剖析锂电池的工作原理
锂电池的充电
在各种充电电池里,锂电池的充电属于很简单的了,比镍镉、镍氢电池要简单太多了。
锂电池的充电方式是限压横流方式。
充电开始时,应先检测待充电电池的电压,如果电压低于3V,要先进行预充电,充电电流为设定电流的1/10,一般选0.05C左右。电压升到3V后,进入标准充电过程。标准充电过程为:以设定电流进行恒流充电,电池电压升到4.20V时,改为恒压充电,保持充电电压为4.20V。此时,充电电流逐渐下降,当电流下降至设定充电电流的1/10时,充电结束。
一般锂电池充电电流设定在0.2C至1C之间,电流越大,充电越快,同时电池发热也越大。而且,过大的电流充电,容量不够满,因为电池内部的电化学反应需要时间。就跟倒啤酒一样,倒太快的话会产生泡沫,反而不满。
术语解释:充放电电流一般用C作参照,C是对应电池容量的数值。电池容量一般用Ah、mAh表示,如M8的电池容量1200mAh,对应的C就是1200mA。0.2C就等于240mA。
下面是锂电池典型充电曲线图:
锂电池的放电
对电池来说,正常使用就是放电啦。
锂电池放电只需要注意很少的几点:第一,放电电流不能过大,过大的电流导致电池内部发热,有可能会造成永久性的损害。在手机上,这个倒是没有问题的,可以不考虑。第二,绝对不能过放电!锂电池最怕过放电,一旦放电电压低于2.7V,将可能导致电池报废。好在手机电池内部都已经装了保护电路,电压还没低到损坏电池的程度,保护电路就会起作用,停止放电。
下面是一般锂电池的典型放电曲线图:
从典型放电曲线图上可以看出,电池放电电流越大,放电容量越小,电压下降更快。
所以,一般情况下电池大负荷工作后,减少负荷会出现电压回升现象,就是所说的“回电”现象。
给个图看看,这个放电曲线图在放电过程中停了一下,出现了“回电”。
锂电池的寿命
锂电池每一个“充电——放电”过程,称为一个充电循环。锂电池从工作开始,每个循环后的容量都会出现轻微下降,这是由电池的电极材料的性质决定的。
按照国家标准,当容量下降到额定容量的60%时,即认为电池寿命结束。通常锂电池寿命不小于500次循环,就是指500次充电循环后,容量不小于额定容量的60%。
提高锂电池寿命的方法
一般的充放电循环,是“充满——放空”。这样对电极材料来说负荷比较大。每次充电不要完全充满,放电不要完全放空,可以大大延长寿命。一般来说,5至10个浅放电周期等于1个满放电周期。另外,降低充电电压,也可以延长电池寿命。
其实,不要把电池看得太娇贵,锂电池的自然衰减还是很明显的,一块新电池,存放时间长了,容量一样下降。充满电存放的话,下降的更厉害。
有测试说,如果把充放电过程控制在80%的容量,循环寿命可超过2000次。
所以,不用每次把电池用完才充,也不要非得充到100%。另外,插电脑上传文件时,USB口充电功能没必要关闭,那一点时间的充电不会影响循环寿命,因为那样根本到不了一个循环。
电池在存放时,应该是充到一半的。
发两个图,对比一下,是BL5C电池的放电容量测试图,一个是三洋OEM的,一个是比亚迪OEM的。
先上三洋的:
比亚迪的:
上两张图,其中三洋的BL5C额定容量是970mAh,比亚迪的BL5CA额定容量是700。容量不一样,不用对比。
但看得出来,比亚迪的放电曲线不够平滑,放电结束时截止也太快。不知道现在比亚迪的质量是否和三洋的一样了。
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