鋰離子電池的原理和維護

這篇文章最初是專門針對筆記本電腦使用鋰離子電池的問題而寫的，但是它也適用于手機鋰離子電池的使用，所以它可能是有幫助的學習。本文大部分系統(tǒng)摘錄，出版者做了簡短的更正，希望版主不要刪除這篇文章。

我們愛機的鋰離子電池保養(yǎng)到底該怎么算正確呢?這個問題一直困擾著許多忠實的手機用戶，包括我。在查閱了一些資料之后，我最近有機會咨詢了一位電化學博士研究生。現(xiàn)在就把最近獲得的一些相關常識和相關經驗寫出來。

鋰離子電池的正極材料通常由鋰活性化合物組成，而負極材料則是具有特殊分子結構的碳。常用的陽極材料是LiCoO2。當充電時，電池極所新增的電勢迫使正極的化合物釋放鋰離子，鋰離子嵌在以片狀結構排列的碳中。當鋰離子放電時，鋰離子與層狀碳分離并與陽極化合物結合。鋰離子的運動出現(xiàn)電流。

雖然化學反應的原理很簡單，但在實際的工業(yè)生產中，還要考慮更多的實際問題:正極材料要添加劑來維持反復充放電的活性;負極材料要在分子結構層面進行規(guī)劃，以容納更多的鋰離子;正負電極之間的電解質不僅要穩(wěn)定，還要有良好的導電性，以降低電池的內阻。

雖然鋰離子電池很少有鎳鎘電池(通過結晶起用途)的召回效果，但它們在鋰離子電池中很少有同樣的效果。然而，由于各種原因，鋰離子電池在反復充電后的容量仍然會下降。首先是陽極和陰極材料本身的改性。從分子水平上看，正極和負極上含有鋰離子的空腔結構將逐漸坍塌并被堵塞。從化學角度看，它是正極和負極材料的鈍化，出現(xiàn)副用途以出現(xiàn)穩(wěn)定的其他化合物。在物理上，正極材料逐漸脫落，最終減少了電池充放電過程中鋰離子自由移動的數(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,陽極碳排放會導致過度釋放鋰離子及其層結構崩潰,過度充電將把太多的鋰離子硬塞入陰極碳的結構,并使一些鋰離子再也無法釋放。這就是為何鋰離子電池經常配備充放電控制電路。

不當?shù)臏囟葧е落囯x子電池中的其他化學反應出現(xiàn)不要的化合物，所以很多鋰離子電池在正極和負極之間都裝有維修溫度控制膜片或電解液添加劑。當電池溫度上升到一定程度時，復合膜孔閉合或電解質變性，電池內阻增大，直至電路斷開，電池不再受熱，保證電池正常充電溫度。

深度充電能提高鋰離子電池的實際容量嗎?專家們毫不含糊地告訴我，這根本說不通。他們甚至說，根據他們的常識，所謂的激活前三個完整的電荷是沒有必要的。但是為何很多人在深度充電后會改變電池信息的容量呢?我們稍后再談。

鋰離子電池一般配備一個處理芯片和一個充電控制芯片。在處理過程中，芯片具有一系列的寄存器、容量、溫度、ID、充電狀態(tài)、放電時間等數(shù)值。這些值隨著應用而逐漸改變。就我個人而言,我認為的重要功能的實踐充放電一次一個月左右應用程序中指令應該糾正這些寄存器的值不當,所以電池的充電控制和標稱容量符合電池的實際情況。