隨著新能源科技的不斷發(fā)展，鋰離子電池目前廣泛應(yīng)用于各類產(chǎn)品，大到公交汽車、新能源汽車，電動(dòng)自行車，小到家用筆記本、手機(jī)數(shù)碼相機(jī)、ipad等，都離不開鋰離子電池，由于其循環(huán)性能優(yōu)越、可快速充放電、充電效率高達(dá)100%，而且輸出功率大，使用壽命長(zhǎng)，不含有毒有害物質(zhì)，被稱為綠色電池。然而鋰離子電池在使用過程中的一個(gè)重要問題就是安全問題，一旦使用不當(dāng)，輕者影響電池性能和壽命，嚴(yán)重的可引起電池燃燒、爆炸，為此在生產(chǎn)過程中對(duì)電池增加防護(hù)措施時(shí)必不可少的。

鋰離子電池保護(hù)板就是防止鋰離電池在使用過程中出現(xiàn)的一些違規(guī)操作而破壞電池正常功能的一種產(chǎn)品，其本質(zhì)是一塊帶有保護(hù)芯片的PCB板，板上一般設(shè)有B+、B1、B2…Bn、B-，P+、P-、CH-等基本功率輸入輸出端以及TH、ID等信息讀取端，B+、B1、B2…Bn、B-和電芯的輸出端直接相連，P+、P-、CH-和負(fù)載相連。在實(shí)際生產(chǎn)鋰離電池過程中，為了保證成品鋰電池的產(chǎn)品質(zhì)量，檢測(cè)部門必須對(duì)新進(jìn)的保護(hù)板進(jìn)行功能測(cè)試。

鋰電池充電過程的四個(gè)階段淺談

電池的正確充電方法

鋰離子電池的使用我們分三點(diǎn)來談：

1、如何為新電池充電

在使用鋰電池中應(yīng)注意的是，電池放置一段時(shí)間后則進(jìn)入休眠狀態(tài)，此時(shí)容量低于正常值，使用時(shí)間亦隨之縮短。但鋰電池很容易激活，只要經(jīng)過3—5次正常的充放電循環(huán)就可激活電池，恢復(fù)正常容量。由于鋰電池本身的特性，決定了它幾乎沒有記憶效應(yīng)。因此用戶手機(jī)中的新鋰電池在激活過程中，是不需要特別的方法和設(shè)備的。不僅理論上是如此，從我自己的實(shí)踐來看，從一開始就采用標(biāo)準(zhǔn)方法充電這種“自然激活”方式是最好的。對(duì)于鋰電池的“激活”問題，眾多的說法是：充電時(shí)間一定要超過12小時(shí)，反復(fù)做三次，以便激活電池。

這種“前三次充電要充12小時(shí)以上”的說法，明顯是從鎳電池（如鎳鎘和鎳氫）延續(xù)下來的說法。所以這種說法，可以說一開始就是誤傳。鋰電池和鎳電池的充放電特性有非常大的區(qū)別，而且可以非常明確的告訴大家，我所查閱過的所有嚴(yán)肅的正式技術(shù)資料都強(qiáng)調(diào)過充和過放電會(huì)對(duì)鋰電池、特別是液體鋰離子電池造成巨大的傷害。因而充電最好按照標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間和標(biāo)準(zhǔn)方法充電，特別是不要進(jìn)行超過12個(gè)小時(shí)的超長(zhǎng)充電。通常，手機(jī)說明書上介紹的充電方法，就是適合該手機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)充電方法。

此外，鋰電池的手機(jī)或充電器在電池充滿后都會(huì)自動(dòng)停充，并不存在鎳電充電器所謂的持續(xù)10幾小時(shí)的“涓流”充電。也就是說，如果你的鋰電池在充滿后，放在充電器上也是白充。而我們誰(shuí)都無(wú)法保證電池的充放電保護(hù)電路的特性永不變化和質(zhì)量的萬(wàn)無(wú)一失，所以你的電池將長(zhǎng)期處在危險(xiǎn)的邊緣徘徊。這也是我們反對(duì)長(zhǎng)充電的另一個(gè)理由。此外在對(duì)某些手機(jī)上，充電超過一定的時(shí)間后，如果不去取下充電器，這時(shí)系統(tǒng)不僅不停止充電，還將開始放電-充電循環(huán)。也許這種做法的廠商自有其目的，但顯然對(duì)電池和手機(jī)/充電器的壽命而言是不利的。

同時(shí)，長(zhǎng)充電需要很長(zhǎng)的時(shí)間，往往需要在夜間進(jìn)行，而以我國(guó)電網(wǎng)的情況看，許多地方夜間的電壓都比較高，而且波動(dòng)較大。前面已經(jīng)說過，鋰電池是很嬌貴的，它比鎳電在充放電方面耐波動(dòng)的能力差得多，于是這又帶來附加的危險(xiǎn)。此外，不可忽視的另外一個(gè)方面就是鋰電池同樣也不適合過放電，過放電對(duì)鋰電池同樣也很不利。這就引出下面的問題。

鋰電池充電過程的四個(gè)階段淺談

2、正常使用中應(yīng)該何時(shí)開始充電

在我們的論壇上，經(jīng)常可以見到這種說法，因?yàn)槌浞烹姷拇螖?shù)是有限的，所以應(yīng)該將手機(jī)電池的電盡可能用光再充電。但是我找到一個(gè)關(guān)于鋰離子電池充放電循環(huán)的實(shí)驗(yàn)表，關(guān)于循環(huán)壽命的數(shù)據(jù)列出如下：

循環(huán)壽命（10%DOD）：》1000次

循環(huán)壽命（100%DOD）：》200次

其中DOD是放電深度的英文縮寫。從表中可見，可充電次數(shù)和放電深度有關(guān)，10%DOD時(shí)的循環(huán)壽命要比100%DOD的要長(zhǎng)很多。當(dāng)然如果折合到實(shí)際充電的相對(duì)總?cè)萘浚?0%*1000=100，100%*200=200，后者的完全充放電還是要比較好一些，但前面網(wǎng)友的那個(gè)說法要做一些修正：在正常情況下，你應(yīng)該有保留地按照電池剩余電量用完再充的原則充電，但假如你的電池在你預(yù)計(jì)第2天不可能堅(jiān)持整個(gè)白天的時(shí)候，就應(yīng)該及時(shí)開始充電，當(dāng)然你如果愿意背著充電器到辦公室又當(dāng)別論。

而你需要充電以應(yīng)付預(yù)計(jì)即將到來的會(huì)導(dǎo)致通訊繁忙的重要事件的時(shí)候，即使在電池尚有很多余電時(shí)，那么你也只管提前充電，因?yàn)槟悴]有真正損失“1”次充電循環(huán)壽命，也就是“0.x”次而已，而且往往這個(gè)x會(huì)很小。電池剩余電量用完再充的原則并不是要你走向極端。和長(zhǎng)充電一樣流傳甚廣的一個(gè)說法，就是“盡量把手機(jī)電池的電量用完，最好用到自動(dòng)關(guān)機(jī)”。

這種做法其實(shí)只是鎳電池上的做法，目的是避免記憶效應(yīng)發(fā)生，不幸的是它也在鋰電池上流傳之今。曾經(jīng)有人因?yàn)槭謾C(jī)電池電量過低的警告出現(xiàn)后，仍然不充電繼續(xù)使用一直用到自動(dòng)關(guān)機(jī)的例子。結(jié)果這個(gè)例子中的手機(jī)在后來的充電及開機(jī)中均無(wú)反應(yīng)，不得不送客服檢修。這其實(shí)就是由于電池因過度放電而導(dǎo)致電壓過低，以至于不具備正常的充電和開機(jī)條件造成的。

鋰電池充電過程的四個(gè)階段淺談

3、對(duì)鋰電池手機(jī)的正確做法

歸結(jié)起來，我對(duì)鋰電池手機(jī)在使用中的充放電問題最重要的提示是：

1、按照標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)間和程序充電，即使是前三次也要如此進(jìn)行;

2、當(dāng)出現(xiàn)手機(jī)電量過低提示時(shí)，應(yīng)該盡量及時(shí)開始充電;

3、鋰電池的激活并不需要特別的方法，在手機(jī)正常使用中鋰電池會(huì)自然激活。如果你執(zhí)意要用流傳的“前三次12小時(shí)長(zhǎng)充電激活”方法，實(shí)際上也不會(huì)有效果。因此，所有追求12小時(shí)超長(zhǎng)充電和把鋰電池手機(jī)用到自動(dòng)關(guān)機(jī)的做法，都是錯(cuò)誤的。如果你以前是按照錯(cuò)誤的說法做的，請(qǐng)你及時(shí)改正，也許為時(shí)還不晚。當(dāng)然，在手機(jī)及充電器自身保護(hù)和控制電路質(zhì)量良好的情況下，對(duì)鋰電池的保護(hù)還是有相當(dāng)保證的。所以對(duì)充電規(guī)則的理解才是重點(diǎn)，在某些情況下也是可以做出某種讓步的。

比如你發(fā)現(xiàn)手機(jī)在你夜晚睡覺前必須充電的話，你也可以在睡前開始充電。問題的關(guān)鍵在于，你應(yīng)該知道正確的做法是什么，并且不要刻意按照錯(cuò)誤的說法去做。

鋰電池充電過程的四個(gè)階段淺談

鋰電池充電過程的四個(gè)階段

充電或放電速率通常根據(jù)電池容量來表示。這一速度稱為C速率。C速率等于特定條件下的充電或放電電流，定義如下：

I=M&TImes;Cn

其中：

I=充電或放電電流，A

M=C的倍數(shù)或分?jǐn)?shù)

C=額定容量的數(shù)值，Ah

N=小時(shí)數(shù)（對(duì)應(yīng)于C）。

以1倍C速率放電的電池將在一個(gè)小時(shí)內(nèi)釋放標(biāo)稱的額定容量。例如，如果標(biāo)稱容量是1000mAhr，那么1C的放電速率對(duì)應(yīng)于1000mA的放電電流，C/10的速率對(duì)應(yīng)100mA的放電電流。

通常生產(chǎn)商標(biāo)定的電池容量都是指n=5時(shí)，即5小時(shí)放電的容量。例如，上述電池在200mA恒流放電時(shí)能夠提供5小時(shí)的工作時(shí)間。理論上該電池在1000mA恒流放電時(shí)能夠提供1小時(shí)的工作時(shí)間。然而實(shí)際上由于大電池放電時(shí)效能降低，此時(shí)的工作時(shí)間將小于1小時(shí)。

那么怎樣才能正確地為鋰離子電池充電呢？鋰離子電池最適合的充電過程可以分為四個(gè)階段：涓流充電、恒流充電、恒壓充電以及充電終止。

階段1：涓流充電——涓流充電用來先對(duì)完全放電的電池單元進(jìn)行預(yù)充（恢復(fù)性充電）。在電池電壓低于3V左右時(shí)，先采用最大0.1C的恒定電流對(duì)電池進(jìn)行充電。

階段2：恒流充電——當(dāng)電池電壓上升到涓流充電閾值以上時(shí)，提高充電電流進(jìn)行恒流充電。恒流充電的電流在0.2C至1.0C之間。恒流充電時(shí)的電流并不要求十分精確，準(zhǔn)恒定電流也可以。在線性充電器設(shè)計(jì)中，電流經(jīng)常隨著電池電壓的上升而上升，以盡量減輕傳輸晶體管上的散熱問題。

大于1C的恒流充電并不會(huì)縮短整個(gè)充電周期時(shí)間，因此這種做法不可取。當(dāng)以更高電流充電時(shí)，由于電極反應(yīng)的過壓以及電池內(nèi)部阻抗上的電壓上升，電池電壓會(huì)更快速地上升。恒流充電階段會(huì)變短，但由于下面恒壓充電階段的時(shí)間會(huì)相應(yīng)增加，因此總的充電周期時(shí)間并不會(huì)縮短。

階段3：恒壓充電——當(dāng)電池電壓上升到4.2V時(shí)，恒流充電結(jié)束，開始恒壓充電階段。為使性能達(dá)到最佳，穩(wěn)壓容差應(yīng)當(dāng)優(yōu)于+1%。

階段4：充電終止——與鎳電池不同，并不建議對(duì)鋰離子電池連續(xù)涓流充電。連續(xù)涓流充電會(huì)導(dǎo)致金屬鋰出現(xiàn)極板電鍍效應(yīng)。這會(huì)使電池不穩(wěn)定，并且有可能導(dǎo)致突然的自動(dòng)快速解體。

鋰電池充電過程的四個(gè)階段淺談

有兩種典型的充電終止方法：采用最小充電電流判斷或采用定時(shí)器（或者兩者的結(jié)合）。最小電流法監(jiān)視恒壓充電階段的充電電流，并在充電電流減小到0.02C至0.07C范圍時(shí)終止充電。第二種方法從恒壓充電階段開始時(shí)計(jì)時(shí)，持續(xù)充電兩個(gè)小時(shí)后終止充電過程。

上述四階段的充電法完成對(duì)完全放電電池的充電約需要2.5至3小時(shí)。高級(jí)充電器還采用了更多安全措施。例如如果電池溫度超出指定窗口（通常為0℃至45℃），那么充電會(huì)暫停。

充電或放電速率通常根據(jù)電池容量來表示。這一速度稱為C速率。C速率等于特定條件下的充電或放電電流，定義如下：

I=M&TImes;Cn

其中：

I=充電或放電電流，A

M=C的倍數(shù)或分?jǐn)?shù)

C=額定容量的數(shù)值，Ah

N=小時(shí)數(shù)（對(duì)應(yīng)于C）。

以1倍C速率放電的電池將在一個(gè)小時(shí)內(nèi)釋放標(biāo)稱的額定容量。例如，如果標(biāo)稱容量是1000mAhr，那么1C的放電速率對(duì)應(yīng)于1000mA的放電電流，C/10的速率對(duì)應(yīng)100mA的放電電流。

通常生產(chǎn)商標(biāo)定的電池容量都是指n=5時(shí)，即5小時(shí)放電的容量。例如，上述電池在200mA恒流放電時(shí)能夠提供5小時(shí)的工作時(shí)間。理論上該電池在1000mA恒流放電時(shí)能夠提供1小時(shí)的工作時(shí)間。然而實(shí)際上由于大電池放電時(shí)效能降低，此時(shí)的工作時(shí)間將小于1小時(shí)。

那么怎樣才能正確地為鋰離子電池充電呢？鋰離子電池最適合的充電過程可以分為四個(gè)階段：涓流充電、恒流充電、恒壓充電以及充電終止。

階段1：涓流充電——涓流充電用來先對(duì)完全放電的電池單元進(jìn)行預(yù)充（恢復(fù)性充電）。在電池電壓低于3V左右時(shí)，先采用最大0.1C的恒定電流對(duì)電池進(jìn)行充電。

階段2：恒流充電——當(dāng)電池電壓上升到涓流充電閾值以上時(shí)，提高充電電流進(jìn)行恒流充電。恒流充電的電流在0.2C至1.0C之間。恒流充電時(shí)的電流并不要求十分精確，準(zhǔn)恒定電流也可以。在線性充電器設(shè)計(jì)中，電流經(jīng)常隨著電池電壓的上升而上升，以盡量減輕傳輸晶體管上的散熱問題。

大于1C的恒流充電并不會(huì)縮短整個(gè)充電周期時(shí)間，因此這種做法不可取。當(dāng)以更高電流充電時(shí)，由于電極反應(yīng)的過壓以及電池內(nèi)部阻抗上的電壓上升，電池電壓會(huì)更快速地上升。恒流充電階段會(huì)變短，但由于下面恒壓充電階段的時(shí)間會(huì)相應(yīng)增加，因此總的充電周期時(shí)間并不會(huì)縮短。

階段3：恒壓充電——當(dāng)電池電壓上升到4.2V時(shí)，恒流充電結(jié)束，開始恒壓充電階段。為使性能達(dá)到最佳，穩(wěn)壓容差應(yīng)當(dāng)優(yōu)于+1%。

階段4：充電終止——與鎳電池不同，并不建議對(duì)鋰離子電池連續(xù)涓流充電。連續(xù)涓流充電會(huì)導(dǎo)致金屬鋰出現(xiàn)極板電鍍效應(yīng)。這會(huì)使電池不穩(wěn)定，并且有可能導(dǎo)致突然的自動(dòng)快速解體。

鋰電池充電過程的四個(gè)階段淺談

有兩種典型的充電終止方法：采用最小充電電流判斷或采用定時(shí)器（或者兩者的結(jié)合）。最小電流法監(jiān)視恒壓充電階段的充電電流，并在充電電流減小到0.02C至0.07C范圍時(shí)終止充電。第二種方法從恒壓充電階段開始時(shí)計(jì)時(shí)，持續(xù)充電兩個(gè)小時(shí)后終止充電過程。

上述四階段的充電法完成對(duì)完全放電電池的充電約需要2.5至3小時(shí)。高級(jí)充電器還采用了更多安全措施。例如如果電池溫度超出指定窗口（通常為0℃至45℃），那么充電會(huì)暫停。