论文部分内容阅读
在我们身边，现在时刻都被电子产品围绕着，手机、平板电脑、DC/DV以及笔记本等，它们与我们的生活、工作甚至学习都紧密关联。然而这些电子设备要移动使用，必须要有足够的“能源”为其提供动力，锂电池就是这些设备运作的动力源泉。而在移动使用中，移动设备续航时间有多久，除了锂电池的容量外，日常合理充电保养也显得至关重要。
一、认识锂离子电池
锂电池是一种二次电池（充电电池），它一般采用含有锂元素的材料作为电极，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。
电子产品中的电池基本都是锂电池，它根据不同的电子产品的要求可以做成扁平长方形、圆柱形、长方形及扣式，并且还有由几个电池串联并联在一起组成的电池组。其实锂系电池可分为锂电池和锂离子电池两种，其中手机、平板电脑和笔记本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。
目前，可充电锂离子电池广泛应用于手机、平板电脑、笔记本电脑等数码产品中，但它较为“娇气”，在使用中不可过充、过放。因此在电池上有保护元器件或保护电路以防止昂贵的电池损坏。锂离子电池充电要求很高，要保证终止电压精度在±1%之内，半导体器件厂商也开发出了多种锂离子电池充电的IC，以保证安全、可靠、快速地充电。
一般而言，锂离子电池充电电流设定在0.2C至1C之间，电流越大，充电越快，同时电池发热也越大。而且，过大的电流充电，容量不够满，因为电池内部的电化学反应需要时间。就跟倒啤酒一样，倒太快的话会产生泡沫，反而不满。
由于锂离子电池能量密度大，平均输出电压高。自放电小，好的电池，每月在2%以下（可恢复）。没有记忆效应。工作温度范围宽为-20℃-60℃。循环性能优越、可快速充放电、充电效率高达100℃，而且输出功率大，使用寿命长，不含有毒有害物质，被称为绿色电池。
小贴士：
真正的锂电池是以金属锂为负极；而锂离子电池则是使用非水液态有机电解质，一般以石墨类碳材料为负极；对于最新的锂离子聚合物电池，它是用聚合物来凝胶化液态有机溶剂，或者直接用全固态电解质，一般用于高续航的笔记本电脑上比较多。
二、锂电池发展历史
1970年，埃克森的M.S.Whittingham采用硫化钛作为正极材料，金属锂作为负极材料，制成首个锂电池。锂电池的正极材料是二氧化锰或亚硫酰氯，负极是锂。电池组装完成后电池即有电压，不需充电。而现在广泛应用的锂离子电池（Li-ion Batteries）是锂电池发展而来。
1982年，伊利诺伊理工大学的R.R.Agarwal和J.R.Selman发现锂离子具有嵌入石墨的特性。与此同时，采用金属锂制成的锂电池，其安全隐患备受关注，因此人们尝试利用锂离子嵌入石墨的特性制作充电电池，闪此，首个可用的锂离子石墨电极由贝尔实验室试制成功。
1983年，M.ThaCkeray、J.Goodenough等人发现锰尖品石是优良的正极材料，具有低价、稳定和优良的导电、导锂性能等特点，同时也能够避免燃烧、爆炸的危险。
1989年，A.Manthiram和J.Goodenough发现采用聚合阴离子的正极将产生更高的电压。
1992年，日本索尼公司发明了以炭材料为负极，以含锂的化合物作正极的锂电池，在充放电过程中，没有金属锂存在，只有锂离子，这就是现在的锂离子电池。
1996年，Padhi和Coodenough发现具有橄榄石结构的磷酸盐，如磷酸铁锂（LiFePO4），比传统的正极材料更具安全性，尤其耐高温，耐过充电性能远超过传统锂离子电池材料。
2015年，日本夏普与京都大学的田中功教授联手成功研发出了使用寿命可达70年之久的锂离子电池。此次试制出的长寿锂离子电池，体积为8cm2，充放电次数可达2.5万次。并且夏普方面表示，此长寿锂离子电池实际充放电1万次之后，其性能依旧稳定。
三 正确使用锂电池
当我们了解了锂电池的基本情况后，接着就要掌握电池正确使用方法。因为，正确地使用锂电池对延长电池寿命十分重要。首先，新买回来的电子设备，请按照说明书中要求的标准时间进行充电（包括前三次），平时充电时尽量使用随机附带的标准充电器，不要使用USB接口充电或非官方充电器（特别是万能充）；而在对手机充电时，尽量不要对手机进行操作，虽然不会对手机造成太大影响，但是充电过程巾，会产生辐射，不利于身体健康。
对于平时不用的锂电池，要保持在室温条件下，避免在严酷条件下使用，如高温、高湿度、夏日阳光下长时间暴晒等，更要避免将电池投入火中。平时在拆电池时，应确保用电设备处于电源关闭状态；使用温度应保持在-20℃-50℃之间；一旦所使用的电池出现变形、鼓包等情况时一定要及时处理，不可强制使用；当出现手机电量过低报警时，及时开始充电。
四、锂电池合理充电
在平时使用手机、平板电脑等电子设备时，我们最频繁的动作就是对其内置锂电池进行充电，而锂电池充电其实也很有讲究的，至少现在许多用户对锂电池充电存在误区。
对于刚买回来的手机、平板电脑等电子设备，里面安装的锂电池都是新的。而人们常说新电池需要激活，真的要激活吗？其实说的新电池要激活，是针埘普通镍氢电池而言，因为它们具有记忆效应的特性，因此需要激活。
以常见的镍氢电池为例，如果长期不进行彻底充放电，那么残余电量会在电池内留下一种“记忆”，同时电池容量也会相应减少，这种现象就是电池的记忆效应。因此，为了更好地保持电池容量以及使用寿命，需要在电池电量完全放光之后再为其充电。当我们在买回镍氢电池之后，需要前三次对其进行完全充放电操作，也就是对新电池的激活。
相反，锂电池并不存在镍氢电池这种记忆效应，无论在使用以及保养上，锂电池和镍氢电池之间都存在着很大的不同。如果我们使用镍氢或镍镉电池完全放光再充电的方法，会对锂电池的寿命和容量造成无法挽回的局面，严重的话还会出现爆炸起火的危险。
对于锂电池而言，电池放置一段时间后则进入休眠状态，此时容量低于正常值，使用时间亦随之缩短。但锂电池很容易激活，只要经过3-5次正常的充放电循环就可激活电池，恢复正常容量。当然，新的锂电池只需跟平时使用方法一样充放电就可以激活了。
锂电池几乎不存在记忆功能，但是其还是受限于充电次数，一般来说，大多数锂电池的循环寿命在1000次左右，所以很多人都致力于将手机电池用到自动关机才开始充电，其实这是完全不科学的，尽管我们要求将锂电池的电量尽可能用光再充电，但并不是要你走向极端用到自动关机，一般来说，锂电池电池电量用到100-/0左右就可以开始充电了。
一、认识锂离子电池
锂电池是一种二次电池（充电电池），它一般采用含有锂元素的材料作为电极，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。
电子产品中的电池基本都是锂电池，它根据不同的电子产品的要求可以做成扁平长方形、圆柱形、长方形及扣式，并且还有由几个电池串联并联在一起组成的电池组。其实锂系电池可分为锂电池和锂离子电池两种，其中手机、平板电脑和笔记本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。
目前，可充电锂离子电池广泛应用于手机、平板电脑、笔记本电脑等数码产品中，但它较为“娇气”，在使用中不可过充、过放。因此在电池上有保护元器件或保护电路以防止昂贵的电池损坏。锂离子电池充电要求很高，要保证终止电压精度在±1%之内，半导体器件厂商也开发出了多种锂离子电池充电的IC，以保证安全、可靠、快速地充电。
一般而言，锂离子电池充电电流设定在0.2C至1C之间，电流越大，充电越快，同时电池发热也越大。而且，过大的电流充电，容量不够满，因为电池内部的电化学反应需要时间。就跟倒啤酒一样，倒太快的话会产生泡沫，反而不满。
由于锂离子电池能量密度大，平均输出电压高。自放电小，好的电池，每月在2%以下（可恢复）。没有记忆效应。工作温度范围宽为-20℃-60℃。循环性能优越、可快速充放电、充电效率高达100℃，而且输出功率大，使用寿命长，不含有毒有害物质，被称为绿色电池。
小贴士：
真正的锂电池是以金属锂为负极；而锂离子电池则是使用非水液态有机电解质，一般以石墨类碳材料为负极；对于最新的锂离子聚合物电池，它是用聚合物来凝胶化液态有机溶剂，或者直接用全固态电解质，一般用于高续航的笔记本电脑上比较多。
二、锂电池发展历史
1970年，埃克森的M.S.Whittingham采用硫化钛作为正极材料，金属锂作为负极材料，制成首个锂电池。锂电池的正极材料是二氧化锰或亚硫酰氯，负极是锂。电池组装完成后电池即有电压，不需充电。而现在广泛应用的锂离子电池（Li-ion Batteries）是锂电池发展而来。
1982年，伊利诺伊理工大学的R.R.Agarwal和J.R.Selman发现锂离子具有嵌入石墨的特性。与此同时，采用金属锂制成的锂电池，其安全隐患备受关注，因此人们尝试利用锂离子嵌入石墨的特性制作充电电池，闪此，首个可用的锂离子石墨电极由贝尔实验室试制成功。
1983年，M.ThaCkeray、J.Goodenough等人发现锰尖品石是优良的正极材料，具有低价、稳定和优良的导电、导锂性能等特点，同时也能够避免燃烧、爆炸的危险。
1989年，A.Manthiram和J.Goodenough发现采用聚合阴离子的正极将产生更高的电压。
1992年，日本索尼公司发明了以炭材料为负极，以含锂的化合物作正极的锂电池，在充放电过程中，没有金属锂存在，只有锂离子，这就是现在的锂离子电池。
1996年，Padhi和Coodenough发现具有橄榄石结构的磷酸盐，如磷酸铁锂（LiFePO4），比传统的正极材料更具安全性，尤其耐高温，耐过充电性能远超过传统锂离子电池材料。
2015年，日本夏普与京都大学的田中功教授联手成功研发出了使用寿命可达70年之久的锂离子电池。此次试制出的长寿锂离子电池，体积为8cm2，充放电次数可达2.5万次。并且夏普方面表示，此长寿锂离子电池实际充放电1万次之后，其性能依旧稳定。
三 正确使用锂电池
当我们了解了锂电池的基本情况后，接着就要掌握电池正确使用方法。因为，正确地使用锂电池对延长电池寿命十分重要。首先，新买回来的电子设备，请按照说明书中要求的标准时间进行充电（包括前三次），平时充电时尽量使用随机附带的标准充电器，不要使用USB接口充电或非官方充电器（特别是万能充）；而在对手机充电时，尽量不要对手机进行操作，虽然不会对手机造成太大影响，但是充电过程巾，会产生辐射，不利于身体健康。
对于平时不用的锂电池，要保持在室温条件下，避免在严酷条件下使用，如高温、高湿度、夏日阳光下长时间暴晒等，更要避免将电池投入火中。平时在拆电池时，应确保用电设备处于电源关闭状态；使用温度应保持在-20℃-50℃之间；一旦所使用的电池出现变形、鼓包等情况时一定要及时处理，不可强制使用；当出现手机电量过低报警时，及时开始充电。
四、锂电池合理充电
在平时使用手机、平板电脑等电子设备时，我们最频繁的动作就是对其内置锂电池进行充电，而锂电池充电其实也很有讲究的，至少现在许多用户对锂电池充电存在误区。
对于刚买回来的手机、平板电脑等电子设备，里面安装的锂电池都是新的。而人们常说新电池需要激活，真的要激活吗？其实说的新电池要激活，是针埘普通镍氢电池而言，因为它们具有记忆效应的特性，因此需要激活。
以常见的镍氢电池为例，如果长期不进行彻底充放电，那么残余电量会在电池内留下一种“记忆”，同时电池容量也会相应减少，这种现象就是电池的记忆效应。因此，为了更好地保持电池容量以及使用寿命，需要在电池电量完全放光之后再为其充电。当我们在买回镍氢电池之后，需要前三次对其进行完全充放电操作，也就是对新电池的激活。
相反，锂电池并不存在镍氢电池这种记忆效应，无论在使用以及保养上，锂电池和镍氢电池之间都存在着很大的不同。如果我们使用镍氢或镍镉电池完全放光再充电的方法，会对锂电池的寿命和容量造成无法挽回的局面，严重的话还会出现爆炸起火的危险。
对于锂电池而言，电池放置一段时间后则进入休眠状态，此时容量低于正常值，使用时间亦随之缩短。但锂电池很容易激活，只要经过3-5次正常的充放电循环就可激活电池，恢复正常容量。当然，新的锂电池只需跟平时使用方法一样充放电就可以激活了。
锂电池几乎不存在记忆功能，但是其还是受限于充电次数，一般来说，大多数锂电池的循环寿命在1000次左右，所以很多人都致力于将手机电池用到自动关机才开始充电，其实这是完全不科学的，尽管我们要求将锂电池的电量尽可能用光再充电，但并不是要你走向极端用到自动关机，一般来说，锂电池电池电量用到100-/0左右就可以开始充电了。