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手機鋰電池充電的知識
( 發表時間:2011-5-25 10:59:48 )

                     關于手機鋰電池充電的知識 


一、基本概念: 
    1、鋰離子電池標稱電壓3.7V(3.6V),充電截止電壓4.2V(4.1V,根據電芯的廠牌有不同的設計)。(鋰離子電芯規范的說法是:鋰離子二次電池)

    2、對鋰離子電池充電要求(GB/T18287 2000規范):首先恒流充電,即電流一定,而電池電壓隨著充電過程逐步升高,當電池端電壓達到4.2V(4.1V),改恒流充電為恒壓充電,即電壓一定,電流根據電芯的飽和程度,隨著充電過程的繼續逐步減小,當減小到0.01C時,認為充電終止。 (C是以電池標稱容量對照電流的一種表示方法,如電池是1000mAh的容量,1C就是充電電流1000mA,注意是mA而不是mAh,0.01C就是10mA。)

    3、為什么認為0.01C為充電結束:這是國家標準GB/T18287-2000所規定的,也是討論得出的。以前大家普遍以20mA為結束,郵電部行業標準YD/T998-1999也是這樣規定的,即不管電池容量多大,停止電流都是20mA。國標規定的0.01C有助于充電更飽滿,對廠家一方通過鑒定有利。另外,國標規定了充電時間不超過8小時,就是說即使還沒有達到0.01C,8小時到了,也認為充電結束。(質量沒問題的電池,都應在8小時內達到0.01C,質量不好的電池,等下去也無意義),

    4、怎樣區別電池是4.1V還是4.2V:消費者是無法區分的,這要看電芯生產廠家的產品規格書。有些牌子的電芯是4.1V和4.2V通用的,比如A&TB(東芝),國內廠家基本是4.2V,但也有例外,比如天津力神是4.1V(但目前也是按4.2V了)。

    5、把4.1V的電芯充電到4.2V會怎么樣:會使電池容量提高,感覺很好用,待機時間增加,但會減短電池的使用壽命。比如原來500次,減少到300次。同樣道理,把4.2V的電芯過充,也會減短壽命。鋰離子電芯是很嬌嫩的。

    6、既然電池內有保護板,我們是否就可以放心了呢:不是,因為保護板的截止參數是4.35V(這還是好的,差的要4.4到4.5V),保護板是應付萬一的,假如每次都過充,電池也會很快衰減的。

    7、多大的充電電流算是合適的:理論上越小對電池越有好處。國標規定的低倍率充電是0.2C(仲裁充電制式),還以上面的1000mAh容量的電池為例,就是200mA,那么我們可以估計出這只電池5個多小時可以充飽。(容量mAh=電流mA×時間h)

國家技術監督部門鑒定鋰電容量,是以1C的高倍率充電,以0.2C的低倍率放電,以時間計算出容量值,試驗次數5次,有1次容量達到試驗結束。(就是有5次機會,如果第一次試驗就合格了,后面的4次不做)檢測之前允許有一次預循環,就是以1C恒流充電至4.2V即停止,而沒有后面的恒壓到0.01C的過程,更沒有14小時。

    8、鋰離子電池能承受多大的充電電流:廠家試驗時可以很高,但國標高倍率規定為1C,還以上面的電池為例,1個多小時即可充滿。目前沒有對充電器的國家標準,所執行的是郵電部行業標準YD/T998 1999/2,里面規定了充電器的電流不得大于1C。

    9、壽命是怎樣規定的:簡單說是指電池經過N次1C充、1C放電后,容量下降到70%,此時的N就是壽命。并不是說300次還可以用,301次就不能用了。國標規定壽命不得小于300次。我們平時使用的條件沒有檢測時這么嚴酷,壽命會更長。

    手機電池需要專門的電池測試儀進行綜合測試。

    深圳市德工電子科技有限公司(www.5951658.live)的電池測試儀就是專門針對這些類電池檢測的高精度儀器。

德工儀器-電池綜合測試儀系列有:

                             1-2節10V電池測試儀

                             1-4節20V電池綜合測試儀

                             1-6串30V30A電池組測試儀

 

 

   
二、充電器的種類和質量狀況,使用建議。

(1)直充

直接插在手機上的那種,有人喜歡叫旅充,我們習慣叫"火牛"。這種充電器隨手機有配,原裝的質量都不錯,突出的是即充即用,所以充電電流設計都較大(嚴格地說是手機所控制的充電電流),充電時間短。

(2)座充

是有兩個槽位,前面可放手機,后面放電池的,需要和火牛配合使用。原裝的座充質量較好,許多具有"智能",有些牌子的基本上能做到恒流恒壓的充電過程,并在充電結束后有一個涓流補電的過程。有些牌子的雖然沒有做到恒流恒壓的過程,但電流電壓等參數控制準確,也是不錯的。

所謂智能,其實很簡單,例如MOTOROLA的電池,內部有一個芯片(只讀存儲器ROM),固化了一些編碼,電池插入充電器后,充電器讀出編碼,就知道是何種電池,執行相應的充電過程,一切都是事先安排好的。(不同型號,不同容量,供應不同地區,甚至于配不同牌子電芯的,編碼都不同),

"智能"還體現在另外一些方面,就是電池的NTC(熱敏電阻)和標準電阻,不同的電池由不同的標準電阻與充電器構成回路,來決定充電電流的大小,而在充電電流決定后,又根據不同的環境溫度,由熱敏電阻和充電器構成另外的回路來調整充電電流的大小。(有些電池只有熱阻,有些電池只有標阻,而有些電池兩個都有。)

例如某型號的電池,薄電和厚電的容量不同,最佳的充電電流也應該不同,因此這兩只電池的標準電阻是不同的,這樣充電器就"知道"為薄電給多大的充電電流,為厚電給多大的充電電流。其實主動權還在電池一方,充電器只不過和電池構成了個回路而已。

同樣道理,當充電溫度變化時,熱敏電阻的阻值發生變化,與充電器構成回路來調整充電電流大小,保護電池,避免過熱。

現在你知道為什么電池上和座充的電池槽位有一排五金接觸片了吧。

智能"不過如此"。

當然,同時你也知道一個合格的電池應該做到什么了吧?有時候不能全靠充電器,電池做的不好,充電器也發揮不了作用。目前許多國產電池將NTC用普通電阻代替以降低成本,失去了電流調整的作用,還有設計選材不合理等等。

原裝座充的涓流補電電流一般控制的比較準,但在充電器轉為綠燈后補電2小時即足夠了。還是這個原則,對于鋰電,達到電芯應該達到的容量夠用即可,多充無益。壓榨鋰電就要付出壽命,偶爾幾次14小時可能不會損壞電池,但習慣這樣就不好了。


說完了原裝座充,該說市場上的品牌座充了。

可以肯定地說,市場上的品牌座充的充電過程沒有一個是嚴格遵循:恒流、恒壓的充電過程的。

它們大概可分為幾類:

A、恒壓,不涓流補電:電池充到4.2V即截止,遇到這種座充,你等14小時是騙自己。因雖然到了4.2V,但已經截止了,沒有一個涓流的過程,沒有充飽。

為了充飽,有些設計就來損的,把截止電壓改到4.25V以上,更有人設計干脆等電池的保護板截止。如此電池充的很飽,你也一定會對此座充滿意,但你的電池壽命已經減少了。用此充電器是過充,不用等14小時也很好用。

B、恒壓,用固定涓流補電:算有良心的設計,比上面有改進了,充到4.2V截止,用一個固定的電阻"漏"些電流出來,這個涓流因是固定的,插上電池就有,永遠不會停止。用這種充電器,剛轉綠燈時沒充飽,繼續補電2小時左右比較理想,但涓流偏大了,繼續充14小時對電池沒好處。

C、恒壓,所謂的智能脈沖型:電池充到4.2V截止,然后用脈沖電流涓流補電。這種是所謂的高檔型,設計思路很好,但可惜的是產品不爭氣,一致性不好,就是說你買到手的也許好也許壞。缺點的是:脈沖電流太大50至100mA,脈沖過密,相當于充電了。又貴,如此還不如用B。

值得注意的是,有些座充為追求火牛直充的快速效果,設計的充電電流偏高,接近1C,對于這種座充,雖然沒有違反行業標準,但也不能一概以"座充是小電流慢充"一個概念來認識。不建議使用這種座充。

選座充的簡單方法:
物理外觀等方面不說了,只說電方面。
選座充,最好有一個數字萬用表,把空電池插入充電,串入萬用表量充電電流,在250至350mA范圍內比較合適,等充電器轉綠燈后,馬上拿下電池量電壓,在4.15至4.20之間比較正常,轉綠燈后再串入萬用表觀察電流,在30至50mA范圍內比較合適。

需要說明的是:
品牌座充基本沒有智能,那一排五金接觸片,除正負極外,其余的都是擺著讓你看的(個別有一個熱敏電阻的接觸端有用)。產品參數都有一定的離散性,有些品牌座充截止電壓超過4.2V,但只要不超過4.25V,是允許有一定誤差的,對電池有影響,但影響不大。

(3)旅行充

我說的旅行充指的是放上一只電池,直接插入交流電源充電的那種,不要和直接插手機充電的火?;煜?。

旅行充的特點是使用方便,不必象座充那樣準備兩樣東西。即使出問題也不會殃及手機。

旅行充簡單地說就是把火牛和座充的電池充電部份合為一體。早期的旅行充電源部份只是簡單的電容降壓電路,容易出故障也不安全。目前的旅行充基本都是開關電源了,穩定性不錯(當然也要看牌子)。

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