还在用错误的方法充电?锂电池充电方法正解在此
时下,手机、笔记本电脑甚至汽车等都在使用锂电池,这种电池作为二次电池,可以多次充电,使用方便。但对于锂电池充电方法,却存在着多种说法甚至是误区,那么,哪些是正确的锂电池充电方法?拿到一个新的电子设备,对于新的锂电池,如何正确充电呢?本文就给大家整理了常用的手机、电动车、汽车等锂电池充电方法,当然,知其然还要知其所以然,锂电池的正确使用离不开对锂电池充放电过程的了解。
一、电动车锂电池充电方法
第一、初次充电时,与平常充电一致,无需特别对待,充电八到十二小时即可。
第二、必须使用锂电池厂家所提供的专用充电器进行充电,充电时要先将充电器的输出端口连接电池,再将充电器连接电源。
第三、由于锂电池无记忆效应,可以随用随充,这对电池的寿命是有好处的,建议每次充电八到十二小时即可,最长不要超过一天时间。
第四、在长期不使用的情况下,需每两个月为锂电池充电两小时,否则会造成电池性能下降。此外,尽量不要当电池的电量完全放完后再进行充电,最好随用随充、浅充浅放。
二、手机锂电池充电方法
1、锂电池一般"保质期"为3年,无论用不用三年后衰减都会很快。锂电池的fullchargecycle也要注意,就是大约400-500次后衰减很快。就是看你先用到3年还是先充到次数。
2、锂电池除了怕低电量,还有就是怕热,特别是充电的时候,如果手机套散热差就要注意摘下来。锂电池长期不用的保存方法是充电至40%后放冰箱里,但切记不要冷冻。
3、不要总等到电耗光再充电,这会加快它的损耗。锂电池处于低电量时损耗比较大,长期处于40%-60%电量可以使它最长寿,但是对于经常使用的设备,这是不可能的,不过你可以让它总处于100%,也就是经常充电,冲完了不拔。它不会过充,而且这时使用的是电源的电,电池不会浪费chargecycle,所以有利于延长寿命。
4、锂电池充电时可以使用,电池并不是在一边放电一边充电,手机里有两个电路,一个给电池充电,一个直接通过AC给机器供电。
5、充完电后接在电源上使用不会对锂电池造成任何伤害,因为它是通过电源直接供电的,这样减少了充电次数反而还有利于延长电池寿命。
6、(有待讨论)总是在电池高于90%但低于100%时接电源充电对锂电池也不好,即总是"toppingoff"。Thinkpad的笔记本有个机制,可以让电池在90%以上时不充电。
7、通宵充电完全没有坏处,因为你没有在用它,它不会产生热量。个人认为过充,始终不是什么好事,最好不要夜晚充,部分地区夜晚时候电压不稳,对机器有害!!
三、正确的三元锂电池充电方法
1、用配套的充电器,将三元锂电池充满后,辅充一个小时,就可以了。
2、放电到还剩20℅左右,再充电,过度放电会损坏三元锂电池。
3、三元锂充电时尽量一次充满。
四、新锂电池正确充电方法
1、在使用锂电池中应注意的是,电池放置一段时间后则进入休眠状态,此时容量低于正常值,使用时间亦随之缩短。
2、锂电池很容易激活,只要经过3—5次正常的充放电循环就可激活电池,恢复正常容量。
3、由于锂电池本身的特性,决定了它几乎没有记忆效应。因此用户手机中的新锂电池在激活过程中,是不需要特别的方法和设备的。
五、锂电池充电方法的2个常见误区
1、对于新电池的充电方法,民间流传最多的是"前三次要充电12小时以上以激活电池",事实上,这种说法是错误的~~
原因一:这种说法是从镍电池延续下来的,但锂电池和镍电池的充放电特性有很大区别,对于锂电池而言,过放和过充都会对电池带来严重伤害,因此最好按标准时间和标准方法充电,切记不要充电超过12小时。
原因二:锂电池在充满电后会自动停充,但一直将其置于充电器上,可能会出现放电-充电循环,电池的充放电保护电路的特性可能会发生变化,电池处于危险的边缘。
2、"随用随充"还是"要用到自动关机,一点电都不剩了再充电"?很多人在买来新机时多会选择后者,但事实上并非必须。
原因一:锂电池的寿命一般为300~500个充电周期,假设一次完全放电提供的电量为1Q,不考虑每个充电周期以后电量会减少的情况,则锂电池共可以提供300Q~500Q的电力。若每次用1/2就充电,则可以充600-1000次;如果每次用1/3就充点,则可以充900-1500次;如果随机充电,则次数不定。总之,共可以补充进300Q-500Q的电力是恒定的。因此,锂电池寿命和电池的总充电电量有关,但和充电次数无关,深放深充或者浅放浅充对锂电池的寿命并无太大影响。
原因二:事实上,浅放浅充对于锂电更有益处,只有在产品的电源模块为锂电做校准时,才有深放深充的必要。因此,在日常的使用过程中,可以不用拘泥于用光电再充,可以随用随充,以方便为先。
六、锂电池充电过程详解
锂离子电池最适合的充电过程可以分为四个阶段:涓流充电、恒流充电、恒压充电以及充电终止。参考图1。
阶段1:涓流充电——涓流充电用来先对完全放电的电池单元进行预充(恢复性充电)。在电池电压低于3V左右时,先采用最大0.1C的恒定电流对电池进行充电。
阶段2:恒流充电——当电池电压上升到涓流充电阈值以上时,提高充电电流进行恒流充电。恒流充电的电流在0.2C至 1.0C之间。恒流充电时的电流并不要求十分精确,准恒定电流也可以。在线性充电器设计中,电流经常随着电池电压的上升而上升,以尽量减轻传输晶体管上的 散热问题。
大于1C的恒流充电并不会缩短整个充电周期时间,因此这种做法不可取。当以更高电流充电时,由于电极反应的过压以及电池内部阻抗上的电压上升,电池电压会更快速地上升。恒流充电阶段会变短,但由于下面恒压充电阶段的时间会相应增加,因此总的充电周期时间并不会缩短。
阶段3:恒压充电—— 当电池电压上升到4.2V时,恒流充电结束,开始恒压充电阶段。为使性能达到最佳,稳压容差应当优于+1%。
阶段4:充电终止——与镍电池不同,并不建议对锂离子电池连续涓流充电。连续涓流充电会导致金属锂出现极板电镀效应。这会使电池不稳定,并且有可能导致突然的自动快速解体。
有两种典型的充电终止方法:采用最小充电电流判断或采用定时器(或者两者的结合)。最小电流法监视恒压充电阶段的充电电流,并在充电电流减小到0.02C至0.07C范围时终止充电。第二种方法从恒压充电阶段开始时计时,持续充电两个小时后终止充电过程。
上述四阶段的充电法完成对完全放电电池的充电约需要2.5至3小时。高级充电器还采用了更多安全措施。例如如果电池温度超出指定窗口(通常为0℃至45℃),那么充电会暂停。
看了上面的介绍,对于正确的锂电池充电方法心中有数了吧,从锂电池充电曲线图上也可以看出,锂电池充电过程分4个阶段,针对各阶段的特点,我们不仅能做到正确使用锂电池,同时更好的保护锂电池,避免可能造成锂电池损坏的不当操作。
(21ic整理自网络,编辑:王丽英)
远离误区,正确使用锂电池
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。
图13:左侧电池就被充得鼓了起来,不放气没法塞回手机
(3)夜里充电更危险?
尽量不夜间给锂电池充电,似乎已是不少玩家的共识,这种观念最早或许来源于基本的防火意识,毕竟深夜我们都在睡觉,电池万一爆炸引起火灾可不是闹着玩的。也有的人认为是因夜间电压不稳,电池过充所致,但这并非主要原因,因为充电器除了变压作用之外,还会起到稳压作用,就算老城区夜间电压有一定波动,也会被电源适配器缓冲从而得到解决。我们没必要担心因电压引起的充电故障,只要确保使用正规的充电器,不要一边充电一边执行高负载任务即可,尤其玩完游戏应该退出或转入后台,避免由于过热引发故障。
夜间充电不像传说中那样危险,要是你实在担心安全,可以在睡前1~3小时充电,睡觉时拔掉充电器,对一般人来说,此时手机已充的电量其实足够第二天使用了,如夜间没有特殊需求,建议大家更改为“飞行模式”,不进行无线连接的手机和平板电脑耗电量会大大降低。另外因为充电时难免产生一定的热量和升温,所以还是应该养成一些好的条件,例如别把正在充电的手机放在被子或其他保温材料中,也不要在充电器和手机周围堆放易燃物等
(4)充电器不能混用?
由于目前家庭中的数码设备已经很多,且充电接口基本统一,但各种不同的充电器充电电流差别也比较大,从500mA到2A都有,有些人甚至一些厂商都会特别强调一定要使用原配充电器,不能随便拿起就用,否则会造成危险,这是真的吗?
同接口不同电流的典型之一是苹果iPhone和iPad,iPhone的充电器规格是5V/1A,iPad的充电器规格是5V/2.1A,电压相同但是电流足足差了一倍多,但实验证明,不同iOS设备的充电器可以混用,绝不会造成过充或损坏充电器的情况。苹果官方网站也写得清楚:“iPad USB电源适配器是一个10W的充电器。虽然此iPad 10W USB电源适配器设计为供iPad使用,但是您仍可通过其对所有iPhone和iPod机型充电。”
苹果在设计产品时,在针脚上进行了分类设计,电源适配器可以获知接入设备的种类,也就能对负载做出调整。iPad充电器的最大输出电流是2.1A,负载需要多大的电流,它就会在力所能及的范围内提供相应的电流,所以接入iPhone时会提供1A电流,接入iPad时就自动变为2.1A,不会有一丁点危险。而用iPhone充电器为iPad充电时,由于充电器最大电流是1A,所以iPad的充电时间就会延长。
尽管Android设备品牌众多,也没有形成统一的充电标准,但正规厂商的手机充电部分和充电器也都内置了不少识别和安全措施,一些快充方案也都有自己的识别模块,例如使用一些最高9V/2A的快速充电器(图14)给非原配手机充电时,因为没有检测到相应的充电模块,快速充电器并不会强行以高电压高电流充电,而是以更常见的5V/2A或者1A、500mA标准充电,这一标准其实和PC的USB接口电流一样,当然不会对数码设备产生不良影响和危险,否则这一数码设备连接PC都会有问题,显然是自身设计存在很大的缺陷。
总结
尽管我们不断听到各种超级电池、新型电池、新型储能设备的新闻,但在未来很长一段时间里,锂电池都是无可替代的,上游电池厂商会不断追求电池续航能力与安全性,价格也会随着我国电池行业的发展而更平易近人,锂电池安全性会是经久不衰的话题。本次我们简单介绍了一些锂电池的原理和注意事项,希望大家能更安全地使用数码产品,不因个别事件而惧怕锂电池。
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