具備鋰離子電池使用過程維護(hù)的技術(shù)知識(shí)

我們手機(jī)的鋰離子電池到底要怎么保養(yǎng)才算正確呢?這個(gè)問題一直困擾著很多手機(jī)的忠實(shí)用戶，在查閱了一些數(shù)據(jù)后，我有機(jī)會(huì)咨詢了一位電化學(xué)專業(yè)的博士研究生和不久前我國一家知名電池研究所的所長。現(xiàn)在為你的讀者寫出一些最近的知識(shí)和相關(guān)經(jīng)驗(yàn)。

鋰離子電池的正極通常由活性化合物鋰構(gòu)成，而負(fù)極則是具有特殊分子結(jié)構(gòu)的碳。常用陽極材料的重要成分為LiCoO2。充電時(shí)，電極上的電勢(shì)迫使陽極化合物釋放鋰離子，并將其嵌入碳中，陽極分子呈層流結(jié)構(gòu)排列。在放電過程中，鋰離子在層狀結(jié)構(gòu)中與碳分離，并與陽極化合物復(fù)合。鋰離子的運(yùn)動(dòng)出現(xiàn)電流。

雖然化學(xué)反應(yīng)的原理很簡(jiǎn)單，但在實(shí)際的工業(yè)生產(chǎn)中還有許多實(shí)際問題要考慮。帶正極的材料要添加添加劑來維持重復(fù)電荷的活性，而帶負(fù)極的材料則要在分子結(jié)構(gòu)水平上進(jìn)行設(shè)計(jì)以容納更多的鋰離子。除了保持穩(wěn)定性外，正負(fù)電極之間的電解質(zhì)還要具有良好的導(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應(yīng)，但記憶效應(yīng)是基于結(jié)晶的，鋰離子電池幾乎不存在這樣的反應(yīng)。然而，鋰離子電池在多次充電后容量仍會(huì)下降，其原因是復(fù)雜多樣的。重要原因是陽極和陰極材料本身的變化。從分子水平上看，正極和負(fù)極中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，它是陽極和陰極材料的主動(dòng)鈍化，并發(fā)生副反應(yīng)出現(xiàn)其他穩(wěn)定的化合物。還有一些實(shí)際情況是，陽極材料逐漸脫落，最終減少了電池中可在充放電過程中自由移動(dòng)的鋰離子的數(shù)量。

過度充電和放電,在鋰離子電池的電極造成永久性傷害到分子水平,可以直觀的了解,陽極碳排放會(huì)導(dǎo)致過度釋放鋰離子及其層結(jié)構(gòu)出現(xiàn)崩潰,過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。

不當(dāng)?shù)臏囟葧?huì)引發(fā)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)極之間都配備了具有保護(hù)用途的溫控膜或電解液添加劑。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，電池不再加熱，保證電池正常充電溫度。

但是深度充電能新增鋰離子電池的實(shí)際容量嗎?專家們毫不含糊地告訴我，這是毫無意義的。他們甚至說，所謂的激活前三個(gè)完整的收費(fèi)似乎沒有必要的知識(shí)，這兩名醫(yī)生。但是為何很多人的電池信息標(biāo)簽在深度充電后會(huì)改變呢?這將在后面提到。

鋰離子電池通常配有管理芯片和充電控制芯片。管理芯片中有一系列寄存器，包括容量、溫度、ID、充電狀態(tài)、放電時(shí)間等數(shù)值。這些數(shù)字

它隨時(shí)間變化。就我個(gè)人而言,我認(rèn)為重要功能的使用一個(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),因此電池的充電控制和標(biāo)稱容量的電池與電池的實(shí)際情況相一致。

充電控制芯片重要控制電池的充電過程。鋰離子電池的充電過程分為兩個(gè)階段:恒流快充階段(電池指示燈為黃色)和恒壓電流下降階段(電池指示燈為綠色)。