解答這個(gè)問題還是先來看看怎樣會(huì)影響鋰電的壽命及容量,以及現(xiàn)在的電子設(shè)備是如何“對待”電池的。
欠壓、過壓、過流、存儲(chǔ)鈍化、高低溫、充放電老化。
而充放電老化主要是深度充放和大電流充放的問題,所以實(shí)際上也就是不那么極端的欠壓、過壓、過流。無非就是在廠家標(biāo)定的閾值之內(nèi)還是之外的問題。至于這個(gè)閾值是如何確定的,其實(shí)也就是一個(gè)權(quán)衡與妥協(xié)的關(guān)系。過壓點(diǎn)主要取決于電極材料,過壓點(diǎn)對電池影響的拐點(diǎn)相對比較明顯,通常不會(huì)留太多余量,但也不會(huì)超過拐點(diǎn)去壓榨。而欠壓點(diǎn)對電池影響的曲線相對緩和,那就更是個(gè)取舍問題,壓榨容量還是保證充放電壽命。電流限制也是一樣,同等的工藝、體積、容量,想適應(yīng)大功率應(yīng)用、快速充電時(shí)間,還是保證更多充放電壽命。
目前鋰電池生產(chǎn)廠家對于這些參數(shù)的權(quán)衡一般是以保證300次深度充放電循環(huán)后剩余60-80%容量作為底線,達(dá)到這個(gè)底線的情況下,一般不傾向于追求更高壽命,而是轉(zhuǎn)而追求容量與電流。這也是與主流電子產(chǎn)品的充電頻率及產(chǎn)品自身的使用壽命周期相符的。當(dāng)然有特殊要求的,可以要求廠家調(diào)整這些閾值,通過犧牲一些參數(shù)來保證另一些參數(shù)更佳。產(chǎn)品廠家也可以在產(chǎn)品主板的電源控制上做相對電池更嚴(yán)格的限制。
1、電池模組中,在模組觸點(diǎn)與電芯正負(fù)極之間,有個(gè)“保護(hù)板”,上面有鋰電芯保護(hù)芯片。隨便摘錄一個(gè)芯片的原理簡圖和功能介紹吧。
PACK+/PACK-就是電池模組的外部觸點(diǎn),CELLP和CELLN是電芯正負(fù)極。看故障檢測部分的五個(gè)功能,涵蓋了我們上面提到的欠壓、過壓和三種過流狀況。發(fā)生任意一種狀況時(shí),芯片關(guān)斷原理圖左下部的MOSFET,切斷電芯與外部的通路。
2、筆記本電腦或手機(jī)的主板上,有一組電源管理電路。主要功能有:電源路徑控制、充電控制、電池監(jiān)控及放電控制。這部分可能是由高集成度的電源管理芯片完成,也可能是由完成上面幾種功能的一組芯片共同完成。
其中電源監(jiān)控及放電控制部分,負(fù)責(zé)檢測電池的容量,并在電壓低至某個(gè)閾值時(shí)通過ACPI等方式通知操作系統(tǒng)關(guān)機(jī)。通常這個(gè)閾值設(shè)置為高于上述保護(hù)板的UVP電壓。
而充電控制當(dāng)然就是為鋰電池充電的,還是隨便摘錄一個(gè)芯片充電時(shí)的電壓電流曲線吧。
上圖橫坐標(biāo)分為三個(gè)區(qū)域,分別是“涓流預(yù)充”、“恒流充電”、“恒壓充電”這三個(gè)階段的切換取決于縱軸上兩個(gè)充電電壓值的到達(dá)。絕大多數(shù)正常情況下,只會(huì)用到后兩個(gè)階段。恒流階段的目的是避免在電池電壓較低時(shí),直接以目標(biāo)電壓充電導(dǎo)致電流過大甚至超過允許值的問題。為了保證“恒流”,隨著電池電壓的升高,外部充電電壓在這個(gè)過程中也會(huì)逐漸升高。當(dāng)達(dá)到目標(biāo)電壓時(shí),停止繼續(xù)升高,轉(zhuǎn)入“恒壓”階段。由于電池電壓逐漸升高,而外部充電電壓恒定,所以充電電流會(huì)逐漸減小,理論上會(huì)趨近于0。但由于電池自放電等因素,實(shí)際上會(huì)在一個(gè)很小的電流值上達(dá)到平衡,不再減小,這個(gè)時(shí)候我們就認(rèn)為電池已充滿。目標(biāo)電壓通常取值是根據(jù)電池類型而定的,略微小于保護(hù)板的OVP。
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通過上面的說明可以看出,對于鋰電池壽命及容量影響最大幾種狀況,電池廠商及整機(jī)廠商至少設(shè)置了1-2級(jí)的保護(hù)。也就是說,用戶的使用,不管使用方式優(yōu)劣,在通常狀況下,都不會(huì)對鋰電池造成特別重大的損壞,考慮到現(xiàn)在電子設(shè)備的更新頻率,其實(shí)用得開心就好啦。那如果不考慮用得開心,就要追求保護(hù)電池呢?
首先,看看關(guān)于手機(jī)、筆記本電腦電池使用上流傳最廣的一種說法,“一定要用到?jīng)]電關(guān)機(jī)再充電”,說專業(yè)一點(diǎn)就是每次執(zhí)行深度放電。這個(gè)說法在鎳氫電池時(shí)代,由于記憶效應(yīng)的存在,是有道理的。但在鋰電時(shí)代,最好不要刻意這樣做,原理前面也看到了,實(shí)際上深度放電和過放至欠壓并沒有一個(gè)明顯的嚴(yán)格的界限。長期深放和淺放,最大可能有幾倍的壽命差異。當(dāng)然,也不要因此在需要用電池的時(shí)候不敢用,畢竟廠家的過放保護(hù)不會(huì)讓你的電池嚴(yán)重受損??偠灾瑢τ谑裁磿r(shí)候開始充電的建議是,方便充的時(shí)候就充吧。
再看流傳很廣的另一個(gè)說法,“電腦手機(jī)買回來,前幾次充電一定要充夠12-24小時(shí),顯示充滿也不能拔”。這個(gè)看了前面關(guān)于電池充電控制芯片的說明就明白,拔不拔反正沒有充電電流了?;钊瞬荒鼙痪€拴住,該走就拔了走,充滿了可以拔,沒充滿也可以拔,現(xiàn)在基本沒有鎳氫了。
另一個(gè)流傳也很廣的說法,“筆記本電腦不要充滿電一直插著電源”,嗯,廢話半天終于說樓主的問題了。下面詳細(xì)說說吧。
對于這個(gè)問題,@莫俊宏 的答案以及討論中,認(rèn)為100%滿電狀態(tài)屬于“過充”。這個(gè)我認(rèn)為不對,前面提到過,相對于UVP而言,OVP的設(shè)置對電池的影響拐點(diǎn)更明顯。也就是說,淺充雖然也會(huì)對壽命略有好處,但相對帶來的麻煩和容量損失,這點(diǎn)好處是不值得的。這也是各廠商UVP設(shè)置差異很大而OVP設(shè)置基本相同的原因。而100%滿電插線使用的真正問題是最前面“影響因素”中列舉的“存儲(chǔ)鈍化”,存儲(chǔ)鈍化在滿電時(shí)尤為嚴(yán)重。不過,對于每周至少會(huì)進(jìn)行一次外出使用,對電池進(jìn)行一次充放電的使用者來講,這個(gè)問題基本不用擔(dān)心。但如果常年插電滿電使用,確實(shí)會(huì)產(chǎn)生鈍化現(xiàn)象。而@莫俊宏 后來補(bǔ)充的溫度問題是很正確的,高溫會(huì)極大加速鈍化和老化過程。
所以,對于時(shí)常會(huì)使用一次電池的用戶來講,建議是,就這么用吧,鈍化不會(huì)太明顯。不過不要放在被子、枕頭等會(huì)堵住散熱孔的東西上用,也不要常年在熱死人的場所使用。
對于幾乎不使用電池的用戶,鈍化確實(shí)是個(gè)問題。@Twinwheels 提到了一些解決方式,比如不要充滿和拆下存放,但是實(shí)用度都有問題。
對于不要充滿這個(gè)辦法,由于筆記本電腦普遍不提供插著電源而不充滿的功能,那么就意味著用戶需要在沒充滿時(shí)拔下電源,用一段時(shí)間后再插上,如此反復(fù)。使用這種方式,一定會(huì)經(jīng)常忘記插拔而變成深充放。最主要的是,我們是用戶不是奴隸啊,累不累啊~~
對于拆下存放的方式,首先不要滿電存放,否則就跟裝機(jī)器上一樣了。但是電量也千萬不要過低,前面提到過,電池是有自放電的,而UVP對于自放電是無能為力的。低電量存放很容易由于自放電而導(dǎo)致欠壓,這樣對電池的損傷很大。欠壓的電池怎么辦呢,前面提到充電控制芯片時(shí),略過了一個(gè)“涓流預(yù)充”過程,這個(gè)過程就是針對過放欠壓的電池。這種情況的電池直接大電流充電會(huì)更進(jìn)一步產(chǎn)生損害,因此控制芯片會(huì)使用很低的電流充電到一定電壓,再轉(zhuǎn)入恒流充電。為了避免自放電過放,同時(shí)也由于即使不滿電存放還是會(huì)產(chǎn)生鈍化(只是慢一些),我們需要定期拿出來做幾次充放電循環(huán),激活一下鈍化的電極,同時(shí)充入供下個(gè)存放周期自放所需的電。累不累啊~~況且,筆記本電腦買來,還是會(huì)有可能偶爾出門用的吧,如果不是正好趕上剛激活過一次,那你拿出去的就是一個(gè)只有一半電量,而且鈍化放不出這么多也不怎么充的進(jìn)去的電池。如果你100%不出門用,那關(guān)心電池干嘛~~
所以,對于基本不用電池的用戶,我的建議是,偶爾拔掉電源用用電池唄。
用戶不是產(chǎn)品的奴隸,精心保養(yǎng)了幾年的過時(shí)落伍速度極慢但電池狀態(tài)很好的電腦有啥意義。
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