鋰電池的種類以及鋰電池的正確使用方法2021-04-14 08:35
鋰電池的種類
目前市面上所使用的二次電池主要有鎳氫(Ni-MH)與鋰離子(Li-ion)兩種類型。鋰離子電池中已經(jīng)量產(chǎn)的有液體鋰離子電池（LiB)和聚合物鋰離子電池（LiP）兩種。所以在許多情況下，電池上標(biāo)注了Li-ion的，一定是鋰離子電池。但不一定就是液體鋰離子電池，也有可能是聚合物鋰離子電池。
鋰離子電池是鋰電池的改進型產(chǎn)品。鋰電池很早以前就有了，但鋰是一種高度活躍（還記得它在元素周期表中的位置嗎？）的金屬，它使用時不太安全，經(jīng)常會在充電時出現(xiàn)燃燒、爆裂的情況，后來就有了改進型的鋰離子電池，加入了能抑制鋰元素活躍的成份（比如鈷、錳等等）從而使鋰電真正達到了安全、高效、方便，而老的鋰電池也隨之基本上淘汰了。至于如何區(qū)分它們，從電池的標(biāo)識上就能識別，鋰電池為Li、鋰離子電池為Li-ion?，F(xiàn)在，筆記本和手機使用的所謂“鋰電池”，其實都是鋰離子電池。
現(xiàn)代電池的基本構(gòu)造包括正極、負(fù)極與電解質(zhì)三項要素。作為電池的一種，鋰離子電池同樣具有這三個要素。一般鋰離子技術(shù)使用液體或無機膠體電解液，因此需要堅固的外殼來容納可燃的活性成分，這就增加了電池的重量和成本，也限制了尺寸大小和造型的靈活性。一般而言，液體鋰離子二次電池的最小厚度是6mm，再減少就比較困難。
而所謂聚合物鋰離子電池是在這三種主要構(gòu)造中至少有一項或一項以上使用高分子材料作為其主要的電池系統(tǒng)。新一代的聚合物鋰離子電池在聚合物化的程度上已經(jīng)很高，所以形狀上可做到薄形化（最薄0.5毫米）、任意面積化和任意形狀化，大大提高了電池造型設(shè)計的靈活性，從而可以配合產(chǎn)品需求，做成任何形狀與容量的電池。同時，聚合物鋰離子電池的單位能量比目前的一般鋰離子電池提高了50%，其容量、充放電特性、安全性、工作溫度范圍、循環(huán)壽命與環(huán)保性能等方面都較鋰離子電池有大幅度的提高。
目前市面上所銷售的液體鋰離子（LiB）電池在過度充電的情形下，容易造成安全閥破裂因而起火的情形，這是非常危險的，所以必需加裝保護IC線路以確保電池不會發(fā)生過度充電的情形。而高分子聚合物鋰離子電池方面，這種類型的電池相對液體鋰離子電池而言具有較好的耐充放電特性，因此對外加保護IC線路方面的要求可以適當(dāng)放寬。此外在充電方面，聚合物鋰離子電池可以利用IC定電流充電，與鋰離子二次電池所采用的CCCV(Constant Currert-Constant Voltage)充電方式所需的時間比較起來，可以縮短許多的等待時間。
手機制造商對鋰電池的應(yīng)用情況
雖然近幾年來幾乎所有廠家都已經(jīng)傾向于采用鋰離子電池，但世界各大手機制造商對電池的選擇還是有自己的特點和習(xí)慣，例如曾經(jīng)在相同的一段歷史時期里：
諾基亞：采用Ni-MH（鎳氫）電池、LiB（液體鋰離子）電池，未采用LiP（聚合物鋰離子）電池。
愛立信：采用Ni-MH電池、LiB電池、LiP電池。
摩托羅拉：采用Ni-MH電池、LiB電池，未采用LiP電池。
不難發(fā)現(xiàn)，從為手機最早選用LiP聚合物鋰離子電池這件事情上，愛立信體現(xiàn)出自己手機技術(shù)先驅(qū)的本色。根據(jù)我查找到的資料表明，目前聚合物鋰離子電池主要制造廠為日*本SONY、松下、GS等幾家公司,2000年的生產(chǎn)量達到2100萬只，其中50％為愛立信手機配套。進入2002年的今天，鋰離子電池在其它手機廠商的手機上也已廣泛的應(yīng)用與普及。但在聚合物鋰離子電池的使用上，還遠(yuǎn)沒有達到在所有手機廠家的產(chǎn)品中得到普及的程度，廣泛應(yīng)用還有待時日。
另一方面，雖然鋰離子電池優(yōu)點多多，但也有缺陷，如價格高和充放電次數(shù)少等等。鋰電池的充放電次數(shù)只有400－600次，經(jīng)過特殊改進的產(chǎn)品也不過800多次。而鎳氫電池的充電次數(shù)能夠達到700次以上，某些質(zhì)量好的產(chǎn)品充放電可達1200次，這樣一比較，鎳氫電池要比鋰電池長壽。此外鎳氫電池的價格也要比鋰電池低很多。而且嚴(yán)格說來，鋰電池同樣會有記憶效應(yīng)，只是它的記憶效應(yīng)非常低，基本上可以忽略不計。
由此看來，目前還沒有十全十美電池。
鋰離子電池的正確使用
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(yīng)注意的是，電池放置一段時間后則進入休眠狀態(tài)，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(jīng)過３-５次正常的充放電循環(huán)就可激活電池，恢復(fù)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(yīng)。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(shè)備的。不僅理論上是如此，從實踐來看，從一開始就采用標(biāo)準(zhǔn)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(fù)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(xù)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(qū)別，而且可以非常明確的告訴大家，我所查閱過的所有嚴(yán)肅的正式技術(shù)資料都強調(diào)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(biāo)準(zhǔn)時間和標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(xù)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(zhì)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(tǒng)不僅不停止充電，還將開始放電-充電循環(huán)。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(wǎng)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(jīng)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(yīng)該何時開始充電
我們經(jīng)?？梢砸姷竭@種說法，因為充放電的次數(shù)是有限的，所以應(yīng)該將手機電池的電盡可能用光再充電。但是我找到一個關(guān)于鋰離子電池充放電循環(huán)的實驗表，關(guān)于循環(huán)壽命的數(shù)據(jù)列出如下：
循環(huán)壽命(10%DOD):>1000次
循環(huán)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(shù)和放電深度有關(guān)，10%DOD時的循環(huán)壽命要比100%DOD的要長很多。當(dāng)然如果折合到實際充電的相對總?cè)萘浚?0%*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(wǎng)友的那個說法要做一些修正：在正常情況下，你應(yīng)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(yù)計第2天不可能堅持整個白天的時候，就應(yīng)該及時開始充電，當(dāng)然你如果愿意背著充電器到辦公室又當(dāng)別論。
而你需要充電以應(yīng)付預(yù)計即將到來的會導(dǎo)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(huán)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(guān)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(yīng)發(fā)生，不幸的是它也在鋰電池上流傳之今。曾經(jīng)有人因為手機電池電量過低的警告出現(xiàn)后，仍然不充電繼續(xù)使用一直用到自動關(guān)機的例子。結(jié)果這個例子中的手機在后來的充電及開機中均無反應(yīng)，不得不送客服檢修。這其實就是由于電池因過度放電而導(dǎo)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(jié)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(biāo)準(zhǔn)的時間和程序充電，即使是前三次也要如此進行；
②當(dāng)出現(xiàn)手機電量過低提示時，應(yīng)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(zhí)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(guān)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(dāng)然，在手機及充電器自身保護和控制電路質(zhì)量良好的情況下，對鋰電池的保護還是有相當(dāng)保證的。所以對充電規(guī)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(fā)現(xiàn)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(guān)鍵在于，你應(yīng)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。
深圳市恒創(chuàng)興電子科技有限公司是一家專業(yè)從事BMS電源管理系統(tǒng)、鋰電池保護板、儲能電池的開發(fā)、集成、測試、銷售及相關(guān)電子產(chǎn)品的生產(chǎn)，混合集成電路的技術(shù)開發(fā)、生產(chǎn)、測試及銷售一體的高新科技企業(yè)，電池保護板定制廠家。
目前市面上所使用的二次電池主要有鎳氫(Ni-MH)與鋰離子(Li-ion)兩種類型。鋰離子電池中已經(jīng)量產(chǎn)的有液體鋰離子電池（LiB)和聚合物鋰離子電池（LiP）兩種。所以在許多情況下，電池上標(biāo)注了Li-ion的，一定是鋰離子電池。但不一定就是液體鋰離子電池，也有可能是聚合物鋰離子電池。
鋰離子電池是鋰電池的改進型產(chǎn)品。鋰電池很早以前就有了，但鋰是一種高度活躍（還記得它在元素周期表中的位置嗎？）的金屬，它使用時不太安全，經(jīng)常會在充電時出現(xiàn)燃燒、爆裂的情況，后來就有了改進型的鋰離子電池，加入了能抑制鋰元素活躍的成份（比如鈷、錳等等）從而使鋰電真正達到了安全、高效、方便，而老的鋰電池也隨之基本上淘汰了。至于如何區(qū)分它們，從電池的標(biāo)識上就能識別，鋰電池為Li、鋰離子電池為Li-ion?，F(xiàn)在，筆記本和手機使用的所謂“鋰電池”，其實都是鋰離子電池。
現(xiàn)代電池的基本構(gòu)造包括正極、負(fù)極與電解質(zhì)三項要素。作為電池的一種，鋰離子電池同樣具有這三個要素。一般鋰離子技術(shù)使用液體或無機膠體電解液，因此需要堅固的外殼來容納可燃的活性成分，這就增加了電池的重量和成本，也限制了尺寸大小和造型的靈活性。一般而言，液體鋰離子二次電池的最小厚度是6mm，再減少就比較困難。
而所謂聚合物鋰離子電池是在這三種主要構(gòu)造中至少有一項或一項以上使用高分子材料作為其主要的電池系統(tǒng)。新一代的聚合物鋰離子電池在聚合物化的程度上已經(jīng)很高，所以形狀上可做到薄形化（最薄0.5毫米）、任意面積化和任意形狀化，大大提高了電池造型設(shè)計的靈活性，從而可以配合產(chǎn)品需求，做成任何形狀與容量的電池。同時，聚合物鋰離子電池的單位能量比目前的一般鋰離子電池提高了50%，其容量、充放電特性、安全性、工作溫度范圍、循環(huán)壽命與環(huán)保性能等方面都較鋰離子電池有大幅度的提高。
目前市面上所銷售的液體鋰離子（LiB）電池在過度充電的情形下，容易造成安全閥破裂因而起火的情形，這是非常危險的，所以必需加裝保護IC線路以確保電池不會發(fā)生過度充電的情形。而高分子聚合物鋰離子電池方面，這種類型的電池相對液體鋰離子電池而言具有較好的耐充放電特性，因此對外加保護IC線路方面的要求可以適當(dāng)放寬。此外在充電方面，聚合物鋰離子電池可以利用IC定電流充電，與鋰離子二次電池所采用的CCCV(Constant Currert-Constant Voltage)充電方式所需的時間比較起來，可以縮短許多的等待時間。
手機制造商對鋰電池的應(yīng)用情況
雖然近幾年來幾乎所有廠家都已經(jīng)傾向于采用鋰離子電池，但世界各大手機制造商對電池的選擇還是有自己的特點和習(xí)慣，例如曾經(jīng)在相同的一段歷史時期里：
諾基亞：采用Ni-MH（鎳氫）電池、LiB（液體鋰離子）電池，未采用LiP（聚合物鋰離子）電池。
愛立信：采用Ni-MH電池、LiB電池、LiP電池。
摩托羅拉：采用Ni-MH電池、LiB電池，未采用LiP電池。
不難發(fā)現(xiàn)，從為手機最早選用LiP聚合物鋰離子電池這件事情上，愛立信體現(xiàn)出自己手機技術(shù)先驅(qū)的本色。根據(jù)我查找到的資料表明，目前聚合物鋰離子電池主要制造廠為日*本SONY、松下、GS等幾家公司,2000年的生產(chǎn)量達到2100萬只，其中50％為愛立信手機配套。進入2002年的今天，鋰離子電池在其它手機廠商的手機上也已廣泛的應(yīng)用與普及。但在聚合物鋰離子電池的使用上，還遠(yuǎn)沒有達到在所有手機廠家的產(chǎn)品中得到普及的程度，廣泛應(yīng)用還有待時日。
另一方面，雖然鋰離子電池優(yōu)點多多，但也有缺陷，如價格高和充放電次數(shù)少等等。鋰電池的充放電次數(shù)只有400－600次，經(jīng)過特殊改進的產(chǎn)品也不過800多次。而鎳氫電池的充電次數(shù)能夠達到700次以上，某些質(zhì)量好的產(chǎn)品充放電可達1200次，這樣一比較，鎳氫電池要比鋰電池長壽。此外鎳氫電池的價格也要比鋰電池低很多。而且嚴(yán)格說來，鋰電池同樣會有記憶效應(yīng)，只是它的記憶效應(yīng)非常低，基本上可以忽略不計。
由此看來，目前還沒有十全十美電池。
鋰離子電池的正確使用
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(yīng)注意的是，電池放置一段時間后則進入休眠狀態(tài)，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(jīng)過３-５次正常的充放電循環(huán)就可激活電池，恢復(fù)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(yīng)。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(shè)備的。不僅理論上是如此，從實踐來看，從一開始就采用標(biāo)準(zhǔn)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(fù)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(xù)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(qū)別，而且可以非常明確的告訴大家，我所查閱過的所有嚴(yán)肅的正式技術(shù)資料都強調(diào)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(biāo)準(zhǔn)時間和標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(xù)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(zhì)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(tǒng)不僅不停止充電，還將開始放電-充電循環(huán)。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(wǎng)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(jīng)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(yīng)該何時開始充電
我們經(jīng)?？梢砸姷竭@種說法，因為充放電的次數(shù)是有限的，所以應(yīng)該將手機電池的電盡可能用光再充電。但是我找到一個關(guān)于鋰離子電池充放電循環(huán)的實驗表，關(guān)于循環(huán)壽命的數(shù)據(jù)列出如下：
循環(huán)壽命(10%DOD):>1000次
循環(huán)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(shù)和放電深度有關(guān)，10%DOD時的循環(huán)壽命要比100%DOD的要長很多。當(dāng)然如果折合到實際充電的相對總?cè)萘浚?0%*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(wǎng)友的那個說法要做一些修正：在正常情況下，你應(yīng)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(yù)計第2天不可能堅持整個白天的時候，就應(yīng)該及時開始充電，當(dāng)然你如果愿意背著充電器到辦公室又當(dāng)別論。
而你需要充電以應(yīng)付預(yù)計即將到來的會導(dǎo)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(huán)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(guān)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(yīng)發(fā)生，不幸的是它也在鋰電池上流傳之今。曾經(jīng)有人因為手機電池電量過低的警告出現(xiàn)后，仍然不充電繼續(xù)使用一直用到自動關(guān)機的例子。結(jié)果這個例子中的手機在后來的充電及開機中均無反應(yīng)，不得不送客服檢修。這其實就是由于電池因過度放電而導(dǎo)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(jié)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(biāo)準(zhǔn)的時間和程序充電，即使是前三次也要如此進行；
②當(dāng)出現(xiàn)手機電量過低提示時，應(yīng)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(zhí)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(guān)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(dāng)然，在手機及充電器自身保護和控制電路質(zhì)量良好的情況下，對鋰電池的保護還是有相當(dāng)保證的。所以對充電規(guī)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(fā)現(xiàn)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(guān)鍵在于，你應(yīng)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。
深圳市恒創(chuàng)興電子科技有限公司是一家專業(yè)從事BMS電源管理系統(tǒng)、鋰電池保護板、儲能電池的開發(fā)、集成、測試、銷售及相關(guān)電子產(chǎn)品的生產(chǎn)，混合集成電路的技術(shù)開發(fā)、生產(chǎn)、測試及銷售一體的高新科技企業(yè)，電池保護板定制廠家。
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