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如何正確給你的筆記本電腦電池充電
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作者：IBM中國(guó) 發(fā)布時(shí)間：2003-11-1 15:18:23 | 【字體： 大 中 小】
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我們愛(ài)機(jī)的鋰電池究竟要如何保養(yǎng)才算正確？這個(gè)問(wèn)題一直困擾著很多筆記本電腦的忠實(shí)用戶，包括我。在查閱了一些資料之后，不久前有機(jī)會(huì)咨詢了一位電化學(xué)專業(yè)的在讀博士和國(guó)內(nèi)某知名電池研究所的副所長(zhǎng)。現(xiàn)將最近獲得的一些相關(guān)知識(shí)和心得寫(xiě)出來(lái)，以饗諸位讀者。
鋰離子電池的正極材料通常有鋰的活性化合物組成，負(fù)極則是特殊分子結(jié)構(gòu)的碳。常
見(jiàn)的正極材料主要成分為L(zhǎng)iCoO2，充電時(shí)，加在電池兩極的電勢(shì)迫使正極的化合物釋出鋰離子，嵌入負(fù)極分子排列呈片層結(jié)構(gòu)的碳中。放電時(shí)，鋰離子則從片層結(jié)構(gòu)的碳中析出，重新和正極的化合物結(jié)合。鋰離子的移動(dòng)產(chǎn)生了電流。
化學(xué)反應(yīng)原理雖然很簡(jiǎn)單，然而在實(shí)際的工業(yè)生產(chǎn)中，需要考慮的實(shí)際問(wèn)題要多得多：正極的材料需要添加劑來(lái)保持多次充放的活性，負(fù)極的材料需要在分子結(jié)構(gòu)級(jí)去設(shè)計(jì)以容納更多的鋰離子；填充在正負(fù)極之間的電解液，除了保持穩(wěn)定，還需要具有良好導(dǎo)電性，減小電池內(nèi)阻。
雖然鋰離子電池很少有鎳鎘電池的記憶效應(yīng)，記憶效應(yīng)的原理是結(jié)晶化，在鋰電池中幾乎不會(huì)產(chǎn)生這種反應(yīng)。但是，鋰離子電池在多次充放后容量仍然會(huì)下降，其原因是復(fù)雜而多樣的。主要是正負(fù)極材料本身的變化，從分子層面來(lái)看，正負(fù)極上容納鋰離子的空穴結(jié)構(gòu)會(huì)逐漸塌陷、堵塞；從化學(xué)角度來(lái)看，是正負(fù)極材料活性鈍化，出現(xiàn)副反應(yīng)生成穩(wěn)定的其他化合物。物理上還會(huì)出現(xiàn)正極材料逐漸剝落等情況，總之最終降低了電池中可以自由在充放電過(guò)程中移動(dòng)的鋰離子數(shù)目。
過(guò)度充電和過(guò)度放電，將對(duì)鋰離子電池的正負(fù)極造成永久的損壞，從分子層面看，可以直觀的理解，過(guò)度放電將導(dǎo)致負(fù)極碳過(guò)度釋出鋰離子而使得其片層結(jié)構(gòu)出現(xiàn)塌陷，過(guò)度充電將把太多的鋰離子硬塞進(jìn)負(fù)極碳結(jié)構(gòu)里去，而使得其中一些鋰離子再也無(wú)法釋放出來(lái)。這也是鋰離子電池為什么通常配有充放電的控制電路的原因。
不適合的溫度，將引發(fā)鋰離子電池內(nèi)部其他化學(xué)反應(yīng)生成我們不希望看到的化合物，所以在不少的鋰離子電池正負(fù)極之間設(shè)有保護(hù)性的溫控隔膜或電解質(zhì)添加劑。在電池升溫到一定的情況下，復(fù)合膜膜孔閉合或電解質(zhì)變性，電池內(nèi)阻增大直到斷路，電池不再升溫，確保電池充電溫度正常。
而深充放能提升鋰離子電池的實(shí)際容量嗎？專家明確地告訴我，這是沒(méi)有意義的。他們甚至說(shuō)，所謂使用前三次全充放的“激活”，在他們兩位博士的知識(shí)里，也想不通這有什么必要。然而為什么很多人深充放以后Battery Information里標(biāo)示容量會(huì)發(fā)生改變呢?后面將會(huì)提到。
筆記本電腦用鋰離子電池一般都帶有管理芯片和充電控制芯片。其中管理芯片中有一系列的寄存器，存有容量、溫度、ID、充電狀態(tài)、放電次數(shù)等數(shù)值。這些數(shù)值在使用中會(huì)逐漸變化。我個(gè)人認(rèn)為，在筆記本電腦的使用說(shuō)明中的“使用一個(gè)月后應(yīng)該全充放一次”的做法主要的作用應(yīng)該就是修正這些寄存器里不當(dāng)?shù)闹担沟秒姵氐某潆娍刂坪蜆?biāo)稱容量吻合電池的實(shí)際情況。
充電控制芯片主要控制電池的充電過(guò)程。鋰離子電池的充電過(guò)程分為兩個(gè)階段，恒流快充階段(電池指示燈呈黃色時(shí))和恒壓電流遞減階段(電池指示燈呈綠色閃爍。恒流快充階段，電池電壓逐步升高到電池的標(biāo)準(zhǔn)電壓，隨后在控制芯片下轉(zhuǎn)入恒壓階段，電壓不再升高以確保不會(huì)過(guò)充，電流則隨著電池電量的上升逐步減弱到0，而最終完成充電。
電量統(tǒng)計(jì)芯片通過(guò)記錄放電曲線(電壓，電流，時(shí)間)可以抽樣計(jì)算出電池的電量，這就是我們?cè)贐attery Information里讀到的wh.值。而鋰離子電池在多次使用后，放電曲線是會(huì)改變的，如果芯片一直沒(méi)有機(jī)會(huì)再次讀出完整的一個(gè)放電曲線，其計(jì)算出來(lái)的電量也就是不準(zhǔn)確的。所以我們需要深充放來(lái)校準(zhǔn)電池的芯片。
最后我對(duì)電池的保養(yǎng)的看法是：
1.不必刻意保證每一次都放完電了再充；
2.一段時(shí)間可做一次保護(hù)電路控制下的深充放以修正電池的電量統(tǒng)計(jì)，但這不會(huì)提高你電池的實(shí)際容量；
3.長(zhǎng)期不用的電池，應(yīng)放在陰涼的地方以減弱其內(nèi)部自身鈍化反應(yīng)的速度；
4.保護(hù)電路也無(wú)力監(jiān)控電池的自放電，長(zhǎng)期不用的電池，應(yīng)充入一定的電量以防電池在存貯中自放電過(guò)量導(dǎo)致過(guò)度放電的損壞。
其實(shí)電池沒(méi)有太多要顧及的使用注意，換句話說(shuō)是顧及也沒(méi)有太大用。一個(gè)電池能使用多少次，也許差別更多的來(lái)自電池本身制造中的個(gè)體差異，而不是使用方法。選擇具有良好口碑的筆記本電腦品牌，無(wú)疑是日后電池使用長(zhǎng)壽命的保障之一。
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文章來(lái)源：IBM中國(guó)
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