      在使用鋰電池中應注意的是,電池放置一段時間后則進入休眠狀態,此時容量低于正常值,使用時間亦隨之縮短。但鋰電池很容易激活,只要經過3—5次正常的充放

       

      電循環就可激活電池,恢復正常容量。由于鋰電池本身的特性,決定了它幾乎沒有記憶效應。因此用戶手機中的新鋰電池在激活過程中,是不需要特別的方法和設備的。不僅理論上是如此,從我自己的實踐來看,從一開始就采用標準方法充電這種“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:充電時間一定要超過12小時,反復做三次,以便激活電池。這種“前三次充電要充12小時以上”的說法,明顯是從鎳電池(如鎳鎘和鎳氫)延續下來的說法。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別,而且可以非常明確的告訴大家,我所查閱過的所有嚴肅的正式技術資料都強調過充和過放電會對鋰電池、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準時間和標準方法充電,特別是不要進行超過12個小時的超長充電。通常,手機說明書上介紹的充電方法,就是適合該手機的標準充電方法。

       

      此外,鋰電池的手機或充電器在電池充滿后都會自動停充,并不存在鎳電充電器所謂的持續10幾小時的“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電路的特性永不變化和質量的萬無一失,所以你的電池將長期處在危險的邊緣徘徊。這也是我們反對長充電的另一個理由。

       

      此外在對某些手機上,充電超過一定的時間后,如果不去取下充電器,這時系統不僅不停止充電,還將開始放電-充電循環。也許這種做法的廠商自有其目的,但顯然對電池和手機/充電器的壽命而言是不利的。同時,長充電需要很長的時間,往往需要在夜間進行,而以我國電網的情況看,許多地方夜間的電壓都比較高,而且波動較大。前面已經說過,鋰電池是很嬌貴的,它比鎳電在充放電方面耐波動的能力差得多,于是這又帶來附加的危險。

       

      此外,不可忽視的另外一個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、正常使用中應該何時開始充電

       

      在我們的論壇上,經??梢砸姷竭@種說法,因為充放電的次數是有限的,所以應該將手機電池的電盡可能用光再充電。但是我找到一個關于鋰離子電池充放電循環的實驗表,關于循環壽命的數據列出如下:

       

      循環壽命(10%DOD):>1000次

       

      循環壽命(100%DOD):>200次

       

      其中DOD是放電深度的英文縮寫。從表中可見,可充電次數和放電深度有關,10%DOD時的循環壽命要比100%DOD的要長很多。當然如果折合到實際充電的相對總容量:10%*1000=100,100%*200=200,后者的完全充放電還是要比較好一些,但前面網友的那個說法要做一些修正:在正常情況下,你應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計第2天不可能堅持整個白天的時候,就應該及時開始充電,當然你如果愿意背著充電器到辦公室又當別論。

       

      而你需要充電以應付預計即將到來的會導致通訊繁忙的重要事件的時候,即使在電池尚有很多余電時,那么你也只管提前充電,因為你并沒有真正損失“1”次充電循環壽命,也就是“0.x”次而已,而且往往這個x會很小。

       

      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說法,就是“盡量把手機電池的電量用完,最好用到自動關機”。這種做法其實只是鎳電池上的做法,目的是避免記憶效應發生,不幸的是它也在鋰電池上流傳之今。曾經有人因為手機電池電量過低的警告出現后,仍然不充電繼續使用一直用到自動關機的例子。結果這個例子中的手機在后來的充電及開機中均無反應,不得不送客服檢修。這其實就是由于電池因過度放電而導致電壓過低,以至于不具備正常的充電和開機條件造成的。

       

      3、對鋰電池手機的正確做法

       

      歸結起來,我對鋰電池手機在使用中的充放電問題最重要的提示是:

       

      1、按照標準的時間和程序充電,即使是前三次也要如此進行;

       

      2、當出現手機電量過低提示時,應該盡量及時開始充電;

       

      3、鋰電池的激活并不需要特別的方法,在手機正常使用中鋰電池會自然激活。如果你執意要用流傳的“前三次12小時長充電激活”方法,實際上也不會有效果。

       

      因此,所有追求12小時超長充電和把鋰電池手機用到自動關機的做法,都是錯誤的。如果你以前是按照錯誤的說法做的,請你及時改正,也許為時還不晚。

       

      當然,在手機及充電器自身保護和控制電路質量良好的情況下,對鋰電池的保護還是有相當保證的。所以對充電規則的理解才是重點,在某些情況下也是可以做出某種讓步的。比如你發現手機在你夜晚睡覺前必須充電的話,你也可以在睡前開始充電。問題的關鍵在于,你應該知道正確的做法是什么,并且不要刻意按照錯誤的說法去做。

       

      為了便于閱讀,小標題列舉如下:

       

      1.認識記憶效應

       

      2.電池需要激活嗎

       

      3.前三次要充12小時嗎

       

      4.充電電池有最佳狀態嗎

       

      5.真的是充電電流越大,充電越快嗎

       

      1.認識記憶效應

       

      電池記憶效應是指電池的可逆失效,即電池失效后可重新回復的性能.記憶效應是指電池長時間經受特定的工作循環后,自動保持這一特定的傾向.這個最早定義在鎳鎘電池,鎳鎘的袋式電池不存在記憶效應,燒結式電池有記憶效應.而現在的鎳金屬氫(俗稱鎳氫)電池不受這個記憶效應定義的約束.

       

      因為現代鎳鎘電池工藝的改進,上述的記憶效應已經大幅度的降低,而另外一種現象替換了這個定義,就是鎳基電池的"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"記憶效應的影響,而且影響較鎳鎘電池的為小.

       

      在實際應用中,消除記憶效應的方法有嚴格的規范和一個操作流程.操作不當會適得其反.

       

      對于鎳鎘電池,正常的維護是定期深放電:平均每使用一個月(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),平常使用是盡量用光電池或用到關機等手段可以緩解記憶效應的形成,但這個不是exercise,因為儀器(如手機)是不會用到1.0V/每節才關機的,必須要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.

       

      對于長期沒有進行exercise的鎳鎘電池,會因為記憶效應的累計,無法用exercise進行容量回復,這時則需要更深的放電(老外稱recondition),這是一種用很小的電流長時間對電池放電到0.4V每節的一個過程,需要專業的設備進行.

       

      對于鎳氫電池,exercise進行的頻率大概每三個月一次即可有效的緩解記憶效應.因為鎳氫電池的循環壽命遠遠低于鎳鎘電池,幾乎用不到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,因為電池的使用壽命無謂的減短了.

       

      ▲建議2:用一個電阻接電池的正負極進行放電是不可取的,電流沒法控制,容易過放到0V,甚至導致串聯電池組的電池極性反轉.

       

      2.電池需要激活嗎

       

      回答是電池需要激活,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,就是恒壓充電,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,這個就是激活過程---分容,就是測試電池的容量選取不同性能(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已經是激活過的了.我們大家常用的鎳鎘電池和鎳氫電池也是如此化成激活以后才出廠的.其中有些電池的激活過程需要電池處于開口狀態,激活以后再封口,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,就是電池廠出廠的電池到用戶手上,這個時間有時會很長,短則1個月,長則半年,這個時候,因為電池電極材料會鈍化,所以廠家建議初次使用的電池最好進行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定,對電池可以進行5次深充深放,當有一次符合規定時,試驗即可停止.這很好的解釋了我說的這個現象.

       

      ★那么稱之為"第二次激活"也是可以的,用戶初次使用的"新"電池盡量進行幾次深充放循環.

       

       

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