鋰離子電池充電知識

2022-09-04 07:21:04 字數 5694 閱讀 2410

0  一、基本概念:

1、鋰離子電池標稱電壓3.7v(3.6v),充電截止電壓4.2v(4.1v,根據電芯的廠牌有不同的設計)。(鋰離子電芯規範的說法是:鋰離子二次電池)

2、對鋰離子電池充電要求(gb/t18287 2000規範):首先恆流充電,即電流一定,而電池電壓隨著充電過程逐步公升高,當電池端電壓達到4.2v(4.

1v),改恆流充電為恆壓充電,即電壓一定,電流根據電芯的飽和程度,隨著充電過程的繼續逐步減小,當減小到0.01c時,認為充電終止。

(c是以電池標稱容量對照電流的一種表示方法,如電池是1000mah的容量,1c就是充電電流1000ma,注意是ma而不是mah,0.01c就是10ma。)當然,規範的表示方式是0.

01c5a,我這裡簡化了。

3、為什麼認為0.01c為充電結束:這是國家標準gb/t18287-2000所規定的,也是討論得出的。

以前大家普遍以20ma為結束,郵電部行業標準yd/t998-1999也是這樣規定的,即不管電池容量多大,停止電流都是20ma。國標規定的0.01c有助於充電更飽滿,對廠家一方通過鑑定有利。

另外,國標規定了充電時間不超過8小時,就是說即使還沒有達到0.01c,8小時到了,也認為充電結束。(質量沒問題的電池,都應在8小時內達到0.

01c,質量不好的電池,等下去也無意義),

4、怎樣區別電池是4.1v還是4.2v:

消費者是無法區分的,這要看電芯生產廠家的產品規格書。有些牌子的電芯是4.1v和4.

2v通用的,比如a&tb(東芝),國內廠家基本是4.2v,但也有例外,比如天津力神是4.1v(但目前也是按4.

2v了)。

5、把4.1v的電芯充電到4.2v會怎麼樣:

會使電池容量提高,感覺很好用,待機時間增加,但會減短電池的使用壽命。比如原來500次,減少到300次。同樣道理,把4.

2v的電芯過充,也會減短壽命。鋰離子電芯是很嬌嫩的。

6、既然電池內有保護板,我們是否就可以放心了呢:不是,因為保護板的截止引數是4.35v(這還是好的,差的要4.

4到4.5v),保護板是應付萬一的,假如每次都過充,電池也會很快衰減的。

7、多大的充電電流算是合適的:理論上越小對電池越有好處。但你總不能為了一塊電池充電等3天吧。

國標規定的低倍率充電是0.2c(仲裁充電制式),還以上面的1000mah容量的電池為例,就是200ma,那麼我們可以估計出這只電池5個多小時可以充飽。(容量mah=電流ma×時間h)

國家技術監督部門鑑定鋰電容量,是以1c的高倍率充電,以0.2c的低倍率放電,以時間計算出容量值,試驗次數5次,有1次容量達到試驗結束。(就是有5次機會,如果第一次試驗就合格了,後面的4次不做)檢測之前允許有一次預迴圈,就是以1c恆流充電至4.

2v即停止,而沒有後面的恆壓到0.01c的過程,更沒有14小時。

8、鋰離子電池能承受多大的充電電流:廠家試驗時可以很高,但國標高倍率規定為1c,還以上面的電池為例,1個多小時即可充滿。這麼大的充電電流,電池能承受嗎?

對於目前的鋰離子電芯,是小意思而已。

目前沒有對充電器的國家標準,所執行的是郵電部行業標準yd/t998 1999/2,裡面規定了充電器的電流不得大於1c。

9、壽命是怎樣規定的:簡單說是指電池經過n次1c充、1c放電後,容量下降到70%,此時的n就是壽命。並不是說300次還可以用,301次就不能用了。

國標規定壽命不得小於300次。我們平時使用的條件沒有檢測時這麼嚴酷,壽命會更長。

說了這麼多概念(不要煩,還有很多沒說),終於可以說充電器了。那麼目前市場長的充電器情況是怎樣的呢?

二、充電器的種類和質量狀況,使用建議。

1、直充,直接插在手機上的那種,有人喜歡叫旅充,我們習慣叫「火牛」。這種充電器隨手機有配,原裝的質量都不錯,突出的是即充即用,所以充電電流設計都較大(嚴格地說是手機所控制的充電電流),充電時間短。有些手機充滿後有涓流補電,有些手機充滿後即截止,等下去也徒勞。

看了上面的概念你應該知道,是正常的,而且不用再傻乎乎地等14小時了。

對於直充的充電效果,還要看手機,因為充電控制電路在手機上,其截止電壓有一定的離散性,我實際測量同一批次同一型號的手機基本在4.09v至4.21v之間。

就是說如果4.09v截止了,還沒充滿,不是最理想的容量,再繼續充一段時間可能會更飽些。但不要忘了,即使有涓流補電的手機,就像4.

09和4.21的充電電壓的差別一樣,手機的涓流補電電流也有一定的離散性,如果補電電流大了,就變成充電了,10幾個小時,對電池也是有損害的,我曾遇到許多電池在手機上充壞的現象,原裝電也有,品牌電也有。假如充壞了電池,造成漏液等,還有可能損壞手機,所以建議大家如果真想補電,應控制在2小時以內,並不要超過8小時。

我的看法是,鋰電很嬌氣,充飽夠用即可。每次少用幾小時但多用半年,和每次多用幾小時但少用半年,自己衡量吧。

但原裝直充也有有問題的時候,我們就遇到過一批手機中所配的直充故障率高的現象。還好,故障是無電壓,如果是高電壓,好看了。

市面上還有大量非原裝的火牛,***的沒問題,質量差的你自己可以想象,因為你是一端插在220v的交流電上,另一端在手機上……所以以我個人觀點,不建議用非原裝的火牛。(至少原裝的出了事有給你背鍋的)

2、座充,是有兩個槽位,前面可放手機,後面放電池的,需要和火牛配合使用。原裝的座充質量較好,許多具有「智慧型」,有些牌子的基本上能做到恆流恆壓的充電過程,並在充電結束後有乙個涓流補電的過程。有些牌子的雖然沒有做到恆流恆壓的過程,但電流電壓等引數控制準確,也是不錯的。

所謂智慧型,其實很簡單,例如motorola的電池,內部有乙個晶元(唯讀儲存器rom),固化了一些編碼,電池插入充電器後,充電器讀出編碼,就知道是何種電池,執行相應的充電過程,一切都是事先安排好的。(不同型號,不同容量,**不同地區,甚至於配不同牌子電芯的,編碼都不同),

打個簡單的比喻,我喊1,你們就按第一方案執行,我喊2,你們就按第二方案執行,我什麼都不喊,或我喊3但事先沒和你們約定好,就拒絕執行,現象就是充電器紅燈閃爍,不能充電(在手機上就顯示非認可電池)。並不是大家想象的,有微控制器cpu控制。

「智慧型」還體現在另外一些方面,就是電池的ntc(熱敏電阻)和標準電阻,不同的電池由不同的標準電阻與充電器構成迴路,來決定充電電流的大小,而在充電電流決定後,又根據不同的環境溫度,由熱敏電阻和充電器構成另外的迴路來調整充電電流的大小。(有些電池只有熱阻,有些電池只有標阻,而有些電池兩個都有。)

例如某型號的電池,薄電和厚電的容量不同,最佳的充電電流也應該不同,因此這兩隻電池的標準電阻是不同的,這樣充電器就「知道」為薄電給多大的充電電流,為厚電給多大的充電電流。其實主動權還在電池一方,充電器只不過和電池構成了個迴路而已。

同樣道理,當充電溫度變化時,熱敏電阻的阻值發生變化,與充電器構成迴路來調整充電電流大小,保護電池,避免過熱。

現在你知道為什麼電池上和座充的電池槽位有一排五金接觸片了吧。

智慧型「不過如此」。

當然,同時你也知道乙個合格的電池應該做到什麼了吧?有時候不能全靠充電器,電池做的不好,充電器也發揮不了作用。目前許多國產電池將ntc用普通電阻代替以降低成本,失去了電流調整的作用,還有設計選材不合理等等,這是題外話,先按下不表。

(也有道理,看下去就清楚了)

原裝座充的涓流補電電流一般控制的比較準,但在充電器轉為綠燈後補電2小時即足夠了。還是這個原則,對於鋰電,達到電芯應該達到的容量夠用即可,多充無益。壓榨鋰電就要付出壽命,偶爾幾次14小時可能不會損壞電池,但習慣這樣就不好了。

說完了原裝座充,該說市場上的品牌座充了。

可以肯定地說,市場上的品牌座充的充電過程沒有乙個是嚴格遵循:恆流、恆壓的充電過程的(有的話請告訴我,我去買)。它們大概可分為幾類:

a、恆壓,不涓流補電:電池充到4.2v即截止,遇到這種座充,你等14小時是騙自己。因雖然到了4.2v,但已經截止了,沒有乙個涓流的過程,沒有充飽。

為了充飽,有些設計就來損的,把截止電壓改到4.25v以上,更有人設計乾脆等電池的保護板截止。如此電池充的很飽,你也一定會對此座充滿意,但你的電池壽命已經減少了。

用此充電器是過充,不用等14小時也很好用。

b、恆壓,用固定涓流補電:算有良心的設計,比上面有改進了,充到4.2v截止,用乙個固定的電阻「漏」些電流出來,這個涓流因是固定的,插上電池就有,永遠不會停止。

據我測量一般在30至50ma左右。用這種充電器,剛轉綠燈時沒充飽,繼續補電2小時左右比較理想,但涓流偏大了,繼續充14小時對電池沒好處。

c、恆壓,所謂的智慧型脈衝型:電池充到4.2v截止,然後用脈衝電流涓流補電。

這種是所謂的高檔型,設計思路很好,但可惜的是產品不爭氣,一致性不好,就是說你買到手的也許好也許壞。我測量有缺點的是:脈衝電流太大50至100ma,脈衝過密,相當於充電了。

又貴,如此還不如用b。

值得注意的是,有些座充為追求火牛直充的快速效果,設計的充電電流偏高,接近1c,對於這種座充,雖然沒有違反行業標準,但也不能一概以「座充是小電流慢充」乙個概念來認識。不過我不建議使用這種座充。

上面只是概括,還有為了追求「充電效果」,搞「過充加涓流補電」、「過充加脈衝」、「快速加過充加補電」的。他們需要的是給使用者留乙個很好的印象,等使用者的電池不行了,基本不會怪罪充電器,頂多罵一句:破電池,才用半年!

選座充的簡單方法:

物理外觀等方面不說了,只說電方面。

選座充,最好有乙個數字萬用表,把空電池插入充電,串入萬用表量充電電流,在250至350ma範圍內比較合適,等充電器轉綠燈後,馬上拿下電池量電壓,在4.15至4.20之間比較正常,轉綠燈後再串入萬用表觀察電流,在30至50ma範圍內比較合適。

如能選出這樣的國產座充,包你使用沒問題,何必花冤枉錢買原裝的呢?當然我是說國產中符合標準的,合格的產品。

需要說明的是:

品牌座充基本沒有智慧型,那一排五金接觸片,除正負極外,其餘的都是擺著讓你看的(個別有乙個熱敏電阻的接觸端有用)。但了解了原裝座充智慧型的實現方法,對智慧型也不用太神秘太追求了。

(現在知道上面說的有些電池為什麼要簡化材料了吧?)

產品引數都有一定的離散性,有些品牌座充截止電壓超過4.2v,但只要不超過4.25v,是允許有一定誤差的,對電池有影響,但影響不大。

(我測量過motorola原裝的,最高的有4.23v)

三、旅行充

我說的旅行充指的是放上乙隻電池,直接插入交流電源充電的那種,不要和直接插手機充電的火牛混淆。

旅行充的特點是使用方便,不必象座充那樣準備兩樣東西。即使出問題也不會殃及手機。

旅行充簡單地說就是把火牛和座充的電池充電部份合為一體。早期的旅行充電源部份只是簡單的電容降壓電路,容易出故障也不安全。目前的旅行充基本都是開關電源了,穩定性不錯(當然也要看牌子)。

我隨機抽查測試過5只gd93旅行充,三天三夜一直插在交流電源上,電池充滿了就再換上空的,連續長時間工作沒乙隻出問題。當然,我這裡沒問題不代表你不會出問題,使用者使用時應在充電完畢後把旅充從交流電拔下。

有些旅充上標有智慧型、cpu控制,那是廠家的事,不要相信。

按照選擇座充的幾點選擇旅充,沒有智慧型又有什麼關係呢?國產的也很好用。當然我是說國產中符合標準的,合格的產品。

不想再多說了。充電器真是五花八門,我還沒將仿原裝的、不合格的包括進去。不同的產品,不同的牌子,不同的時期,情況不同,大家的概念不可一成不變。

特別是,市場上每月成百萬隻的不合格充電器實際上都到了消費者手中,這些充電器使用不當極易損壞電池,比如說充電14小時等等。

我的建議是:對於原裝直充,充滿加2小時;對於國產直充,不用;對於原裝座充,隨便(但也不能太隨便);對於國產座充,充滿加2小時,對於國產旅行充,充滿加1小時。國產指符合標準的合格品。

以上只是建議,可能並不十分準確,但總之沒必要充電14小時,即使新電池,只要是鋰電,也沒有所謂的「啟用」的概念,這另外說。

我是怎樣充電的?

我是:找能過充的充電器,把電池充到4.25v以上,很好用,延長很多時間。但我的電芯壞了馬上換,我追求的是待機時間,不是電池壽命。你們呢?

謝謝!如有錯別字病句,將就吧。

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