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有关充电电池不得不说的几个问题

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1,认识记忆效应电池记忆效应是指电池的可逆失效,即电池失效后可重新回复的性能。记忆效应是指电池长时间经

有关充电电池不得不说的几个问题

1,知道回忆效应
电池回忆效应是指电池的可逆失效,即电池失效后可从头回复的功用。回忆效应是指电池长时刻饱尝特定的作业循环后,主动坚持这一特定的倾向。这个最早界说在镍镉电池,镍镉的袋式电池不存在回忆效应,烧结式电池有回忆效应。而现在的镍金属氢(俗称镍氢)电池不受这个回忆效应界说的束缚。
因为现代镍镉电池工艺的改善,上述的回忆效应现已大幅度的下降,而别的一种现象替换了这个界说,便是镍基电池的“晶格化”,一般状况,镍镉电池受这两种效应的归纳影响,而镍氢电池则只受“晶格化”回忆效应的影响,并且影响较镍镉电池的为小。
在实践运用中,消除回忆效应的办法有严厉的标准和一个操作流程。操作不妥会拔苗助长。
关于镍镉电池,正常的保护是定时深放电:均匀每运用一个月(或30次循环)进行一次深放电(放电到1.0V/每节,老外称之为exercise),往常运用是尽量用光电池或用到关机等手法能够缓解回忆效应的构成,但这个不是exercise,因为仪器(如手机)是不会用到1.0V/每节才关机的,必需求专门的设备或线路来完结这项作业,幸亏许多镍氢电池的充电器都带有这个功用。
关于随身听这种电池需求串联运用的设备,即便是同一类型的电池内阻也不或许完全相同,所以放电时,串连的两节(或多节)电池的放电水平是不相同的。以我的随身听为例,随身听中止作业的电压大约在2v左右,但两节电池的中止电压一节为1.2v,另一节为0.8v。
关于长时刻没有进行exercise的镍镉电池,会因为回忆效应的累计,无法用exercise进行容量回复,这时则需求更深的放电(老外称recondiTIon),这是一种用很小的电流长时刻对电池放电到0.4V每节的一个进程,需求专业的设备进行。
关于镍氢电池,exercise进行的频率大约每三个月一次即可有用的缓解回忆效应。因为镍氢电池的循环寿数远远低于镍镉电池,简直用不到recondiTIon这个办法。
主张1:每次充电曾经对电池放电是没有必要,并且是有害的,因为电池的运用寿数无谓的减短了。
主张2:用一个电阻接电池的正负极进行放电是不可取的,电流无法操控,简单过放到0V,乃至导致串联电池组的电池极性回转。


2,电池需求激活吗
答复是电池需求激活,但这不是用户的要做的事。在锂离子电池的生产厂,锂离子电池在出厂曾经要经过如下进程:
锂离子电池壳灌注电解液、封口、化成,便是恒压充电,然后放电,如此进行几个循环,使电极充沛滋润电解液,充沛活化,以容量抵达要求中止,这个便是激活进程;分容,便是测验电池的容量选取不同功用(容量)的电池进行归类,区分电池的等级,进行容量匹配等。这样出来的锂离子电池到用户手上现已是激活过的了。咱们咱们常用的镍镉电池和镍氢电池也是如此化成激活今后才出厂的。其间有些电池的激活进程需求电池处于开口状况,激活今后再封口,这个工序也只或许有电芯生产厂家来完结了。
这儿存在一个问题,便是电池厂出厂的电池到用户手上,这个时刻有时会很长,短则1个月,长则半年,这个时分,因为电池电极资料会钝化,所以厂家主张初度运用的电池最好进行3~5次完全充放进程,以便消除电极资料的钝化,抵达最大容量。
在2001年公布的三个关于镍氢。镍镉和锂离子电池的国标中,其初始容量的检测均有明确规则,对电池能够进行5次深充深放,当有一次符合规则时,实验即可中止。这很好的解说了我说的这个现象。
那么称之为“第2次激活”也是能够的,用户初度运用的“新”电池尽量进行几回深充放循环。


3,前三非有必要充12小时吗
这个问题是紧扣上面的电池激活问题的,权且设出厂的电池到用户手上有电极钝化现象,为了激活电池进行深充深放电循环3次。其实这个问题转化为深充是不是便是要充12个小时的问题。答案是不需求充12小时。
前期的镍氢电池因为需求弥补和涓流充电进程,要抵达最完美的充饱状况,或许需求5个小时左右,可是也是不需求12个小时的。而锂离子电池的恒流恒压充电特性更是决议了它的深充电时刻无需12个小时。
关于锂离子电池有人会问,已然恒压阶段锂离子电池的电流逐步减小,是不是当电流小到无穷小的时分才是真实的深充。电池恒压阶段电流减小对时刻的曲线,能够用1/x的函数办法接近于零电流,实践测验时因为锂离子电池自身存在的自放电现象,这个零电流是永久不或许抵达的。
以600mAh的电池为例,设置到电流为0.01C(即6mA),它的1C充电时刻不超越150分钟,那么设置到电流为0.001C(即0。6mA),它的充电时刻或许为10小时—这个因为仪器精度的问题,现已无法准确取得,可是从0.01C到0.001C获的容量经核算仅为1.7mAh,以多用的7个多小时来交换这仅仅的千分之三不到的容量是没有任何实践意义的。
况且,还有其它的充电办法,比方脉冲充电办法使锂离子电池来抵达4.2V的约束电压,它底子没有截止最小电流判别阶段,一般150分钟后它便是100%充饱了。许多手机都是用脉冲充电办法的。
所谓恒压阶段电流减小其真实的意图便是逐步减小在电池内阻上因充电电流而发生的附加电压,当电流小到0.01C,比方6mA,这个电流乘与电池内阻(一般在200毫欧之内)仅为1mV,能够以为这时的电压便是无电流状况的电池电压。


4,充电电池有最佳状况吗
有一种说法便是,充电电池运用妥当,会在某一段循环规模呈现最佳的状况,便是容量最大。这个要分状况,密封的镍氢电池和镍镉电池,假如运用妥当(比方定时的保护,防止回忆效应的发生和累计),一般会在100-200个循环处抵达其容量的最大值,比方出厂容量为1000mAh的镍氢电池用了120次循环后,其容量有或许抵达1100mAh。简直一切的日本镍氢电池生产商的技能标准书中描绘镍基电池的循环特性的图上都能看到这样的描绘。
关于液态锂离子电池,却底子不存在这样一个循环容量的驼峰现象,从锂离子电池出厂到终究电池作废中止,其容量的体现便是用一次少一次。对锂离子电池做循环功用的时分也从来没有看到过有容量上升的痕迹。
值得一提的是,锂离子电池更简单受环境温度的改变而体现不同的功用,在25~40度的环境温度会体现其最好功用,而低温或高温状况,功用就大打折扣了。要使你的锂离子电池充沛展示它的容量,必定要仔细的留心运用环境,防止高低温现象,比方手机放在轿车的前台上,正午的太阳直射很简单就能够使其超越60度,北方的用户的电池待机时刻,平等网络状况下,就没有南边的用户长了。


5,真的是充电电流越大,充电越快吗
关于恒流充电的镍基电池,能够这么说,而对应锂离子电池,这个是不完全正确的。
关于锂离子电池的充电,在必定电流规模内(1.5C~0.5C),进步恒流恒压充电办法的恒流电流值,并不能缩短充饱锂离子电池的时刻。


6,循环充放电一次便是少一次寿数吗
循环便是运用,咱们是在运用电池,关怀的是运用的时刻,为了衡量充电电池的究竟能够运用多长时刻这样一个功用,就规则了循环次数的界说。实践的用户运用千变万化,因为条件不同的实验是没有可比性的,要有比较就有必要标准循环寿数的界说。
国标如是规则锂离子电池的循环寿数测验条件及要求:在25度室温条件下以恒流恒压办法1C的充电准则充电150分钟,以恒流1C的放电准则放电到2.75V截止为一次循环。当有一次放电时刻小于36分钟时实验完毕,循环次数有必要大于300次。
解说:
A 这个界说规则了循环寿数的测验是以深充深放办法进行的
B 规则了循环寿数依照这个办法履行后有必要超越300次今后容量仍然有60%以上
相同,关于镍氢和镍铬电池,一般厂商都注有充电次数,也是这个原因。
7,电池容量越高越好吗
不同类型(特别是不同体积)的电池,他的容量越高,供给运用的时刻越长。抛开体积和分量的要素,当然容量越高越好。
可是相同的电池类型,标称容量(比方600mAh)也相同,实践测的初始容量不同:比方一个为660mAh,另一个是605mAh,那么660mAh的就比605mAh的好吗?
实践状况或许是容量高的是因为电极资猜中多了添加初始容量的东西,而削减了电极安稳用的东西,其成果便是循环运用几十次今后,容量高的电池敏捷容量衰竭,而容量低的电池却仍然坚硬。许多国内的电芯厂家往往以这个办法来取得高容量的电池。而用户运用半年今后待机时刻却是差得乌烟瘴气。
民用的那些AA镍氢电池,一般是1400mAh,却也有标超高容量的(1600mAh),道理也是相同。


8,充饱的电池进行存储好吗
镍氢电池和镍镉电池简直没有存储后电量削减的现象,长时刻存储的镍基电池在进行几个深充深放今后就能够康复其原始容量了。
锂离子电池有一个特性十分欠好,便是锂离子电池的时效(或称老化,老外称为aging),便是锂离子电池在存储一段时刻后,即便不进行循环运用,其部分容量也会永久的丢失,这是因为锂离子电池的正负极资料从一出厂就现已开端了它的衰竭进程。不同的温度和电池充饱状况,其时效成果不同,以下数据摘自参考文献[1],以容量的百分比办法列出:
存储温度–40%充电状况——-100%充电状况
0度——-98%(一年今后)—–94%(一年今后)
25度——96%(一年今后)—–80%(一年今后)
40度——85%(一年今后)—–65%(一年今后)
60度——75%(一年今后)—–60%(3个月今后)
由此可见,存储温度越高和电池充的越饱,其容量丢失就越凶猛。所以不引荐长时刻的保存锂离子电池,反之,厂家应该象对待腐朽的食物相同将其收回。用户要亲近留心电池的生产日期。


9,充电器充溢指示灯亮了今后在多充一个小时有用吗(有的充电器是指示灯灭,如三洋……正充电呢,看不到类型=_=)
指示灯仅仅一个指示,真实充饱与否在于充电器对电池充电进程的操控和判别。以4.2V的锂离子电池为例评论这个问题。
首先是操控,操控对电池的输出是先恒流,后恒压(电流逐步减小)。大部分锂离子电池充电器都是这种操控办法,而镍氢和镍铬的新式充电器,如三洋,也是用这种办法。但有些贱价充电器,像我身边很多人在用的劲牛003,则仅仅恒流,没有电压截止判别。
然后是判别,判别电流小于某个电流值时,显现绿灯,因为模数转化的精度和自身的电压精度是受约束的,此刻显现绿灯,那么电池的确离它真实的充饱还有约10%不到(不同品牌和算法,成果不同)。
现在的问题是充电器接下去在干什么:
A。假如接下去,充电器完全关断充电回路,没有持续进行恒压充电,那么在座充上再放置10个小时也是杯水车薪。许多的充电器规划方案便是这样的,比方TI(德州仪器)的BQ2057系列充电芯片,linear(凌特)的LT1800系列都是如此。
B。充电器持续进行恒压充电,并严厉操控电压不超出4.2V,无疑再多充一个小时,的确能够添加电池的容量。
C。充电器持续充电,可是它的电流操控很糟糕,不小心就使电池超出了4.2V,并且持续往上跑。因为锂离子电池不能吸收任何过充。持续对电池施加电流,就会形成这个成果,那么过充就发生了。这个当然是规划欠好的充电器,比方常见的即可充锂离子电池又可充镍氢电池的十几块钱的“蛋充”。
D。还有一种充电办理芯片,比方maxim(美信)的1679芯片,与许多手机充电办理相同,它选用脉冲办法充电,它在显现绿灯的时分,便是锂离子电池现已100%充饱了,当然再放置一个小时,它也不会过充,显着又是在做无用功。
用户实践上不知道指示灯亮了今后充电器究竟在干什么,A或B或D,都有或许,说明书不写这些东西的。扫除不合格的充电器,咱们其实应该信任合格和原装的座充,指示灯亮着的话,为什么不取下来用呢?这对用户实践没有什么太大的影响,充的不饱又不影响循环寿数(如上第7点所述),95%的容量也是能够承受的。除非有爱好者能深入分析自己的座充究竟是以那种办法的在充电,不然仍是亮灯后就取下来用吧。


10 一些与充电器和电池自身有关的问题
环境温度对电池功用有何影响?
在一切的环境要素中,温度对电池的充放电功用影响最大,在电极/电解液界面上的电化学反响与环境温度有关,电极/电解液界面被视为电池的心脏。假如温度下降,电极的反响率也下降,假定电池电压坚持稳定,放电电流下降,电池的功率输出也会下降。假如温度上升则相反,即电池输出功率会上升,温度也影响电解液的传送速度温度上升则加速,传送温度下降,传送减慢,电池充放电功用也会遭到影响。但温度太高,超越45,会损坏电池内的化学平衡,导致副反响。


11,不同容量的电池组合在一同运用会呈现什么问题?
假如将不同容量或新旧电池混在一同运用,有或许呈现漏液,零电压等现象。这是因为充电进程中,容量差异导致充电时有些电池被过充,有些电池未充溢电,放电时有容量高的电池未放完电,而容量低的则被过放。如此恶性循环,电池遭到危害而漏液或低(零)电压。


过充电的操控办法有哪些?
为了防止电池过充,需求对充电结尾进行操控,当电池充溢时,会有一些特别的信息可利用来判别充电是否抵达结尾。一般有以下六种办法来防止电池被过充:
1 峰值电压操控:经过检测电池的峰值电压来判别充电的结尾
2 dT/dt操控:经过检测电池峰值温度改变率来判别充电的结尾
3 T操控:电池充溢电时温度与环境温度之差会抵达最大
4 -V操控:当电池充溢电抵达一峰值电压后,电压会下降必定的值
5 计时操控:经过设置必定的充电时刻来操控充电结尾,一般设定要充进130%标称容量所需的时刻来操控
6 TCO操控:考虑电池的安全和特性应当防止高温(高温电池在外)充电,因而当电池温度升高60时应当中止充电


什么是过充电?对电池功用有何影响?
过充电是指电池经必定充电进程充溢电后,再持续充电的行为。
因为在规划时,负极容量比正极容量要高,因而,正极发生的气体透过隔阂纸与负极发生的镉复合。故一般状况下,电池的内压不会有显着升高,但假如充电电流过大,或充电时刻过长,发生的氧气来不及被耗费,就或许形成内压升高,电池变形,漏液,等不良现象。一起,其电功用也会显着下降。


什么是过放电?对电池功用有何影响?
电池放完内部贮存的电量,电压抵达必定值后,持续放电就会形成过放电,一般依据放电电流来确认放电截止电压。032C-2C放电一般设定1.0V/支,3C以上如5C或10C放电设定为0.8V/支,电池过放或许会给电池带来灾难性的成果,特别是大电流过放,或重复过放对电池影响更大。一般来说,过放电会使电池内压升高,正负极活性物质可逆性遭到损坏,即便充电也只能部分康复,容量也会有显着衰减。



 

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