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手机电池原理

手机电池原理
首先,锂电寿命和完全充放电周期的完成次数有关,和充电次数没有直接关系。

一个完全充放电周期意味着电池的所有电量由满用到空,再由空充到满的过程。

这并不等同于充一次电。

例如,一块锂电在第一天只用了一半的电量,然后又为它充满电。

如果第二天还如此,即用一半就充,总共两次充电下来,这只能算作一个充电周期,而不是两个。

因此,通常可能要经过好几次充电才完成一个周期。

每完成一个充电周期,电量就会减少一点。

不过,减少幅度非常小,高品质的电池充过多次周期后,仍然会保留原始电量的 80%,很多锂电供电产品在经过两三年后仍然照常使用,就是这个原因。

锂电的寿命一般为300-500个充电周期。

假设一次完全放电提供的电量为Q,如不考虑每个充电周期以后电量的减少,则锂电在其寿命内总共可以提供或为其补充300Q-500Q的电力。

由此我们知道,如果每次用1/2就充,则可以充600-1000次;如果每次用1/3就充,则可以充900-1500次。

以此类推,如果随机充电,则次数不定。

总之,不论怎么充,总共补充进300Q-500Q的电力这一点是恒定的。

所以,我们也可以这样理解:锂电池寿命和电池的总充电电量有关,和充电次数无关。

深放深充和浅放浅充对于锂电寿命的影响相差不大
其次,要注意电池的电压。

目前的手机锂电池都是4.1V或者4.2V,这根据厂商不同有区别,像有些牌子的电芯4.1V和4.2V通用的,比如A&TB(东芝),而国内厂家基本是4.2V,但也有例外,比如天津力神是4.1V。

而把4.1V的电芯充电到4.2V会怎么样?当然会使电池容量提高,感觉很好用,待机时间增加,但会减短电池的使用寿命。

比如原来500次,减少到300次。

同样道理,把4.2V的电芯过充,也会减短寿命。

锂离子电芯是很娇嫩的。

第三,目前的手机电池大多是安全的,但不包括那些黑手机或非法加工厂生产的假电池,因为正规的锂电池内有保护板。

保护板的作用是应付万一的,当过载过充时会自动切断电源停止充电保障用户安全,而假电池就没有或很劣质。

第四,不用的电池如何储存。

锂离子电池有一个不好特性,就是锂离子电池的时效(或称老化),就是锂离子电池在存储一段时间后,即使不进行循环使用,其部分容量也会永久的丧失,这是因为锂离子电池的正负极材料从一出厂就已经开始了它的衰竭历程。

不同的温度和电池充饱状态,其时效后果不同,存储温度越高和电池充的越饱,其容量损失就越厉害。

所以厂家出厂的电池不是满的。

对于闲置的电池,推荐的存储条件为充电水平是40%,存储温度低于15度或更低。

现在的手机大多采用的是锂电池或锂聚化合物电池,它是由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。

最早出现的锂电池来自于伟大的发明家爱迪生。

由于锂金属的化学特性非常活泼,使得锂金属的加工、保存、使用,对环境要求非常高。

所以,锂电池长期没有得到应用。

随着二十世纪微电子技术的发展,小型化的设备日益增多,对电源提出了很高的要求。

锂电池随之进入了大规模的实用阶段,特别是手机电池应用方面,而目前常用的手机锂离子电芯规范的说法是:锂离子二次电池。

目前常用的手机锂离子电池标称电压为3.7V(或3.6V),充电截止电压4.2V(或4.1V,根据电芯的厂牌有不同的设计)。

对锂离子电池充电要求(GB/T18287 2000规范)首先是恒流充电,即电流一定,而电池电压随着充电过程逐步升高,当电池端电压达到4.2V(4.1V),改恒流充电为恒压充电,即电压一定,电流根据电芯的饱和程度,随着充电过程的继续逐步减小,当减小到0.01C时,认为充电终止。

大家注意,其中C是以电池标称容量对照电流的一种表示方法,如电池是1000mAh的容量,1C就是充电电流1000mA,注意是mA而不是mAh,0.01C就是10mA。

当然,规范的表示方式是0.01C5A。

那为什么认为0.01C为充电结束了,其实这是国家标准GB/T18287-2000所规定的。

以前大家普遍以20mA 为结束,邮电部行业标准YD/T998-1999也是这样规定的,即不管电池容量多大,停止电流都是20mA。

国标规定的0.01C有助于充电更饱满,对厂家一方通过鉴定有利。

另外,国标规定了充电时间不超过8小时,就是说即使还没有达到0.01C,8小时到了,也认为充电结
束。

因为质量没问题的电池,都应在8小时内达到0.01C,质量不好的电池,等下去也无意义。

所以,提醒大家,充电时不要超过8小时,这样有利于电池的使用寿命。

下图为手机电池循环一次,电压vs时间、电流vs时间的曲线图。

阶段1~2:静止。

(本图开始于上次放电结束,所以图中电压回升)到时间后,转入下一阶段;
阶段2~3:恒流充电,电流数值=电池容量数值。

电压达到4.2v后,转入下一阶段;
阶段3~4:恒压充电,电压数值=4.2v,电流越来越小,也就是涓流充电。

电流小于一定数值后,转入下一阶段;
阶段4~5:静止。

到时间后,转入下一阶段;
阶段5~6:恒流放电,电流数值=电池容量数值。

电压达到2.8v后,转入下一阶段;
阶段6~:从阶段1~2重新来过。

备注:此为工厂生产电池测试使用的充放电方式。

普通民用电池的充电电流、放电电流不大于电池容量数值的50%,充电上限电压不高于4.2v、放电下限电压不低于2.8v。

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