鉅大LARGE | 點擊量：3974次 | 2022年02月17日
手把手教你新手機電池激活到底該怎么充電？
1、12-14小時的由來:第一代的鎳鎘電池,是需要小倍率充電的,一般建議充電電流1/10C,比如你的電池容量是600mAh的,那么1C就是600mA,1/10C就是60mA。因此,充滿電需要10多個小時,對于鎳鎘電池,小倍率充電有好處。
2、目前手機所配的電池情況:主流手機基本上都是鋰離子電池,離我們印象最近的應該是3210,配的是鎳氫電池,在我們周圍好像找不出用鎳氫電池的手機了。
3、鋰離子電池的知識:我們只說容量一方面。衡量一個鋰離子電池的容量有兩個檢測方法:1C充、0.2C放;0.2C充、0.2C放,不管用什么充電制式,都應該達標。因為鋰離子電池已經不同于以前的鎳鎘電池了,1C的高倍率充電已經可以平常接受,而且也是必須應該接受的了。而如果一個600mAh的電池以1C充電,1小時左右應該充飽了,如果手機直充是這樣設計的(很多都是0.5C-0.8C),12-14小時是無稽之談。
以GB/T182872000國家標準所規(guī)定的,當恒流充電至4.2V,轉恒壓,當電流下降到0.01C時即認為充電終止。例如充電器充電電流是0.5C,充600mAh的電池,2小時左右充電電流會降到6mAh,此時認為已經充飽。為什么會降到0.01C呢?因為已經飽了,這是電芯的反映。其實對鎳氫電,國家標準也已經規(guī)定了高倍率充放電的指標,現(xiàn)在我不多談。
4、什么算“激活”?鋰離子電池本身就是“活”的,假如設計容量600mAh,我雖然充電2小時就飽了,然后放電,可以得到容量600mAh,設計的容量達到了就可以了,這有什么活不活的問題呢?技術監(jiān)督部門執(zhí)行國家標準,檢測容量是用1C充電的,然后放,5次中有一次容量達到算合格。所以正常使用,正常充電即可,從新電池就這樣用下去吧,不用擔心“激不活”。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
5、充14小時是騙自己:用手機直充,2小時左右已經滿了,剩下的時間是“烤”機時間,如手機的充電控制有誤差(有的),那么就是考驗電池的時間。用不過關的座充(市場上太多了)充電14小時,你的電池還沒開始為你賣命就先過了一劫,好狠心呀!
【鎳氫電池簡單知識】
【鎳氫電池規(guī)范叫法:金屬氫化物鎳電池】標稱電壓(表示電池電壓的近似值):nX1.2V。(以3508氫電為例,n=3)終止電壓(規(guī)定放電終止時):nX1.0V。充電制式:(恒流,在以0.2C放電至終止電壓后開始恒流充電)1、0.4C充電:以0.4C充電3.5h2、完全充電:以0.1C充電16h放電性能:(只說其一,與大家關系密切的)0.2C放電:以0.2C放電至終止電壓,放電時間應不小于5h。國家技術監(jiān)督部門鑒定氫電容量,是按照0.4C的充電制式充電,并按照0.2C的放電制式放電的。完全充電是用于鑒定電池的儲存性能的,在儲存12個月后,經完全充電后,以0.2C放電,時間不應低于4h。過充電性能:0.4C充電結束后,繼續(xù)以0.1C充電48h,應不變形、不漏夜、不冒煙、等等。以上是對氫電國家標準GB/T18288-2000的簡單描述,由此我們可以看出幾個問題:
1、對于氫電,完全充電有好處,可以充的更飽,好象就是大家的激活概念。
2、但是,完全充電是有條件的,那就是0.1C,但市場上的充電器不會設計這么小的充電電流(以3508氫電計,應是50mA),如果用普通的充電器16小時,要么充電器充滿后已經截止,剩下是浪費時間,要么充滿后的涓流過大造成過充。但氫電抗過充的能力比鋰電強的多。即使這樣我們也不應該去考驗它呀。
3、10幾個小時的充電時間概念是從氫電時延續(xù)來的,但對于鋰電已經不適用了。氫電的規(guī)范有一個完全充電的條款,但是有條件的。而鋰電根本沒有相應的條款,只不過在檢測前給一個預循環(huán),而預循環(huán)充電恒流到4.2V即結束,根本沒有后面的橫壓補電過程。鋰電不用所謂的“激活”。電池生產廠根本沒有什么激活不激活的過程,生產出的電池都是活的,只是氫電不適宜長時間儲存,時間長了會“死”,建議大家氫電不用時,每三個月進行一個充放循環(huán),并充滿保存。保存溫度不能過高。(柜臺內被射燈照射很長時間的不要買,儲存很長時間的不要買)
4、氫電充飽后電壓是nX1.45V,以3508氫電為例是4.35V,市場上的品牌座充,如果充氫電滿意,則絕對不能充鋰電,如果充鋰電滿意則充氫電不飽,但不會損壞。因為這種座充沒有判斷電池類型的能力,只是固定好了一個截止電壓。5、所以,我們在市場上看到的旅行充側面有一個鋰電、氫電的選擇開關,實際上就是切換截止電壓的。
6、手機電池是一個比較新的東西,而且還在發(fā)展當中,我國也是經過兩年左右的時間,制訂出了幾個標準,今年4月公布,7月開始執(zhí)行。記得當時討論時我們也是考慮了方方面面的東西,參考了國內外的許多標準,應該比大家考慮的更周到,也更合理吧。還有,電化學方面的新技術、新工藝、新材料時刻都在變化的,以前的知識放到現(xiàn)在并不是完全正確的,而且即使現(xiàn)在正確的概念,換了特定的條件,也就不成立了。比如說,普遍說座充是小電流慢充,有好處,但如果你買來的是設計成大電流的,上面的說法就不成立,不應以外形來定論。再比如說,MOTOROLA的手機說明書中說明新電池要充電14小時,但摩托羅拉(中國)電子有限公司又是GB/T18287的主要起草人,這本身就是矛盾的。所以,我覺得,對于電池和充電器,不應公式化
一、鋰離子電池基本概念:
1、鋰離子電池標稱電壓3.7V(3.6V),充電截止電壓4.2V(4.1V,根據(jù)電芯的廠牌有不同的設計)。(鋰離子電芯規(guī)范的說法是:鋰離子二次電池)
2、對鋰離子電池充電要求(GB/T182872000規(guī)范):首先恒流充電,即電流一定,而電池電壓隨著充電過程逐步升高,當電池端電壓達到4.2V(4.1V),改恒流充電為恒壓充電,即電壓一定,電流根據(jù)電芯的飽和程度,隨著充電過程的繼續(xù)逐步減小,當減小到0.01C時,認為充電終止。(C是以電池標稱容量對照電流的一種表示方法,如電池是1000mAh的容量,1C就是充電電流1000mA,注意是mA而不是mAh,0.01C就是10mA。)當然,規(guī)范的表示方式是0.01C5A,我這里簡化了。
3、為什么認為0.01C為充電結束:這是國家標準GB/T18287-2000所規(guī)定的,也是討論得出的。以前大家普遍以20mA為結束,郵電部行業(yè)標準YD/T998-1999也是這樣規(guī)定的,即不管電池容量多大,停止電流都是20mA。國標規(guī)定的0.01C有助于充電更飽滿,對廠家一方通過鑒定有利。另外,國標規(guī)定了充電時間不超過8小時,就是說即使還沒有達到0.01C,8小時到了,也認為充電結束。(質量沒問題的電池,都應在8小時內達到0.01C,質量不好的電池,等下去也無意義).
4、怎樣區(qū)別電池是4.1V還是4.2V:消費者是無法區(qū)分的,這要看電芯生產廠家的產品規(guī)格書。有些牌子的電芯是41V和4.2V通用的,比如A&TB(東芝),國內廠家基本是4.2V,但也有例外,比如天津力神是4.1V(但目前也是按4.2V了)。
5、把4.1V的電芯充電到4.2V會怎么樣:會使電池容量提高,感覺很好用,待機時間增加,但會減短電池的使用壽命。比如原來500次,減少到300次。同樣道理,把4.2V的電芯過充,也會減短壽命。鋰離子電芯是很嬌嫩的。
6、既然電池內有保護板,我們是否就可以放心了呢:不是,因為保護板的截止參數(shù)是4.35V(這還是好的,差的要4.4到4.5V),保護板是應付萬一的,假如每次都過充,電池也會很快衰減的。
7、多大的充電電流算是合適的:理論上越小對電池越有好處。但你總不能為了一塊電池充電等3天吧。國標規(guī)定的低倍率充電是0.2C(仲裁充電制式),還以上面的1000mAh容量的電池為例,就是200mA,那么我們可以估計出這只電池5個多小時可以充飽。(容量mAh=電流mA×時間h)國家技術監(jiān)督部門鑒定鋰電容量,是以1C的高倍率充電,以0.2C的低倍率放電,以時間計算出容量值,試驗次數(shù)5次,有1次容量達到試驗結束。(就是有5次機會,如果第一次試驗就合格了,后面的4次不做)檢測之前允許有一次預循環(huán),就是以1C恒流充電至4.2V即停止,而沒有后面的恒壓到0.01C的過程,更沒有14小時。
8、鋰離子電池能承受多大的充電電流:廠家試驗時可以很高,但國標高倍率規(guī)定為1C,還以上面的電池為例,1個多小時即可充滿。這么大的充電電流,電池能承受嗎?對于目前的鋰離子電芯,是小意思而已。目前沒有對充電器的國家標準,所執(zhí)行的是郵電部行業(yè)標準YD/T9981999/2,里面規(guī)定了充電器的電流不得大于1C。
9、壽命是怎樣規(guī)定的:簡單說是指電池經過N次1C充、1C放電后,容量下降到70%,此時的N就是壽命。并不是說300次還可以用,301次就不能用了。國標規(guī)定壽命不得小于300次。我們平時使用的條件沒有檢測時這么嚴酷,壽命會更長。說了這么多概念(不要煩,還有很多沒說),終于可以說充電器了。那么目前市場長的充電器情況是怎樣的呢?
二、充電器的種類質量和使用建議及剖析直充:
1、直充,直接插在手機上的那種,有人喜歡叫旅充,我們習慣叫“火牛”。這種充電器隨手機有配,原裝的質量都不錯,突出的是即充即用,所以充電電流設計都較大(嚴格地說是手機所控制的充電電流),充電時間短。有些手機充滿后有涓流補電,有些手機充滿后即截止,等下去也徒勞。看了上面的概念你應該知道,是正常的,而且不用再傻乎乎地等14小時了。對于直充的充電效果,還要看手機,因為充電控制電路在手機上,其截止電壓有一定的離散性,我實際測量同一批次同一型號的手機基本在4.09V至4.21V之間。就是說如果4.09V截止了,還沒充滿,不是最理想的容量,再繼續(xù)充一段時間可能會更飽些。但不要忘了,即使有涓流補電的手機,就像4.09和4.21的充電電壓的差別一樣,手機的涓流補電電流也有一定的離散性,如果補電電流大了,就變成充電了,10幾個小時,對電池也是有損害的,我曾遇到許多電池在手機上充壞的現(xiàn)象,原裝電也有,品牌電也有。假如充壞了電池,造成漏液等,還有可能損壞手機,所以建議大家如果真想補電,應控制在2小時以內,并不要超過8小時。我的看法是,鋰電很嬌氣,充飽夠用即可。每次少用幾小時但多用半年,和每次多用幾小時但少用半年,自己衡量吧。但原裝直充也有有問題的時候,我們就遇到過一批手機中所配的直充故障率高的現(xiàn)象。還好,故障是無電壓,如果是高電壓,好看了。市面上還有大量非原裝的火牛,質量好的沒問題,質量差的你自己可以想象,因為你是一端插在220V的交流電上,另一端在手機上……所以以我個人觀點,不建議用非原裝的火牛。(至少原裝的出了事有給你背鍋的)
2、座充,是有兩個槽位,前面可放手機,后面放電池的,需要和火牛配合使用。原裝的座充質量較好,許多具有“智能”,有些牌子的基本上能做到恒流恒壓的充電過程,并在充電結束后有一個涓流補電的過程。有些牌子的雖然沒有做到恒流恒壓的過程,但電流電壓等參數(shù)控制準確,也是不錯的。
所謂智能,其實很簡單,例如MOTOROLA的電池,內部有一個芯片(只讀存儲器ROM),固化了一些編碼,電池插入充電器后,充電器讀出編碼,就知道是何種電池,執(zhí)行相應的充電過程,一切都是事先安排好的。(不同型號,不同容量,供應不同地區(qū),甚至于配不同牌子電芯的,編碼都不同).
打個簡單的比喻,我喊1,你們就按第一方案執(zhí)行,我喊2,你們就按第二方案執(zhí)行,我什么都不喊,或我喊3但事先沒和你們約定好,就拒絕執(zhí)行,現(xiàn)象就是充電器紅燈閃爍,不能充電(在手機上就顯示非認可電池)。并不是大家想象的,有單片機CPU控制。
“智能”還體現(xiàn)在另外一些方面,就是電池的NTC(熱敏電阻)和標準電阻,不同的電池由不同的標準電阻與充電器構成回路,來決定充電電流的大小,而在充電電流決定后,又根據(jù)不同的環(huán)境溫度,由熱敏電阻和充電器構成另外的回路來調整充電電流的大小。(有些電池只有熱阻,有些電池只有標阻,而有些電池兩個都有。)
例如某型號的電池,薄電和厚電的容量不同,最佳的充電電流也應該不同,因此這兩只電池的標準電阻是不同的,這樣充電器就“知道”為薄電給多大的充電電流,為厚電給多大的充電電流。其實主動權還在電池一方,充電器只不過和電池構成了個回路而已。同樣道理,當充電溫度變化時,熱敏電阻的阻值發(fā)生變化,與充電器構成回路來調整充電電流大小,保護電池,避免過熱。現(xiàn)在你知道為什么電池上和座充的電池槽位有一排五金接觸片了吧。智能“不過如此”。
當然,同時你也知道一個合格的電池應該做到什么了吧?有時候不能全靠充電器,電池做的不好,充電器也發(fā)揮不了作用。目前許多國產電池將NTC用普通電阻代替以降低成本,失去了電流調整的作用,還有設計選材不合理等等,這是題外話,先按下不表。(也有道理,看下去就清楚了)
原裝座充的涓流補電電流一般控制的比較準,但在充電器轉為綠燈后補電2小時即足夠了。還是這個原則,對于鋰電,達到電芯應該達到的容量夠用即可,多充無益。壓榨鋰電就要付出壽命,偶爾幾次14小時可能不會損壞電池,但習慣這樣就不好了。說完了原裝座充,該說市場上的品牌座充了。
可以肯定地說,市場上的品牌座充的充電過程沒有一個是嚴格遵循:恒流、恒壓的充電過程的(有的話請告訴我,我去買)。它們大概可分為幾類:
A、恒壓,不涓流補電:電池充到4.2V即截止,遇到這種座充,你等14小時是騙自己。因雖然到了4.2V,但已經截止了,沒有一個涓流的過程,沒有充飽。為了充飽,有些設計就來損的,把截止電壓改到4.25V以上,更有人設計干脆等電池的保護板截止。如此電池充的很飽,你也一定會對此座充滿意,但你的電池壽命已經減少了。用此充電器是過充,不用等14小時也很好用。
B、恒壓,用固定涓流補電:算有良心的設計,比上面有改進了,充到4.2V截止,用一個固定的電阻“漏”些電流出來,這個涓流因是固定的,插上電池就有,永遠不會停止。據(jù)我測量一般在30至50mA左右。用這種充電器,剛轉綠燈時沒充飽,繼續(xù)補電2小時左右比較理想,但涓流偏大了,繼續(xù)充14小時對電池沒好處。
C、恒壓,所謂的智能脈沖型:電池充到4.2V截止,然后用脈沖電流涓流補電。這種是所謂的高檔型,設計思路很好,但可惜的是產品不爭氣,一致性不好,就是說你買到手的也許好也許壞。我測量有缺點的是:脈沖電流太大50至100mA,脈沖過密,相當于充電了。又貴,如此還不如用B。
值得注意的是,有些座充為追求火牛直充的快速效果,設計的充電電流偏高,接近1C,對于這種座充,雖然沒有違反行業(yè)標準,但也不能一概以“座充是小電流慢充”一個概念來認識。不過我不建議使用這種座充。上面只是概括,還有為了追求“充電效果”,搞“過充加涓流補電”、“過充加脈沖”、“快速加過充加補電”的。他們需要的是給使用者留一個很好的印象,等用戶的電池不行了,基本不會怪罪充電器,頂多罵一句:破電池,才用半年!
選座充的簡單方法:
物理外觀等方面不說了,只說電方面。選座充,最好有一個數(shù)字萬用表,把空電池插入充電,串入萬用表量充電電流,在250至350mA范圍內比較合適,等充電器轉綠燈后,馬上拿下電池量電壓,在4.15至4.20之間比較正常,轉綠燈后再串入萬用表觀察電流,在30至50mA范圍內比較合適。如能選出這樣的國產座充,包你使用沒問題,何必花冤枉錢買原裝的呢?當然我是說國產中符合標準的,合格的產品。
需要說明的是:
品牌座充基本沒有智能,那一排五金接觸片,除正負極外,其余的都是擺著讓你看的(個別有一個熱敏電阻的接觸端有用)。但了解了原裝座充智能的實現(xiàn)方法,對智能也不用太神秘太追求了。【(現(xiàn)在知道上面說的有些電池為什么要簡化材料了吧?)】產品參數(shù)都有一定的離散性,有些品牌座充截止電壓超過4.2V,但只要不超過4.25V,是允許有一定誤差的,對電池有影響,但影響不大。(我測量過MOTOROLA原裝的,最高的有4.23V)
【三、充電器的種類質量和使用建議及剖析旅行充】
我說的旅行充指的是放上一只電池,直接插入交流電源充電的那種,不要和直接插手機充電的火牛混淆。旅行充的特點是使用方便,不必象座充那樣準備兩樣東西。即使出問題也不會殃及手機。
旅行充簡單地說就是把火牛和座充的電池充電部份合為一體。早期的旅行充電源部份只是簡單的電容降壓電路,容易出故障也不安全。目前的旅行充基本都是開關電源了,穩(wěn)定性不錯(當然也要看牌子)。我隨機抽查測試過5只GD93旅行充,三天三夜一直插在交流電源上,電池充滿了就再換上空的,連續(xù)長時間工作沒一只出問題。當然,我這里沒問題不代表你不會出問題,用戶使用時應在充電完畢后把旅充從交流電拔下。有些旅充上標有智能、CPU控制,那是廠家的事,不要相信。
按照選擇座充的幾點選擇旅充,沒有智能又有什么關系呢?國產的也很好用。當然我是說國產中符合標準的,合格的產品。不想再多說了。充電器真是五花八門,我還沒將仿原裝的、不合格的包括進去。不同的產品,不同的牌子,不同的時期,情況不同,大家的概念不可一成不變。特別是,市場上每月成百萬只的不合格充電器實際上都到了消費者手中,這些充電器使用不當極易損壞電池,比如說充電14小時等等。
我的建議是:對于原裝直充,充滿加2小時;對于國產直充,不用;對于原裝座充,隨便(但也不能太隨便);對于國產座充,充滿加2小時,對于國產旅行充,充滿加1小時。國產指符合標準的合格品。以上只是建議,可能并不十分準確,但總之沒必要充電14小時,即使新電池,只要是鋰電,也沒有所謂的“激活”的概念,這另外說。我是怎樣充電的?我是:找能過充的充電器,把電池充到4.25V以上,很好用,延長很多時間。但我的電芯壞了馬上換,我追求的是待機時間,不是電池壽命。你們呢?
【鋰電芯和手機電池的生產過程】
鋰電芯的生產過程不說前面的材料制備、卷繞、注液、封裝等過程,只說與我們有聯(lián)系的最后化成、分容的過程。封裝好的鋰電芯每只都卡入象立柜式的分容柜上,電芯廠這樣的立柜很多,一排排的,每個柜子上可以放幾百只電芯,即幾百個檢測點。實際上這些柜子就是象充電器一樣的東西,只不過它可以同時為大量的電芯充電,并通過電腦管理得到每一個檢測點的數(shù)據(jù)。鋰電芯在這里化成得到容量,并知道容量的大小,就是分容。通過分容,確定了電芯的等級,比如說063048,達到700至750mAh的算**,而僅達到650至700mAh算B級。那么今后**的就可以多賣幾塊錢,而B級的就可以低價賣出,C級就可以廉價賣給專門加工**電池的“山寨”廠。(當然,確定等級還要看內阻等指標)從這一點我們可以看出,鋰電芯生產出后是“有電”的,并不是有些人認為的處于“沒電”的狀態(tài),而需要在使用前“激活”。
生產出的鋰電芯是不能馬上銷售的,應該入庫最少保存15天,在這個期間,有些內在的弊病就表現(xiàn)出來了,比如說自放電過大等等,在庫里達到保存期限的電芯,在得到訂單后,再拿出來再次檢測再次分容,就是說再次充放電,把容量達不到等級,或質量出現(xiàn)問題的淘汰掉,然后以保持50%左右的電量交給銷售部門,最后到手機電池塊組裝廠手中。從這一點我們又可以看出,電芯出廠時是“有電”的。
電池組裝廠一般都具備分容設備,只是規(guī)模沒有電芯生產廠那么龐大,在收到電芯廠的電芯后,為了避免被電芯廠欺騙,和對消費者負責,把即將用于電池組裝的電芯再次分容,通過這個過程,總可以挑出一些不符合要求的電芯,與電芯廠退換。我們又看出,電芯又經過了充放電,是“有電”的。所以有些客戶拿到電池就有兩格電,是正常的。經過這些過程的電池,沒有什么“激活”的概念。
有些原裝電池剛買時不能開機,有幾個原因,一是保護板死鎖,電池沒有輸出電壓,這樣的電池在瞬間充電后就恢復電壓,馬上就“有電”了,這到是激活。再有就是放置時間太長,因為原裝手機電池幾乎不是手機廠生產的,電池從生產出到與手機配套再到消費者手中,可能時間比較長,此時電芯的電壓低到了2.5V以下,而保護板的下限截止電壓是2.5V,此時電池沒有輸出,但并不證明電芯沒有電,電芯在2.2V以上,還是“活”的,對于這樣的電池我們拿來正常充電使用就是了。
打個比方,假如一只電池,我已經把它經過3次的14小時充電,但是我不說,賣給了你,而你不知道,是否還有必要再做3次的14小時充電呢?(當然,上面的分容過程沒有持續(xù)14小時,但都是以達到電芯的設計容量為檢測依據(jù)的)
那充14小時是不是可以延長時間呢?絕對是,但那是過充,是在壓榨電芯,過充會縮短鋰電芯的使用壽命。如果想延長使用時間,正確的做法是采用新型大容量的電芯,改進電池產品,而不是壓榨現(xiàn)有的電芯。比如說,MOTOROLAV998鋰電,標簽上印的容量是580mAh,原裝電開始時使用的是松下電芯30486(當然現(xiàn)在使用的并不止松下一種),標稱容量600mAh,實際容量有的可以達到690mAh這樣的電芯,再壓榨也比不上現(xiàn)在的主流品牌的063048這一款式的電芯,基本都已經達到了750mAh了,這就是大家使用天音禮品電池的待機時間大于原裝電池的原因(也不絕對,有些原裝電池也使用大容量電芯了,雖然標簽上印的容量還是580mAh沒改)。
新手機拿到手時,經常嘗試功能設置,學習使用,不停地把玩,雖然沒打電話,但此時的耗電也是很驚人的,或者說雖然沒打電話,僅發(fā)了幾個短消息,而輸入漢字使用了很長時間,這時耗電也是驚人的。所謂驚人是相對于純粹待機時使用的電量。等過了幾天,手機不再新鮮了,電也就省下了,感覺到電池好用了。
鋰電芯在充放電20-50次時會有一個百分之幾的容量衰減,然后容量才會穩(wěn)定,大的甚至達到6%左右,既然這樣,明知道它今后會有一個衰減,在開始時我們何必費那么多時間等三個14小時呢?
其實根本一點就是,手機是為人服務的,而不是人為手機服務。
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