手機鋰電池的使用知識

一、鋰電池介紹
    鋰電池分成兩大類：不可充電的和可充電的．不可充電的電池稱為一次性電池，它只能將化學能一次性地轉化為電能，不能將電能還原回化學能，如鋰二氧化錳電池等．可充電的稱為二次性電池，也就是俗稱的鋰離子電池(LI-ion)．鋰離子電池的正極是含鋰的過渡金屬氧化物，負極是碳素材料，如石墨等，電解質是含鋰鹽的有機溶液．電池中無論在正負極還是在電池隔膜中，鋰都是以離子形式存在的．電池在工作時，鋰離子在正負極及電解質隔膜中定向運動．當電池充電時，正極釋放出鋰離子到電解質中，這個過程是脫嵌；負極從電解質中吸入鋰離子，這個過程是嵌入．而電池放電過程和上述情況正好相反，這種充放電時鋰離子往返的嵌入和脫嵌的過程就好像搖椅一樣搖來搖去，故有人形象的稱鋰離子電池為“搖椅電池”．
    鋰離子電池與鎳氫電池相比，有很多優點．鋰離子電池不存在記憶效應；相同的電容量下，體積非常小；使用電壓為3.6 V，是鎳鎘電池、鎳氫電池的3倍；可使用的溫度範圍廣(-20℃ ～60℃)，而鎳氫電池為(0℃～50℃)．同時鋰離子電池的自放電率也比較低．自放電率，是指在一段時間內，電池在沒有使用的情況下，自動損失的電量佔總容量的百分比．一般在常溫下，鎳氫電池為每月25%～35% ，而鋰離子電池只有每月5%～8%．但鋰離子電池也有一些令人不滿意的地方．如：鋰離子電池有使用壽命，一般為兩年，並且在不使用的狀態下存儲一段時間后，其部分容量會永久的喪失．鋰離子電池的正負極材料從一出廠就已經開始了它的衰竭歷程，不同溫度和電池充飽狀態，對其影響不同，如表1數據(所剩的電容量占原來電容量的百分比)所列。

表1

存儲環境溫度	40% 充電狀態	100% 充電狀態
0℃	98%(一年後)	94%(一年後)
25℃	96%(一年後)	80%(一年後)
40℃	85%(一年後)	65%(一年後)
60℃	75%(一年後)	60%(3個月後)

  
    由此可見，存儲溫度越高和電池充得越飽，其容量損失就越厲害．所以不推薦長期保存鋰離子電池，如果手中有閑置的電池，那麼存儲時充電水平不要超過40％，溫度最好低於15℃ 或更低．而鎳氫電池電池則幾乎不受時效影響，長期存儲的鎳基電池在進行幾個深充深放以後就可以恢復其原始容量了．但深充深放不能恢復鋰離子電池的容量，並會對正負極造成永久的損壞．從分子層面看，過度放電將導致負極碳過度釋出鋰離子，而使得其片層結構出現塌陷，過度充電將把太多的鋰離子硬塞進負極碳結構里去，而使得其中一些鋰離子再也無法釋放出來．

二、鋰離子電池的充電過程
    鋰離子電池充電過程由預充電階段、恆定電流充電階段和恆定電壓充電階段三部分構成，如圖1所示。預充電階段即慢充，當電池電壓值低於一定電壓值時則以0.1C (C為電池容量)低電流充電，讓長期處於放電狀態而溶解的鈍化膜還原，同時防止電池從深處放電狀態進入快束充電階段引起的電池過熱現象 恆定電流充電階段即快充以1 C的恆流進行充電，電池持續快速充電達到穩壓限制值；恆定電壓充電階段即以恆定電壓充電，充電電流則會下降到預先設定的結束階段電流值。
 

三、手機鋰電池的正確使用和保養
    手機鋰電池主要由三部分構成：鋰離子電芯、保護電路(PCM)、外殼。手機鋰電池的電芯又分為液體鋰離子電芯和聚合物鋰離子電芯。由於鋰離子電池的化學特性，在正常使用過程中， 其內部進行電能與化學能相互轉化的化學正反應，但在某些條件下，如對其過充電、過放電或過電流工作時，將會導致電池內部發生化學副反應，該副反應加劇后，會嚴重影響電池的性能與使用壽命，因此所有的鋰離子電池都需要一個保護電路， 用於對電池的充、放電狀態進行有效監測，並在某些條件下切斷充、放電迴路以防止損害電池。通常情況下，有保護電路的保護作用，手機鋰電池的使用安全性能是較高的。

1. 新電池首次充電時，用手觸摸電池外殼溫度是否過高，一般電池充電初期(1小時內)會發熱，但溫度不會太高：過後溫度會接近環境溫度；若充電1小時后，電池外殼溫度很高(燙手)，則有可能電池過充電保護電路存在問題，為安全起見，應停止使用該電池。
2. 謹慎選擇充電器，最好選擇與電池同廠家的產品。
3. 建議不要頻繁充電，避免長時間充電，充滿即可。
4. 電池如果不慎摔過或被重物撞擊過，請勿急於充電，一定要檢查電池的外殼是否有裂紋，充電時注意電池外殼溫度是否異常，以免內部保護電路損壞造成意外發生。

四、如何安全地使用手機鋰電池
    手機鋰電池內部的鋰離子在充放電過程中正極→負極→正極的運動狀態， 由於鋰本身活性較強，所以在充放電的過程中可能在正負極產生堆積，一旦發生堆積，就會產生鋰晶枝(晶體生長的一種主要類型)，晶枝有可能會刺穿絕緣層，造成微觀短路，短路產生的大量熱量造成電池裡面的電解液、絕緣層材料局部氣化，從而導致電池內氣壓增大，而當氣壓增大到一定程度，外殼的強度承受不了時就會發生爆炸。這表明鋰離子電池過流充電會發生爆炸，特別是鋰離子電池充電5倍率以上時容易發生爆炸。在小電流充電時，反應速度比結合速度慢，不會形成鋰原子堆積，因此比較安全。在過流時形成鋰原子速度快，因此會造成鋰原子堆積，致使電池內阻短路，放出大量熱量，使電解液分解產生大量氣體，內壓急劇上升造成電池爆炸。
    此外，手機鋰電池過熱(150℃以上)會發生爆炸。由於鋰在氧化鈷和石墨中是以亞原子狀態存在，在受熱條件下其活性大大增加，在超過150℃ 以上時鋰的作用大大減弱，鋰的電子與鋰原子核距離很近，接近或達到鋰原子狀態，鋰原子與電解液能發生反應，造成電池爆炸。

1. 儘可能地使用原裝充電器。原裝電池無論是做工、材料、安全等各方面完全按照國際電工安全標準製造的，基本是可以保證電池安全，而假冒電池不但少了過流保護器、過充保護線路和溫度感測器，容易引起爆炸。兼容充電器雖說也能使用，但有些因為電氣性能不合格，也會損壞電池。
2. 不要將電池放在高溫環境下 高溫會導致電池熱量提升，這時極容易爆炸。所以對電池進行充電或是放置帶電池的手機時，一定要選擇遠離高溫的地方，同時也要避免夏天時陽光的直射。
3. 注意按照說明書的規定充電。第一次使用的鋰電池應先充足電，一般不少於六小時。充電的時要留意電池和充電器的溫度，發熱是正常的，如果太熱，會燙手就不正常了。由於一般電池的電極接點均是裸露在外的，還應避免暴露在潮濕、高溫的環境中，以免造成短路的現象。
4. 不要使用破損的原廠電池。鋰電池破損后，在特殊的溫度、濕度以及接觸不良等情況或環境下也可能瞬間放電產生大電流，引發自燃或爆炸。
5. 注意使用電池的方法。特別是手機充電的位置一般都在機底附近，分別帶有正極和負極的兩塊銅片。若兩塊銅片無意中被金屬物品連接起來，皆有可能出現短路，產生高溫爆炸。不能把手機與金屬物品如鎖匙、硬幣等同放褲袋。如發現手機發熱，應儘快取出電池。