锂电池的使用、维护与保养问题介绍

锂离子电池是一种二次电池（充电电池），它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中，Li+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌：充电时，Li+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反。电池一般采用含有锂元素的材料作为电极，是现代高性能电池的代表。锂系电池分为锂电池和锂离子电池。手机和笔记本电脑使用的都是锂离子电池，通常人们俗称其为锂电池，而真正的锂电池由于危险性大，很少应用于日常电子产品。

锂离子电池的使用与维护，锂离子电池的优缺点

锂离子电池（Li-ion，LithiumIonBattery）：锂离子电池具有重量轻、容量大、无记忆效应等优点，因而得到了普遍应用——现在的许多数码设备都采用了锂离子电池作电源，尽管其价格相对来说比较昂贵。锂离子电池的能量密度很高，它的容量是同重量的镍氢电池的1.5~2倍，而且具有很低的自放电率。此外，锂离子电池几乎没有“记忆效应”以及不含有毒物质等优点也是它广泛应用的重要原因。

1锂电池对充电的要求

相对于对放电环境（温度）的要求，锂电池对充电（温度）环境要求更为苛刻。锂电池的最佳充电环境为5到45摄氏度。虽然0到5摄氏度依然可以正常充电，但是充电电流需要相对（5到45摄氏度环境）减少，才可以最大限度的维持电池寿命。

高温或高于45摄氏度充电会降低电池性能，甚至会降解电池内的电解液。低温或低于0摄氏度会导致内阻增加，导致充电时间延长。另外在低于0摄氏度的环境下充电时，电池会处于一种亚冻结的状况，会对电池造成【不可逆转】的损伤。对手机这种使用锂电池供电的设备，除非需要拨打紧急电话，否则不建议0摄氏度以下进行充电操作。

2锂电池对放电环境的要求

对于放电方面，锂电池对环境并没有什么太过明确的要求，主要是不能因为环境温度高/低/热/冷就不用电池，而且相对来说放电环境并不如充电环境可控（如散热等）

电池的【最佳工作环境】为20摄氏度左右，在27摄氏度时会提供【100%】的标称性能/容量，这也是一般生产商用于测试、衡量电池性能、寿命的实验环境（温度）

使用电池的【建议最高温度】为50摄氏度，【最高安全温度】为60摄氏度，大多数的电池在零下20度的时候会【停止工作】

温度高于25至30摄氏度时，每10摄氏度的温度提升会提高大约2%的电池性能（容量释放），但是会降低电池循环次数/降低寿命。

低于27至20摄氏度时，电池容量会减少，内阻会增加。根据【使用的电解液不同】，有的电池在0摄氏度的时候只能提供标称50%的容量（参考）温度越低，电池所能释放的能量（容量）就会越少。

【总结】电池也就是一种消耗品，我们维护、延长电池的目的是为了尽量在可控的范围内增加其使用寿命、保障使用安全。如果纯粹是为了更长的寿命而影响到我们原本的使用目的，就得不偿失了。

3锂电池循环次数/寿命

一般我们可以看到电池生产商会在包装上标明电池的使用寿命，比如500次循环（充放电次数），即电池在充放电500个循环之内可以保障电池的正常容量和寿命。然而这个500次循环（充放电次数）是怎么被定义的呢？电池生产商一般采用用80%DOD标准来定义一支电池的寿命，即把电池容量消耗80%（剩余20%），然后充满，为一个循环（以模拟日常使用情况）

实际上，到底一个循环的定义是什么，到底怎么计算，目前是没有一个具体标准的.但是经过BatteryUniversity测试（以下皆为锂电池数据）得知：

从0%充电至100%，可在电池容量降至70%前，可循环300-500次；

从50%充电至100%，可在电池容量降至70%前，可循环1200-1500次；

从25%充电至100%，可在电池容量降至70%前，可循环2000-2500次；

从10%充电至100%，可在电池容量至降70%前，可循环3750-4700次。

【总结】综上所述，大家充电的时候不必过多纠结于电池的循环次数、剩余电量多久充电最合适.通过BatteryUniversity的实验数据来看，大家可以放心的随用随充了。

4锂电池长期存放环境

与其它充电电池不同，锂离子电池的容量会缓慢衰退，与使用次数无关，而与温度有关。可能的机制是内阻逐渐升高，所以，在工作电流高的电子产品更容易体现。【储存温度与容量永久损失速度的关系如图所示】

5锂离子电池放电

放电终止电压：锂离子电池的额定电压为3.6V（有的产品为3.7V），终止放电电压为2.5-2.75V（电池厂给出工作电压范围或给出终止放电电压，各参数略有不同）。电池的放电终止电压不应小于2.5（n是串联的电池数），低于终止放电电压继续放电称为过放，过放会使电池寿命缩短，严重时会导致电池失效。电池不用时，应将电池充电到保有20%的电容量，再进行防潮包装保存，3～6个月检测电压1次，并进行充电，保证电池电压在安全电压值（3V以上）范围内。

放电电流：锂离子电池不适合用作大电流放电，过大电流放电时内部会产生较高的温度而损耗能量，减少放电时间，若电池中无保护元件还会产生过热而损坏电池。因此电池生产工厂给出最大放电电流，在使用中不能超过产品特性表中给出的最大放电电流。

放电温度：不同温度下的放电曲线是不同的。在不同温度下，锂离子电池的放电电压及放电时间也不同，电池应在-20℃到+60℃温度范围内进行放电（工作）。

6贮存和运输

锂离子电池可贮存在温度为-5～35℃，相对湿度不大于75%的清洁、干燥、通风的环境中，应避免与腐蚀性物质接触，远离火源及热源，不要置于阳光直射的地方，不能随意拆卸电池。电池若长期贮存，电池电量应保持标称容量的30%～50%，推荐贮存的电池每6个月充电一次。

电池应包装成箱进行运输，在运输过程中应防止剧烈振动、撞击或挤压，防止日晒雨淋，可使用汽车、火车、轮船、飞机等交通工具进行运输。

7短路

关于锂离子电池的安全问题，请各位朋友重视。锂离子电池在充电过程中很容易发生短路情况。虽然大多数锂离子电池都带有防短路的保护电路，还有防爆线。但很多情况下，这个电路在各种情况下，不一定会起作用。防爆线能起的作用也很有限。

8过充

所有的锂离子电池，包括聚合物锂离子电池、锂铁电池等等，都非常害怕过充。锂离子电池如果充电时间过长，发生的爆炸的可能性就会加大。锂的化学性质非常活泼，很容易燃烧，当电池充放电时，电池内部持续升温，活化过程中所产生的气体膨胀，使电池内压加大。压力达到一定程度，如外壳有伤痕，即会破裂，引起漏液、起火，甚至爆炸。所以，大家在使用锂离子电池的时候要非常注意安全。

9充电注意事项

锂离子电池过度充放电会对正负极造成永久性损坏。过度放电导致负极碳片层结构出现塌陷，而塌陷会造成充电过程中锂离子无法插入；过度充电使过多的锂离子嵌入负极碳结构，而造成其中部分锂离子再也无法释放出来。充电量等于充电电流乘以充电时间，在充电控制电压一定的情况下，充电电流越大（充电速度越快），充电电量越小。电池充电速度过快和终止电压控制点不当，同样会造成电池容量不足，实际是电池的部分电极活性物质没有得到充分反应就停止充电，这种充电不足的现象随着循环次数的增加而加剧。

10锂离子电池的安全特性：

对于锂离子电池安全性能的考核指标，国际上规定了非常严格的标准，一只合格的锂离子电池在安全性能上应该满足以下条件：

（1）短路：不起火，不爆炸

（2）过充电：不起火，不爆炸

（3）热箱试验：不起火，不爆炸（150℃恒温10min）

（4）针剌：不爆炸（用Ф3mm钉穿透电池）

（5）平板冲击：不起火，不爆炸（10kg重物自1M高处砸向电池）

锂离子电池的优点：

（1）电压高单体电池的工作电压高达3.7-3.8V（磷酸铁锂的是3.2V），是Ni-Cd、Ni-MH电池的3倍。

（2）比能量大能达到的实际比能量为555Wh/kg左右，即材料能达到150mAh/g以上的比容量（3--4倍于Ni-Cd，2--3倍于Ni-MH），已接近于其理论值的约88%。

（3）循环寿命长一般均可达到500次以上，甚至1000次以上，磷酸铁锂的可以达到2000次以上。对于小电流放电的电器，电池的使用期限，将倍增电器的竞争力。

（4）安全性能好无公害，无记忆效应。作为Li-ion前身新型锂离子电池的锂电池，因金属锂易形成枝晶发生短路，缩减了其应用领域：Li-ion中不含镉、铅、汞等对环境有污染的元素：部分工艺（如烧结式）的Ni-Cd电池存在的一大弊病为“记忆效应”，严重束缚电池的使用，但Li-ion根本不存在这方面的问题。

（5）自放电小室温下充满电的Li-ion储存1个月后的自放电率为2%左右，大大低于Ni-Cd的25-30%，Ni-MH的30-35%。

（6）快速充电1C充电30分钟容量可以达到标称容量的80%以上，磷铁电池可以达到10分钟充电到标称容量的90%。

（7）工作温度工作温度为-25~45°C，随着电解液和正极的改进，期望能扩宽到-40~70°C。

（6）焚烧：不爆炸（煤气火焰烧烤电池）

11锂离子电池的缺点：

（1）衰老：与其它充电电池不同，锂离子电池的容量会缓慢衰退，与使用次数有关，也与温度有关。这种衰退的现象可以用容量减小表示，也可以用内阻升高表示。因为与温度有关，所以在工作电流高的电子产品更容易体现。用钛酸锂取代石墨似乎可以延长寿命。储存温度与容量永久损失速度的关系：（2）回收率：大约有1%的出厂新品因种种原因需要回收。

（3）不耐受过充：过充电时，过量嵌入的锂离子会永久固定于晶格中，无法再释放，可导致电池寿命短。

（4）不耐受过放：过放电时，电极脱嵌过多锂离子，可导致晶格坍塌，从而缩短寿命。

最后再帮大家具体总结一下一些随手可以做到，延长锂电池性能的习惯和做法吧！

1、最佳充电温度为5摄氏度至45摄氏度，不要在0度以下，45摄氏度以上时充电。

2、锂电池放电温度尽可能的低于50摄氏度。

3、不要过放，或者放电至0%时充电，可以随用随充。

4、长期存放锂电池时，剩余电量保持在40%至60%之间最佳，温度接近0摄氏度最佳。