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如何充电才能延长电池使用寿命?(一)

2025-04-25

为什么手机电池要选择锂离子电池呢?和传统电池相比,锂离子电池充电更快,待机时间更长,重量更轻,功率密度更大,寿命更长。但我们需要知道一些有关知识才能让它更好地工作。


锂离子电池循环充放电会导致内部腐蚀和电解液及电极的退化变质。和铅酸系统类似,锂离子电池充电器大多为限电压充电器,区别在于锂离子电池有更严苛的电压容限,充满电后几乎没有涓流或浮充电流,而铅酸电池的截止电压更灵活。锂离子电池的生产厂家有更严格的充电标准,因为锂离子电池不能承受过电压。所谓的脉冲充电延长电池寿命或提高电池容量这一类神奇的充电器并不存在于锂离子电池的世界中,锂离子是非常“干净”的系统。


钴酸锂电池的充电


传统阴极材质为钴、镍、锰和铝的锂离子电芯可以充电至4.2V,± 50mV 的容差。有些镍电极电池充电可至4.1V,大容量锂电池可以充电至4.3V 甚至更高。下图显示了锂离子电池充电状态从恒流充电到充满电的状态,当电流减少到3%-5%的额定电流时,认为电池已充满。


艾德克斯ITS5300 电池测试系统可以按电池特性或客户需要进行电池的恒压、恒流、搁置、工况模拟等充放电工步,适合各类电池的老化、循环寿命的测试应用。



钴酸锂电池如18650 电芯的充电倍率为0.5C-1C,完整的充电时间大约2-3 小时。电池生产厂家建议以0.8C 或更低速率充电以延长电池寿命,然而,大多数电池都可以毫无压力的以高C 速率进行充电,充电效率达到99%,同时电池在充电过程中保持低温。有些锂离子电池在充满电时温度会上升5 ºC 左右。这往往是保护板和电池内阻增加造成的。如果正常充电时,电池或充电器温度上升超过10ºC,请不要继续使用。


采用艾德克斯ITS5300 电池测试系统,可以在充放电的过程中实时监控和记录上百个电池芯的温度,并具有过温度报警和自动保护的功能,避免人工监控的成本和不可靠性。

提高充电电流并不能显著加速整体充电状态,虽然电池能更快速地达到电压峰值,但饱和充电需要花费更长的时间。如 下图 所示,阶段一时间变短的同时阶段二时间变长了。

锂离子电池充电各阶段


然而高电流充电可以快速将电池充到70%。比如苹果手机即采用前80%的电量采用快速大电流充电,之后切换为慢充电。这种混合充电模式不仅能快速充电,还可以延长电池寿命。


锂电池并不像铅酸电池那样需要完全被充满。事实上,最好不要充满电,因为高电压会对电池造成压力。选择较低截止电压或减少饱和充电过程可以延长电池寿命但却减少了待机时间,消费者市场的充电器只能将电池充满至最大容量,与此相比,延长电池寿命显得不那么重要。


有些低成本锂电池充电器采用一小时充电或更短时间,不让电池进入饱和充电过程(阶段二),剩余电量约85%,对于很多用户来说都足够了。