如何獲得HP筆記型電腦Smart Battery鋰電池的最大使用壽命

1、如何獲得HP筆記型電腦Smart Battery鋰電池的最大使用壽命HP Smart Battery智慧型鋰電池技術(shù)文件 本文件包括下列章節(jié)：概述認(rèn)識(shí)Lithium-ion鋰電池電池壽命(Battery Cycle Life)電池容量(Battery Capacity)保固期HP Smart Battery智慧型鋰電池技術(shù)HP Smart Battery智慧型鋰電池容量的校正如何善用HP Smart Battery智慧型鋰電池相關(guān)參考文件概述本文件讓HP筆記型電腦的使用者更加瞭解HP筆記型電腦內(nèi)的鋰電池(Lithium-ion rechargeable battery)原理、使用時(shí)間、以及壽命

2、。本文件的內(nèi)容適用於採(cǎi)用HP Smart Battery智慧型鋰電池技術(shù)所製造的筆記型電腦鋰電池，同時(shí)本文將提供一些重要的使用技巧，以使您的鋰電池發(fā)揮最長(zhǎng)的使用壽命。對(duì)一般筆記型電腦使用者而言，最常問到的問題之一都包括我的鋰電池可以撐多久，可以用多久？其實(shí)這個(gè)問題的答案並不簡(jiǎn)單。使用者不難發(fā)覺，即使在每次電池剛充飽電後，隨著使用方式和地點(diǎn)的不同，其使用時(shí)間也會(huì)不同。因此絕大多數(shù)使用者都會(huì)覺得，明明電腦上的電池計(jì)量程式還顯示著可用多少時(shí)間，但為何往往用不到那麼久電池就沒電了？這是因?yàn)殇囯姵丨h(huán)境的溫度、所使用的軟體、連接的周邊配備、螢?zāi)坏牧炼?、以及筆記型電腦電源管理的設(shè)定方式，在在決定了鋰電池可用

3、的時(shí)間長(zhǎng)短與壽命。認(rèn)識(shí)Lithium-ion鋰電池一個(gè)封閉包裝的鋰電池，通常是由多層頭尾(正負(fù)極串聯(lián))相疊的電池元件(cell)所構(gòu)成。至於要疊多少個(gè)電池元件取決於電池必須要提供多少電壓與電流來驅(qū)動(dòng)筆記型電腦。HP的鋰電池有三種電池元件：圓柱式(cylindrical cell)、稜柱式(prismatic cell)、以及聚合物式(polymer cell)。圓柱式電池元件為直徑1.8公分(0.7寸)長(zhǎng)度6.5公分(2.6寸)的圓柱體，一般通稱為18650型式電池元件。當(dāng)它們組裝成電池時(shí)，至少會(huì)有2公分以上的厚度。稜柱式電池元件呈薄矩形狀，一般用6個(gè)或8個(gè)稜柱式電池元件來組成一個(gè)鋰電池，其總

4、厚度可達(dá)到1.2公分(0.5寸)。HP Multibay與平板電腦(Tablet PC)的電池即採(cǎi)用此種設(shè)計(jì)。聚合物式電池元件又比稜柱式電池元件更薄，通常用於例如HP iPAQ手持式電腦(pocket PC)或超薄的筆記型電腦等等，其電池厚度都在一公分以內(nèi)。鋰電池比其它同樣大小的電池(例如鎳或鎳氫電池)會(huì)更輕，更能儲(chǔ)存更多的電能，維持更久的壽命。即使尚未完全放電，鋰電池因?yàn)闆]有一般電池常有的記憶效應(yīng)(memory effect)，因此可以放心的將它充電。使用6個(gè)圓柱式電池元件的鋰電池一般要充電2.5到3小時(shí)才能完全充滿電(假設(shè)筆記型電腦關(guān)機(jī)未使用)。當(dāng)電池充滿電時(shí)，HP智慧型鋰電池設(shè)計(jì)有一個(gè)充

5、電控制保護(hù)電路，它會(huì)防止電流繼續(xù)流入電池元件中。這個(gè)保護(hù)電路可讓電池的蓄電到達(dá)安全上限時(shí)，不會(huì)再充電或放電。雖說保護(hù)電路本身會(huì)用掉一些電池的電力，但比起鎳電池，鋰電池自身放電的速度還是遠(yuǎn)小於鎳電池。鋰電池自身放電的速度會(huì)受到某些因素影響，我們將在電池容量一節(jié)說明。使用者當(dāng)儘量避免這些情況的發(fā)生。電池壽命(Battery Cycle Life)電池壽命指的是電池可以重覆充電放電的次數(shù)，直到它無(wú)法再蓄積”夠用”的電能。要預(yù)測(cè)鋰電池的壽命不是件容易的事，因?yàn)樗芮腥Q於電池工作的溫度和它放電的速度?；旧?，愈高溫和愈快的放電速度會(huì)減少鋰電池的壽命。電池的工作溫度由周遭空氣溫度和筆記型電腦所產(chǎn)生的熱量

6、，以及容易散熱與否所共同決定。電池的放電速度則視筆記型電腦在跑哪些應(yīng)用程式以及電源管理設(shè)定值所左右。舉例來說，執(zhí)行一些會(huì)用到大量計(jì)算的軟體，如CAD、遊戲程式、DVD影片播放，都會(huì)比一般文書處理軟體更快消耗掉電池的電能。因此電池壽命會(huì)短的多。圖一：鋰電池重覆可充電放電次數(shù)的計(jì)算方式。每次只用掉10%電池內(nèi)的電能就將電池再充滿電，這樣來回10遍才算一次電池壽命的充放電週期(cycle)。如果每次只用掉20%的電能就將電池再充滿電，這樣來回5遍才算一次電池壽命的充放電週期。電池容量(Battery Capacity)電池容量的單位為安培小時(shí)(Ah；Ampere-Hour)，而電池電力則以瓦特小時(shí)(

7、Wh；Watt-Hour)計(jì)算。電力(Wh)等於電池容量(Ah)乘以電池電壓(V；Volt伏特)。通常在電池仍然堪用的情況下，鋰電池的輸出電壓(伏特?cái)?shù))幾乎維持在一個(gè)固定的範(fàn)圍內(nèi)，而電池容量則隨著電池用久了開始線性式的衰減。新電池我們用額定容量(Rated capacity；也就是新出廠時(shí)最大的容量)來表示之。隨著電池開始重覆充電放電，電池元件內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)會(huì)逐漸喪失儲(chǔ)蓄電能的能力。這種蓄電力的減少(稱為電池老化；battery aging)是無(wú)法逆轉(zhuǎn)(無(wú)法回復(fù)原始狀態(tài))的。電池元件內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)會(huì)逐漸喪失效用而只能儲(chǔ)存愈來愈少的電能，對(duì)使用者來說，就是同一顆電池每次充飽電後所能撐的使用時(shí)間愈來愈

8、短。如果要以一個(gè)模型來解釋電池儲(chǔ)蓄電能的遞減現(xiàn)象，我們可以用圖二表示之。不論電池老化到何種程度，當(dāng)它充飽電時(shí)的狀態(tài)我們稱之為FCC(Full Charge Capacity；完全充電狀態(tài))。一顆全新的電池當(dāng)它第一次充飽電儲(chǔ)存最大電能的時(shí)候，我們稱之為電池額定容量(rated capacity)。剛開始用新電池時(shí)，F(xiàn)CC等於額定容量。電池重覆充電放電一段時(shí)間(開始老化)後，F(xiàn)CC會(huì)只達(dá)到額定容量的某一個(gè)百分比。FCC的衰減速度會(huì)因如何使用這顆電池而有所不同。一般的使用，鋰電池經(jīng)過一年或300次的完全充放電週期，其FCC會(huì)只剩下額定容量的80%(圖二)。此數(shù)字是以一般使用者每天都會(huì)完全的用盡電池電

9、量然後再重新充飽電，而且筆記型電腦只使用一般的文書處理軟體等來推論。保固期對(duì)於筆記型電腦的鋰電池，不論筆記型電腦主機(jī)本身的保固期有多久(有些商務(wù)型機(jī)種可長(zhǎng)達(dá)三年)，HP都只提供一年的鋰電池保固期。這個(gè)保固期是根據(jù)前面的鋰電池衰減模型，假設(shè)低度到中度的使用鋰電池，在經(jīng)過一年或300次的完全充放電週期，F(xiàn)CC會(huì)只剩下額定容量的80%。如果是高度的使用鋰電池，很可能不到一年，鋰電池FCC已不足額定容量的80%。表一列出2種不同使用模式的筆記型電腦使用者，其FCC經(jīng)過一年後的狀況。第一位使用者是行動(dòng)型使用者，經(jīng)常用筆記型電腦在外頭使用(不插電，用完電池電力後才充電)，每天幾乎會(huì)用完電池電力又充飽電一次

10、，一年約來回充放電300回，筆記型電腦使用於一般的環(huán)境。第二位是固定放在桌上的使用者，大半時(shí)間會(huì)插上電源，平均每週才會(huì)完全充放電一次，其筆記型電腦工作於高溫環(huán)境(可能是空氣熱或是筆記型電腦一直安放在擴(kuò)充模組docking上使用)。如表一所示，如果筆記型電腦常跑需要高電力的程式(因此產(chǎn)生高溫)，或是常安放在docking擴(kuò)充模組上使用，電池的老化速度會(huì)更快。程式耗電程度一年之後FCC(完全充電狀態(tài))相對(duì)於額定容量的百分比行動(dòng)型使用者，每天完全充放電一回(於25度C環(huán)境使用) 固定型使用者，每週完全充放電一回(於35度C以上環(huán)境使用)低耗電程式(一般文書處理、上網(wǎng)、收發(fā)email)>80%8

11、0%中耗電程式(無(wú)線上網(wǎng)、試算表、資料庫(kù)管理)80%70%高耗電程式(CAD、3D遊戲、播放DVD、設(shè)定高亮度LCD)60%50%表一：鋰電池經(jīng)一年使用後，F(xiàn)CC的比較表。*：高耗電程式會(huì)比低耗電使用讓鋰電池減少25%的電池蓄電能力。HP Smart Battery智慧型鋰電池技術(shù)由於電池計(jì)量程式無(wú)法精確的監(jiān)視和報(bào)告電池的電力狀態(tài)，因此從螢?zāi)簧想姵赜?jì)量程式看到的電池尚可使用時(shí)間就很難做到精確的估算。有些筆記型電腦因此根據(jù)電池製造商在特定應(yīng)用方式測(cè)試下所獲得的使用時(shí)間結(jié)果，做出一個(gè)固定的電池用量模型，然後讓電池計(jì)量程式來顯示給使用者，當(dāng)然這樣獲得的電池尚可使用時(shí)間就會(huì)很離譜了。為了提供使用者在

12、HP筆記型電腦讀到更精確的鋰電池?cái)?shù)值，HP Compaq筆記型電腦採(cǎi)用一種智慧型鋰電池技術(shù)來提供準(zhǔn)確而即時(shí)的電池供電時(shí)間資訊。HP智慧型鋰電池技術(shù)係以智慧型電池系統(tǒng)(SBS；Smart Battery System)為基礎(chǔ)，SBS是全球主要電池製造商於1995年後所共同推動(dòng)的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(詳細(xì)資料請(qǐng)參考 )，採(cǎi)用SBS所製造的Smart Battery智慧型鋰電池會(huì)自己記錄和提供電池本身的狀態(tài)，因此透過電池計(jì)量程式所報(bào)出的尚可使用時(shí)間就會(huì)較可信，不論您將這顆電池插在不同筆記型電腦上，或是同一臺(tái)筆記型電腦使用不同的智慧型鋰電池，其讀出的數(shù)值都較精確。HP

13、 Smart Battery智慧型鋰電池容量的校正如果我們經(jīng)常短暫地使用電池之後即立刻充電，則電池計(jì)量程式所獲得的電池容量數(shù)值將愈來愈不準(zhǔn)確，這是因?yàn)槲覀儧]有給予電池進(jìn)行自動(dòng)校正(Battery Calibration)的機(jī)會(huì)。智慧型鋰電池需要定期的進(jìn)行自我校正，才能使它”重新學(xué)習(xí)”它還可以提供多少電池容量，因而才能比對(duì)電池的充電狀態(tài)，換算尚可使用時(shí)間以顯示於電池計(jì)量程式上。這種校正手續(xù)可讓使用者讀到更精確的電池可用時(shí)間，讓筆記型電腦發(fā)揮最大的使用效果，避免電力突然不足來不及儲(chǔ)存資料進(jìn)入休眠狀態(tài)而遺失資料。智慧型鋰電池每一次進(jìn)行完整的充放電時(shí)(不論是插在筆記型電腦上充電，或是利用外接充電器)，

14、就是它開始做自我校正的時(shí)候。由於筆記型電腦要4個(gè)小時(shí)才能完全做好充電與校正，因此使用外接充電器會(huì)較快完成。但是外接充電器使用固定的導(dǎo)電設(shè)計(jì)來放電，不像電池在筆記型電腦上是實(shí)際的放電速度，因而筆記型電腦的自我校正結(jié)果會(huì)比較準(zhǔn)確。目前的智慧型鋰電池裏頭的IC晶片會(huì)在電池用得只剩下5%電池容量(或更低)時(shí)，啟動(dòng)電池的自我校正程序。因此我們最好將電池低電量警告設(shè)定在5%，讓電池低於此情況才開始充電，即可順便進(jìn)行電池容量的自我校正工作。一般說來，鋰電池至少每三個(gè)月要做一次自我校正。如果您經(jīng)常使用外接電源(也就是說不常將電池用到?jīng)]電)，那麼最好能每個(gè)月做一次電池自我校正。如何善用HP Smart Batt

15、ery智慧型鋰電池在讀完前面的技術(shù)討論後，讀者應(yīng)該瞭解有那些情況會(huì)耗損鋰電池的壽命和尚可使用時(shí)間。我們將之歸納如下：u 鋰電池一旦開始使用，隨著一次又一次的重覆充電放電，會(huì)逐漸老化，其所能儲(chǔ)存的電池容量會(huì)愈來愈少。在高溫環(huán)境或是高耗電量的操作情況，電池壽命會(huì)老化的更快。u 鋰電池放在沒插電的筆記型電腦中，其電力流失速度會(huì)比取下電池置於一旁為快。u 在很久不用的情況，鋰電池電力會(huì)逐漸流失，甚至於低於電池建議最低下限。這是所謂的電池過度放電，它會(huì)加速折損電池的壽命。u 長(zhǎng)時(shí)間在高溫環(huán)境下使用筆記型電腦電池，或是使用高耗電量的應(yīng)用程式，會(huì)加速折損電池的壽命。u 只用電池來執(zhí)行高階應(yīng)用程式(如3D遊戲

16、)，會(huì)比文書軟體更快讓電池老化。有了這些觀念後，我們可以儘量遵循下列的原則來延長(zhǎng)鋰電池的壽命與效能：O 鋰電池建議收存於20度到25度C的環(huán)境。收藏時(shí)將其電量充電到30%至50%左右最為恰當(dāng)。O 不要將電池長(zhǎng)時(shí)間暴露高溫環(huán)境下(如夏日高溫的車內(nèi))。O 如果筆記型電腦會(huì)超過兩個(gè)禮拜不用(不開機(jī)也不插AC電源)，請(qǐng)將電池取下。O 如果您經(jīng)常透過鋰電池使用高耗電量的應(yīng)用程式，建議採(cǎi)用最高容量的鋰電池，或是用外接電源。O 定期的校正鋰電池電池容量，一般鋰電池至少每三個(gè)月要做一次自我校正(將電池用到5%電力以下然後充電4小時(shí)以上)。如果您不常將電池用到?jīng)]電)，那麼最好能每個(gè)月做一次電池自我校正。相關(guān)參考文件除本文外，讀者尚可參閱下列文件以獲得更多鋰電池的技術(shù)說明