[資訊]鋰電池正確的知識和保養
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。

  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後容量仍然會下降,其原因是複雜而多樣的。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裏去,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麼通常配有充放電的控制電路的原因。

  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,複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?這是沒有意義的。所謂使用前三次全充放的「啟動」,也想不通這有什麼必要。然而為什麼很多人深充放以後Battery Information裏標示容量會發生改變呢?充電控制晶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,恆流快充階段(電池指示燈呈黃色時)和恆壓電流遞減階段(電池指示燈呈黃/綠色。恆流快充階段,電池電壓逐步升高到電池的標準電壓,隨後在控制晶片下轉入恆壓階段,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。
  
電量統計晶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Battery Information裏讀到的wh.值。而鋰離子電池在多次使用後,放電曲線是會改變的,如果晶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晶片。

  最後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製造中的個體差異,而不是使用方法。選擇具有良好口碑的品牌,無疑是日後電池使用長壽命的保障之一

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