
2023年3月1日发(作者:因式分解的方法和技巧)一、充电常识
本篇对电池充电的介绍主要是指镍镉电池和镍氢电池。
对镍隔电池和镍氢电池充电有两种方式,就是我们大家所熟知的“快充”和“慢充”。快充和慢充是充电的一个重要概念,只有了解了快充和慢充才能正确掌握充电。
首先,快充和慢充是个相对的概念。有人曾问,我的充电器充电电流有200mA,是不是快充?这个答案并不绝对,应该回答对于某些电池来说,它是快充,而对于某些电池来说,它只是慢充。那我们究竟怎样来判别快充还是慢充呢?
例如一节5号镍氢电池的电容量为1200mAH,而另一节则为1600mAH。我们把一节电池的电容量称为1C,可见1C只是一个逻辑概念,同样的1C,并不相等。
在充电时,充电电流小于0.1C时,我们称为涓流充电。顾名思义,是指电流很小。一般而言,涓流充电能够把电池充的很足,而不伤害电池寿命,但用涓流充电所花的时间实在太长,因此很少单独使用,而是和其它充电方式结合使用。
充电电流在0.1C-0.2C之间时,我们称为慢速充电。充电电流大于0.2C,小于0.8C则是快速充电。而当充电电流大于0.8C时,我们称之为超高速充电。
正因为1C是个逻辑概念而非绝对值,因此根据1C折算的快充慢充也是一个相对值。前面例子中提到的200mA充电电流对于1200mAH的电池来说是慢充,而对于700mAH的电池来说就是快充。
知道了快慢充的概念后,我们还需要了解充电器的情况才能对电池正确充电。目前市场上的充电器主要分为恒流充电器和自动充电器两种
二、恒流充电器
恒流充电器是市场上最常见的充电器,从镍镉电池时代,我们就开始使用恒流充电器。恒流充电器通常使用慢速充电电流,它的使用相对比较简单,只需将电池放在电池仓中即可充电。需要注意的是,对充电时间的计算要准确。
对充电时间的计算有个简单的公式:Hour=1.5C/充电电流。例如:对1200mAH的电池充电,充电器的充电电流为150mA,则时间为1800mAH/150mA等于12小时。当然在很多时候并不能计算出正好的时间,我们可以挑离得最近的半小时以方便记时。例如:充电器的电流为160mA,对1400mAH的电池充电,则时间为2100mAH/160mA约为13小时,而不用计算到分。
恒流充电器的构造简单,工作稳定,是一种不错的充电方式,对电池寿命的影响小。但它也有其局限性,首先必须计算时间,另外随着镍氢电池的容量越来越大,恒流充电所需的时间也越来越长,对使用带来了一定的不便。因此,近年来快速自动充电器也逐渐流行起来
三、快速自动充电器
快速自动充电器在这两年越
来越受到大家欢迎,它具有充电速度快,安全等特点。但也有一部分人对它有疑虑,因为快速充电器基本都使用快充电流来充电,这些人怕它会对电池的寿命产生影响。那么实际的情况如何呢?
首先要肯定的是大电流充电对电池寿命的影响是很小的,在很多情况下我们都要用到快速充电甚至超高速充电,充电电流有时可以达到2C或更高。大电流并不是电池杀手,真正对电池寿命产生影响的是大电流充电时产生的高热。
我们对电池充电时要使用比电池标称电压稍高的电压来进行,而电池本身对充电电流会产生一个反电势,因此有一部分电流为了抵消反电势而白白作功,转化为热能。当充电电流越大,就有更多的电能被转化为热能,充电时的温度就越高。过高的温度对充电电池是有害的,在慢速恒流充电器中,由于是慢速充电,产生的热量在可控制范围内,因此并不需要采取特殊的措施。但在快速自动充电器中,采用快充电流就会产生更高的温度。因此目前市场上的快速自动充电器都采用了各种方法来降低充电时的温度,通常所使用的是余弦法,也就是说并非用恒定的大电流充电,而是像余弦波那样电流强度随之变化,这样能缓解热量的积聚,从而将温度控制在一定范围内。由于这类充电器不再使用恒定的电流充电,也和过去的恒流充电器有明显的区别
使用快速充电器的另一个问题是,当充电时间到了之后如果忘记停止充电,对电池的伤害要远大于慢速恒流充电器过充产生的伤害。因此为了解决过充问题,快速充电器一般都采用了比如电压斜率判断法等方法来判断电池是否接近充满,这些充电器都使用了控制电路或者IC芯片来完成这一任务。当电池接近充满时,控制电路会自动转入涓流充电模式,对电池进行涓流充电。采用涓流电流对电池进行充电的好处是很明显的,其一如前所述,涓流充电能将电池充的很满,其次就是不用担心过充的问题,因此使用这类充电器的最大好处就是不用再去计算时间。具体的使用方法可以查看各自的使用说明书,以防操作不当。
快速充电器有一个分支就是超高速的充电器,这类充电器应用范围不大,设计、结构和工艺都很复杂,因此价格相当昂贵。
在一些特殊的场合,人们需要在很短的时间内充好电池使用,这就需要使用超高速充电器。由于超高速充电器需要极大的充电电流,有些甚至使用了2C-3C的充电电流,其发热问题尤为严重,仅仅采用余弦波充电还不够,因此这类充电器很多都采用在一个余弦波后插入一个很短暂的放电这种方法。这种做法可以缓解由于反电势消耗充电电流
所产生的热量积累,从而进一步控制温度。
四、放电
上一篇曾介绍了充电电池的记忆效应,我们也知道当记忆效应逐渐累积,会使电池的实际使用容量大幅下降。要减轻记忆效应所带来的负作用,一个有效的方法就是放电。一般来讲由于镍镉电池的记忆效应比较明显,建议在反复充电使用5-10次后就作一次放电,而镍氢电池的记忆效应要好些,可以在反复充电使用20-30次后作一次放电。
在市场上销售的一些高档充电器自身带有放电功能,但绝大部分的中低档充电器是没有放电功能的,这时我们该怎么办呢?在了解了放电的原理后,我们也可以自己尝试着对电池进行放电。
我们已经知道,镍镉电池和镍氢电池的标称电压是1.2V,但实际上,电池的电压是个变化的值,随着电量是否充足,围绕着1.2V左右进行波动。一般在1V-1.4V之间波动,不同品牌的电池由于工艺上的不尽相同,电压波动范围也不完全一致
对电池进行放电就是采用很小的放电电流,使电池的电压缓慢下降,下降到0.9V-1V之间,就应该停止放电。不建议将电池放电到0.9V之下,这样做会造成过度放电,使电池受到不可逆的伤害,上一篇曾说过充电电池不适合于用在家电遥控器中,就是因为遥控器的使用电流很小,长时间放在遥控器中使用很容易造成过度放电。电池经过一次正确的放电后,你会惊喜的发现电池的容量又恢复到原来的水平,因此当发现电池的容量有所下降时,就最好作一次放电。
自己对电池做放电有个简便的方法,就是接一个小电珠(小的电灯泡,如手电筒里所用的)作为负载,但必须使用电表来监视电压值的变化,以防过度放电。
对于充电器的选择,究竟是选择快速充电器还是慢速恒流充电器,这主要看自己使用的侧重点。例如经常外出使用数码相机等设备的朋友,就应该选择快速充电器,以满足时间上的要求,甚至可以购买超高速的充电器,而只使用随身听等设备的朋友,恒流充电器就能满足需要
在掌握了正确的充放电知识后,大家一定能更好地使用自己的充电电池。请大家不要拘泥于快速充电.
充电时间计算
**********电池容量看电池外面的标注**************
*********充电电流看充电器上标注的输入电流*******
1、充电电流小于等于电池容量的5%时
充电时间(小时)=电池容量(mAH)×1.6÷充电电流(mA)
2、充电电流大于电池容量的5%,小于等于10%时:
充电时间(小时)=电池容量(mAH)×1.5÷充电电流(mA)
3、充电电流大于电池容量的10%,小于等于15%时:
充电时间(小时)=电池容量(mAH
)×1.3÷充电电流(mA
4、充电电流大于电池容量的15%,小于等于20%时
充电时间(小时)=电池容量(mAH)×1.2÷充电电流(mA)
5、充电电流大于电池容量的20%时:
充电时间(小时)=电池容量(mAH)×1.1÷充电电流(mA)
充电理论第二篇
很多电池厂商都会说,锂电有使用寿命,大概是500次、1000次充放电。其实就是1000次充电,不放电怎么充电呢,所以叫“充放电”。为什么充一次电会减少一次寿命?电池的两极之间有一层高分子材料膜,阻止电荷通过,电池寿命的耗损也就是这层膜的耗损。
充电步骤:
电池充电分恒流充电、恒压充电和绢流充电三个阶段(充电器如何实现这些充电阶段的转换,用户不必去管)。前述讲的充电电流就是恒流充电电流。
恒压充电根据不同的电压级别有不同的充电电压,因此,你单单根据电流大小选择充电器是不行的。比如,一只充电器是给12V电池充电的,是不能给24V或6V等电压级别的电池充电的。
绢流充电也是视不同电池而不同的。一般还叫它做浮充电流。其大小与电池容量有密切关系。如一只1000mAh的手机电池的正常充电电流(恒流充电电流)可能不如一只较大容量的铅酸电池浮充电流大呢。过大最容易造成电池过充。
充电电流
这就像穿丝袜应当小心保护才不容易勾丝,充电也是同样道理,很多人一味只看充电快不快,用输出电流700毫安、1000毫安的“快充”,一个小时就把电池充满,丝袜就破得快了。通常充电器的输出电流都是固定的,不能调节。
涓流充电
因为机器判断电量是看电压的,锂电电压最高4.2V,一般在4.19V左右机器就认为此时电池充满了,自动地切断充电电流。但是大家用万能充的时候都有这样一个经验,万能充在电池充满时,“饱和”指示灯亮,此时正在“涓流充电”,可以把电池充到真正足,确保电池使用效果。所谓“涓流”就是小电流,锂电越接近最高电压4.2V的时候,自放电现象就越严重,有5%耗损,而涓流的好处是电流小、不伤电池里的丝袜而充更多的电量。按照BB默认的做法,电池充到4.19V就自动切断电流(因为如果不切断,仍然以1000mA的电流往电池充电,势必捅破丝袜,引起锂电着火),它是不会切换到小电流的。这就需要手动切换到100mA,继续充一会儿,既不伤电池,又能把电充到真正足。
总之,选择充电器一定要慎重。电压等级和电流容量都要尽可能匹配。如果是锂(离子)电池就要更加小心,除非紧急需要,不匹配就不要充。因为一旦损坏所要承受的代价太大。最后,对于一些手机电池,是有一些所谓的万能充电器,但
也要慎重使用,建议不要充满,一时够用就及时结束,因为你不知道它的结束充电时间(标准)到底如何。
电池保护,最基本的是两条:不要过度过充,不要过度消耗电能。违犯这两条,电池不马上损坏也可能导致容量下降。
山寨充电器为求安全,限制充电电压为4.2V以防电池发生意外,这是普遍现象,这样做的后果是缩短了电池的寿命,因为电池长期不能完全充满,侍机时间短,频繁充放电会影响电池寿命。
但你又不能说人家做的不对,因为电池上明明标明限制充电电压是4.2V。
电池要完全充满,一般认为是4.25V,正规原装充电器充出来的电压一般都稍稍高于山寨充电器充出来的电压,不信你可以试一下。
大家都相信机器显示的电池电量状态,满电是100%,快用完就是5% 个位数。当电量低于10%,BB会自动关闭GSM网络以节省耗电的。网上有个流行的说法:如果把电量完全用光才充电,因为锂电完全用尽电量的话就会报废,所以这种用光了再充电的做法会伤害电池。
实际上并非如此。机器内部计量电池的电压、温度,数值在工程模式里都有显示的,以4.2V为100%,以3.6V为0%,就像摄氏度那样把水在1个大气压下的沸点定为100摄氏度,冰点定为0度,温度是相对的,物理特性才是绝对的。这样定下来,电池的操作区间就在3.6V ~ 4.2V之间,是一个保守的设定。因为电路也是人工制造的机器,也会有故障的概率,对于大生厂商来说,卖出一亿台手机只要出现1宗事故就足以砸掉牌子,所以就算概率降到亿分之一也是不够的,必须辅以策略。如果检测电压的电路有误差或者出现故障,比如5%的波动,4.2V乘105%等于4.41V,低于锂电真正的电压上限4.5V,电池仍旧是安全的。
前面说过,锂电在较高电压放电较快,这是锂电池的特性,实际测量会得到一张放电曲线图,以不同的电流放电,电压的下降通常都不均匀(斜率不固定)。而且在不同的电压以不同的电流放电,电压下降速度也不一样。例如在电量100%处打一个5分钟电话,和在20%处打一个同样5分钟电话(假设两次都消耗相同电量),前者的电压就掉得多。这也就是为什么大家都觉得电池虽然剩下不多电,但还能挺住一段时间——是不是接近它的生命底线了?
“把电用光”是错误的说法,因为3.6V同样是保守的设定,锂电的最低电压可以低至3V,只不过在3V的时候用电,电压下降极快,很快就降至电池真正危险的下限,所以3V是没有意义的。前面说过,生产商为了绝对不出事故,总是会把策略定得更保守一些。
小结
有兴趣的朋友不妨每隔一段时间到工程模式里把电池信
息复制下来,拷贝到记事本里,最后再总体看是否符合上面的规律。这也是衡量一块电池的质量优劣的方法。许多网友比较电池是“待机两三天”、“打两个钟头电话加几十条短信”,或者按手机说明书讲的“待机500小时,电话300分钟”。前面说过,电池的放电特征并不是线性的,笼统地合计待机时间没有意义。在电量多的时候,应该减小放电电流,减小打电话,多发短信,因为此时电压降得快;在电量少的时候,不妨多打电话,多感受电池接近“生命尽头”的不拔品质(前面说过,不是这回事),就是合理地使用电池。
你应该理解一下充电的概念,充电的概念不类似额定功率那样,不是恒电流就是最佳的,而是分段的~~
因为,影响电池寿命的不是电流大小本身,而是大电流时产生的热量,温度的稳定性是影响电池寿命最大的元凶~~其次是速度~~
换一种说法可能你更容易理解:我们都知道无论镍氢电锂电还是锂聚合物电池,都是化学电池,电能产生都是一种化学作用,那么对一个化学作用影响最大的因素是什么?毫无疑问,是稳定性,而电流大小本身只影响化学反应的速度,对电池化学作用的稳定性的影响是不大的,所以对稳定性影响最大的,毫无疑问是温度,所以一般不能用太大的电流进行快充,因为温度上升速度过快,自然散热无法满足温度的释放,很可能导致电池的化学反应出现不稳定而出现锂电爆炸。
至于我所谓的速度,就是指化学反应的速度,电池充电实际上是对电池两端施加电压令其内部正负电子重新分离走位,产生内部电压,但这个“走位”的速度是有限制的,并不是越快越好,一来电流太大温度会很高,二来,速度太快,是无法实现电流最终的稳定充满的(你可以理解为两缸水,你要让两缸水都一样高,必须在初步的快速倒水后,最后慢慢的倒水,调整使其两者高度一致)其实大部分充电器,都会通过IC对电流进行分段控制,一般是分为两个阶段,前一阶段用大电流快速充电,提升电压,直到电压到某个数值后,进入第二阶段,转为小电流充电,保护电池,所以,无论你如何加大充电电压,你只能缩减第一阶段的时间,而由第二阶段起,基本上时间都是恒定的,因为只有转入高精度的涓流充电,才能把电池的容量真正充满(涓流一般都低于100毫安),而真正要充满,时间则远高于这个快充的时间,因为最后阶段大家都必须转入涓流充电~ 所谓的快速充电,显示100%只是表面的充满,相当于实际电量的80%~85%电量。所以,你会发现,无论一台设备具备怎样的快充功能,厂家的说明书只能写“XX小时(分钟)内80%
~85%电量充满”,100%充满是不可能的。
无论你用1000毫安来充还是2000毫安来充,实际上只是稍影响了你的第一阶段充电时间。但从电池角度来说,慢充总比快充对寿命有益处,明白了么~?你的电流大小只影响第一阶段的快充而已,从整体充满来看,整体充电时间并不会快很多。但是却牺牲了一部分电池寿命。
我昨天做了两个实验,我一台iphone一代,一台iphone4代,全部把电池耗尽了。
先把iphone一代接到IPAD 2.1A输出的充电器上充,15分钟后机壳发热,30分钟后,整台手机滚烫!不理他,继续充,过了2-3小时回来,iphone一代充满了,也不发热了。
再把IP4接上,同样发热,但手摸没有一代热,再过几个小时,充满,不热。请注意,IP4和一代同样采用1400mah的电池包。大家知道iphone一代是金属壳的,导热良好,而ip4是钢化玻璃外壳的,导热性差,我认为,金属壳子其实是把机子里面的温度给导出来了,那个温度真是滚烫滚烫的,估计有50-60度。ip4摸起来不烫,其实我认为更可怕,没有外壳散热,里面更热!如果你带着套充,你更感觉不到热,闷烧。锂离子电池寿命最大的三个敌人是:温度、过充和过放,其中温度尤其折寿。苹果自己的要求是工作温度是0-35摄氏度,过高或者过低都会造成电池永久性的折寿。我手摸的温度恐怕已经有50-60度。里面是多少度自己可以想象。
我们先看看苹果自己的一份专利申请:
我们可以看到,苹果申请的新型的“multi-step constant-current constant-voltage (CC-CV) charging technique.” 专利,可以翻译为多步恒流-恒压充电技术专利。
这个多步恒流(CC),恒压(CV)充电技术可以延长电池寿命。按照锂离子电池的工作原理,锂离子充电过程分为CC-CV两个阶段,而不是只是恒压充电过程。因为锂离子电池在耗尽的状况下,接近于短路,若用恒压充电,电流将巨大,损坏电池。所以一开始将用恒流充电,不断提升电压,保持恒定电流供电,但电池电压稳定在4.2V后,改为恒压充电,这时电流随着电池充电饱满不断下降。
恒压充电阶段,随着电池逐步吃饱,电流随着下降,这个恒压充电的过程是大家普遍认为的充电过程,充电器提供5V的电压,电流手机或IPAD各取所需。这个过程基本上不怎么产生热量。问题是大家都忽略了第一阶段恒流充电的过程。我认为这个过程是造成iphone严重温升的原因所在。在IPAD充电器2A的强大后盾下,恒流充电电路的热损耗在手机电池中造成了巨大的热量,而这个热量对锂离子来说是很致命的。如果你的手机使用习惯很好,每次还有20-30%你就充电,这个恒流充电的过程会缩短,你不会感觉到里面严重的高温
(其实里面还是热的),但如果你不幸出门把电池全打光了,你的手机将忍受长时间的巨热煎熬。我记得看过一份图表,iphone电池高温储存一段时间后,经历150次充电,容量好像下降了50%,这就是为什么有些人iphone电池很耐用,有些人手机电池慢慢就完蛋了其中一个原因。
另一个你问的问题是:用1A 的IPHONE4的充电器充IPAD到底好不好。其实iphone4充电器充ipad是能充的。而且对锂离子电池来说,小电流充电应该对电池好,只是速度问题。最后说一点,很多人说苹果充电器2.1A和1A是最大输出电流,这显然不正确,这是它的额定输出电流,充电的时候实实在在用到2.1A和1A的,其最大输出电流应该比这个高25%-30%,所以2.1A的输出,其真实的最大输出会达到2.5-2.6A,对电池的损害可想而知。
要速度还是要寿命,各取所需吧。希望能帮到大家!