合理使用萬能充
2014-03-26 10:46:36作者:傳說水吧 來源:
萬能充是不是電池殺手呢?網(wǎng)絡(luò)上有很多詬病,去年《電腦報(bào)》也刊載文章《電池殺手萬能充 該當(dāng)何罪!》大加討伐。
那么萬能充直接充電到底如何呢?
首現(xiàn)要肯定的是,萬能充的地位。手機(jī)應(yīng)用的不斷普及,雖然工信部統(tǒng)一充電器母頭為USB,但是由于手機(jī)端充電器接口卻是五花八門,主流接口約10-12種,這些主流接口中,電源、信號、耳機(jī)等的輸出位置還有很多是不同的。所以萬能充的出現(xiàn)對于應(yīng)急對電池充電有很大的幫助。
目前手機(jī)電池基本都是3.7V的鋰電池,充電限制電壓4.3V,手機(jī)自動關(guān)機(jī)電壓一般3.3-3.6V。
所以“萬能充”采用的是恒定電壓電流隨電壓遞減的充電方式(和某些媒體宣傳的恒定電流有很大區(qū)別)的充電方式。
以筆者測試的飛毛腿、達(dá)利通為代表的普通萬能充+涓流充電為例,在鋰電池3.5V的時候,精確測試充電電流分別為210ma和225ma。在逐步提升電池到4.2V額定電壓的時候,充電電流線性逐步下降到80ma左右。飛毛腿充電器終止電壓大約4.18-4.2V,而達(dá)利通鋰電池最終電壓達(dá)到4.23-4.25V左右。之后會涓流“活動”充電。
那么為什么說萬能充會損害電池呢?主要原因在于,一些鋰電池電壓一上升到接近4.2V的時候就切斷充電,由于部分鋰電池特別是一些劣質(zhì)的低容量鋰電池,電壓上升速度較快,在充電電流過大(相對其電池容量過大)情況下雖然達(dá)到4.2V,但是實(shí)際電量只充到80%-90%,處于虛飽狀態(tài),這個時候只要接入負(fù)載,其電池電壓立刻會下降。 此外還有一個問題就是對大容量電池充電,也會造成一定的問題(一般指的是大于1300mAh的電池會產(chǎn)生一定負(fù)面影響,對大于1600mAh容量的電池影響較大(注意是實(shí)際容量,不是有的國產(chǎn)手機(jī)虛標(biāo)的容量)。實(shí)際上萬能充充這些大容量電池幾乎需要10小時以上,意義也不大,所以也不建議充大容量電池。
我們可以發(fā)現(xiàn)經(jīng)常使用萬能充在對小靈通電池和一些國產(chǎn)低價(批發(fā)價5-8元一塊)的低容量(300-600mAh)電池的時候,電池使用壽命通常會縮短到100次以內(nèi)(如果兩天充一次,就是大半年時間電池容量就急劇下降不足新電池的40%)。
當(dāng)然,特別需要指出的是,一些小廠生產(chǎn)的國產(chǎn)手機(jī),也存在手機(jī)充電的同樣問題,甚至問題更大——通常表現(xiàn)是手機(jī)插充電線充滿后,實(shí)際電池電壓只有4.0-4.15V,電量只充60%-80%。
為什么會出現(xiàn)這樣的情況呢?
我們還是來看看鋰離子電池的原理。
一般的鋰電池鋰離子電池的負(fù)極為石墨晶體,正極通常為二氧化鋰。充電時鋰離子由正極向負(fù)極運(yùn)動而嵌入石墨層中。放電時,鋰離子從石墨晶體內(nèi)負(fù)極表面脫離移向正極。電池充放電過程中鋰總是以鋰離子形態(tài)出現(xiàn),而不是以金屬鋰的形態(tài)出現(xiàn)。因而這種電池叫做鋰離子電池,簡稱鋰電池。
鋰電池具有:體積小、容量大、重量輕、無污染、單節(jié)電壓高、自放電率低、電池循環(huán)次數(shù)多等優(yōu)點(diǎn)。
過去常見的電池還有鎳鎘電池,但是鎳鎘電池容量低,記憶效應(yīng)、輸出電流弱等問題不適合應(yīng)用于主流電子產(chǎn)品,這里不作討論。
鎳氫電池目前主要應(yīng)用于民用1.2V(滿電為1.4V)的AA、AAA電池。過去同等重量的鎳氫電池只有鋰電池容量的30%,但是隨著近年來技術(shù)的提升,同等重量的鎳氫電池容量最高達(dá)到鋰電池電量的80%以上。比如我們可以見到的3000mAh以上的1.2V 5號鎳氫充電電池,相當(dāng)于1000mAh以上的鋰電池。
我們過去見到過3節(jié)7號電池的小靈通電池(串聯(lián)1.2V x 3=3.6V,容量大約400mAh),也見到過兩節(jié)5號電池的手機(jī)電池(內(nèi)部再變壓),但是由于使用鎳氫電池的體積問題和包裝問題,因此實(shí)際上節(jié)約的成本并不大,比如3節(jié)7號容量在300-500mAh充電電池的代工成本可以控制在4元,但是考慮到穩(wěn)定性,肯定不如選擇5元-6元左右的鋰電池。所以手機(jī)廠商大多也放棄用普通電池組裝。
鎳氫電池也有一定的記憶效應(yīng),而鋰電池沒有記憶效應(yīng)。 自放電率鎳氫電池為25~35%(月),而鋰電池為2~5%(月),所以常見鎳氫電池放上幾個月電量就很少了。
鎳氫電池及鋰電池?zé)o法耐過充電。鎳氫電池以定電流充電的在充電電壓達(dá)到最高時,停止繼續(xù)充電。而鋰電池則使用定電流、定電壓方式充電常見。
鋰電池通??梢圆捎?.5~1倍容量的電流充電,使充電時間縮短至1~2小時,當(dāng)然這也需要看電池體質(zhì),有的鋰電池不適合接近1倍容量的高電流充電,比如有的2000mAh鋰電池,如果2A充電,會帶來較大發(fā)熱。而鎳氫電池的充電電流通常更低,高電流充電(我們俗稱的快速充電器)對一些低容量普通鎳氫電池的壽命會帶來較大影響,表現(xiàn)也是發(fā)熱較大。
鋰電池電池內(nèi)部采用螺旋繞制結(jié)構(gòu),用一種非常精細(xì)而滲透性很強(qiáng)的聚乙烯薄膜隔離材料在正、負(fù)極間間隔而成。一般正極包括由鋰和二氧化鈷組成的鋰離子收集極及由鋁薄膜組成的電流收集極。負(fù)極由片狀碳材料組成的鋰離子收集極和銅薄膜組成的電流收集極組成。電池內(nèi)充有有機(jī)電解質(zhì)溶液。另外還裝有安全閥和PTC元件,以便電池在不正常狀態(tài)及輸出短路時保護(hù)電池不受損壞。
由于鋰電池的物理的螺旋結(jié)構(gòu),因此單節(jié)鋰電池的體積(特別是手機(jī)鋰電池的厚度)增大與容量增大并非完全線性關(guān)系,呈現(xiàn)增速先高后低,所以一般厚度在5mm左右。
鋰電池最高充電終止電壓應(yīng)為4.2V的原因在于過充會因正極的鋰離子拿走太多,而使電池報(bào)廢。恒流、恒壓充電器進(jìn)行充電。通常恒流充電至4.2V/節(jié)后轉(zhuǎn)入恒壓充電,當(dāng)恒壓充電電流降至100mA以內(nèi)時,停止充電。
充電電流(mA)=0.1~1.5倍電池容量(如1350mAh的電池,其充電電流可控制在135~2025mA之間)。常規(guī)充電電流可選擇在0.5倍電池容量左右,充電時間約為2~3小時。
鋰電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)所致,放電時鋰離子不能全部移向正極,必須保留一部分鋰離子在負(fù)極,以保證在下次充電時鋰離子能夠暢通地嵌入通道。否則,電池壽命就相應(yīng)縮短。就是說鋰電池不能過放電。放電終止電壓通常為3.0V/節(jié),最低不能低于2.5V/節(jié)。由于鋰電池容量隨著電壓的降低在低于3.6V后會急劇降低,因此一般手機(jī)的自動關(guān)機(jī)電壓為3.6V下方很近的位置。否則在低電壓下很容易出現(xiàn)接聽電話不到幾分鐘就斷電關(guān)機(jī)的情況。
而萬能充的情況來看,電池電壓達(dá)到4.2V,很多萬能充就采用小電流繼續(xù)充電,也就是電壓改到4.25-4.30V,在到達(dá)4.2V后,充電器飽和燈亮,充電燈熄滅。這個時候電池容量充滿到80%-90%,然后用微弱電流充電,而這個微弱電流不會停止,也就是說,如果一飽和就拿出電池,就虛滿,而如果放上一天兩天就可能嚴(yán)重過沖。
因此,使用萬能充電器充電,正確的做法是在充滿(飽和燈)后再放上去幾個小時。而在感覺電池過熱的情況下,一定要停止充電。
這個過熱停止充電還應(yīng)用于使用USB充電頭充電,目前的一些USB充電頭的低價“座充”或者萬能USB座充,針對原廠電池(比如1500mAh電池)設(shè)計(jì),電流有的甚至達(dá)到1000mA。這種1A的充電電流如果對于組裝低質(zhì)量低容量鋰電池來說可能就吃不消,帶來較大發(fā)熱。
所以我們要明確,目前的所謂恒流、恒壓的充電過程不是萬能充使用,絕大部分是采取恒壓-電流逐步減少到最后微弱活動電流補(bǔ)電。
也有部分萬能充不設(shè)置涓流充電,而將充電截止電壓進(jìn)步到4.35V以上。而很多電池保護(hù)的截止參數(shù)是4.35V,因此依靠電池的自我控制電路來保護(hù)。但是要說明的是電池保護(hù)線路是最后的防線,且不說有些電池“節(jié)約”了,就算正常也要擔(dān)心過充的危害。這部分萬能充期望給用戶留下一個"充得飽"的好印象(直接表現(xiàn)就是更耐用)。 所以筆者建議如果對低質(zhì)量的電池充電,避免使用這一類的萬能充。對于萬能充可以仔細(xì)看包裝上的說明,一般對于有較大銷量的品牌,會詳細(xì)介紹其充電方式。
總之,對于萬能充這樣的新生事務(wù),我們要一分為二的辯證看待(確實(shí)如政治說教~~~ @_@)。首先是便利性和低價取代性,前者方便用戶,后者對手機(jī)廠商造成很大的損害,過去一個摩托羅拉、諾基亞的原裝充電器幾元的成本賣到100-200元的“通過配件賺錢”的模式一去不復(fù)返,因此利益受損的整個手機(jī)廠商就會報(bào)復(fù),其中方法就是貶低萬能充。其次萬能充良莠不齊,由于市場激烈競爭內(nèi)部部件的選用也相差較大,深圳地區(qū)萬能充批發(fā)價格從1.5元-4元是主流,原理基本一樣的各部件成本相差一倍,可想而知有些極低價的產(chǎn)品質(zhì)量如何了。但是需要說明的是,筆者測試過這些批發(fā)價1.5-4元的各萬能充,原理一致,最大電流都是180-250mAh之間,終止電壓最低4.15V最高4.25V一般4.2V附近,因此品質(zhì)好壞對電池的損害差別不大,更大的影響是使用壽命。當(dāng)然負(fù)責(zé)的建議,還是建議購買有一定銷量和口碑的萬能充,畢竟在最終零售市場他們的價格也很低。
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