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探究過(guò)度充電對(duì)鋰電池到底有沒(méi)有損害

鉅大鋰電  |  點(diǎn)擊量:0  |  2018年06月12日  

  充電時(shí)間久和過(guò)度充電不是一個(gè)概念。過(guò)度充電指充電時(shí)電壓高于充電截止電壓,一般鋰電池為4.2V。電壓高低決定了電池是否過(guò)充,和充電多少時(shí)間沒(méi)有任何關(guān)系。一般由于充電器或者手機(jī)內(nèi)電池管理芯片的原因,到電池正負(fù)兩端的最高輸出電壓就是4.2V。就算超過(guò)了,還有鋰電池內(nèi)置的保護(hù)板。也就意味著到電芯的電壓絕不會(huì)超過(guò)4.2V。充再久也不會(huì)過(guò)充。題主大可以放心得充,這么做不會(huì)損壞手機(jī)電池。但注意不要插著充電器太久,比如一天兩天。太久的話,一來(lái)充電器也是費(fèi)電的,二來(lái)手機(jī)會(huì)切斷電源,這樣電池的電會(huì)被使用掉,這樣可能會(huì)再次開始充電,然后充滿,然后再用掉這樣循環(huán),雖然越淺的充放對(duì)鋰電池壽命影響小,但一直這樣也是要折壽的。

  鋰電池深充深放,電池的損耗就會(huì)越大,鋰電池工作最理想的狀態(tài)是淺充淺放,那樣的話電池壽命就越長(zhǎng)。據(jù)世豹鋰電池工程師介紹:鋰電池充放電在化學(xué)上是氧化還原反應(yīng),在物理上就是鋰離子做往返運(yùn)動(dòng),所以也成為“搖擺式”電池,在充電時(shí),鋰離子脫出,嵌入負(fù)極,如果過(guò)量充電,造成正極結(jié)構(gòu)坍塌,負(fù)極由于嵌入過(guò)量鋰離子,而析出堆積負(fù)極表面;在放電時(shí),鋰離子脫出負(fù)極,回到正極,如果過(guò)量放電,造成負(fù)極載流體銅離子析出,跑到負(fù)極表面,甚至正極表面,影響正負(fù)極活性物質(zhì)結(jié)構(gòu)而失效。鋰電池充電一般設(shè)置為兩個(gè)步驟,分為兩個(gè)過(guò)程,恒流充電過(guò)程和恒壓充電過(guò)程,其中恒流充電過(guò)程占大部分充電時(shí)間,恒壓充電是一個(gè)涓流充電過(guò)程在充電過(guò)程中要注意鋰電池過(guò)度充電的發(fā)生,正規(guī)的鋰電池充電器都會(huì)根據(jù)鋰電池的特性去設(shè)定好充電程序,鋰電池組中都帶有保護(hù)板,可以防止鋰電池過(guò)度充電情況的發(fā)生。一、按要求設(shè)置鋰電池充電上限鋰電池充電電流及充電電壓是鋰電池充電中最為重要的兩個(gè)參數(shù),這不僅關(guān)系到鋰電池充電性能還關(guān)系到鋰電池的使用安全,大電流或者超過(guò)鋰電池充電上限都會(huì)影響到鋰電池性能,或者有起火爆炸等危險(xiǎn)情況的發(fā)生。所以給鋰電池充電時(shí)要注意充電電壓及充電電流,也就選好鋰電池充電器,如果單節(jié)鋰電池充電電壓為4.2V則多節(jié)鋰電池充電電壓=4.2V*鋰電池串聯(lián)數(shù)二、放電最低電壓2.75V此外,要注意鋰電池放電截止電壓,即鋰電池放電終止電壓,理想的鋰電池放電截止電壓是3.0,但實(shí)際使用中的鋰電池放電截止電壓的設(shè)置會(huì)有所不同,通常比3.0V要低,目的是為了充分利用電池電量,而最常見的是將放電終止電壓設(shè)為3.0V。當(dāng)電池放電至終止電壓時(shí)就要給電池充電。

  2017電池行業(yè)發(fā)展主旋律“三元鋰電池”已成主流“提質(zhì)降本”是2017年行業(yè)發(fā)展的主旋律,市場(chǎng)快速向龍頭企業(yè)聚集,行業(yè)分化現(xiàn)象加劇。材料領(lǐng)域,上游原材料供需失衡導(dǎo)致價(jià)格進(jìn)一步上揚(yáng),三元材料高鎳化進(jìn)程加快,磷酸鐵鋰、隔膜、電解液性能穩(wěn)步提升;設(shè)備領(lǐng)域,企業(yè)業(yè)績(jī)普遍有所提升,同時(shí)賬期拉長(zhǎng)所帶來(lái)的資金短缺風(fēng)險(xiǎn)也在擴(kuò)大。相較于2016年,2017年我國(guó)鋰電池行業(yè)市場(chǎng)發(fā)生了兩個(gè)明顯的變化:第一,在投資擴(kuò)產(chǎn)、并購(gòu)重組熱潮下,龍頭企業(yè)間的競(jìng)爭(zhēng)加劇;第二,動(dòng)力電池領(lǐng)域三元鋰電池市場(chǎng)應(yīng)用將大增。

  今年三元鋰電池在動(dòng)力電池領(lǐng)域的應(yīng)用已成為主流。寧德時(shí)代、比亞迪、國(guó)軒高科等大型磷酸鐵鋰電池企業(yè)都開始增加三元鋰電池產(chǎn)能。從各類電池情況來(lái)看,2017年前10個(gè)月18.1GWh鋰電總裝機(jī)量中,三元/錳系電池以9.96GWh占比55.03%,與前9個(gè)月的54.49%相比,又有所提升。其中錳酸鋰電池不到0.9GWh,磷酸鐵鋰電池以7.88GWh占比43.51%,與前9個(gè)月的44.27%相比,有所下滑。

  從設(shè)立雙積分政策,到提升貸款發(fā)放比例,再到多個(gè)城市正式啟用專用號(hào)牌等,新能源汽車行業(yè)利好不斷。因此,第三季度以來(lái),我國(guó)電動(dòng)汽車開始逐漸放量回暖,銷量大幅提升,對(duì)電池的需求也不斷增加。今年前三季度我國(guó)車用動(dòng)力電池裝機(jī)總量為14.75GWh,同比增長(zhǎng)24.14%,因此電池企業(yè)在收入方面多實(shí)現(xiàn)較大增長(zhǎng)。目前,新能源汽車搭載最多的電池為三元電池和磷酸鐵鋰電池。受政策影響,作為鋰交易指標(biāo)的國(guó)內(nèi)碳酸鋰價(jià)格在11月中旬漲至每噸15.9萬(wàn)元,刷新歷史最高。

  1、電池企業(yè)在新能源汽車細(xì)分市場(chǎng)定位明確,領(lǐng)軍企業(yè)接單量明顯增加沃特瑪今年簽署訂單總金額超過(guò)103億元,依靠高能量磷酸鐵鋰電池,主攻客車、專用車市場(chǎng)。比克電池接獲河北御捷18650電芯和東風(fēng)柳汽1000萬(wàn)顆2000套動(dòng)力電池包訂單,主攻乘用車市場(chǎng)。還有中小電池企業(yè)衡遠(yuǎn)新能源獲得浙江吉利15億元訂單,均受到業(yè)內(nèi)關(guān)注。2、第三方動(dòng)力電池PACK領(lǐng)域出現(xiàn)“獨(dú)角獸”普萊德2017年1-11月總計(jì)獲得46億元訂單。相較于其他第三方PACK企業(yè)而言,普萊德讓諸多對(duì)手望塵莫及。3、儲(chǔ)能市場(chǎng)升溫今年,中天儲(chǔ)能、南都電源、雙登集團(tuán)等均接獲訂單。比如中天儲(chǔ)能與協(xié)鑫智慧能源簽訂10MWh鋰電儲(chǔ)能項(xiàng)目商務(wù)合同。

  最近有個(gè)流言,是說(shuō)快要報(bào)廢的鋰電池放到冰箱里冷凍三天,再拿出來(lái)就能起死回生,重新恢復(fù)使用。真有那么神嗎?

  本文從下一段開始所說(shuō)的電池都是指筆記本電腦用的鋰電池,也許對(duì)手機(jī)用的鋰電池也有一定道理(我不是很肯定),但是不是普通照相機(jī)上常用的鎳氫電池或是別的什么電池。事實(shí)上有證據(jù)顯示,深度充放電法對(duì)鎳氫電池確實(shí)是有效的,而冷凍相當(dāng)于對(duì)電池變相深度充放電,所以也應(yīng)該是有效的(當(dāng)然沒(méi)幾個(gè)人會(huì)為了省幾節(jié)干電池的錢去冒電池可能爆炸的巨大風(fēng)險(xiǎn))。但是鋰電池的老化一般都是由于電芯材料崩解造成的,是不可逆的。

  果殼網(wǎng)給的時(shí)間太短,不夠我搜羅到一塊報(bào)廢的電池親自去做實(shí)驗(yàn)。而且因?yàn)槲矣谐^(guò)五成的把握懷疑這么做會(huì)對(duì)電池造成永久性的損害,所以我也實(shí)在是舍不得拿好電池去試,只好去搜集整理一下網(wǎng)絡(luò)上的資料了。

  首先我注意到,這個(gè)事情據(jù)說(shuō)在北京電視臺(tái)《生活大調(diào)查》欄目做了試驗(yàn),結(jié)果是:沒(méi)用!不過(guò)現(xiàn)在專家泛濫,電視臺(tái)找個(gè)專家隨便演示一下然后說(shuō)沒(méi)用,就真的沒(méi)用嗎?那為什么網(wǎng)上還有那么多人在傳?

  我想還是多找找那些說(shuō)有用的人吧。跳過(guò)那些抄襲轉(zhuǎn)貼和沒(méi)有證據(jù)的瞎嚷嚷,國(guó)內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)上我能找到的最早期的實(shí)驗(yàn)文是2005年的一篇名為《筆記本鋰電池重生記之僵尸復(fù)活》的帖子。(參見http://www.pxue.com/Html/311.html,是的,我知道這不是原貼,帖子上明確寫了是從專門網(wǎng)(51nb.com)轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)的,但是不知是什么原因,專門網(wǎng)上的原貼卻已經(jīng)不見了。@小園聽風(fēng)同學(xué),您的切入點(diǎn)和我真是不謀而合!)

  值得我們注意的一點(diǎn)是,該文作者明確指出這是他從香港的一個(gè)手機(jī)論壇上找到的恢復(fù)手機(jī)電池的方法。他拿來(lái)在筆記本電池上試用的。而且經(jīng)過(guò)初步搜索,我也沒(méi)有找到在該文日期之前的關(guān)于計(jì)算機(jī)鋰電池冰凍法的網(wǎng)文,所以我強(qiáng)烈懷疑該文就是所有筆記本鋰電池冰凍傳說(shuō)的起點(diǎn)。

  另外一個(gè)最重要的細(xì)節(jié)不在正文里,而在正文下面的評(píng)論里。負(fù)責(zé)任的轉(zhuǎn)貼者把這段重要的評(píng)論也轉(zhuǎn)抄了過(guò)來(lái):冰凍處理后對(duì)電池一共進(jìn)行了七次供電實(shí)驗(yàn),前五次電池供電均在一小時(shí)以上,顯著高于冰凍之前的水平,從第六次供電開始徹底恢復(fù)到冰凍前的狀態(tài)。所以冷凍后的恢復(fù)只能維持一個(gè)短暫的時(shí)間。

  仔細(xì)在網(wǎng)上搜搜會(huì)發(fā)現(xiàn),有很多宣布實(shí)驗(yàn)失敗的帖子(其中包括很多去冷藏而不是冷凍的外行)。而那些宣布實(shí)驗(yàn)成功而且提供實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的帖子都有一個(gè)共同的現(xiàn)象,那就是冷凍之后只在很短的時(shí)間內(nèi)好用,之后就又不行了。不僅僅是筆記本電腦的鋰電池,手機(jī)的鋰電池也是如此。例如在2007年的另一篇名為《手機(jī)舊電池能用冰箱修復(fù)?》的文章(原文來(lái)自杭州的《都市快報(bào)》,注意沒(méi)有,凍電池征稿貼的配圖就是從這篇文章里來(lái)的。這篇文章被網(wǎng)友抄襲了一千六百次,害我畫了好大功夫才找到原版,不知道轉(zhuǎn)載時(shí)標(biāo)出原作者是最起碼的道德嗎?)

  一塊筆記本鋰電池里除了電芯外還有別的部件,也就是一些控制電路和晶片,用來(lái)判斷電池的充電狀況什么的,比如保護(hù)電池,不讓你過(guò)度充電把它充爆了,再比如不讓你徹底把電池放光。這是因?yàn)閺氐追殴馑械碾姇?huì)對(duì)電池槽產(chǎn)生永久的損害。所以保護(hù)線路會(huì)在電量低到警戒線以下之前就自動(dòng)切斷和外界的全部聯(lián)系。新買來(lái)的鋰電池,頭幾次使用的時(shí)候需要深度充放電,就是為了讓保護(hù)系統(tǒng)能夠校準(zhǔn)參數(shù)。(當(dāng)然以后就別頻繁深度充放電了,那是會(huì)折壽的。)

  前面說(shuō)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的冷凍其實(shí)就是個(gè)強(qiáng)制深度放電的過(guò)程,而且可以放到讓那些保護(hù)線路也都失效的程度。我強(qiáng)烈懷疑,冰凍其實(shí)是擾亂了這些參數(shù),讓電池能夠在違反安全規(guī)定的情況下積蓄最后的力量工作幾次而已,代價(jià)是電池內(nèi)部的永久性傷害。當(dāng)然了,你的電池本來(lái)就已經(jīng)快不行了,并不在乎承受更大的痛苦。

  我昨天網(wǎng)上剛貼了猜測(cè),就有人對(duì)我的猜測(cè)提出了質(zhì)疑。好吧,對(duì)于原理我確實(shí)不清楚,完全有可能是錯(cuò)的。我也去上網(wǎng)搜了一下原理,搜的結(jié)果更糊涂了,以我多年學(xué)習(xí)科學(xué)和閱讀科幻的經(jīng)驗(yàn)看,那些解釋聽上去更像是科幻而不是科學(xué),我就不轉(zhuǎn)述了。

  但原理不明并不妨礙我們匯總資料得出結(jié)論。我知道很多缺乏耐心的讀者都有跳過(guò)大段文字直接看結(jié)論的習(xí)慣。那么本文的結(jié)果是什么呢,冰凍法是否真的有效呢?對(duì)于冷凍法的效果我聯(lián)想到了四個(gè)字:回光返照。

  總而言之,就是沒(méi)有實(shí)用價(jià)值。一邊是花一兩千塊錢買塊新的,一邊是冷凍三天然后拿出來(lái)只能用五次,您不會(huì)真的那么摳門吧?當(dāng)然,我最后需要再?gòu)?qiáng)調(diào)一遍,這里說(shuō)的是復(fù)活筆記本(可能也包括手機(jī))的即將報(bào)廢的鋰電池。我們說(shuō)的是復(fù)活不是收藏,也不是別的品種的電池。如果是鎳氫電池或者鎳鎘電池,因?yàn)樵聿煌谝恍┣闆r下是會(huì)起作用的。我說(shuō)的也不是你手表上的紐扣電池,那個(gè)嘛,數(shù)據(jù)不足,無(wú)法判斷。

  目前手機(jī)用鋰電池分為兩種,鋰離子和鋰聚合物。兩種電池正極材料都相同,一般

  都是鈷酸鋰(三元材料和磷酸鐵鋰目前手機(jī)電池商品中沒(méi)有實(shí)物),不同之處主要在于

  鋰離子電池電解液是六氟磷酸鋰,鋰聚合物電池電解液是固態(tài)高聚物。聚合物電池基本

  上都特指索愛的電池。一般來(lái)說(shuō),聚合物電池放電更均勻,安全性能更好,但是造價(jià)比

  較高。

  兩種鋰電池的充電注意事項(xiàng)基本相同。那么我著重說(shuō)一下鋰電池的安全特點(diǎn)。由于鋰電池本身沒(méi)有過(guò)充保護(hù),也就是說(shuō)過(guò)充極容易導(dǎo)致爆炸,所以所有的電池廠商都會(huì)在鋰電內(nèi)部安裝一塊電路控制芯片,過(guò)充后馬上自動(dòng)斷電。鋰電的安全溫度在180度左右,超過(guò)這個(gè)溫度極容易發(fā)生爆炸。

  那么新買的手機(jī),電池怎么充合適呢?因?yàn)槿魏我粔K鋰電池在出廠之前都必須做安全檢測(cè),過(guò)程也就相當(dāng)于激活,所以可以保證正極材料中的鋰離子可以自由出入,并且沒(méi)有晶格塌陷。所以到普通消費(fèi)者手上的電池,都是嚴(yán)格經(jīng)過(guò)檢測(cè)激活步驟的,不用擔(dān)心激活狀態(tài)。

  現(xiàn)在網(wǎng)上流傳的前三次充12個(gè)小時(shí)說(shuō)法的由來(lái),最早以前的手機(jī)電池為鎳氫電池,比如諾基亞3310,鎳氫電池出廠無(wú)需激活,并且電池本身也有記憶效應(yīng),所以為了使電

  性能達(dá)到最佳,往往需要用戶使用的時(shí)候先充至最滿,然后將電量完全放完(電壓由1.2v變?yōu)?.0v),這樣可以防止記憶效應(yīng)。如果開始充電時(shí)間偏短的話,電池沒(méi)有完全激

  活,1000mAh的電池可能只充到900mAh,無(wú)論對(duì)電池使用效率還是電池壽命本身都是有很大影響的。

  同樣的方法用在鋰電池身上會(huì)出現(xiàn)什么狀況?因?yàn)殁捤徜嚨木w特性有別于氫氧化鎳,比氫氧化鎳更加容易出現(xiàn)晶格塌陷的情況。所以充電過(guò)程中,如果過(guò)充時(shí)間太長(zhǎng),

  容易使鈷酸鋰空間活性失效,加上充電必然導(dǎo)致溫度升高,一是對(duì)正極材料影響大,而且還可能導(dǎo)致危險(xiǎn)。因?yàn)槿绱耍覀冊(cè)谑褂娩囯姷倪^(guò)程中絕對(duì)不能將電池的電都用完了再充,那樣鈷酸鋰會(huì)嚴(yán)重失效,壽命縮短。正確的方法是不要等到電池快用完了才充電,并且電池指示充電完成就立刻拔下電源。

  用在手機(jī)上的充電方法,最恰當(dāng)?shù)氖牵宏P(guān)機(jī)狀態(tài)下線充,充滿時(shí)即刻拔下電源,再開機(jī)使用。

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