具備鋰離子電池維護(hù)技術(shù)知識(shí)

我們愛(ài)機(jī)的鋰離子電池要保養(yǎng)到底才算正確?這個(gè)問(wèn)題一直困擾著許多手機(jī)的忠實(shí)用戶，包括我。在查閱了一些資料后，我有機(jī)會(huì)咨詢了一位電化學(xué)專(zhuān)業(yè)的博士研究生和我國(guó)一家知名電池研究所的副所長(zhǎng)。現(xiàn)在將獲得一些相關(guān)的知識(shí)和相關(guān)經(jīng)驗(yàn)寫(xiě)出來(lái)，以便與您的讀者分享。

鋰離子電池的正極通常由鋰的活性化合物構(gòu)成，而負(fù)極則是具有特殊分子結(jié)構(gòu)的碳。常用正極信息的重要成分是LiCoO2。充電過(guò)程中，電池兩極的電勢(shì)迫使正極中的化合物釋放鋰離子，并將其嵌入碳中，負(fù)極分子呈層流結(jié)構(gòu)排列。鋰離子在放電過(guò)程中從碳的層狀結(jié)構(gòu)中分離出來(lái)，與陽(yáng)極化合物結(jié)合。鋰離子的運(yùn)動(dòng)出現(xiàn)電流。

化學(xué)反應(yīng)的原理很簡(jiǎn)單，但在實(shí)際的工業(yè)生產(chǎn)中，要考慮的實(shí)際問(wèn)題要多得多:正極要添加劑來(lái)維持重復(fù)電荷的活性，負(fù)極要在分子結(jié)構(gòu)層面進(jìn)行設(shè)計(jì)來(lái)容納更多的鋰離子;填補(bǔ)電解液之間的正負(fù)極，除了穩(wěn)定性外，還要具有優(yōu)異的導(dǎo)電性，降低電池的內(nèi)阻。

雖然鋰離子電池很少有鎳鎘電池那樣的記憶效果，但它們卻沒(méi)有。但是由于各種原因，鋰離子電池在反復(fù)充電后會(huì)繼續(xù)失去容量。重要是對(duì)陽(yáng)極和陰極數(shù)據(jù)本身的修改。從分子水平上看，正極和負(fù)極上含有鋰離子的空穴結(jié)構(gòu)將逐漸坍塌和堵塞。從化學(xué)角度看，它是對(duì)正極和負(fù)極數(shù)據(jù)的主動(dòng)鈍化，顯示副反應(yīng)出現(xiàn)其他穩(wěn)定的化合物。還有一些物理?xiàng)l件，如陽(yáng)極數(shù)據(jù)的逐漸丟失，最終減少了電池中鋰離子在充放電過(guò)程中自由移動(dòng)的數(shù)量。

過(guò)度充電和放電,在鋰離子電池的電極構(gòu)成永久性的傷害,從分子水平上,可以直觀的了解,陽(yáng)極碳排放會(huì)導(dǎo)致過(guò)度釋放鋰離子及其層結(jié)構(gòu)在秋天,過(guò)度充電將把太多的鋰離子硬塞入陰極碳的結(jié)構(gòu),并使一些鋰離子再也無(wú)法釋放。這就是鋰離子電池通常配備充放電控制電路的原因。

不適當(dāng)?shù)臏囟葧?huì)引起鋰離子電池內(nèi)部的其他化學(xué)反應(yīng)，出現(xiàn)不要的化合物，所以很多鋰離子電池在正極和負(fù)極之間都裝有維護(hù)溫度控制隔膜或電解液添加劑。當(dāng)電池加熱到一定程度，復(fù)合膜孔閉合或電解液變性時(shí)，電池內(nèi)阻增大，直至電路斷開(kāi)，電池不再加熱，保證電池正常充電溫度。

深度充放電能否提高鋰離子電池的實(shí)際容量?專(zhuān)家們毫不含糊地告訴我，這是毫無(wú)意義的。他們甚至說(shuō)，根據(jù)這兩名醫(yī)生的知識(shí)，所謂的激活前三次全部劑量是沒(méi)有道理的。但為何許多人深入研究電池信息，以表明容量將在未來(lái)發(fā)生變化?這將在后面提到。

鋰離子電池一般有處理芯片和充電控制芯片。在處理過(guò)程中，芯片具有一系列的寄存器、容量、溫度、ID、充電狀態(tài)、放電時(shí)間等數(shù)值。這些值隨著使用而逐漸改變。就我個(gè)人而言,我認(rèn)為的重要影響使用一個(gè)月左右應(yīng)該完全充電和放電一次的指令應(yīng)該糾正這些寄存器的值不當(dāng),所以電池的充電控制和標(biāo)稱(chēng)容量符合實(shí)際電池的狀態(tài)。