课堂 | 锂电池首次充电,是否需要充满12小时进行激活?

日期: 2024-04-18 13:08:19|浏览: 91|编号: 51585

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课堂 | 锂电池首次充电,是否需要充满12小时进行激活?

识别记忆效应

电池记忆效应是指电池的可逆失效,即失效后电池能够恢复的性能。 电池在长时间处于特定工作周期后会自动保持这种特定趋势。 这意味着电池似乎记住了用户日常的充电和放电范围和模式。 随着时间的推移,这种模式就变得很难改变,并且无法再进行大范围的充电或放电。 这是首先在镍镉电池中定义的。 镍镉袋电池没有记忆效应,而烧结电池有记忆效应。 如今的镍氢(俗称镍氢)电池不受记忆效应这一定义的束缚,但它们是惰性的,需要在前几次激活。 一般可以充放电300-500次,然后你会发现持续时间越来越长。 越短,就越让你想换手机。 将旧电池包装起来并在冰箱中放置几天后再使用可以提高性能。

为什么会有记忆效应?

由于传统工艺的负极是烧结的,镉颗粒比较粗。 如果镍镉电池在未完全放电之前进行充电,电池放电时,镉颗粒很容易聚集成块,形成二次放电平台。 电池会存储这个放电平台,并将其作为下一个循环的放电终点,尽管电池本身的容量可以让电池放电到较低的平台。 电池只会在随后的放电过程中记住这个低容量。 此外,在每次使用中,任何不完全放电都会加深这种影响,并使电池的容量更低。 为了消除这种影响,有两种方法。 一是用小电流深度放电(如0.1C至0V); 另一种是用大电流(如1C)多次充放电。

在实际应用中,消除记忆效应的方法有严格的规范和操作流程。 操作不当会适得其反。 对于镍镉电池来说,正常的维护是定期深度放电:平均每个月(或30个循环)使用时深度放电(放电至1.0V/每节,即)一次。 正常使用时,尽量使用光伏电池或使用后关闭电池。 其他方法可以减轻记忆效应的形成,但事实并非如此,因为仪器(如手机)不会在1.0V/每节时关闭。 必须使用特殊的设备或电路来完成这项工作。 幸运的是,许多镍氢电池充电器都具有此功能。 电池会存储这个放电平台,并将其作为下一个循环的放电终点,尽管电池本身的容量可以让电池放电到较低的平台。 电池只会在随后的放电过程中记住这个低容量。 此外,在每次使用中,任何不完全放电都会加深这种影响,并使电池的容量更低。

锂离子电池

锂离子电池的正极材料通常由锂的活性化合物组成,负极材料是具有特殊分子结构的碳。 常见正极材料的主要成分是:充电时,施加在电池两极的电位迫使正极的化合物释放出锂离子,并将其嵌入负极分子呈层状排列的碳中。结构。 放电时,锂离子从层状结构的碳中析出,并与正极的化合物重新结合。 锂离子的运动产生电流。 虽然化学反应的原理很简单,但在实际工业生产中,仍然有很多实际问题需要考虑:正极的材料需要添加剂来维持多次充放电的活性,正极的材料也需要考虑。负极需要在分子结构层面进行设计,以容纳更多的锂离子; 正负极之间填充的电解液,除了保持稳定性外,还需要具有良好的导电性,降低电池的内阻。

锂离子电池一般有管理芯片和充电控制芯片。 管理芯片中有一系列寄存器,存储着容量、温度、ID、充电状态、放电次数等值。 这些数值在使用过程中会逐渐发生变化。 使用说明书中“使用后应每月左右充满电、放电一次”的说明主要目的是纠正这些寄存器中不适当的值,使电池的充电控制和标称容量与实际相符。电池的状况。 充电控制芯片主要控制电池的充电过程。 锂离子电池的充电过程分为两个阶段,恒流快速充电阶段(电池指示灯呈黄色闪烁时)和恒压电流递减阶段(电池指示灯呈绿色闪烁时)。

在恒流快速充电阶段,电池电压逐渐升高到电池的标准电压,然后在控制芯片的控制下切换到恒压阶段。 电压不再升高以保证不会过充,电流随着电池电量的增加而逐渐减弱。 充电最终完成时归零。 电量统计芯片可以通过记录放电曲线(电压、电流、时间)来采样计算电池的电量。 这就是我们在其中读到的wh值。 锂离子电池多次使用后,放电曲线会发生变化。 如果芯片再也没有机会读取完整的放电曲线,计算出的功率将不准确。 所以我们需要深度充放电来校准电池芯片。

关于锂离子电池的一些争议

1、新电池需要多次充放电才能激活吗?

由于锂离子电池没有记忆效应,因此使用时不需要激活。 确实有一些充电电池需要类似的“激活”工作。 这就是较早的镍镉充电电池和镍氢充电电池。 这些电池会产生一种称为“记忆效应”的现象。 在未完全放电的状态下充电很容易使电池过充。 随着时间的推移,晶体会在电极板上生长,阻碍电解质和电极板之间的接触。 ,导致电池电压下降,给用户一种电池即将耗尽的感觉。 因此,对于这两种电池,定期(而不是每次)将电池完全放电然后再充电,可以减少上述原因造成的电压下降。 然而,我们的手机和笔记本电脑使用的电池大部分是锂离子电池(Li-)。 锂离子电池虽然体积小,却可以储存大量的能量,因此得到越来越多的使用。 锂离子电池在开始使用时不需要通过深度充放电来激活,因为电池在制造时就已经完成了电池的初始化和测试过程。 锂离子电池也没有所谓的“记忆效应”,可以随时充电。 建议定期对锂离子电池进行完全充放电只是为了校准笔记本电脑和一些高端智能手机上的电量检测装置,并不是因为这对电池本身有任何好处。 对于普通手机、数码相机等分段显示大致电量的设备,无需定期完全充放电。

2、过度充电会导致电池爆炸吗?

锂离子电池能量密度高、电压高(单个锂离子电池单元产生的电压可达4.2V,而普通镍基充电电池为1.2V)。 与低压电池相比,锂离子电池的电极氧化还原反应非常剧烈,因此必须严格限制锂离子电池的使用条件。 过充、过放、短路、高温等都会造成电池损坏,甚至引起火灾、爆炸。 然而,实际使用的锂离子电池是将数个电芯连同一组安全保护电路和各种安全装置封装在一块电池板中。 这些安全设计可以保证电池在发生过充、过放、短路时自动切断电路; 如果电池内部压力过高,会触发排气装置减压; 如果电池温度过高,会触发热熔保护装置阻挡锂离子。 运动从而停止电池的电化学反应。 因此,只要不使用质量不可靠的假冒电池,手机充满电后没有及时拔掉电源,是不会导致电池爆炸的。

3、减少充电次数可以延长电池寿命吗?

一般锂离子电池的寿命可以达到数百次充放电循环,在电池和设备的说明书中经常看到这样的表述。 这里的充放电循环是指用完电池电量然后再充电的过程,而不是插上充电器再拔掉一次。 锂离子电池持续深度充放电对锂离子电池的寿命有影响。 上述数百次的数据也是在这样的条件下测得的,但在日常浅充放电的条件下,锂离子电池的寿命其实是相当长的。 另外,锂离子电池如果闲置不用,其容量自然会损失。 主要影响因素是电压和温度。 研究表明,当锂离子在充满电状态下长期储存时,其容量会遭受显着损失。 同样,温度越高,锂离子电池的容量损失就越快,而且这种损失是不可逆的,即电池容量会永久变小。 在0度环境下,剩余电量为40%的锂离子电池,存放一年后将损失2%的容量; 而在40度的环境下,充满电的锂离子电池存放一年后将损失高达35%的容量。 %。

4、正确使用锂离子电池

1.给新电池充电:

使用锂电池时需要注意的是,电池放置一段时间后会进入休眠状态。 此时容量低于正常值,使用时间也缩短。 然而,锂电池很容易激活。 经过3-5次正常充放电循环后,电池即可被激活并恢复到正常容量。 由于锂电池本身的特性,它几乎没有记忆效应。 因此,用户在新锂电池的激活过程中不需要特殊的方法和设备。 从一开始就使用标准方法充电的“自然激活”方法是最好的。 锂电池或充电器在电池充满后会自动停止充电。 镍电池充电器不存在所谓可持续10小时以上的“涓流”充电。 也就是说,如果你的锂电池充满电后放在充电器上,就白充了。

而我们谁也不能保证电池的充放电保护电路的特性永远不变且质量万无一失,因此电池会长期处于危险的边缘。 这也是我们反对长时间充电的另一个原因。 另外,在某些机器上,如果充电超过一定时间后没有取下充电器,系统不仅会停止充电,还会开始一个放电-充电循环。 或许厂家这样的做法有自己的目的,但显然对电池的寿命是不利的。 同时,长时间充电耗时较长,且往往需要在夜间进行。 从我国电网情况来看,很多地方夜间电压较高,波动较大。 前面说过,锂电池非常脆弱,对充放电波动的抵抗能力比镍电池差很多,这会带来额外的危险。

2.正常使用时什么时候开始充电:

由于充放电次数有限,锂电池应尽可能用完后再充电。 锂离子电池充放电循环实验表,循环寿命数据如下: 循环寿命(10%DOD):》1000次; 循环寿命(100%DOD):》200次。

其中,DOD是放电深度的英文缩写。 充电次数与放电深度有关。 10% DOD 时的循环寿命比 100% DOD 时的循环寿命长得多。 当然,如果换算成实际充电的相对总容量:10%*1000=100、100%*200=200,后者的充放电完整度还是更好一些。 一般情况下,剩余电池容量应预留。 充电按照先用后充的原则进行,但如果第二天电池预计无法维持一整天,则应及时开始充电。 当然,如果你愿意把充电器带到办公室也没关系。

当需要充电以应对即将发生的预计会导致通信繁忙的重要事件时,即使电池还有大量剩余电量,也只需提前充电即可,因为不会真正损失“1”个充电周期寿命,也就是说,只是“0.x”次,而且往往这个x会很小。 给电池剩余电量充电的原则是不要走极端。 像长期充电这样广为流传的说法是“尽量用完机器的电池,最好采用自动关机”。 这种方法实际上只在镍电池上进行,以避免记忆效应。 不幸的是,它也在锂电池上蔓延。 曾经有一个例子,有人在不充电的情况下继续使用机器,直到出现低电量警告后自动关闭。 结果本例的机器在后续的充电和启动过程中没有任何反应,只好送客服维修。 这实际上是由于电池过度放电导致电压过低,以致不具备正常的充电和开机条件造成的。

3.正确对待锂电池

总而言之,我对使用中的锂电池充电和放电最重要的技巧是:

(一)按照标准时间和程序收费,即使是前3次;

(2)当机器电量过低时,应尽量尽快开始充电;

(3)无需特殊方法即可激活锂电池。 机器正常使用过程中,锂电池会自然激活。

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