Проанализировать обслуживание и недопонимание литиевых батарей

Аккумулятор также является серьезным расходным материалом в ноутбуке. После того, как аккумулятор используется в течение определенного периода времени, время подачи питания будет постепенно сокращаться до тех пор, пока он не станет недоступным. Поэтому обслуживание и разумное использование аккумуляторов для ноутбуков также является часто обсуждаемой темой. Однако некоторые пользователи неверно понимают, что такое техническое обслуживание, и приводится следующее объяснение.

Во-первых, никель-водородный аккумулятор

По сравнению с литиевыми батареями никель-металлогидридные батареи не могут избавиться от присущих им недостатков. Первый - это эффект памяти: никель-металлогидридные батареи обладают таким же эффектом памяти, что и никель-кадмиевые батареи, но они намного слабее, но их все равно нужно заряжать, прежде чем они разрядятся. Литиевая батарея вообще не имеет эффекта памяти, поэтому вы можете игнорировать остаточную мощность и заряжать ее напрямую. Недостатком является то, что скорость саморазряда высока: никель-водородная батарея составляет от 25 до 35% в месяц, а литиевая батарея - всего от 2 до 5% в месяц, так что никель-водородная батарея быстро теряет свою мощность и необходимо часто заряжать. Модели, оснащенные никель-металлогидридными батареями, практически не встретишь, обычно используются литий-ионные батареи.

Во-вторых, литиевая батарея

Литиевые батареи обычно можно заряжать и разряжать от 300 до 500 раз за один жизненный цикл. Поэтому многие люди считают, что если батарея используется меньше, это может сыграть роль в продлении срока службы батареи до определенной степени. Но они игнорируют природу старения литиевых батарей.

Как химический компонент аккумулятор сильно зависит от рабочей среды. Увеличение внутреннего сопротивления батареи из-за реакции окисления является основной причиной потери батареи. Когда сопротивление элемента достигает определенного значения, хотя батарея все еще может быть полностью заряжена в это время, батарея больше не может высвобождать накопленную мощность. Вот почему многие пользователи жалуются, что их полностью заряженные батареи вообще разряжены. Так что лучше разобраться в этой проблеме. Когда литиевая батарея собрана и производственная линия уходит, ее срок службы начинает двигаться. Его оставшийся срок службы в настоящее время оценивается по количеству зарядок.

Избегать частого использования батареи - это наиболее фундаментальный метод, но даже если вы обычно используете внешний источник питания, кажется, что вы не использовали батарею, но на самом деле процесс старения батареи продолжается с течением времени. Если аккумулятор не используется, это может лишь до некоторой степени отсрочить потерю аккумулятора, но не может быть остановлено. Обычно он умирает через два-три года. Следовательно, нет необходимости покупать запасную литиевую батарею для хранения. Собственно, этот аккумулятор потрачен впустую. Кроме того, если вы всегда оставляете аккумулятор неиспользованным, в чем смысл мобильного телефона? Поэтому говорить о проблемах обслуживания в случае использования еще необходимо.

Зная себя и друг друга, войны нет. Материал положительного электрода литий-ионной батареи обычно состоит из активного соединения лития, а отрицательный электрод - это углерод особой молекулярной структуры. Основным компонентом обычного материала положительного электрода является LiCoO2. При зарядке потенциал, приложенный к двум полюсам батареи, заставляет соединение положительного электрода высвобождать ионы лития и внедряется в углерод, в котором молекулы отрицательного электрода расположены в виде листовой структуры. Во время разряда ионы лития осаждаются из углерода листовой структуры и рекомбинируются с составом положительного электрода. Движение ионов лития производит ток.

Хотя принцип химической реакции очень прост, в реальном промышленном производстве необходимо учитывать множество практических проблем: материал положительного электрода нуждается в добавках для поддержания активности многократного заряда и разряда, а материал отрицательного электрода требует должны быть разработаны на уровне молекулярной структуры. Для размещения большего количества ионов лития; электролит, заполненный между положительным и отрицательным электродами, помимо поддержания стабильности, также должен иметь хорошую электропроводность, уменьшающую внутреннее сопротивление батареи.

Литий-ионные батареи редко обладают эффектом памяти никель-кадмиевых батарей. Причина эффекта памяти - кристаллизация, которая вряд ли возможна в литиевых батареях. Однако емкость литий-ионных батарей все равно будет уменьшаться после многократной зарядки и разрядки, что является сложным и разнообразным, в основном, заменой самих положительных и отрицательных материалов. С молекулярной точки зрения дырочная структура, содержащая ионы лития, на положительном и отрицательном электродах будет постепенно разрушаться и блокироваться; с химической точки зрения, положительные и отрицательные материалы пассивно активируются, и возникают побочные реакции. Другие соединения, которые являются физически стабильными, материал положительного электрода постепенно отслаивается, и, наконец, количество ионов лития, которые батарея может свободно перемещать во время зарядки и разрядки, наконец, уменьшается.

Неподходящие температуры вызовут другие химические реакции внутри литий-ионного аккумулятора с образованием соединений, которые мы не хотим видеть. Поэтому между положительными и отрицательными электродами многих литий-ионных батарей используются защитные сепараторы с регулируемой температурой или добавки к электролиту. Когда температура батареи повышается до определенной степени, поры композитной мембраны закрываются или электролит денатурируется, и внутреннее сопротивление батареи увеличивается до тех пор, пока цепь не разомкнется, и батарея больше не будет нагреваться до убедитесь, что температура зарядки аккумулятора нормальная.

Поэтому литий-ионные аккумуляторы тоже имеют врожденные дефекты. Поскольку литий-ионный аккумулятор пришел в негодность с момента отправки с завода, даже если он не будет переработан, часть его мощности будет безвозвратно потеряна. Это явление называется «эффектом старения» аккумулятора. Подобно «эффекту памяти» никель-металлгидридных аккумуляторов, он вызывает снижение заряда аккумулятора. Но принцип другой, и другие способы утилизации. Чтобы избежать «эффекта памяти» никель-металлогидридных батарей, необходимо выполнить глубокую зарядку и разрядку, но литиевые батареи не должны этого делать. Это будет подробно объяснено позже.

В-третьих, сохранение литиевых батарей

Скорость старения литиевой батареи определяется температурой и состоянием заряда при удержании, данные испытаний показывают, что величина старения литий-ионных батарей пропорциональна температуре и степени заряда. Это означает, что чем выше температура и чем больше заряжен аккумулятор, тем больше потеря емкости. Я приведу таблицу, чтобы проиллюстрировать влияние различных факторов на емкость аккумулятора.

Сохраните температуру после зарядки 40%, поставьте на удержание, сохраните заряд 100% и поставьте на удержание.

Оставшаяся мощность через год оставшаяся мощность через год

0 градусов 98% 94%

25 градусов 96% 80%

40 градусов 85% 65%

60 градусов 75% 60% (три месяца спустя)

Как видно из таблицы, высокий уровень заряда и чрезмерная температура ускоряют снижение емкости аккумулятора. Поэтому для длительного хранения литий-ионных аккумуляторов пользователи должны контролировать их мощность на уровне 40% и хранить их при 15 ° C или ниже, чтобы можно было использовать схему защиты самой батареи. Если после полной зарядки аккумулятор подвергнуть воздействию высокой температуры, это приведет к значительному повреждению аккумулятора. Из таблицы также видно, что 100% заряда хранится при 60 ° C, а емкость аккумулятора упала на 40% через 3 месяца.

В-четвертых, использование литиевых батарей

После решения проблемы экономии батареи он также выявил еще один фокус, о котором все спорили. Нужно ли снимать аккумулятор, когда мы используем фиксированный источник питания? Это действительно головная боль. В принципе, срок службы аккумулятора в основном рассчитывается по количеству зарядок. Извлечение аккумулятора с помощью внешнего источника питания может снизить вероятность зарядки аккумулятора. Кроме того, мы можем проанализировать среду, в которой аккумулятор находится в компьютере при использовании фиксированного источника питания: благодаря схеме защиты зарядки ноутбука аккумулятор поддерживается в состоянии полного заряда от 95% до 100%. %, а батарея в это время находится в рабочем состоянии. Температура окружающей среды составляет по крайней мере от 25 ° C до 30 ° C.Если температура выше в жаркую погоду, вы, естественно, должны сделать вывод из приведенной выше таблицы, чтобы сделать это. Батарея повреждена в наибольшей степени, что приводит к значительному падению ее емкости.

Однако после извлечения аккумулятора возникает опасность при использовании только внешнего источника питания. Внезапные перебои в подаче электроэнергии и нестабильное напряжение переменного тока вызывают повреждение оборудования ноутбука, поэтому производители обычно предупреждают пользователей не извлекать аккумулятор. Конечно, результатом является то, что ваша батарея часто находится в таких относительно суровых условиях, скоро все закончится, тогда вам нужно пойти в ремонтный центр, чтобы заменить новую батарею, так что выгода, естественно производитель. Это. Это тоже головная боль.

Можно только сказать, что при условии стабильного источника питания переменного тока вы можете рассмотреть возможность удаления батареи при условии, что данные готовы к резервному копированию в любое время. Если вы не собираетесь использовать батарею в течение длительного времени, храните батарею с содержанием 40% и храните ее в прохладном сухом месте при температуре ниже 25 ° C, но не кладите ее в холодильник.

Поскольку пыль и влага также действуют как убийцы батареи, они могут повредить схему панели и ускорить окисление внутри батареи, поэтому для тех батарей, которые хранились долгое время, необходимо нанести пленку на низкосортную пыль. и влажность. В течение периода хранения, поскольку напряжение пассивации самой батареи упадет, батарею следует устанавливать каждые два месяца для выполнения цикла зарядки и разрядки, а затем продолжать экономить для поддержания емкости и ионной активности батареи, как и тренируя аккумулятор для тела. Просто зарядите его.

Следующий особый акцент: запрет на перезарядку и разрядку.

Последний пункт всеобщего внимания - то, как правильно заряжать и разряжать литиевые батареи. Избыточная зарядка и чрезмерная разрядка вызовут необратимое повреждение положительных и отрицательных клемм литий-ионного аккумулятора. Это сильно отличается от практики использования никель-металлогидридных и никель-кадмиевых батарей. С молекулярной точки зрения можно интуитивно понять, что чрезмерный разряд заставит углерод анода чрезмерно высвободить ионы лития и разрушить его листовую структуру; перезарядка вряд ли приведет к попаданию слишком большого количества ионов лития в отрицательную углеродную структуру. Некоторые из этих ионов лития больше не выделяются. Поэтому литий-ионные батареи обычно снабжены схемами управления зарядкой и разрядкой. Для литиевых батарей лучше всего выполнять частичный разряд вместо полного. Фактический тест показывает, что если напряжение батареи ниже 2,5 В на единицу, хотя внутренняя цепь безопасности батареи сработает, батарея в это время станет несколько бесполезной. В результате срок вывода из эксплуатации аккумуляторной батареи может быть только продлен. Правильный способ - не разряжать аккумулятор перед хранением. Вместо этого зарядите его перед хранением и полностью зарядите перед повторным использованием.

Глубокая зарядка и разрядка вредны для аккумулятора, но почему некоторые люди неправильно понимают?

Во-первых, считается, что глубокая зарядка и разрядка могут стимулировать активность аккумулятора и увеличивать фактическую емкость литий-ионных аккумуляторов. Согласно ответу экспертов, это просто интересная фантазия, не понимающая механизма литиевых батарей. Глубокая зарядка и разрядка приведет только к необратимому и необратимому повреждению литий-ионных батарей.

Во-вторых, отображение батареи новой батареи иногда некорректно. Например, если аккумулятор полностью заряжен, он все равно показывает 96%. После нескольких циклов зарядки и разрядки он постепенно достигнет 99% -100%. Фактически, это связано с тем, что схема обнаружения в батарее не произвела выборки достаточного количества данных, и это будет вызвано корректировкой значения в регистре в будущем. Уровень заряда батареи по-прежнему определяется химическим составом батареи, и отображаемое значение является только справочным. Так называемый новый аккумулятор «активируется» на три полных заряда и разряда перед использованием. В глазах экспертов об этом тоже ходят слухи. Многие люди обнаружили, что емкость, указанная в информации о батарее, изменилась после глубокой зарядки и выключения. Почему? Поскольку в литий-ионных аккумуляторах для ноутбуков обычно есть микросхемы управления и микросхемы управления зарядкой.

(1) В микросхеме управления есть ряд регистров, которые содержат такие значения, как емкость аккумулятора, температура, идентификатор, состояние заряда и количество разрядов. Эти значения будут постепенно меняться во время использования.

(2) Микросхема управления зарядкой в основном контролирует процесс зарядки аккумулятора. Процесс зарядки литий-ионного аккумулятора делится на две фазы: фазу быстрой зарядки постоянным током (когда индикатор батареи желтый) и фазу уменьшения тока постоянного напряжения (индикатор батареи мигает зеленым). Во время фазы быстрой зарядки постоянным током напряжение аккумулятора постепенно увеличивается до стандартного напряжения аккумулятора, а затем передается на ступень постоянного напряжения под микросхемой управления, напряжение больше не повышается, чтобы гарантировать, что он не перезарядится, и ток постепенно ослабевает по мере увеличения заряда батареи. Перейти к 0 и закончить зарядку. Это эффективно предотвращает перезарядку.

(3) Микросхема статистики электричества может рассчитать мощность батареи, записав кривую разряда (напряжение, ток, время), которая является значением Втч, которое мы читаем в информации о батарее. Литий-ионный аккумулятор изменит кривую разряда после многократного использования. Если у микросхемы нет возможности снова прочитать полную кривую разряда, расчетная мощность не точна. Значит нужно глубоко зарядить и поставить чип для калибровки аккумулятора.

Поэтому я лично считаю, что основная функция «использования должна быть полностью заряжена и ставить один раз после использования одного месяца» в инструкции по эксплуатации ноутбука должна состоять в том, чтобы исправить неправильные значения в этих регистрах, так что контроль зарядки аккумулятора и номинальная емкость аккумулятора соответствует реальной ситуации.

Кроме того, как правильно заряжать и разряжать литиевый аккумулятор? Поскольку эффект электрической памяти литий-ионного аккумулятора пренебрежимо мал, ущерб, вызванный половинной зарядкой, невелик, и наиболее опасным является чрезмерная разрядка (полная разрядка). Часто результатом слишком низкого уровня разряда литий-ионных аккумуляторов является их заблаговременная утилизация. Такие, как разрядка BIOS, разрядка программ и даже разряд маленьких лампочек - не последнее средство. Следовательно, нет необходимости ждать 0% перезарядки литий-ионного аккумулятора.

Таким образом, есть несколько предложений по обслуживанию батареи:

1. В режиме адаптера переменного тока (внешний адаптер питания), если аккумулятор не подвергается процессу зарядки / разрядки, срок службы будет больше, чем у обычного аккумулятора.

2. Увеличение внутреннего сопротивления батареи является основной причиной потери батареи. Зарядка на полпути и использование линии сигнализации приближения не сильно отличаются. Только счетчик управляющего чипа будет другим;

3. Избегайте полной разрядки;

4. В течение некоторого времени вы можете выполнить глубокую зарядку под контролем схемы защиты и поставить ее для корректировки статистики мощности батареи, но это не увеличит фактическую емкость батареи;

5. При высокой температуре 40 градусов Цельсия скорость разряда батареи будет намного выше, чем при нормальной температуре. При использовании в автомобиле с более высокой температурой в Сингапуре, Южном Китае и т. Д. Температура аккумулятора может легко достичь 65 градусов Цельсия, что приведет к быстрой потере аккумулятора. Не кладите ноутбук в горячую машину;

6. Если большую часть времени вы используете фиксированный источник питания и напряжение переменного тока стабильно, вы можете извлечь аккумулятор и зарядить оставшийся аккумулятор до 40%.

Страница содержит содержимое машинного перевода.