鉅大LARGE | 點擊量：1250次 | 2019年06月14日
鋰電池究竟要如何保養才算正確？
我們愛機的鋰電池究竟要如何保養才算正確？這個問題一直困擾著很多手機的忠實用戶，包括我。在查閱了一些資料之后，不久前有機會咨詢了一位電化學專業的在讀博士和國內某知名電池研究所的副所長。現將最近獲得的一些相關知識和心得寫出來，以饗諸位讀者。
鋰離子電池的正極材料通常有鋰的活性化合物組成，負極則是特殊分子結構的碳。常見的正極材料主要成分為LiCoO2，充電時，加在電池兩極的電勢迫使正極的化合物釋出鋰離子，嵌入負極分子排列呈片層結構的碳中。放電時，鋰離子則從片層結構的碳中析出，重新和正極的化合物結合。鋰離子的移動產生了電流。
化學反應原理雖然很簡單，然而在實際的工業生產中，需要考慮的實際問題要多得多：正極的材料需要添加劑來保持多次充放的活性，負極的材料需要在分子結構級去設計以容納更多的鋰離子；填充在正負極之間的電解液，除了保持穩定，還需要具有良好導電性，減小電池內阻。
雖然鋰離子電池很少有鎳鎘電池的記憶效應，記憶效應的原理是結晶化，在鋰電池中幾乎不會產生這種反應。但是，鋰離子電池在多次充放后容量仍然會下降，其原因是復雜而多樣的。主要是正負極材料本身的變化，從分子層面來看，正負極上容納鋰離子的空穴結構會
逐漸塌陷、堵塞；從化學角度來看，是正負極材料活性鈍化，出現副反應生成穩定的其他化合物。物理上還會出現正極材料逐漸剝落等情況，總之最終降低了電池中可以自由在充放電過程中移動的鋰離子數目。過度充電和過度放電，將對鋰離子電池的正負極造成永久的損壞，從分子層面看，可以直觀的理解，過度放電將導致負極碳過度釋出鋰離子而使得其片層結構出現塌陷，過度充電將把太多的鋰離子硬塞進負極碳結構里去，而使得其中一些鋰離子再也無法釋放出來。這也是鋰離子電池為什么通常配有充放電的控制電路的原因。
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%
不適合的溫度，將引發鋰離子電池內部其他化學反應生成我們不希望看到的化合物，所以在不少的鋰離子電池正負極之間設有保護性的溫控隔膜或電解質添加劑。在電池升溫到一定的情況下，復合膜膜孔閉合或電解質變性，電池內阻增大直到斷路，電池不再升溫，確保電池充電溫度正常。
而深充放能提升鋰離子電池的實際容量嗎？專家明確地告訴我，這是沒有意義的。他們甚至說，所謂使用前三次全充放的“激活”，在他們兩位博士的知識里，也想不通這有什么必要。然而為什么很多人深充放以后BatteryInformation里標示容量會發生改變呢?后面將會提到。
鋰離子電池一般都帶有管理芯片和充電控制芯片。其中管理芯片中有一系列的寄存器，存有容量、溫度、ID、充電狀態、放電次數等數值。這些數值在使用中會逐漸變化。我個人認為，使用說明中的“使用一個月左右應該全充放一次”的做法主要的作用應該就是修正這些寄存器里不當的值，使得電池的充電控制和標稱容量吻合電池的實際情況。
充電控制芯片主要控制電池的充電過程。鋰離子電池的充電過程分為兩個階段，恒流快充階段（電池指示燈呈黃色時）和恒壓電流遞減階段(電池指示燈呈綠色閃爍。恒流快充階段，電池電壓逐步升高到電池的標準電壓，隨后在控制芯片下轉入恒壓階段，電壓不再升高以確保不會過充，電流則隨著電池電量的上升逐步減弱到0，而最終完成充電。
電量統計芯片通過記錄放電曲線（電壓，電流，時間）可以抽樣計算出電池的電量，這就是我們在BatteryInformation里讀到的wh.值。而鋰離子電池在多次使用后，放電曲線是會改變的，如果芯片一直沒有機會再次讀出完整的一個放電曲線，其計算出來的電量也就是不準確的。所以我們需要深充放來校準電池的芯片。
最后我對電池的保養的看法是：
1.不必刻意保證每一次都放完電了再充；
2.一段時間可做一次保護電路控制下的深充放以修正電池的電量統計，但這不會提高
你電池的實際容量。
3.長期不用的電池，應放在陰涼的地方以減弱其內部自身鈍化反應的速度。
4.保護電路也無力監控電池的自放電，長期不用的電池，應充入一定的電量以防電池
在存貯中自放電過量導致過度放電的損壞。
其實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。一個電池能使用
多少次，也許差別更多的來自電池本身制造中的個體差異，而不是使用方法。選擇具有良好
口碑的手機品牌，無疑是日后電池使用長壽命的保障之一。
由于現在絕大多數電子產品，如數碼相機、移動電話、手提電腦等都采用的是鋰電池，所以筆者作重講解一下此類電池的原理。目前筆記本的主流電池都是采用的，而最普遍采用的是是鋰離子(Li-ion)電池。原因是鋰電（Li）在使用的同時比較危險，我們都知道鋰是比較活躍的金屬元素，使用時不太安全，經常會有在充電時出現燃燒、爆裂的情況出現。而鋰離子電池（Li-ion）加入了能抑制鋰元素活躍的成份，它是鋰電池的替代產品，它的陽極采用能吸藏鋰離子的碳極，放電時，鋰變成鋰離子，脫離電池陽極，到達鋰離子電池陰極。充電時，陰極中鋰原子電離成鋰離子和電子，并且鋰離子向陽極運動與電子合成鋰原子。放電時，鋰原子從石墨晶體內陽極表面電離成鋰離子和電子，并在陰極處合成鋰原子。所以，在該電池中鋰永遠以鋰離子的形態出現，不會以金屬鋰的形態出現，當然也就不會出現燃燒、爆炸等危險。鋰離子在陽極和陰極之間移動，電極本身不發生變化。這是鋰離子電池與鋰電池本質上的差別。從而使鋰電真正達到了安全、高效、方便，而老的鋰電也隨之淘汰了。區分它們的方法也相當簡單：從電池的標識上就能識別，鋰電的標識為Li，而鋰離子電池為Li-ion。現在，筆記本和手機使用的所謂鋰電，其實就是鋰離子電池。
鋰離子電池有著其他電池所不能比擬的優點：工作電壓高；體積小、重量輕、能量高；安全快速充電；允許溫度范圍寬；放電電流小、無記憶效應、無環境污染等等，這些決定了它在筆記本電池中的主流地位。
當然鋰離子電池也有自身的不足，那便是價格高、充電次數少也不能快速充電、與干電池無互換性、工作電壓變化大、放電速率大，容量下降快，無法大電流放電。
所以對于目前的電池來說，并不能找到一類十全十美的解決方法，就算鋰離子電池只能是相對來說它的固有一些優點更有利于移動罷了。
關于鋰電池的使用，簡單的講三方面：
首先，鋰電池不需要超常時間充電來激活，你也做不到，充電電路本來就有保護，插上也沒用的
其次，對鋰電池的激活（其實是校正充電曲線）一般出現在首次使用，長時間放置未用，或者頻繁即充即用一段時間后，方法就是一次完全的充放電，之后電池就可以即用即充，只有在長時間使用后才需要再次進行再次完全充放電重新校正
最后，鋰電池的壽命主要體現在充放電周期上，這個周期是一個絕對概念，舉例如果你上次使用了30％電力，充滿電，下次又使用了70％的電力，又充滿電，這個剛好是一個充電周期，而不是兩個，所以那些喜歡把電池使用盡再充電的玩家自己合計吧，這樣做實際上加速了電池壽命的終結
詳細介紹和圖片說明請閱讀全文。。。
解釋充電周期：
一些誤解的來源
每次用盡電池再充電這個是從古老的NICD電池而來的，這種鎳鎘電池有記憶效應，如果不放盡電量，電池會隨使用次數的增加而呈現出電量愈來愈少的狀態
后來的NIMH電池，其實已經沒有明顯的記憶效應，但是仍然需要經常的徹底充放電來保持其正常的電量顯示，這就是某些日本鎳氫充電器提供refresh功能的原理
而鋰電池則基本上沒有記憶效應，當然長時間使用后充電曲線還是會有略微失準，蘋果提供了一個簡單的ical提示你定時為電池進行充放電校正，但是頻率不需要很高。
關于激活，剛出廠的鋰電池需要在若干次使用后才能達到最佳狀態，這個沒錯，但是使用10幾個小時的激活是絕對沒有必要的（也是沒有意義的）現在的充電電路都考慮的用戶使用的方便，電池充滿后會自動切斷充電電路，這樣你才能安心睡覺不是，這個時候插不插上電源其實已經沒有區別了
談到充電10幾個小時的習慣，這個還是要從古老的nicd或者nimh等電池的慢充模式說起，由于原先電池充電電路設計上的落后，一般為了保持電池溫度的正常和防止電池受損，都使用的小電流緩慢充電的方式，而且這種電路一般情況下都沒有準確的電量判斷功能，所以都是建議用戶充電14－16個小時這樣，看看，其誤差一般都在2，3個小時，如果充電流過大，過充后將對電池造成嚴重的傷害
而后來的針對nimh和現在鋰電池的快速充電電路，已經有了很好的電量檢測功能，就可以使用脈沖式的大電流快速充電，且還能維持電池在正常的溫度范圍內，而到接近電量快滿的時候，為了防止過充，電路會從高電流脈沖轉換為一種逐漸縮小的涓流充電，這樣即使滿電檢測有部分偏差，由于越接近滿電電流越小，在最后時刻的充電電流已經接近0，對電池沒有什么損害了，這就是為什么看到鋰電池前80％充電1個小時就可以完成，而充滿最后20％的電卻要4個小時的原因
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