究竟怎么给笔记本电脑电池充电
我们爱机的锂电池究竟要如何保养才算正确?这个问题一直困扰着很多笔记本电脑的忠实用户,包括我。在查阅了一些资料之后,不久前有机会咨询了一位电化学专业的在读博士和国内某知名电池研究所的副所长。现将最近获得的一些相关知识和心得写出来,以飨诸位读者。
锂离子电池的正极材料通常有锂的活性化合物组成,负极则是特殊分子结构的碳。常见的正极材料主要成分为LiCoO2,充电时,加在电池两极的电势迫使正极的化合物释出锂离子,嵌入负极分子排列呈片层结构的碳中。放电时,锂离子则从片层结构的碳中析出,重新和正极的化合物结合。锂离子的移动产生了电流
化学反应原理虽然很简单,然而在实际的工业生产中,需要考虑的实际问题要多得多:正极的材料需要添加剂来保持多次充放的活性,负极的材料需要在分子结构级去设计以容纳更多的锂离子;填充在正负极之间的电解液,除了保持稳定,还需要具有良好导电性,减小电池内阻。
虽然锂离子电池很少有镍镉电池的记忆效应,记忆效应的原理是结晶化,在锂电池中几乎不会产生这种反应。但是,锂离子电池在多次充放后容量仍然会下降,其原因是复杂而多样的。主要是正负极材料本身的变化,从分子层面来看,正负极上容纳锂离子的空穴结构会逐渐塌陷、堵塞;从化学角度来看,是正负极材料活性钝化,出现副反应生成稳定的其他化合物。物理上还会出现正极材料逐渐剥落等情况,
总之最终降低了电池中可以自由在充放电过程中移动的锂离子数目。
过度充电和过度放电,将对锂离子电池的正负极造成永久的损坏,从分子层面看,可以直观的理解,过度放电将导致负极碳过度释出锂离子而使得其片层结构出现塌陷,过度充电将把太多的锂离子硬塞进负极碳结构里去,而使得其中一些锂离子再也无法释放出来。这也是锂离子电池为什么通常配有充放电的控制电路的原因。
不适合的温度,将引发锂离子电池内部其他化学反应生成我们不希望看到的化合物,所以在不少的锂离子电池正负极之间设有保护性的温控隔膜或电解质添加剂。在电池升温到一定的情况下,复合膜膜孔闭合或电解质变性,电池内阻增大直到断路,电池不再升温,确保电池充电温度正常。
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而深充放能提升锂离子电池的实际容量吗?专家明确地告诉我,这是没有意义的。他们甚至说,所谓使用前三次全充放的“激活”,在他们两位博士的知识里,也想不通这有什么必要。然而为什么很多人深信充放以后Battery Information里标示容量会发生改变呢? 后面将会提到。
目前的大多笔记本电脑用锂离子电池带有管理芯片和充电控制芯片。其中管理芯片中有一系列的寄存器,存有容量、温度、ID、充电状态、放电次数等数值。这些数值在使用中
会逐渐变化。我个人认为,在IBM笔记本电脑的使用说明中的“使用一个月后应该全充放一次”的做法主
要的作用应该就是修正这些寄存器里不当的值,使得电池的充电控制和标称容量吻合电池的实际情况。
充电控制芯片主要控制电池的充电过程。锂离子电池的充电过程分为两个阶段,恒流快充阶段(电池指示灯呈黄时)和恒压电流递减阶段(电池指示灯呈绿闪烁。恒流快充阶段,电池电压逐步升高到电池的标准电压,随后在控制芯片下转入恒压阶段,电压不再升高以确保不会过充,电流则随着电池电量的上升逐步减弱到0,而最终完成充电。
电量统计芯片通过记录放电曲线(电压,电流,时间)可以抽样计算出电池的电量,这就是我们在Battery Information里读到的wh.值。而锂离子电池在多次使用后,放电曲线是会改变的,如果芯片一直没有机会再次读出完整的一个放电曲线,其计算出来的电量也就是不准确的。所以我们需要深充放来校准电池的芯片。
最后我对电池的保养的看法是:
1. 不必刻意保证每一次都放完电了再充;
聘任合同2. 一段时间可做一次保护电路控制下的深充放以修正电池的电量统计,但这不会提高你电池的实际容量。
3. 长期不用的电池,应放在阴凉的地方以减弱其内部自身钝化反应的速度。
4. 保护电路也无力监控电池的自放电,长期不用的电池,应充入一定的电量以防电池在存贮中自放电过量导致过度放电的损坏。
其实电池没有太多要顾及的使用注意,换句话说是顾及也没有太大用。一个电池能使用多少次,也许差别更多的来自电池本身制造中的个体差异,而不是使用方法。选择具有良好口碑的笔记本电脑品牌,无疑是日后电池使用长寿命的保障之一。
笔记本电池充电时间
谣传一:新电池的激活
新电池应该用循环充放电的方式来激活电池的性能。
真相:准确地说上述说法并不是谣传。因为有的笔记本电池从生产以后到客户的手里会有一定的时间差,短则一个月,多则半年。对于时间差较长的电池,其电极材料会钝化,因此厂商建议初次使用的电池最好进行3~5次完全充放电过程,以便消除电极材料的钝化,达到最大容量。但一般的这里的充放电不是深度放电,而是浅放电,这里就有一个笔记本电池充电时间的把握问题了。
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谣传二:当一款新的电池买回来以后,一般会说最好进行三次循环充放电,而笔记本电池充电放电时间应该超过12小时,以便激活电池最大效能。
真相:镍氢电池为了达到最完美的饱和状态,需要经过“补充”和“涓流”过程,这个时间一般在5小时左右。而目前锂离子电池的“恒流”、“恒压”充电特性更是将其深充电时间控制在4小时以内。一旦充满,电池内部的保护电路便会自动停止充电,因此这种做法是不科学也没有实际意义的。
保护环境的名言有人曾用手机做过试验。在用旅充充电器将电池充满后,转用座充充电器来确认电池的饱和程度。当他发现座充充电器仍然对电池进行充电时,便认为电池仍未达到饱和状态。其实这个测试方法欠缺严谨。原因在于,座充充电器的指示灯并不是检测真正饱和与否的惟一标准,座充充电器的基准电压不一定等于手机的基准电压,因此当手机认为电池达到饱和状态时,座充充电器也许并不这么认为,依然进行充电,但是否充进去,就只有它自己知道了。
只要笔记本电池充电时间放电时间把握得当,则有可能会达到最佳状态
谣传三:只要充电电池使用得当,就会在某一段循环范围内出现最佳状态,达到最大容量。
例如早期的镍氢、镍镉电池,如果使用得当,定期维护,会在15~203个循环点中达到其容量的最大值(出厂容量为1200mAh的镍氢电池在循环120次后,容量有可能达到1200mAh)。
真相:这种说法在日系产品电池中比较常见,在其技术规格书中的循环特性图中通常可以看到。然而对目前主流的锂离子电池而言,这种循环的峰值现象是不存在的。因为锂离子电池从出厂到报废,其容量的表现为循环一次少一次,从未出现过容量回升的现象。也许有朋友会问,某些ThinkPad笔记本用户通过深放电,可以恢复电池的容量。实际上那只是测试软件的错误检测而已,电池的实际容量根本没有提高。
笔记本电池使用时间正确的影响的因素是笔记本电池所处的环境的温度,当然笔记本充电时间也有一定的关系,不过还是次于环境的影响。
锂离子电池到底有没有最佳状态?答案是肯定的,这跟其所受环境温度的变化有关。一般情况下,锂离子电池在26℃~41℃的环境下会表现出极好的性能。而到了低温或高温状态,其性能就要大打折扣了。例如你在室外阳光直照的情况下使用笔记本电脑,就没有在室内使用的时间长。
谣传四:两个标称容量相同(例如800mAh)的电池来说,如果一个实际测得容量为860mAh,另一个为805mAh,那么860mAH的就一定比805mAh的好。
真相:一般而言,不同型号(不同体积)的锂离子电池,容量越高使用的时间也就越长。如果抛开体积和重量等因素,当然是容量越高越好。但对于两个标称容量相同(例如上例)的电池却未必。因为实际容量高的那个电池,很可能在电极材料中添加了用于增加初始容量的物质,减少了用于稳定电极
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的物质。其结果就表现在循环了几十次之后,容量高的那块迅速衰减,而容量低的却依然坚挺。国内许多厂商为了缩减成本,扩大销量,往往就采用了这种手段来生产高容量电池。用户在使用半年后就会发现工作时间大为缩短。总之,提高容量的代价就是牺牲循环寿命,厂商不在电池的材料上下文章,是不可能真正提高电池容量
电池的保存
谣传五:充电电池如果不使用,应该放光了电再保存。
真相:其实不仅仅有上面提到的谣传,锂离子电池到底该充满了保存还是放光了保存肯定会让很多人感到迷惑?这一问题的解答要从其先天性的缺陷谈起,那就是“老化效应”。锂离子电池在存储一段时间后,即使不进行循环使用,其部分容量也会永久性的丧失,这是因为锂离子电池的正负极材料自出厂时便开始了它们的衰竭历程。不同的温度及饱和程度下老化的幅度也是不同的,具体幅度可见表所示。
由此可见,存储温度越高、电池充的越满,容量的幅度就越大。因此对于锂离子电池的长期保存,用户应当将其电量控制在40%,并存储在15℃甚至更低的温度下即可。至于那些镍氢和镍镉电池则不存在这一“老化效应”,长期储存后只需进行几次完全充放电即可恢复其原始容量充满电后续充
谣传六:笔记本电池充电时间一般是有控制的,对于笔记本电池充电充满以后,在继续对电池充电充1~2小时,这样做有利于增强电池的饱和度。
真相:其实现在的笔记本而电池一般都有笔记本过电保护电路,充满点以后他会自动切断充电电路。所以充电时间是固定的,满了以后电源只对笔记本设备进行供电,即时电池再充12个小时也是没有用处的
本友须知:笔记本电源适配器的小常识
·什么是标称电压、电流
一、电源适配器(以下简称电源)的标称电压和电流是什么意思?
新鲜猴头菇首先,,一般电源标称的电压,是指开路输出的电压,也就是外面不接任何负载,没有电流输出时候的电压,所以也可以理解为,此电压就是电源输出电压的上限。
对于电源内部使用了主动稳压的元件的情况下,即使市电电压有所波动,其输出也是恒定值,象市面上一般的小变压器,比如随身听之类配的电源,如果市电波动,该电源的输出也会随之波动的。
一般来讲普通电源适配器的真正空载电压也不一定和标称电压完全一致,因为电子元件的特性不可能
完全一致,所以有一定的误差,误差越小,对电子元件的一致性要求越高,生产的成本就高了,所以价格也就贵一些了。
另外,关于标称的电流值,无论任何电源都有一定的内阻,因此当电源输出电流的时候,会在内部产生压降,导致两件事情,一个是产生热量,所以电源会热,另一个是导致输出电压降低,相当于内部消耗。
·同电压不同电流能否通用
二、都是同样标称电压的电源,输出电流不同,能不能用在同一台本本上?
电源电压一样,输出电流不同,能不能用在同一台本本上。基本的原则是大标称电流的电源可以代替小标称电流的电源。估计有人会这样想,觉得大标称电流的电源会烧坏本本,因为电流大了嘛。实际上电流多大在电压相同的情况下取决于负载,呵呵,,想想初中的物理就知道了。
当本本高负荷运转的时候,电流大些,本本进入待机的时候,电流就小些,大标称电流的电源有足够的电流余量。反之,有人用56w的电源代替72w的用起来也没什么问题,原