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18650鋰離子電池的充電、使用、保存與其他的詳細介紹

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2021年04月09日  

一、18650鋰離子電池


(一)規格


首先,18650″是鋰離子電池的眾多規格之一種,表示它是直徑18mm、長度65mm的0″柱形電池。其他還有14500(AA/五號)、10440(AAA/七號)、32600(D/一號)等等規格。要注意的是,18650也有鎳氫(Ni-HM)電池,購買時要問清楚是鋰(Li/Lion)才好。有一些前綴或后綴如RC18650,這是表示該電池外殼制造材質的不同,關系不大就不細說了(其實是忘了…)。


上述18650的規格是指工業裸電芯而言,假如是帶品牌出售的電池,一般會加上電池保護板,因為是二次加工,其外形會加長2-4mm、外徑會增粗0.5-1mm,假如在一些比較緊湊的電池倉里使用就要注意了。


(二)選購


我們在市場上能買到無數種電池,比較常見和常用的18650牌子有進口的三洋(半透明紅色外套膜)、松下(綠色亞光或藍色套膜、印有說明文字、正極有黑色條紋標志)、索尼(半透明綠色套膜)、三星(肉色套膜)、國產的德朗能、金鋼、比克等等,這些品牌只供應工業裸電芯,從來沒有賣過帶保護板的通用18650電池,其他品牌的通用電池都是添加保護板、貼上自己的品牌出售的(與工業電池不同,通用的鋰離子電池產品必須帶有保護板才能在正規市場銷售,這是強制規定)。


這里特別說一下神火電池,神火源自美國名牌SureFire手電(其實人家SF從來沒用過18650電池),后來香港傳過來一個品牌UltraFire,接下來國內的山寨就涌出來各種****Fire,這些山寨火絕大多數都是用收廢品收來的報廢電芯二次加工做出來的,假如你運氣好,還能碰上正規的電芯(雖然是報廢或準備報廢),也就是壽命短罷了,假如是其他不知什么來路的電芯,那就危險得很了,因為這些電芯沒有正規的安全裝置,甚至有的是用個殼子里面再套一個小電池拼搭出來的,所以,不要因為買到什么外星科技超高容量而沾沾自喜。


劣質電池用在收音機這種小電流設備上,一般體現不出其劣在哪里,也就是使用時間的長短而已,但是不能因為能用就用,這是很不安全的東西,尤其是當你的充電器也不怎么樣的時候。至于使用時間的長短,在同一臺設備上,假如電池A比另一顆電池B用的時間長,這并不能就說A比B好,因為這里涉及到電池內阻的問題–我們不要了解電池內阻是神馬南北,只要了解電池內阻大的電池不能大電流放電就夠了–比如,內阻正常的電池B容量3000mAH,假如持續3A放電,它只能撐一個小時;而內阻超大的電池A容量只有1000mAH,但是內阻卻把它的放電電流限制在200mA,那它就能使用五個小時。


二、鋰離子電池的使用


比起其他電池,鋰離子電池有容量大、放電電流大、無記憶效應、體積小重量輕等優點,但是也有怕過充過放等缺點,所以除了要求充電、用電設備有完善的電池管理之外,電池本身也可以添加保護板,一個功能完善的鋰離子電池保護板,應該包括最高電壓限制、最低電壓限制、充放電電流限制、短路保護、溫度保護等,在市售的成品鋰離子電池里,最低檔的也至少會有一項限流,以提高安全系數,因為正規的18650鋰電有一個特點,在正極帽底下有一個安全閥,遇到極限情況內部氣體會把安全閥頂開泄壓,相比較較安全(某些山寨則會把這個安全閥重新壓回去甚至封死再次使用,安全閥也就失去用途了)。


在實際使用中,我們應該盡量防止對鋰離子電池過充過放,這對鋰離子電池來說是不可逆轉的致命傷,不要以為帶保護板的電池就可以高枕無憂,我曾經說過:保護板是電池的最后一道保障,就像一個被脫光的美女,只剩那條內褲,再能保護也有限了。國產保護板通常會把低壓保護設定在2.5V左右(因為這樣可以最大限度的延長放電時間),鋰離子電池的極限低壓是2.3V,安全低壓不應該低于3V,在很多進口用電器里會把鋰離子電池的低壓保護設在3.3-3.5V,這樣看似一次放電時間稍短,但是對總體壽命卻是大有好處。這里還涉及到放電電流的問題,在大電流放電時超過低壓會比小電流放電超過低壓的傷害要小,收音機屬于小電流用電器,所以,使用中最好留意一下電池電壓,不要過放,也盡量不要用到保護板動作,假如把鋰電用到0V,多數救不回來,少數能救回來也折壽了。把電池用盡的做法其實來自鎳鎘電池,意思是防止記憶效應,但是鋰離子電池的記憶效應比鎳氫電池都小得多,更不用說鎳鎘了,可以忽略不計,所以,不要把老觀念用在新電池上。


三、鋰離子電池的充電


現在認為比較正確的鋰離子電池充電算法是測電池電壓–3V以上(假如低于3V則小電流充電至3V)–正常充電–充電至4.2V(允許誤差5%)或充電電流低于0.01C–截止。一個真正智能的充電器,重要就表現在開始時是否根據電池電壓自動調整電流,和充滿后是否截止。更完善的充電器還會在判斷是否充滿時附加溫度監測、時間監測、電流監測等,三星座充這方面做的很不錯,喜歡的可以折騰一下,但是四小時限制的問題沒有太完美的解決辦法。


四、常見充電方法


(一)高壓充電:這種充電方法沒有專門的控制電路,直接用5V電源頭(或者串一個二極管降壓)對帶有保護板的電池充電,完全依賴保護板的高壓限制。特點是開始時電流很大,然后逐漸降低,隨時浮充;會炸的多數是這種,常見于低檔插卡MP3等,高檔的買不起,不了解–我不敢說這么貴的機子應該有充電電路這種話–應該的事很多,應該做卻沒有做的事更多;


(二)恒壓充電:這個方法跟上一個差不多,恒壓其實是限壓,設定一個相對精確的最高電壓,然后就往那個電壓死充,不到4.2V誓不休,江湖人稱傻充,這種充電器假如把截止電壓做得很精確倒罷了,偏低反而安全,假如偏高了還得依賴保護板,至于裸電池就自求多福吧。常見于現在的手機萬能充和手電直充,這種充電器成本不到一塊錢,全由劣質零件拼搭而成,淘寶零售價從2.00到15.00不等,能用多長時間不好說;


(三)恒流充電:這個方法還是源于上一個和上上一個電路,只不過對最高充電電流作了限制,恒流恒壓其實是限流限壓,算傻充的兒子,還是個傻子,這種電路比較流行,如南孚、和鑫宇之流,充滿之后不完全截止,改以涓流浮充–現在認為長時間的小電流充電是造成電池脹氣的原因之一;


(四)智能充電:這是現在認為比較理想的充電管理方法,遵循本節開頭所說的充電算法,集成在一塊很小的貼片IC中,外圍電路簡單,穩定可靠,比如TP4054/4055/4056/4057、TP4002/5000、MAX1879等等。這種芯片的重要特點是在判斷是否充滿時會同時監控電壓和電流,4.2V停充,或者充電電流小于0.01C(通常是50mA左右)停充;在充滿后完全截止,沒有涓流浮充,但隨時監測電壓,假如電池電壓下降到一定值再開始充電;


五、鋰離子電池的保存


據說有人專門做過實驗,完全充滿的鋰離子電池靜置一年后,其總容量會下降20%;而充到40%的鋰離子電池在靜置一年后總容量只下降5%。長期不用的鋰離子電池可以充電到50%左右,低溫(如冰箱冷藏室)保存。


電池本身會有一定的自漏電,保護板也會有微安級的耗電,所以在長期保存中,要定期測量電壓,補充充電。


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