发布时间:2025-02-02 01:22:44
电池回忆效应,特别是于镍镉电池中表现明显,指的是电池在长时间不彻底充放电后,容易在内部留下痕迹,导致电池容量下降的现象。这种现象犹如电池记忆了用户的充放电习惯,使得它难以适应大幅度的充放电。相反,锂离子电池则不存在这样的记忆效应。
回忆效应形成的原因在于镍镉电池的负极材料为烧结式,镉晶粒较为粗大。在电池未完全放电前就充电,容易导致镉晶粒聚集成块,形成次级放电通道。电池会记住这一放电通道,即使电池本身的容量足够支持更深入的放电。每一次不彻底的放电都会加深这一效应,使电池的容量逐渐降低。为消除这一效应,可以通过使用小电流深度放电(如以0.1C放电至0V)或大电流充放电(如1C)数次来解决。
锂离子电池则采用了不同的技术,正极材料通常由锂的活性化合物组成,负极则是具有特殊分子结构的碳。常见的正极材料为LiCoO2,充电时,正极化合物释出锂离子,嵌入负极的片层结构碳中。放电时,锂离子从碳中分出,重新与正极化合物结合,形成电流。尽管化学反应原理相对简单,但在工业生产中,需要考虑各种实际问题,如正极材料需添加物质保持多次充放电的活性,负极材料需设计以容纳更多锂离子,电解液需稳定并具有良好的导电性以减小电池内阻。
锂离子电池一般包含管理芯片和充电控制芯片,其中管理芯片包含一系列寄存器,存储如容量、温度、ID、充电状态、放电次数等信息。在使用过程中,这些值会逐渐变化。建议在使用一段时间(例如一个月左右)进行一次深度充放电,主要是为了校准管理芯片中的数值,使其与电池的实际状态相符。充电控制芯片则负责管理电池的充电过程,锂离子电池的充电分为恒流快充阶段和恒压电流递减阶段。恒流快充阶段,电池电压逐渐升高到标准电压,随后在控制芯片下转入恒压阶段,电压不再升高以避免过充,电流则随着电池电量的上升逐渐减弱至零,最终完成充电。
对于锂离子电池的一些争议,例如新电池是否需要重复几次彻底充电放电来激活,答案是否定的。锂离子电池不存在回忆效应,因此不需要激活。早期的镍镉和镍氢充电电池确实存在激活的需要,以避免电池过度充电导致性能下降。然而,现今广泛使用的手机和笔记本电脑中的电池大多为锂离子电池,它们在生产时已经完成了初始化和测试,因此不需要激活。锂离子电池能够随时充电,不需激活。关于是否需要定期进行彻底充放电的说法,主要是为了校准笔记本电脑和部分高端智能手机上的电量检测设备,并非对电池本身有益。
关于过度充电是否会引起电池爆破,锂离子电池能量密度高,电压较高,因此对使用条件有严格限制。过度充电、过度放电、短路、高温等都可能引起电池损坏,甚至引发起火和爆炸。然而,实际应用中的锂离子电池集成了安全保护电路和多种安全设备,能够在过度充电、过度放电和短路时自动切断电池电路,且具有排气和热熔保护功能,以防止电池内部压力过高或温度过高。因此,只要使用正规电池,手机充溢电后未及时拔掉电源不会引起电池爆破。
减少充电次数是否能够延长电池寿命?锂离子电池的寿命通常可以达到几百次充放电循环。在深度充放电条件下,对锂离子电池的寿命有影响,但在日常浅度充放电条件下,锂离子电池的寿命相当长。此外,锂离子电池在长时间存放时,其容量会自然损失,主要影响因素是电压和温度。研究表明,锂离子电池在完全充电状态下长时间存放,其容量会显著损失。温度越高,锂离子电池的容量损失越快,这种损失是不可逆的。在0度环境下,电量剩余40%的锂离子电池存放一年后,其容量会损失2%;而在40度环境下,完全充满电的锂离子电池存放一年后,其容量损失高达35%。
锂离子电池的正确使用方法包括:在新电池使用前进行自然激活,通过3-5次正常的充放电循环即可激活电池,恢复正常容量;避免长时间连续深度充放电,以减少对电池寿命的影响;在电池电量较低时及时开始充电,以避免电池完全放电至自动关机;在预见到需要大量通信或使用电池的重要事件时,即使电池仍有余电,也应提前充电,因为这不会真正损失充放电循环寿命;在电池使用中遵循规范的充电时间和程序。