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锂电池知识入门 锂电池的正确使用方法

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锂电池的正确使用(锂电池知识介绍)
在大家的印象中，锂电池比较娇贵，需要很好的保养，也有很多朋友付出了很大的努力，希望电池能长期健康的为我们服务 。为什么经常事与愿违？只要我们从正规渠道购买产品，正常使用，电池永远不会辜负我们的期望，永远不会在我们不开心的时候和我们一起“自爆” 。一般来说，电池坏了或者电量不足的问题，大多是因为我们的使用和维护习惯出现了问题 。一点小小的改变会让你的生活更轻松 。
●需要改变的坏习惯
从镍镉、镍氢到今天的锂电池，其结构和原理都发生了本质的变化 。之前的使用习惯和体验难免过时 。我们不应该按照以前的方式使用锂电池 。在以下常见的坏习惯中，如果我们有，我们会鼓励他们去改变 。
(1)电池怕热怕冷 。
很多人喜欢把手机放在私家车里暴晒，或者给手机穿上厚厚的“衣服” 。这些习惯会损害手机电池的寿命 。锂离子在电解液和电极片中的迁移速率与温度密切相关，温度的波动会显著影响锂电池的技术性能(图8) 。锂电池的正常使用温度为-20℃ ~+55℃ 。当温度降到-20℃以下时，电池中的电解液会凝固，电池的内阻变得无穷大，电池就无法使用了 。当温度上升到+55℃以上，电解液会发生副反应产生大量气体，电极片中的树脂粘合剂也会变质，导致整个电池逐渐老化衰退，甚至短时间内失效 。
还需要注意的是，数码产品使用的锂电池工作温度一般限定在0℃ ~ 40℃ 。智能手机和数码相机使用的锂电池工作温度最好在5℃ ~ 35℃ 。温度过高或过低都会使电芯内部无法发挥最佳状态，电量不断减少 。供电时间没有平时长，低温下可能无法充电 。
图08:电池的状态与工作温度密切相关 。
(2)无需深度充放电 。
在数码产品说明书上，厂家会注明锂电池充放电的循环次数，一般是几百次 。但是很多人误解了它的意思，以为不管用多少电，只插拔一次充电器就要消耗一次电池寿命，每次都要用完电才能充电 。锂电池一次循环充电其实是指一次完整的充放电过程 。如果我们只用10%的电量来充电，并不会有什么不良影响，反而会延缓电池的使用寿命，避免过度放电影响电池寿命 。
值得注意的是，即使充放电循环次数达到了厂家给的数值，也不代表电池会损坏 。这个数值只是检测电池状态的一种手段，我们不必纠结于数字 。还有人做过实验，把标准充电电压从4.2V改为4.1V，对同类型电池进行循环充放电测试 。最终的结果是充放电寿命可以提高60%，充电电压改为3.9V可以增加几倍的循环次数所以，要想延长使用寿命，正确的做法应该是“慢充”而不是“深充” 。
(3)买了就用 。
锂电池价格不低 。需要买几件才能打折吗？这显然是不可取的，因为首先锂电池会自动放电，每个月自放电率在2%左右 。如果长时间不使用，电池会因过度放电而损坏 。如果你有很多数码产品，别忘了每隔几个月给它们充电，以保持40%的电量(图9) 。锂电池是一种容易自我损耗的产品，这一点很容易被忽略 。随着时间的推移，电池的容量会随着时间表现出不可逆的物理衰减 。从买的那天起，不管用不用，都会造成损耗，有的产品一年甚至达到10%！这也提醒我们，买电池一定要看生产日期，最好不要买旧的 。
图09: 40%是普通锂离子电池快自放电和慢自放电的转折点，更适合长期存放 。
(4)不要使用陌生的充电器 。
十几元的鸭形手机旅行充电器很常见 。它们很好用，充电速度也比手机充电器快 。然而，这些充电器没有严格的电路设计(图10)，对所有类型的电池一视同仁 。按照正常的充电流程，锂电池充电器要先用恒流充电，快充满时再转换成恒压，电流逐渐减小，一段时间后电池就充满了 。而劣质充电器采用恒流模式，锂电池充满电后继续尝试充电 。如果电池中的保护电路失效，锂电池可能会鼓包、漏液，甚至着火爆炸 。
电池的安全性很重要，所以要选择大品牌的充电器 。经过厂家认证授权或者口碑出众的产品都是非常可靠的，无论是做工还是保护电路都明显不同于一般产品 。
图10:低成本旅行充电器内部电路极其简单，缺乏保护设计 。为了避免故障，我们应该尽量少用这种充电器 。
●我们应该更放松
杜绝上面提到的有害使用方式，按照规则合理使用，让锂电池有更长的寿命 。但是，有一些不靠谱的“使用技巧”在用户中流传 。它们对锂电池的寿命没有好处，反而会让生活更麻烦 。这里有几个 。如果你的朋友和家人有同样的习惯，告诉他们不要再浪费时间了！
(1)不需要“激活”锂电池
很多人在购买新手机后，故意让锂电池的前三次充电过程持续12小时以上，让电池中的化学物质充分反应和磨合，以达到获得最大电池容量的目的 。这个过程叫做“激活” 。
这是最普遍的误解，因为锂电池根本不需要“激活” 。锂电池在组装完成并离开生产线后，必须经过一个称为“化成”的过程(图11) 。华二是从英文单词“Formation”翻译过来的，意思是形成一层保护膜 。化成可以提高电池安全性，因为很多锂电池的负极成分主要是石墨，导电性很高 。即使正负电极之间有隔膜绝缘，石墨仍可能刺穿隔膜并导致短路 。因此，在产品到达消费者手中之前，必须通过化学方法在石墨表面形成一层绝缘保护膜，这样可以大大提高电池的安全性能 。在化成的过程中，工厂还会根据电池的性能进行选择，区分不同等级的产品 。化成过程结束后，锂电池完全处于最佳状态，相当于完成了活化(图12) 。用户拿到电池后可以直接使用 。有些厂家的说明书会建议你先充电再用 。更重要的是，考虑到电池只充了一半电(见以上原因)，他们怕用户直接用，待机时间短会造成困扰 。
图11:制造过程的特殊测试系统
图12:合格的锂电池出厂前都要经过专业设备的“活化” 。
(2)不要迷信“涓滴充电”
“涓流充电”是镍镉、镍氢电池时代用户留下的习惯 。表示充电器显示充满电时，会持续充电一小时，抵消内阻的干扰，使电池充满电 。理论上这种方法也适用于锂电池，很多号称可以维护电池的软件也会鼓励用户这么做 。
仔细想想，你会发现锂电池没有必要使用涓流充电，因为根据充电器控制芯片的不同，大部分会在检测到电池充满电后自动断开并停止充电，少数会进入放电过程 。所以在额外的充电时间里，我们没有做任何有用的工作，这也可能会降低电池寿命 。相反，一旦充电器质量不好(比如低价的旅行充电器)，电压就会不稳定，很容易超过4.2V，导致过充 。
【提示】:很多朋友迷信“涓流充电”导致电池膨胀(图13) 。我们做什么呢最好的解决办法是自然更换新电池，但如果急着用，可以在电池冷却后找到空缝隙，用针在电池背面靠近充电电极的地方戳一个小洞，让里面的空气体放出 。但是，一定要注意 。首先，我们必须在电池冷却后给它放气，否则会很危险，甚至可能引起燃烧 。其次，如果不仅是气体，还有其他液体泄漏出来，那么你只能马上放弃这块电池，不要试图使用它 。第三次漏液后，电池就危险了，寿命会迅速缩短 。所以应急使用后一定要更换，不能充电重复使用 。
图13:左侧电池充气，不放气插不回手机 。
【锂电池知识入门 锂电池的正确使用方法】(3)夜间充电更危险？
尽量不在晚上给锂电池充电，似乎是很多玩家的共识 。这个概念最早可能来源于基本的防火意识 。毕竟晚上我们都在睡觉，电池爆炸引起火灾可不是闹着玩的 。也有人认为是晚上电压不稳，电池过充造成的，但这不是主要原因，因为充电器除了电压变换之外，还会起到稳定电压的作用 。即使晚上老城区电压有一定波动，也会通过电源适配器缓冲来解决 。我们不用担心电压导致的充电失败，只要确保使用正规充电器即可，充电时不要执行高负荷任务 。特别是玩完游戏后要退出或者转入后台，避免过热导致的故障 。
夜间充电并没有传说中那么危险 。如果实在担心安全，可以在睡前1 ~ 3小时充电，睡觉时拔掉充电器 。对于一般人来说，此时手机的充电电量其实足够第二天使用 。如果晚上没有特殊需求，建议你改成“飞行模式” 。没有无线连接的手机、平板的耗电量会大大降低 。另外，充电过程中不可避免的会产生一定的热量和温升，所以要养成一些良好的条件，比如不要把充电的手机放在被子或者其他保温材料里，不要在充电器和手机周围堆放易燃物 。
(4)充电器不能混用？
现在家里的数码设备很多，充电接口也基本统一 。但是不同充电器的充电电流差别很大，从500mA到2A都有 。有些人甚至有些厂商会特别强调一定要用原装充电器，不能随便接，否则会造成危险 。这是真的吗？
接口不同电流的典型例子之一就是苹果iPhone和iPad 。iPhone的充电器规格是5V/1A，iPad的是5V/2.1A，电压是一样的，但是电流是一倍多 。但实验证明，不同iOS设备的充电器可以混用，绝不会造成充电器过充或损坏 。苹果官网也写的很清楚:“iPad USB电源适配器是10W充电器 。虽然这款iPad 10W USB电源适配器是为iPad设计的，但你仍然可以通过它为所有iPhone和iPod型号充电 。”
苹果在设计产品的时候，对管脚进行了分类设计，让电源适配器可以知道接入设备的类型，调整负载 。iPad的最大输出电流是2.1A，负载需要多少电流，就会在它的能力范围内提供相应的电流，所以连接iPhone时会提供1A电流，连接iPad时会自动变成2.1A，没有任何危险 。用iPhone充电器给iPad充电时，由于充电器的最大电流为1A，iPad的充电时间会延长 。
虽然安卓设备的品牌很多，也没有统一的充电标准，但是正规厂商的充电部件和充电器都内置了很多识别和安全措施 。一些快速充电方案也有自己的识别模块 。比如用一些最高9V/2A的快速充电器(图14)给非原装手机充电时，由于没有检测到对应的充电模块，快速充电器不会强行进行高电压大电流充电 。取而代之的是更为普遍的5V/2A或1A 500ma的充电标准 。这个标准其实和PC的USB接口电流是一样的，当然也不会对数码设备造成不良影响和危险 。否则这个数码设备连接PC会有问题，这显然是它本身设计的一个很大的缺陷 。
摘要
虽然我们不断听到各种超级电池、新电池、新储能器件的消息，但在未来很长一段时间内，锂电池将是不可替代的 。上游电池厂商商会继续追求电池续航能力和安全性，价格也会随着中国电池行业的发展变得更加平易近人 。锂电池的安全性将是一个经久不衰的话题 。这次简单介绍了一些锂电池的原理和注意事项，希望大家可以更安全的使用数码产品，不要因为个别事件而害怕锂电池 。

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