關(guān)于手機(jī)鋰電池充電的知識(shí)深入剖析

關(guān)于手機(jī)鋰電池充電的知識(shí)深入剖析2009-02-0115:16目前的手機(jī)基本上所配電池都是鋰離子電池，所以我下面所講的是針對(duì)鋰離子電池的充電知識(shí)。鎳氫電池有所不同，這里不談。1、鋰離子電池標(biāo)稱電壓3.7V（3.6V）,充電截止電壓4.2V（4.1V,根據(jù)電芯的廠牌有不同的設(shè)計(jì)）。（鋰離子電芯規(guī)范的說法是：鋰離子二次電池）2、對(duì)鋰離子電池充電要求（GB/T182872000規(guī)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(dāng)電池端電壓達(dá)到4.2V（4.1V）,改恒流充電為恒壓充電，即電壓一定，電流根據(jù)電芯的飽和程度，隨著充電過程的繼續(xù)逐步減小，當(dāng)減小到0.01C時(shí)，認(rèn)為充電終止。（C是以電池標(biāo)稱容量對(duì)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。）當(dāng)然，規(guī)范的表示方式是0.01C5A,我這里簡(jiǎn)化了。3、為什么認(rèn)為0.01C為充電結(jié)束：這是國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T18287-2000所規(guī)定的，也是討論得出的。以前大家普遍以20mA為結(jié)束，郵電部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YD/T998-1999也是這樣規(guī)定的，即不管電池容量多大，停止電流都是20mA。國(guó)標(biāo)規(guī)定的0.01C有助于充電更飽滿，對(duì)廠家一方通過鑒定有利。另外，國(guó)標(biāo)規(guī)定了充電時(shí)間不超過8小時(shí)，就是說即使還沒有達(dá)到0.01C,8小時(shí)到了，也認(rèn)為充電結(jié)束。（質(zhì)量沒問題的電池，都應(yīng)在8小時(shí)內(nèi)達(dá)到0.01C,質(zhì)量不好的電池，等下去也無意義）4、怎樣區(qū)別電池是4.1V還是4.2V：消費(fèi)者是無法區(qū)分的，這要看電芯生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品規(guī)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(guó)內(nèi)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(huì)怎么樣：會(huì)使電池容量提高，感覺很好用，待機(jī)時(shí)間增加，但會(huì)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(huì)減短壽命。鋰離子電芯是很嬌嫩的。6、既然電池內(nèi)有保護(hù)板，我們是否就可以放心了呢：不是，因?yàn)楸Ｗo(hù)板的截止參數(shù)是4.35V（這還是好的，差的要4.4到4.5V),保護(hù)板是應(yīng)付萬一的,假如每次都過充,電池也會(huì)很快衰減的。7、多大的充電電流算是合適的：理論上越小對(duì)電池越有好處。但你總不能為了一塊電池充電等3天吧。國(guó)標(biāo)規(guī)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(jì)出這只電池5個(gè)多小時(shí)可以充飽。（容量mAh＝電流mA×?xí)r間h）國(guó)家技術(shù)監(jiān)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(shí)間計(jì)算出容量值，試驗(yàn)次數(shù)5次，有1次容量達(dá)到試驗(yàn)結(jié)束。（就是有5次機(jī)會(huì)，如果第一次試驗(yàn)就合格了，后面的4次不做）檢測(cè)之前允許有一次預(yù)循環(huán)，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(shí)。8、鋰離子電池能承受多大的充電電流：廠家試驗(yàn)時(shí)可以很高，但國(guó)標(biāo)高倍率規(guī)定為1C，還以上面的電池為例，1個(gè)多小時(shí)即可充滿。這么大的充電電流，電池能承受嗎？對(duì)于目前的鋰離子電芯，是小意思而已。目前沒有對(duì)充電器的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，所執(zhí)行的是郵電部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YD/T9981999/2,里面規(guī)定了充電器的電流不得大于1C。9、壽命是怎樣規(guī)定的：簡(jiǎn)單說是指電池經(jīng)過N次1C充、1C放電后，容量下降到70%，此時(shí)的N就是壽命。并不是說300次還可以用，301次就不能用了。國(guó)標(biāo)規(guī)定壽命不得小于300次。我們平時(shí)使用的條件沒有檢測(cè)時(shí)這么嚴(yán)酷，壽命會(huì)更長(zhǎng)。說了這么多概念（不要煩，還有很多沒說），終于可以說充電器了。那么目前市場(chǎng)長(zhǎng)的充電器情況是怎樣的呢?1、直充，直接插在手機(jī)上的那種，有人喜歡叫旅充，我們習(xí)慣叫“火?！?。這種充電器隨手機(jī)有配，原裝的質(zhì)量都不錯(cuò)，突出的是即充即用，所以充電電流設(shè)計(jì)都較大（嚴(yán)格地說是手機(jī)所控制的充電電流），充電時(shí)間短。有些手機(jī)充滿后有涓流補(bǔ)電，有些手機(jī)充滿后即截止，等下去也徒勞?？戳松厦娴母拍钅銘?yīng)該知道，是正常的，而且不用再傻乎乎地等14小時(shí)了。對(duì)于直充的充電效果，還要看手機(jī)，因?yàn)槌潆娍刂齐娐吩谑謾C(jī)上，其截止電壓有一定的離散性，我實(shí)際測(cè)量同一批次同一型號(hào)的手機(jī)基本在4.09V至4.21V之間。就是說如果4.09V截止了，還沒充滿，不是最理想的容量，再繼續(xù)充一段時(shí)間可能會(huì)更飽些。但不要忘了，即使有涓流補(bǔ)電的手機(jī)，就像4.09和4.21的充電電壓的差別一樣，手機(jī)的涓流補(bǔ)電電流也有一定的離散性，如果補(bǔ)電電流大了，就變成充電了，10幾個(gè)小時(shí)，對(duì)電池也是有損害的，我曾遇到許多電池在手機(jī)上充壞的現(xiàn)象，原裝電也有，品牌電也有。假如充壞了電池，造成漏液等，還有可能損壞手機(jī)，所以建議大家如果真想補(bǔ)電，應(yīng)控制在2小時(shí)以內(nèi)，并不要超過8小時(shí)。我的看法是，鋰電很嬌氣，充飽夠用即可。每次少用幾小時(shí)但多用半年，和每次多用幾小時(shí)但少用半年，自己衡量吧。但原裝直充也有有問題的時(shí)候，我們就遇到過一批手機(jī)中所配的直充故障率高的現(xiàn)象。還好，故障是無電壓，如果是高電壓，好看了。市面上還有大量非原裝的火牛，質(zhì)量好的沒問題，質(zhì)量差的你自己可以想象，因?yàn)槟闶且欢瞬逶?20V的交流電上，另一端在手機(jī)上……所以以我個(gè)人觀點(diǎn)，不建議用非原裝的火牛。（至少原裝的出了事有給你背鍋的）2、座充，是有兩個(gè)槽位，前面可放手機(jī)，后面放電池的，需要和火牛配合使用。原裝的座充質(zhì)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(jié)束后有一個(gè)涓流補(bǔ)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(shù)控制準(zhǔn)確，也是不錯(cuò)的。所謂智能，其實(shí)很簡(jiǎn)單，例如MOTOROLA的電池，內(nèi)部有一個(gè)芯片（只讀存儲(chǔ)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(zhí)行相應(yīng)的充電過程，一切都是事先安排好的。（不同型號(hào)，不同容量，供應(yīng)不同地區(qū)，甚至于配不同牌子電芯的，編碼都不同），打個(gè)簡(jiǎn)單的比喻，我喊1,你們就按第一方案執(zhí)行，我喊2,你們就按第二方案執(zhí)行，我什么都不喊，或我喊3但事先沒和你們約定好，就拒絕執(zhí)行，現(xiàn)象就是充電器紅燈閃爍，不能充電（在手機(jī)上就顯示非認(rèn)可電池）。并不是大家想象的，有單片機(jī)CPU控制?！爸悄堋边€體現(xiàn)在另外一些方面，就是電池的NTC（熱敏電阻）和標(biāo)準(zhǔn)電阻，不同的電池由不同的標(biāo)準(zhǔn)電阻與充電器構(gòu)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(jù)不同的環(huán)境溫度，由熱敏電阻和充電器構(gòu)成另外的回路來調(diào)整充電電流的大小。（有些電池只有熱阻，有些電池只有標(biāo)阻，而有些電池兩個(gè)都有。）例如某型號(hào)的電池，薄電和厚電的容量不同，最佳的充電電流也應(yīng)該不同，因此這兩只電池的標(biāo)準(zhǔn)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(shí)主動(dòng)權(quán)還在電池一方，充電器只不過和電池構(gòu)成了個(gè)回路而已。同樣道理，當(dāng)充電溫度變化時(shí)，熱敏電阻的阻值發(fā)生變化，與充電器構(gòu)成回路來調(diào)整充電電流大小，保護(hù)電池，避免過熱?，F(xiàn)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。當(dāng)然，同時(shí)你也知道一個(gè)合格的電池應(yīng)該做到什么了吧？有時(shí)候不能全靠充電器，電池做的不好，充電器也發(fā)揮不了作用。目前許多國(guó)產(chǎn)電池將NTC用普通電阻代替以降低成本，失去了電流調(diào)整的作用，還有設(shè)計(jì)選材不合理等等，這是題外話，先按下不表。（也有道理，看下去就清楚了）原裝座充的涓流補(bǔ)電電流一般控制的比較準(zhǔn)，但在充電器轉(zhuǎn)為綠燈后補(bǔ)電2小時(shí)即足夠了。還是這個(gè)原則，對(duì)于鋰電，達(dá)到電芯應(yīng)該達(dá)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(shí)可能不會(huì)損壞電池，但習(xí)慣這樣就不好了。說完了原裝座充，該說市場(chǎng)上的品牌座充了?？梢钥隙ǖ卣f，市場(chǎng)上的品牌座充的充電過程沒有一個(gè)是嚴(yán)格遵循：恒流、恒壓的充電過程的（有的話請(qǐng)告訴我，我去買）。它們大概可分為幾類：A、恒壓，不涓流補(bǔ)電：電池充到4.2V即截止，遇到這種座充，你等14小時(shí)是騙自己。因雖然到了4.2V,但已經(jīng)截止了，沒有一個(gè)涓流的過程，沒有充飽。為了充飽，有些設(shè)計(jì)就來損的，把截止電壓改到4.25V以上，更有人設(shè)計(jì)干脆等電池的保護(hù)板截止。如此電池充的很飽，你也一定會(huì)對(duì)此座充滿意，但你的電池壽命已經(jīng)減少了。用此充電器是過充，不用等14小時(shí)也很好用。B、恒壓，用固定涓流補(bǔ)電：算有良心的設(shè)計(jì)，比上面有改進(jìn)了，充到4.2V截止，用一個(gè)固定的電阻“漏”些電流出來，這個(gè)涓流因是固定的，插上電池就有，永遠(yuǎn)不會(huì)停止。據(jù)我測(cè)量一般在30至50mA左右。用這種充電器，剛轉(zhuǎn)綠燈時(shí)沒充飽，繼續(xù)補(bǔ)電2小時(shí)左右比較理想，但涓流偏大了，繼續(xù)充14小時(shí)對(duì)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(bǔ)電。這種是所謂的高檔型，設(shè)計(jì)思路很好，但可惜的是產(chǎn)品不爭(zhēng)氣，一致性不好，就是說你買到手的也許好也許壞。我測(cè)量有缺點(diǎn)的是：脈沖電流太大50至100mA，脈沖過密，相當(dāng)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(shè)計(jì)的充電電流偏高，接近1C，對(duì)于這種座充，雖然沒有違反行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，但也不能一概以“座充是小電流慢充”一個(gè)概念來認(rèn)識(shí)。不過我不建議使用這種座充。上面只是概括，還有為了追求“充電效果”，搞“過充加涓流補(bǔ)電”、“過充加脈沖”、“快速加過充加補(bǔ)電”的。他們需要的是給使用者留一個(gè)很好的印象，等用戶的電池不行了，基本不會(huì)怪罪充電器，頂多罵一句：破電池，才用半年！選座充，最好有一個(gè)數(shù)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(nèi)比較合適，等充電器轉(zhuǎn)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(zhuǎn)綠燈后再串入萬用表觀察電流，在30至50mA范圍內(nèi)比較合適。如能選出這樣的國(guó)產(chǎn)座充，包你使用沒問題，何必花冤枉錢買原裝的呢？當(dāng)然我是說國(guó)產(chǎn)中符合標(biāo)準(zhǔn)的，合格的產(chǎn)品。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(fù)極外，其余的都是擺著讓你看的（個(gè)別有一個(gè)熱敏電阻的接觸端有用）。但了解了原裝座充智能的實(shí)現(xiàn)方法，對(duì)智能也不用太神秘太追求了。（現(xiàn)在知道上面說的有些電池為什么要簡(jiǎn)化材料了吧？）產(chǎn)品參數(shù)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(duì)電池有影響，但影響不大。（我測(cè)量過MOTOROLA原裝的，最高的有4.23V）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(jī)充電的火?；煜?。旅行充的特點(diǎn)是使用方便，不必象座充那樣準(zhǔn)備兩樣?xùn)|西。即使出問題也不會(huì)殃及手機(jī)。旅行充簡(jiǎn)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(jiǎn)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(guān)電源了，穩(wěn)定性不錯(cuò)（當(dāng)然也要看牌子）。我隨機(jī)抽查測(cè)試過5只GD93旅行充，三天三夜一直插在交流電源上，電池充滿了就再換上空的，連續(xù)長(zhǎng)時(shí)間工作沒一只出問題。當(dāng)然，我這里沒問題不代表你不會(huì)出問題，用戶使用時(shí)應(yīng)在充電完畢后把旅充從交流電拔下。有些旅充上標(biāo)有智能、CPU控制，那是廠家的事，不要相信。按照選擇座充的幾點(diǎn)選擇旅充，沒有智能又有什么關(guān)系呢？國(guó)產(chǎn)的也很好用。當(dāng)然我是說國(guó)產(chǎn)中符合標(biāo)準(zhǔn)的，合格的產(chǎn)品。不想再多說了。充電器真是五花八門，我還沒將仿原裝的、不合格的包括進(jìn)去。不同的產(chǎn)品，不同的牌子，不同的時(shí)期，情況不同，大家的概念不可一成不變。特別是，市場(chǎng)上每月成百萬只的不合格充電器實(shí)際上都到了消費(fèi)者手中，這些充電器使用不當(dāng)極易損壞電池，比如說充電14小時(shí)等等。我的建議是：對(duì)于原裝直充，充滿加2小時(shí)；對(duì)于國(guó)產(chǎn)直充，不用；對(duì)于原裝座充，隨便（但也不能太隨便）；對(duì)于國(guó)產(chǎn)座充，充滿加2小時(shí)，對(duì)于國(guó)產(chǎn)旅行充，充滿加1小時(shí)。國(guó)產(chǎn)指符合標(biāo)準(zhǔn)的合格品。以上只是建議，可能并不十分準(zhǔn)確，但總之沒必要充電14小時(shí)，即使新電池，只要是鋰電，也沒有所謂的“激活”的概念，這另外說。我是怎樣充電的？我是：找能過充的充電器，把電池充到4.25V以上，很好用，延長(zhǎng)很多時(shí)間。但我的電芯壞了馬上換，我追求的是待機(jī)時(shí)間，不是電池壽命。你們呢？鋰電芯和手機(jī)電池的生產(chǎn)過程鋰電芯的生產(chǎn)過程不說前面的材料制備、卷繞、注液、封裝等過程，只說與我們有聯(lián)系的最后化成、分容的過程。封裝好的鋰電芯每只都卡入象立柜式的分容柜上，電芯廠這樣的立柜很多，一排排的，每個(gè)柜子上可以放幾百只電芯，即幾百個(gè)檢測(cè)點(diǎn)。實(shí)際上這些柜子就是象充電器一樣的東西，只不過它可以同時(shí)為大量的電芯充電，并通過電腦管理得到每一個(gè)檢測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)。鋰電芯在這里化成得到容量，并知道容量的大小，就是分容。通過分容，確定了電芯的等級(jí)，比如說063048,達(dá)到700至750mAh的算A級(jí)，而僅達(dá)到650至700mAh算B級(jí)。那么今后A級(jí)的就可以多賣幾塊錢，而B級(jí)的就可以低價(jià)賣出，C級(jí)就可以廉價(jià)賣給專門加工垃圾電池的“山寨”廠。（當(dāng)然，確定等級(jí)還要看內(nèi)阻等指標(biāo)）從這一點(diǎn)我們可以看出，鋰電芯生產(chǎn)出后是“有電”的，并不是有些人認(rèn)為的處于“沒電”的狀態(tài)，而需要在使用前“激活”。生產(chǎn)出的鋰電芯是不能馬上銷售的，應(yīng)該入庫最少保存15天，在這個(gè)期間，有些內(nèi)在的弊病就表現(xiàn)出來了，比如說自放電過大等等，在庫里達(dá)到保存期限的電芯，在得到訂單后，再拿出來再次檢測(cè)再次分容，就是說再次充放電，把容量達(dá)不到等級(jí)，或質(zhì)量出現(xiàn)問題的淘汰掉，然后以保持50%左右的電量交給銷售部門，最后到手機(jī)電池塊組裝廠手中。從這一點(diǎn)我們又可以看出，電芯出廠時(shí)是“有電”的。電池組裝廠一般都具備分容設(shè)備，只是規(guī)模沒有電芯生產(chǎn)廠那么龐大，在收到電芯廠的電芯后，為了避免被電芯廠欺騙，和對(duì)消費(fèi)者負(fù)責(zé)，把即將用于電池組裝的電芯再次分容，通過這個(gè)過程，總可以挑出一些不符合要求的電芯，與電芯廠退換。我們又看出，電芯又經(jīng)過了充放電，是“有電”的。所以有些客戶拿到電池就有兩格電，是正常的。經(jīng)過這些過程的電池，沒有什么“激活”的概念。有些原裝電池剛買時(shí)不能開機(jī)，有幾個(gè)原因，一是保護(hù)板死鎖，電池沒有輸出電壓，這樣的電池在瞬間充電后就恢復(fù)電壓，馬上就“有電”了，這到是激活。再有就是放置時(shí)間太長(zhǎng)，因?yàn)樵b手機(jī)電池幾乎不是手機(jī)廠生產(chǎn)的，電池從生產(chǎn)出到與手機(jī)配套再到消費(fèi)者手中，可能時(shí)間比較長(zhǎng)，此時(shí)電芯的電壓低到了2.5V以下，而保護(hù)板的下限截止電壓是2.5V,此時(shí)電池沒有輸出，但并不證明電芯沒有電，電芯在2.2V以上，還是“活”的，對(duì)于這樣的電池我們拿來正常充電使用就是了。打個(gè)比方，假如一只電池，我已經(jīng)把它經(jīng)過3次的14小時(shí)充電，但是我不說，賣給了你，而你不知道，是否還有必要再做3次的14小時(shí)充電呢？（當(dāng)然，上面的分容過程沒有持續(xù)14小時(shí)，但都是以達(dá)到電芯的設(shè)計(jì)容量為檢測(cè)依據(jù)的）那充14小時(shí)是不是可以延長(zhǎng)時(shí)間呢？絕對(duì)是，但那是過充，是在壓榨電芯，過充會(huì)縮短鋰電芯的使用壽命。如果想延長(zhǎng)使用時(shí)間，正確的做法是采用新型大容量的電芯，改進(jìn)電池產(chǎn)品，而不是壓榨現(xiàn)有的電芯。比如說，MOTOROLAV998鋰電，標(biāo)簽上印的容量是580mAh，原裝電開始時(shí)使用的是松下電芯30486（當(dāng)然現(xiàn)在使用的并不止松下一種），標(biāo)稱容量600mAh，實(shí)際容量有的可以達(dá)到690mAh，這樣的電芯，再壓榨也比不上現(xiàn)在的主流品牌的063048這一款式的電芯，基本都已經(jīng)達(dá)到了750mAh了，這就是大家使用天音禮品電池的待機(jī)時(shí)間大于原裝電池的原因（也不絕對(duì)，有些原裝電池也使用大容量電芯了，雖然標(biāo)簽上印的容量還是580mAh沒改）。新手機(jī)拿到手時(shí)，經(jīng)常嘗試功能設(shè)置，學(xué)習(xí)使用，不停地把玩，雖然沒打電話，但此時(shí)的耗電也是很驚人的，或者說雖然沒打電話，僅發(fā)了幾個(gè)短消息，而輸入漢字使用了很長(zhǎng)時(shí)間，這時(shí)耗電也是驚人的。所謂驚人是相對(duì)于純粹待機(jī)時(shí)使用的電量。等過了幾天，手機(jī)不再新鮮了，電也就省下了，感覺到電池好用了。鋰電芯在充放電20-50次時(shí)會(huì)有一個(gè)百分之幾的容量衰減，然后容量才會(huì)穩(wěn)定，大的甚至達(dá)到6%左右，既然這樣，明知道它今后會(huì)有一個(gè)衰減，在開始時(shí)我們何必費(fèi)那么多時(shí)間等三個(gè)14小時(shí)呢？第5頁：新電池激活，充電12小時(shí)誤解的更正在論壇的許多地方，都看到這樣的說法，似乎已經(jīng)成為了經(jīng)典。但真理如果離開的特定的條件，就變成了謬誤。1、12-14小時(shí)的由來：第一代的鎳鎘電池，是需要小倍率充電的，一