锂离子电池使用与充电

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锂离子电池基本概念'
" X0 z2 P# S6 p: D+ r$ I: o　　目前的手机基本上所配电池都是锂离子电池，所以我下面所讲的是针对锂离子电池的充电知识。镍氢电池有所不同，这里不谈。
# W" l0 i0 k$ |  ?,　　1、锂离子电池标称电压3.7V（3.6V）,充电截止电压4.2V（4.1V,根据电芯的厂牌有不同的设计）。（锂离子电芯规范的说法是：锂离子二次电池） -
4 ^" e/ J' U- p/ m3 J　　2、对锂离子电池充电要求（GB/T18287 2000规范）：首先恒流充电，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。（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,我这里简化了。
　　3、为什么认为0.01C为充电结束：这是国家标准GB/T18287-2000所规定的，也是讨论得出的。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。（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）　　4、怎样区别电池是4.1V还是4.2V：消费者是无法区分的，这要看电芯生产厂家的产品规格书。有些牌子的电芯是4.1V和4.2V通用的，比如A&TB（东芝），国内厂家基本是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）。
3　　5、把4.1V的电芯充电到4.2V会怎么样：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。

) V. X% O/ Z* J　　6、既然电池内有保护板，我们是否就可以放心了呢：不是，因为保护板的截止参数是4.35V（这还是好的，差的要4.4到4.5V),保护板是应付万一的,假如每次都过充,电池也会很快衰减的。
　　7、多大的充电电流算是合适的：理论上越小对电池越有好处。但你总不能为了一块电池充电等3天吧。国标规定的低倍率充电是0.2C（仲裁充电制式）,还以上面的1000mAh容量的电池为例，就是200mA，那么我们可以估计出这只电池5个多小时可以充饱。（容量mAh＝电流mA×时间h）
　　国家技术监督部门鉴定锂电容量，是以1C的高倍率充电，以0.2C的低倍率放电，以时间计算出容量值，试验次数5次，有1次容量达到试验结束。（就是有5次机会，如果第一次试验就合格了，后面的4次不做）检测之前允许有一次预循环，就是以1C恒流充电至4.2V即停止，而没有后面的恒压到0.01C的过程，更没有14小时　　8、锂离子电池能承受多大的充电电流：厂家试验时可以很高，但国标高倍率规定为1C，还以上面的电池为例，1个多小时即可充满。这么大的充电电流，电池能承受吗？对于目前的锂离子电芯，是小意思而已。目前没有对充电器的国家标准，所执行的是邮电部行业标准YD/T998 1999/2,里面规定了充电器的电流不得大于1C。

) r& ]  e0 F/ c  W　　9、寿命是怎样规定的：简单说是指电池经过N次1C充、1C放电后，容量下降到70%，此时的N就是寿命。并不是说300次还可以用，301次就不能用了。国标规定寿命不得小于300次。我们平时使用的条件没有检测时这么严酷，寿命会更长。
# k9 I+ P/ Z: z6 {) B* v; L　　说了这么多概念（不要烦，还有很多没说），终于可以说充电器了。那么目前市场上的充电器情况是怎样的呢？
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4 L" Z6 ~2 C" ~8 ?! X: P! e充电器的种类质量和使用建议 直充
3 [; Z. ^0 m7 S# T　　一、直充，直接插在手机上的那种，有人喜欢叫旅充，我们习惯叫“火牛”。这种充电器随手机有配，原装的质量都不错，突出的是即充即用，所以充电电流设计都较大（严格地说是手机所控制的充电电流），充电时间短。有些手机充满后有涓流补电，有些手机充满后即截止，等下去也徒劳。看了上面的概念你应该知道，是正常的，而且不用再傻乎乎地等14小时了。
　　对于直充的充电效果，还要看手机，因为充电控制电路在手机上，其截止电压有一定的离散性，我实际测量同一批次同一型号的手机基本在4.09V至4.21V之间。就是说如果4.09V截止了，还没充满，不是最理想的容量，再继续充一段时间可能会更饱些。但不要忘了，即使有涓流补电的手机，就像4.09和4.21的充电电压的差别一样，手机的涓流补电电流也有一定的离散性，如果补电电流大了，就变成充电了，10几个小时，对电池也是有损害的，我曾遇到许多电池在手机上充坏的现象，原装电也有，品牌电也有。假如充坏了电池，造成漏液等，还有可能损坏手机，所以建议大家如果真想补电，应控制在2小时以内，并不要超过8小时。 　　我的看法是，锂电很娇气，充饱够用即可。每次少用几小时但多用半年，和每次多用几小时但少用半年，自己衡量吧。
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# }! `% `* B9 {$ _. s  a2 o　　但原装直充也有有问题的时候，我们就遇到过一批手机中所配的直充故障率高的现象。还好，故障是无电压，如果是高电压，好看了。
　　市面上还有大量非原装的火牛，质量好的没问题，质量差的你自己可以想象，因为你是一端插在220V的交流电上，另一端在手机上……所以以我个人观点，不建议用非原装的火牛。（至少原装的出了事有给你背锅的） 1 　　2、座充，是有两个槽位，前面可放手机，后面放电池的，需要和火牛配合使用。原装的座充质量较好，许多具有“智能”，有些牌子的基本上能做到恒流恒压的充电过程，并在充电结束后有一个涓流补电的过程。有些牌子的虽然没有做到恒流恒压的过程，但电流电压等参数控制准确，也是不错的。
　　所谓智能，其实很简单，例如MOTOROLA的电池，内部有一个芯片（只读存储器ROM），固化了一些编码，电池插入充电器后，充电器读出编码，就知道是何种电池，执行相应的充电过程，一切都是事先安排好的。（不同型号，不同容量，供应不同地区，甚至于配不同牌子电芯的，编码都不同）， 　　打个简单的比喻，我喊1,你们就按第一方案执行，我喊2,你们就按第二方案执行，我什么都不喊，或我喊3但事先没和你们约定好，就拒绝执行，现象就是充电器红灯闪烁，不能充电（在手机上就显示非认可电池）。并不是大家想象的，有单片机CPU控制。
　　“智能”还体现在另外一些方面，就是电池的NTC（热敏电阻）和标准电阻，不同的电池由不同的标准电阻与充电器构成回路，来决定充电电流的大小，而在充电电流决定后，又根据不同的环境温度，由热敏电阻和充电器构成另外的回路来调整充电电流的大小。（有些电池只有热阻，有些电池只有标阻，而有些电池两个都有。）
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! j; C7 f' J: g2 c, x" g3 E" V　　例如某型号的电池，薄电和厚电的容量不同，最佳的充电电流也应该不同，因此这两只电池的标准电阻是不同的，这样充电器就“知道”为薄电给多大的充电电流，为厚电给多大的充电电流。其实主动权还在电池一方，充电器只不过和电池构成了个回路而已。

　　同样道理，当充电温度变化时，热敏电阻的阻值发生变化，与充电器构成回路来调整充电电流大小，保护电池，避免过热。 　　现在你知道为什么电池上和座充的电池槽位有一排五金接触片了吧。
　　当然，同时你也知道一个合格的电池应该做到什么了吧？有时候不能全靠充电器，电池做的不好，充电器也发挥不了作用。目前许多国产电池将NTC用普通电阻代替以降低成本，失去了电流调整的作用，还有设计选材不合理等等，这是题外话，先按下不表。（也有道理，看下去就清楚了）   N/ f/ f0 ~" t
　　原装座充的涓流补电电流一般控制的比较准，但在充电器转为绿灯后补电2小时即足够了。还是这个原则，对于锂电，达到电芯应该达到的容量够用即可，多充无益。压榨锂电就要付出寿命，偶尔几次14小时可能不会损坏电池，但习惯这样就不好了。
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1 Y5 q5 c3 z5 X3 R& Q* o; N　　说完了原装座充，该说市场上的品牌座充了。
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　　可以肯定地说，市场上的品牌座充的充电过程没有一个是严格遵循：恒流、恒压的充电过程的（有的话请告诉我，我去买）。它们大概可分为几类： ;

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　　A、恒压，不涓流补电：电池充到4.2V即截止，遇到这种座充，你等14小时是骗自己。因虽然到了4.2V,但已经截止了，没有一个涓流的过程，没有充饱。
& F& f% d2 i: A# W" c- Z. j# R$ E　　为了充饱，有些设计就来损的，把截止电压改到4.25V以上，更有人设计干脆等电池的保护板截止。如此电池充的很饱，你也一定会对此座充满意，但你的电池寿命已经减少了。用此充电器是过充，不用等14小时也很好用。
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: ?8 y6 `# {/ }$ S- s! J　　B、恒压，用固定涓流补电：算有良心的设计，比上面有改进了，充到4.2V截止，用一个固定的电阻“漏”些电流出来，这个涓流因是固定的，插上电池就有，永远不会停止。据我测量一般在30至50mA左右。用这种充电器，刚转绿灯时没充饱，继续补电2小时左右比较理想，但涓流偏大了，继续充14小时对电池没好处。

　　C、恒压，所谓的智能脉冲型：电池充到4.2V截止，然后用脉冲电流涓流补电。这种是所谓的高档型，设计思路很好，但可惜的是产品不争气，一致性不好，就是说你买到手的也许好也许坏。我测量有缺点的是：脉冲电流太大50至100mA，脉冲过密，相当于充电了。又贵，如此还不如用B。 $ }# x' c* {# W
　　值得注意的是，有些座充为追求火牛直充的快速效果，设计的充电电流偏高，接近1C，对于这种座充，虽然没有违反行业标准，但也不能一概以“座充是小电流慢充”一个概念来认识。不过我不建议使用这种座充。 　　上面只是概括，还有为了追求“充电效果”，搞“过充加涓流补电”、“过充加脉冲”、“快速加过充加补电”的。他们需要的是给使用者留一个很好的印象，等用户的电池不行了，基本不会怪罪充电器，顶多骂一句：破电池，才用半年！" 　　选座充，最好有一个数字万用表，把空电池插入充电，串入万用表量充电电流，在250至350mA范围内比较合适，等充电器转绿灯后，马上拿下电池量电压，在4.15至4.20之间比较正常，转绿灯后再串入万用表观察电流，在30至50mA范围内比较合适。如能选出这样的国产座充，包你使用没问题，何必花冤枉钱买原装的呢？当然我是说国产中符合标准的，合格的产品。
6 y/ n$ ^) b8 P, u　　需要说明的是：品牌座充基本没有智能，那一排五金接触片，除正负极外，其余的都是摆着让你看的（个别有一个热敏电阻的接触端有用）。但了解了原装座充智能的实现方法，对智能也不用太神秘太追求了。（现在知道上面说的有些电池为什么要简化材料了吧？）
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　　产品参数都有一定的离散性，有些品牌座充截止电压超过4.2V,但只要不超过4.25V,是允许有一定误差的，对电池有影响，但影响不大。（我测量过MOTOROLA原装的，最高的有4.23V）


充电器的种类质量和使用建议 旅行充

4 D- ~3 m/ v' F　　我说的旅行充指的是放上一只电池，直接插入交流电源充电的那种，不要和直接插手机充电的火牛混淆。
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　　旅行充的特点是使用方便，不必象座充那样准备两样东西。即使出问题也不会殃及手机。/ d% X8 o" `: D3 e$ ]
8 v& |2 D) |: H3 z2 w　　旅行充简单地说就是把火牛和座充的电池充电部份合为一体。早期的旅行充电源部份只是简单的电容降压电路，容易出故障也不安全。目前的旅行充基本都是开关电源了，稳定性不错（当然也要看牌子）。我随机抽查测试过5只GD93旅行充，三天三夜一直插在交流电源上，电池充满了就再换上空的，连续长时间工作没一只出问题。当然，我这里没问题不代表你不会出问题，用户使用时应在充电完毕后把旅充从交流电拔下。
　　有些旅充上标有智能、CPU控制，那是厂家的事，不要相信。按照选择座充的几点选择旅充，没有智能又有什么关系呢？国产的也很好用。当然我是说国产中符合标准的，合格的产品。" 　　不想再多说了。充电器真是五花八门，我还没将仿原装的、不合格的包括进去。不同的产品，不同的牌子，不同的时期，情况不同，大家的概念不可一成不变。
! B4 E# ~' j( T: Q# a- m. 　　特别是，市场上每月成百万只的不合格充电器实际上都到了消费者手中，这些充电器使用不当极易损坏电池，比如说充电14小时等等。
0 c2 G6 ?" ^/ c$ K0 y&　　我的建议是：对于原装直充，充满加2小时；对于国产直充，不用；对于原装座充，随便（但也不能太随便）；对于国产座充，充满加2小时，对于国产旅行充，充满加1小时。国产指符合标准的合格品。以上只是建议，可能并不十分准确，但总之没必要充电14小时，即使新电池，只要是锂电，也没有所谓的“激活”的概念，这另外说。"
我是怎样充电的？
5 G: D4 a* z1 e" `　　我是：找能过充的充电器，把电池充到4.25V以上，很好用，延长很多时间。但我的电芯坏了马上换，我追求的是待机时间，不是电池寿命。你们呢？ '

# l+ t4 m# K+ O9 X0 n1 E" M锂电芯和手机电池的生产过程
: e0 [, ~' i% m, V9 w* i, l, I4 ^　　锂电芯的生产过程不说前面的材料制备、卷绕、注液、封装等过程，只说与我们有联系的最后化成、分容的过程。) - L- J: Q3 w/ i2 R
; {( q5 _  I6 F% R$ v9 i! x' q　　封装好的锂电芯每只都卡入象立柜式的分容柜上，电芯厂这样的立柜很多，一排排的，每个柜子上可以放几百只电芯，即几百个检测点。实际上这些柜子就是象充电器一样的东西，只不过它可以同时为大量的电芯充电，并通过电脑管理得到每一个检测点的数据。锂电芯在这里化成得到容量，并知道容量的大小，就是分容。通过分容，确定了电芯的等级，比如说063048,达到700至750mAh的算**，而仅达到650至700mAh算B级。那么今后**的就可以多卖几块钱，而B级的就可以低价卖出，C级就可以廉价卖给专门加工垃圾电池的“山寨”厂。（当然，确定等级还要看内阻等指标）　　从这一点我们可以看出，锂电芯生产出后是“有电”的，并不是有些人认为的处于“没电”的状态，而需要在使用前“激活”。& H1 G* B4 F8 z2 a# C, V- j
#　　生产出的锂电芯是不能马上销售的，应该入库最少保存15天，在这个期间，有些内在的弊病就表现出来了，比如说自放电过大等等，在库里达到保存期限的电芯，在得到订单后，再拿出来再次检测再次分容，就是说再次充放电，把容量达不到等级，或质量出现问题的淘汰掉，然后以保持50%左右的电量交给销售部门，最后到手机电池块组装厂手中
　　从这一点我们又可以看出，电芯出厂时是“有电”的。
,　　电池组装厂一般都具备分容设备，只是规模没有电芯生产厂那么庞大，在收到电芯厂的电芯后，为了避免被电芯厂欺骗，和对消费者负责，把即将用于电池组装的电芯再次分容，通过这个过程，总可以挑出一些不符合要求的电芯，与电芯厂退换。
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　　我们又看出，电芯又经过了充放电，是“有电”的。所以有些客户拿到电池就有两格电，是正常的。; 　　经过这些过程的电池，没有什么“激活”的概念。, e
/ Y( D, q; s+ T& s　　有些原装电池刚买时不能开机，有几个原因，一是保护板死锁，电池没有输出电压，这样的电池在瞬间充电后就恢复电压，马上就“有电”了，这到是激活。再有就是放置时间太长，因为原装手机电池几乎不是手机厂生产的，电池从生产出到与手机配套再到消费者手中，可能时间比较长，此时电芯的电压低到了2.5V以下，而保护板的下限截止电压是2.5V,此时电池没有输出，但并不证明电芯没有电，电芯在2.2V以上，还是“活”的，对于这样的电池我们拿来正常充电使用就是了
　　打个比方，假如一只电池，我已经把它经过3次的14小时充电，但是我不说，卖给了你，而你不知道，是否还有必要再做3次的14小时充电呢？（当然，上面的分容过程没有持续14小时，但都是以达到电芯的设计容量为检测依据的）
　　那充14小时是不是可以延长时间呢？绝对是，但那是过充，是在压榨电芯，过充会缩短锂电芯的使用寿命。如果想延长使用时间，正确的做法是采用新型大容量的电芯，改进电池产品，而不是压榨现有的电芯。比如说，MOTOROLA V998锂电，标签上印的容量是580mAh，原装电开始时使用的是松下电芯30486（当然现在使用的并不止松下一种），标称容量600mAh，实际容量有的可以达到690mAh，这样的电芯，再压榨也比不上现在的主流品牌的063048这一款式的电芯，基本都已经达到了750mAh了，这就是大家使用天音礼品电池的待机时间大于原装电池的原因（也不绝对，有些原装电池也使用大容量电芯了，虽然标签上印的容量还是580mAh没改）。
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) c! o; s! Q$ t) l! Y4 F% y+ C　　新手机拿到手时，经常尝试功能设置，学习使用，不停地把玩，虽然没打电话，但此时的耗电也是很惊人的，或者说虽然没打电话，仅发了几个短消息，而输入汉字使用了很长时间，这时耗电也是惊人的。所谓惊人是相对于纯粹待机时使用的电量。等过了几天，手机不再新鲜了，电也就省下了，感觉到电池好用了。
　　锂电芯在充放电20-50次时会有一个百分之几的容量衰减，然后容量才会稳定，大的甚至达到6%左右，既然这样，明知道它今后会有一个衰减，在开始时我们何必费那么多时间等三个14小时呢？
7新电池激活，充电12小时误解的更正0 j
+ m: ~* r+ l- N1 K% k　　在论坛的许多地方，都看到这样的说法，似乎已经成为了经典。但真理如果离开的特定的条件，就变成了谬误。
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　　1、12-14小时的由来：第一代的镍镉电池，是需要小倍率充电的，一般建议充电电流1/10C，比如你的电池容量是600mAh的，那么1C就是600mA，1/10C就是60mA。因此，充满电需要10多个小时，对于镍镉电池，小倍率充电有好处。.　　2、目前手机所配的电池情况：主流手机基本上都是锂离子电池，离我们印象最近的应该是3210，配的是镍氢电池，在我们周围好像找不出用镍氢电池的手机了。
　　3、锂离子电池的知识：我们只说容量一方面。衡量一个锂离子电池的容量有两个检测方法：1C充、0.2C放；0.2C充、0.2C放，不管用什么充电制式，都应该达标。因为锂离子电池已经不同于以前的镍镉电池了，1C的高倍率充电已经可以平常接受，而且也是必须应该接受的了。而如果一个600mAh的电池以1C充电，1小时左右应该充饱了，如果手机直充是这样设计的（很多都是0.5C-0.8C），12-14小时是无稽之谈。
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9 S- u8 H" P( ~: l% Z9 ~+ F　　以GB/T18287 2000国家标准所规定的，当恒流充电至4.2V，转恒压，当电流下降到0.01C时即认为充电终止。例如充电器充电电流是0.5C,充600mAh的电池，2小时左右充电电流会降到6mAh,此时认为已经充饱。为什么会降到0.01C呢？因为已经饱了，这是电芯的反映。) * ]5 q, D/ S# M* ?  p8 t4 q$ O7 W% c
　　4、什么算“激活”？锂离子电池本身就是“活”的，假如设计容量600mAh,我虽然充电2小时就饱了，然后放电，可以得到容量600mAh,设计的容量达到了就可以了，这有什么活不活的问题呢？ 技术监督部门执行国家标准，检测容量是用1C充电的，然后放，5次中有一次容量达到算合格。 所以正常使用，正常充电即可，从新电池就这样用下去吧，不用担心“激不活”。
　　5、充14小时是骗自己：用手机直充，2小时左右已经满了，剩下的时间是“烤”机时间，如手机的充电控制有误差（有的），那么就是考验电池的时间。用不过关的座充（市场上太多了）充电14小时。
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问同行

讲得好，增加了不少锂电的知识。谢谢。

长缨在手

谢谢分享，学习 学习

789aaaa

谢谢分享！

MSP3463

看来锂电池的知识不少啊.谢谢！

菊翁

学习了，谢谢分享