【走出锂电池误区】首次充电方法及关于手机锂电池充电的知识

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【走出锂电池误区】首次充电方法及关于手机锂电池充电的知识首次充电方法及关于手机锂电池充电的知识

　在手机中，无论是从技术角度评估还是从价格方面的考虑，电池都占有十分重要的地位。时值今日，市场上正在销售的手机中，所使用的电池已经基本完成了从镍电池到锂电池的过渡。也许是由于手机电池刚刚完成了一次镍电池到锂电池的革命，所以人们对锂电池的认识并不统一，在许多情况下不正确的说法和做法颇为流行。因此，懂得一点锂电池的知识，掌握锂电池的正确使用方法是非常有必要的。
　
　　一、锂电池的种类：
　　目前市面上所使用的二次电池主要有镍氢(Ni-MH)与锂离子(Li-ion)两种类型。锂离子电池中已经量产的有液体锂离子电池（LiB)和聚合物锂离子电池（LiP）两种。所以在许多情况下，电池上标注了Li-ion的，一定是锂离子电池。但不一定就是液体锂离子电池，也有可能是聚合物锂离子电池。
　　锂离子电池是锂电池的改进型产品。锂电池很早以前就有了，但锂是一种高度活跃（还记得它在元素周期表中的位置吗？）的金属，它使用时不太安全，经常会在充电时出现燃烧、爆裂的情况，后来就有了改进型的锂离子电池，加入了能抑制锂元素活跃的成份（比如钴、锰等等）从而使锂电真正达到了安全、高效、方便，而老的锂电池也随之基本上淘汰了。至于如何区分它们，从电池的标识上就能识别，锂电池为Li、锂离子电池为Li-ion。现在，笔记本和手机使用的所谓“锂电池”，其实都是锂离子电池。
　　现代电池的基本构造包括正极、负极与电解质三项要素。作为电池的一种，锂离子电池同样具有这三个要素。一般锂离子技术使用液体或无机胶体电解液，因此需要坚固的外壳来容纳可燃的活性成分，这就增加了电池的重量和成本，也限制了尺寸大小和造型的灵活性。一般而言，液体锂离子二次电池的最小厚度是6mm，再减少就比较困难。
　　而所谓聚合物锂离子电池是在这三种主要构造中至少有一项或一项以上使用高分子材料作为其主要的电池系统。
　　新一代的聚合物锂离子电池在聚合物化的程度上已经很高，所以形状上可做到薄形化（最薄0.5毫米）、任意面积化和任意形状化，大大提高了电池造型设计的灵活性，从而可以配合产品需求，做成任何形状与容量的电池。同时，聚合物锂离子电池的单位能量比目前的一般锂离子电池提高了50%，其容量、充放电特性、安全性、工作温度范围、循环寿命与环保性能等方面都较锂离子电池有大幅度的提高。
　　目前市面上所销售的液体锂离子（LiB）电池在过度充电的情形下，容易造成安全阀破裂因而起火的情形，这是非常危险的，所以必需加装保护IC线路以确保电池不会发生过度充电的情形。而高分子聚合物锂离子电池方面，这种类型的电池相对液体锂离子电池而言具有较好的耐充放电特性，因此对外加保护IC线路方面的要求可以适当放宽。此外在充电方面，聚合物锂离子电池可以利用IC定电流充电，与锂离子二次电池所采用的CCCV(Constant Currert-Constant Voltage)充电方式所需的时间比较起来，可以缩短许多的等待时间。
　
　　二、手机制造商对锂电池的应用情况
　　虽然近几年来几乎所有厂家都已经倾向于采用锂离子电池，但世界各大手机制造商对电池的选择还是有自己的特点和习惯，例如曾经在相同的一段历史时期里：
　　诺基亚：采用Ni-MH（镍氢）电池、LiB（液体锂离子）电池，未采用LiP（聚合物锂离子）电池。
　　爱立信：采用Ni-MH电池、LiB电池、LiP电池。
　　摩托罗拉：采用Ni-MH电池、LiB电池，未采用LiP电池。
　　不难发现，从为手机最早选用LiP聚合物锂离子电池这件事情上，爱立信体现出自己手机技术先驱的本色。根据我查找到的资料表明，目前聚合物锂离子电池主要制造厂为日本SONY、松下、GS等几家公司,2000年的生产量达到2100万只，其中50％为爱立信手机配套。进入2002年的今天，锂离子电池在其它手机厂商的手机上也已广泛的应用与普及。但在聚合物锂离子电池的使用上，还远没有达到在所有手机厂家的产品中得到普及的程度，广泛应用还有待时日。
　　另一方面，虽然锂离子电池优点多多，但也有缺陷，如价格高和充放电次数少等等。锂电池的充放电次数只有400－600次，经过特殊改进的产品也不过800多次。而镍氢电池的充电次数能够达到700次以上，某些质量好的产品充放电可达1200次，这样一比较，镍氢电池要比锂电池长寿。此外镍氢电池的价格也要比锂电池低很多。而且严格说来，锂电池同样会有记忆效应，只是它的记忆效应非常低，基本上可以忽略不计。
　　由此看来，目前还没有十全十美电池。
　
　　三、锂离子电池的使用
　　这部分是本文的重点，我们分三点来谈。
　　1、如何为新电池充电
　　在使用锂电池中应注意的是，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。由于锂电池本身的特性，决定了它几乎没有记忆效应。因此用户手机中的新锂电池在激活过程中，是不需要特别的方法和设备的。不仅理论上是如此，从我自己的实践来看，从一开始就采用标准方法充电这种“自然激活”方式是最好的。
　　对于锂电池的“激活”问题，众多的说法是：充电时间一定要超过12小时，反复做三次，以便激活电池。这种“前三次充电要充12小时以上”的说法，明显是从镍电池（如镍镉和镍氢）延续下来的说法。所以这种说法，可以说一开始就是误传。锂电池和镍电池的充放电特性有非常大的区别，而且可以非常明确的告诉大家，我所查阅过的所有严肃的正式技术资料都强调过充和过放电会对锂电池、特别是液体锂离子电池造成巨大的伤害。因而充电最好按照标准时间和标准方法充电，特别是不要进行超过12个小时的超长充电。通常，手机说明书上介绍的充电方法，就是适合该手机的标准充电方法。
　　此外，锂电池的手机或充电器在电池充满后都会自动停充，并不存在镍电充电器所谓的持续10几小时的“涓流”充电。也就是说，如果你的锂电池在充满后，放在充电器上也是白充。而我们谁都无法保证电池的充放电保护电路的特性永不变化和质量的万无一失，所以你的电池将长期处在危险的边缘徘徊。这也是我们反对长充电的另一个理由。
　　此外在对某些手机上，充电超过一定的时间后，如果不去取下充电器，这时系统不仅不停止充电，还将开始放电-充电循环。也许这种做法的厂商自有其目的，但显然对电池和手机/充电器的寿命而言是不利的。同时，长充电需要很长的时间，往往需要在夜间进行，而以我国电网的情况看，许多地方夜间的电压都比较高，而且波动较大。前面已经说过，锂电池是很娇贵的，它比镍电在充放电方面耐波动的能力差得多，于是这又带来附加的危险。
　　此外，不可忽视的另外一个方面就是锂电池同样也不适合过放电，过放电对锂电池同样也很不利。这就引出下面的问题。
　　2、正常使用中应该何时开始充电
　　在我们的论坛上，经常可以见到这种说法，因为充放电的次数是有限的，所以应该将手机电池的电尽可能用光再充电。但是我找到一个关于锂离子电池充放电循环的实验表，关于循环寿命的数据列出如下：
　　循环寿命 (10%DOD):>1000次
　　循环寿命 (100%DOD):>200次
　　其中DOD是放电深度的英文缩写。从表中可见，可充电次数和放电深度有关，10%DOD时的循环寿命要比100%DOD的要长很多。当然如果折合到实际充电的相对总容量：10%*1000=100，100%*200=200，后者的完全充放电还是要比较好一些，但前面网友的那个说法要做一些修正：在正常情况下，你应该有保留地按照电池剩余电量用完再充的原则充电，但假如你的电池在你预计第2天不可能坚持整个白天的时候，就应该及时开始充电，当然你如果愿意背着充电器到办公室又当别论。
　　而你需要充电以应付预计即将到来的会导致通讯繁忙的重要事件的时候，即使在电池尚有很多余电时，那么你也只管提前充电，因为你并没有真正损失“1”次充电循环寿命，也就是“0.x”次而已，而且往往这个x会很小。
　　电池剩余电量用完再充的原则并不是要你走向极端。和长充电一样流传甚广的一个说法，就是“尽量把手机电池的电量用完，最好用到自动关机”。这种做法其实只是镍电池上的做法，目的是避免记忆效应发生，不幸的是它也在锂电池上流传之今。曾经有人因为手机电池电量过低的警告出现后，仍然不充电继续使用一直用到自动关机的例子。结果这个例子中的手机在后来的充电及开机中均无反应，不得不送客服检修。这其实就是由于电池因过度放电而导致电压过低，以至于不具备正常的充电和开机条件造成的。
　　3、对锂电池手机的正确做法
　　归结起来，我对锂电池手机在使用中的充放电问题最重要的提示是：
　　１、按照标准的时间和程序充电，即使是前三次也要如此进行；
　　２、当出现手机电量过低提示时，应该尽量及时开始充电；
　　３、锂电池的激活并不需要特别的方法，在手机正常使用中锂电池会自然激活。如果你执意要用流传的“前三次12小时长充电激活”方法，实际上也不会有效果。
　　因此，所有追求12小时超长充电和把锂电池手机用到自动关机的做法，都是错误的。如果你以前是按照错误的说法做的，请你及时改正，也许为时还不晚。
　　当然，在手机及充电器自身保护和控制电路质量良好的情况下，对锂电池的保护还是有相当保证的。所以对充电规则的理解才是重点，在某些情况下也是可以做出某种让步的。比如你发现手机在你夜晚睡觉前必须充电的话，你也可以在睡前开始充电。问题的关键在于，你应该知道正确的做法是什么，并且不要刻意按照错误的说法去做。
　　愿younet上的朋友们一起齐心协力，努力掌握关于锂电池的知识和学会正确使用锂电池的科学方法，早日在锂电池的手机上与流传已久的错误说法和做法告别。


关于手机锂电池充电的知识
目前的手机基本上所配电池都是锂离子电池，所以我下面所讲的是针对锂离子电池的充电知识。镍氢电池有所不同，这里不谈。     

一、基本概念：


     1、锂离子电池标称电压3.7V（3.6V）,充电截止电压4.2V（4.1V,根据电芯的厂牌有不同的设计）。（锂离子电芯规范的说法是：锂离子二次电池）

2、对锂离子电池充电要求（GB/T18287 2000规范）：首先恒流充电，即电流一定，而电池电压随着充电过程逐步升高，当电池端电压达到4.2V（4.1V）,改恒流充电为恒压充电，即电压一定，电流根据电芯的饱和程度，随着充电过程的继续逐步减小，当减小到0.01C时，认为充电终止。

（C是以电池标称容量对照电流的一种表示方法，如电池是1000mAh的容量，1C就是充电电流1000mA，注意是mA而不是mAh，0.01C就是10mA。）当然，规范的表示方式是0.01C5A,我这里简化了。

3、为什么认为0.01C为充电结束：这是国家标准GB/T18287-2000所规定的，也是讨论得出的。以前大家普遍以20mA为结束，邮电部行业标准YD/T998-1999也是这样规定的，即不管电池容量多大，停止电流都是20mA。国标规定的0.01C有助于充电更饱满，对厂家一方通过鉴定有利。另外，国标规定了充电时间不超过8小时，就是说即使还没有达到0.01C,8小时到了，也认为充电结束。（质量没问题的电池，都应在8小时内达到0.01C,质量不好的电池，等下去也无意义），

4、怎样区别电池是4.1V还是4.2V：消费者是无法区分的，这要看电芯生产厂家的产品规格书。有些牌子的电芯是4.1V和4.2V通用的，比如A&TB（东芝），国内厂家基本是4.2V,但也有例外，比如天津力神是4.1V（但目前也是按4.2V了）。

5、把4.1V的电芯充电到4.2V会怎么样：会使电池容量提高，感觉很好用，待机时间增加，但会减短电池的使用寿命。比如原来500次，减少到300次。同样道理，把4.2V的电芯过充，也会减短寿命。锂离子电芯是很娇嫩的。

6、既然电池内有保护板，我们是否就可以放心了呢：不是，因为保护板的截止参数是4.35V（这还是好的，差的要4.4到4.5V）,保护板是应付万一的,假如每次都过充,电池也会很快衰减的。

7、多大的充电电流算是合适的：理论上越小对电池越有好处。但你总不能为了一块电池充电等3天吧。国标规定的低倍率充电是0.2C（仲裁充电制式）,还以上面的1000mAh容量的电池为例，就是200mA，那么我们可以估计出这只电池5个多小时可以充饱。（容量mAh＝电流mA×时间h）

国家技术监督部门鉴定锂电容量，是以1C的高倍率充电，以0.2C的低倍率放电，以时间计算出容量值，试验次数5次，有1次容量达到试验结束。（就是有5次机会，如果第一次试验就合格了，后面的4次不做）检测之前允许有一次预循环，就是以1C恒流充电至4.2V即停止，而没有后面的恒压到0.01C的过程，更没有14小时。

8、锂离子电池能承受多大的充电电流：厂家试验时可以很高，但国标高倍率规定为1C，还以上面的电池为例，1个多小时即可充满。这么大的充电电流，电池能承受吗？对于目前的锂离子电芯，是小意思而已。

目前没有对充电器的国家标准，所执行的是邮电部行业标准YD/T998 1999/2,里面规定了充电器的电流不得大于1C。

9、寿命是怎样规定的：简单说是指电池经过N次1C充、1C放电后，容量下降到70%，此时的N就是寿命。并不是说300次还可以用，301次就不能用了。国标规定寿命不得小于300次。我们平时使用的条件没有检测时这么严酷，寿命会更长。

说了这么多概念（不要烦，还有很多没说），终于可以说充电器了。那么目前市场长的充电器情况是怎样的呢？


二、充电器的种类和质量状况，使用建议。

（1）直充

直接插在手机上的那种，有人喜欢叫旅充，我们习惯叫"火牛"。这种充电器随手机有配，原装的质量都不错，突出的是即充即用，所以充电电流设计都较大（严格地说是手机所控制的充电电流），充电时间短。有些手机充满后有涓流补电，有些手机充满后即截止，等下去也徒劳。看了上面的概念你应该知道，是正常的，而且不用再傻乎乎地等14小时了。

对于直充的充电效果，还要看手机，因为充电控制电路在手机上，其截止电压有一定的离散性，我实际测量同一批次同一型号的手机基本在4.09V至4.21V之间。就是说如果4.09V截止了，还没充满，不是最理想的容量，再继续充一段时间可能会更饱些。但不要忘了，即使有涓流补电的手机，就像4.09和4.21的充电电压的差别一样，手机的涓流补电电流也有一定的离散性，如果补电电流大了，就变成充电了，10几个小时，对电池也是有损害的，我曾遇到许多电池在手机上充坏的现象，原装电也有，品牌电也有。假如充坏了电池，造成漏液等，还有可能损坏手机，所以建议大家如果真想补电，应控制在2小时以内，并不要超过8小时。

我的看法是，锂电很娇气，充饱够用即可。每次少用几小时但多用半年，和每次多用几小时但少用半年，自己衡量吧。

但原装直充也有有问题的时候，我们就遇到过一批手机中所配的直充故障率高的现象。还好，故障是无电压，如果是高电压，好看了。

市面上还有大量非原装的火牛，质量好的没问题，质量差的你自己可以想象，因为你是一端插在220V的交流电上，另一端在手机上……所以以我个人观点，不建议用非原装的火牛。（至少原装的出了事有给你背锅的）

（2）座充

是有两个槽位，前面可放手机，后面放电池的，需要和火牛配合使用。原装的座充质量较好，许多具有"智能"，有些牌子的基本上能做到恒流恒压的充电过程，并在充电结束后有一个涓流补电的过程。有些牌子的虽然没有做到恒流恒压的过程，但电流电压等参数控制准确，也是不错的。

所谓智能，其实很简单，例如MOTOROLA的电池，内部有一个芯片（只读存储器ROM），固化了一些编码，电池插入充电器后，充电器读出编码，就知道是何种电池，执行相应的充电过程，一切都是事先安排好的。（不同型号，不同容量，供应不同地区，甚至于配不同牌子电芯的，编码都不同），

打个简单的比喻，我喊1,你们就按第一方案执行，我喊2,你们就按第二方案执行，我什么都不喊，或我喊3但事先没和你们约定好，就拒绝执行，现象就是充电器红灯闪烁，不能充电（在手机上就显示非认可电池）。并不是大家想象的，有单片机CPU控制。

"智能"还体现在另外一些方面，就是电池的NTC（热敏电阻）和标准电阻，不同的电池由不同的标准电阻与充电器构成回路，来决定充电电流的大小，而在充电电流决定后，又根据不同的环境温度，由热敏电阻和充电器构成另外的回路来调整充电电流的大小。（有些电池只有热阻，有些电池只有标阻，而有些电池两个都有。）

例如某型号的电池，薄电和厚电的容量不同，最佳的充电电流也应该不同，因此这两只电池的标准电阻是不同的，这样充电器就"知道"为薄电给多大的充电电流，为厚电给多大的充电电流。其实主动权还在电池一方，充电器只不过和电池构成了个回路而已。

同样道理，当充电温度变化时，热敏电阻的阻值发生变化，与充电器构成回路来调整充电电流大小，保护电池，避免过热。

现在你知道为什么电池上和座充的电池槽位有一排五金接触片了吧。

智能"不过如此"。

当然，同时你也知道一个合格的电池应该做到什么了吧？有时候不能全靠充电器，电池做的不好，充电器也发挥不了作用。目前许多国产电池将NTC用普通电阻代替以降低成本，失去了电流调整的作用，还有设计选材不合理等等，这是题外话，先按下不表。（也有道理，看下去就清楚了）

原装座充的涓流补电电流一般控制的比较准，但在充电器转为绿灯后补电2小时即足够了。还是这个原则，对于锂电，达到电芯应该达到的容量够用即可，多充无益。压榨锂电就要付出寿命，偶尔几次14小时可能不会损坏电池，但习惯这样就不好了。


说完了原装座充，该说市场上的品牌座充了。

可以肯定地说，市场上的品牌座充的充电过程没有一个是严格遵循：恒流、恒压的充电过程的（有的话请告诉我，我去买）。它们大概可分为几类：

A、恒压，不涓流补电：电池充到4.2V即截止，遇到这种座充，你等14小时是骗自己。因虽然到了4.2V,但已经截止了，没有一个涓流的过程，没有充饱。

为了充饱，有些设计就来损的，把截止电压改到4.25V以上，更有人设计干脆等电池的保护板截止。如此电池充的很饱，你也一定会对此座充满意，但你的电池寿命已经减少了。用此充电器是过充，不用等14小时也很好用。

B、恒压，用固定涓流补电：算有良心的设计，比上面有改进了，充到4.2V截止，用一个固定的电阻"漏"些电流出来，这个涓流因是固定的，插上电池就有，永远不会停止。据我测量一般在30至50mA左右。用这种充电器，刚转绿灯时没充饱，继续补电2小时左右比较理想，但涓流偏大了，继续充14小时对电池没好处。

C、恒压，所谓的智能脉冲型：电池充到4.2V截止，然后用脉冲电流涓流补电。这种是所谓的高档型，设计思路很好，但可惜的是产品不争气，一致性不好，就是说你买到手的也许好也许坏。我测量有缺点的是：脉冲电流太大50至100mA，脉冲过密，相当于充电了。又贵，如此还不如用B。

值得注意的是，有些座充为追求火牛直充的快速效果，设计的充电电流偏高，接近1C，对于这种座充，虽然没有违反行业标准，但也不能一概以"座充是小电流慢充"一个概念来认识。不过我不建议使用这种座充。

上面只是概括，还有为了追求"充电效果"，搞"过充加涓流补电"、"过充加脉冲"、"快速加过充加补电"的。他们需要的是给使用者留一个很好的印象，等用户的电池不行了，基本不会怪罪充电器，顶多骂一句：破电池，才用半年！

选座充的简单方法：
物理外观等方面不说了，只说电方面。
选座充，最好有一个数字万用表，把空电池插入充电，串入万用表量充电电流，在250至350mA范围内比较合适，等充电器转绿灯后，马上拿下电池量电压，在4.15至4.20之间比较正常，转绿灯后再串入万用表观察电流，在30至50mA范围内比较合适。如能选出这样的国产座充，包你使用没问题，何必花冤枉钱买原装的呢？当然我是说国产中符合标准的，合格的产品。

需要说明的是：
品牌座充基本没有智能，那一排五金接触片，除正负极外，其余的都是摆着让你看的（个别有一个热敏电阻的接触端有用）。但了解了原装座充智能的实现方法，对智能也不用太神秘太追求了。

（现在知道上面说的有些电池为什么要简化材料了吧？）

产品参数都有一定的离散性，有些品牌座充截止电压超过4.2V,但只要不超过4.25V,是允许有一定误差的，对电池有影响，但影响不大。（我测量过MOTOROLA原装的，最高的有4.23V）

（3）旅行充

我说的旅行充指的是放上一只电池，直接插入交流电源充电的那种，不要和直接插手机充电的火牛混淆。

旅行充的特点是使用方便，不必象座充那样准备两样东西。即使出问题也不会殃及手机。

旅行充简单地说就是把火牛和座充的电池充电部份合为一体。早期的旅行充电源部份只是简单的电容降压电路，容易出故障也不安全。目前的旅行充基本都是开关电源了，稳定性不错（当然也要看牌子）。我随机抽查测试过5只GD93旅行充，三天三夜一直插在交流电源上，电池充满了就再换上空的，连续长时间工作没一只出问题。当然，我这里没问题不代表你不会出问题，用户使用时应在充电完毕后把旅充从交流电拔下。

有些旅充上标有智能、CPU控制，那是厂家的事，不要相信。

按照选择座充的几点选择旅充，没有智能又有什么关系呢？国产的也很好用。当然我是说国产中符合标准的，合格的产品。

不想再多说了。充电器真是五花八门，我还没将仿原装的、不合格的包括进去。不同的产品，不同的牌子，不同的时期，情况不同，大家的概念不可一成不变。
特别是，市场上每月成百万只的不合格充电器实际上都到了消费者手中，这些充电器使用不当极易损坏电池，比如说充电14小时等等。

我的建议是：对于原装直充，充满加2小时；对于国产直充，不用；对于原装座充，随便（但也不能太随便）；对于国产座充，充满加2小时，对于国产旅行充，充满加1小时。国产指符合标准的合格品。以上只是建议，可能并不十分准确，但总之没必要充电14小时，即使新电池，只要是锂电，也没有所谓?quot;激活"的概念，这另外说。

我是怎样充电的？
我是：找能过充的充电器，把电池充到4.25V以上，很好用，延长很多时间。但我的电芯坏了马上换，我追求的是待机时间，不是电池寿命。你们呢？
  来源:转帖

zyx221199

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