1. <sub id="hmmbb"></sub>

    <nav id="hmmbb"><code id="hmmbb"></code></nav><nav id="hmmbb"><listing id="hmmbb"><meter id="hmmbb"></meter></listing></nav>
      <wbr id="hmmbb"><legend id="hmmbb"></legend></wbr>

      長篇:如何延長可充電電池的壽命,鋰電池PK鎳氫電池

      2020-05-05 12:28:15TOP數碼網編輯:小雨評論

      家用電子設備里常見的可充電電池就三種,鎳鎘電池、鎳氫電池和鋰離子電池(包括鋼殼鋰離子電池、軟包鋰離子電池和鋰離子聚合物電池)。

      鎳鎘電池( NiCd / ニカド電池)世紀之交的時候還是一種流行的相對低成本的可充電電池方案,比如我的 CD 隨身聽 D-EJ775 就當年隨機附帶了如下的鎳鎘電池(圖片來自電池博物館)。因為鎳鎘電池有記憶效應不方便維護而且對環境有害,后期除了電動工具等少數大電流需求的場合以外已經完全被鎳氫電池取代,而如今在大電流使用環境也被鋰電池取代,徹底退出了歷史舞臺,不作為本文的重點。

      專題:如何延長可充電電池的壽命

      本文的重點自然是現在家庭中最常見的鋰離子電池和鎳氫電池。

      鋰離子電池( Li-ion / リチウムイオン電池)常見于現在各類電器中,只要提到可充電則幾乎都是鋰電池。

      專題:如何延長可充電電池的壽命

      介紹鋰電池應該如何使用和保養的文章也有不少了,我就再重復和總結一下。電池分使用損耗和保存損耗兩種損耗狀況,鋰電池的用法是無論使用還是保存都保持在一半左右的電量為佳。

      來自 batteryuniversity 的資料:在下圖里可以看到,電池充電的截止電壓越高(換言之充得越滿),電池損耗就越快。雖然將電池充得更滿可以獲得更高的可用容量,但是這個可用容量會隨著電池損耗而變低,最后還不如充得不滿的水平。

      專題:如何延長可充電電池的壽命

      下圖則是充放電深度和電池壽命的關系。這里可以用三條對比路線比較充放電深度對電池壽命的影響:

      黑 – 紅 – 深藍色曲線都充到了 100%,差別在于放電的深度。放電越淺,電池壽命越長,但是影響并不是特別顯著。

      黑 – 綠 – 淺藍色曲線都放到 25% 截止,差別在于充電的深度。充電越淺,電池壽命越長,而且從充滿 100% 到只充 85% 截止帶來的提升是飛躍性的。

      淺藍 – 紫 – 橙色曲線都充到 75% 截止,差別在于放電的深度。放電越淺,電池壽命越長,而且比黑 – 紅 – 深藍色曲線的差異更明顯,說明 100% 滿充對電池壽命的消耗更甚于深度放電,充到 75% 截止對電池壽命的影響相對輕微,深度放電的影響才變得顯著起來。

      專題:如何延長可充電電池的壽命

      因此我們可以歸納出鋰電池在反復充放電過程中電極鈍化的特性:深度充電尤其是充滿電對電池損耗最大,然后是深度放電。很多廠商也設計了類似的功能來保護電池、增加電池循環壽命:索尼隨身聽有限制電池充電到 90% 的功能,很多筆記本電腦在 EC 中可以控制充到一定程度停止充電,等等。

      然后是保存。鋰基電池和鎳基電池不一樣,雖然二者都是保存溫度越低越好,但是鎳基電池并不在乎保存時的電量,而鋰基電池不可以在高電量狀態下保存,否則即便是室溫也會造成永久性的電池損耗。

      專題:如何延長可充電電池的壽命

      蘋果也在官網有專題頁面,闡述鋰電池應該如何保存——簡而言之就是保持一半電量和避免高溫。

      https://www.apple.com/cn/batteries/maximizing-performance/

      這是我們買到的鋰電池電器大多在到手時僅有一半左右電量的原因。如果充滿再出廠,鋰電池可能會在存儲期間無端損失電量。

      這也是行車記錄儀、長期在辦公室和家里固定使用的筆記本電腦等類似使用環境的設備最后電池報廢的原因。以一般充放 500 個循環就損耗到 80% 的普通壽命鋰電池來算,滿電存放一年的鋰電池就會達到和 500 次循環同等的訊號,相當于每天 1.4 個循環,盡管從電池的主控芯片來看可能實際并沒有幾個循環。

      這也是很多習慣在晚上睡覺前把手機插上電源充電的用戶會很快把手機電池用到報廢的原因之一。白天可能就用掉大半個循環了,晚上再在滿電狀況下存放 7-8 個小時更加損耗電池。

      長期滿電最終會造成鼓包,不僅救不回來還有安全隱患。

      專題:如何延長可充電電池的壽命

      總結一下使用和存儲的要點就是避免深度充放電,將電量維持在 50%-60% 上下,長期不使用的話再隔幾個月拿出來充一會電以維持電解液的活性,這樣就可以最大程度地降低使用和存儲對鋰電池的損耗。這里我有兩個正面例子,正好一個是使用,一個是存儲。

       

      鎳氫電池( Ni-MH / ニッケル水素電池)當年是作為比鎳鎘電池更先進的干電池電器可充電方案存在的,直到現在還在各類有干電池電池倉的電器上廣泛使用。

      和鋰電比起來,鎳氫則是完全不一樣的規則。在上次買電池的時候我就查到過關于鎳氫電池放電不能放太干凈的說法,后來又翻到一篇松下的技術文檔《ニッケル水素電池の5大特性》,里面更詳細地介紹了鎳氫電池的一些技術特點。

      我先把這篇珍貴的資料放出來。ニッケル水素電池の5大特性 – Panasonic Industrial 從第 5 頁開始有講到鎳氫電池的壽命特性。以放電深度來說,電池的壽命和放電深度成對數級別的反比例關系,因為正負極電壓越接近,正極使用的導電劑和負極使用的金屬電極就越會各自產生輕微的不可逆化學反應,所以淺放電對電池壽命來說是最好的。由圖可以看出,按照松下推薦的放電 60%-70% 就去充電的使用方法算得 1500-2000 次循環壽命的電池,如果按 40% 放電去用的話壽命可以超過 5000 次,30% 的用法就會接近一萬次!

      但是不是說鎳氫電池依然會有輕微的記憶效應嗎?怎么能用一半就去充電呢?

      記憶效應不僅是暫時的、可以恢復的,甚至不影響放到 1.0V 的放電時間(mah),只影響放電的電壓(V)。對于一些電壓不敏感的電器來說,有記憶效應也沒有什么影響;對于電壓要求較高的電器來說,記憶效應造成的放電電壓下降現象可能令電器提前(鎳氫電池電壓放完之前)停止工作,長期用下來如果有比較明顯的記憶效應則可以通過 1-2 次深放電來恢復。

      至于廠商吹噓的“低自放電電池沒有記憶效應”一說究竟如何呢?家電 Watch 有做過一篇評測,實測 eneloop lite 也是有的,但也要反復中途充電幾十次以后才有比較明顯的記憶效應出現,且能在一次刷新之后就恢復。也有其他人做過實驗需要刷新三四次的,不過他用的是初版的 eneloop 一代,而且使用環境是數碼相機所以對電壓要求本來就高。

      深究一下,當年 eneloop 說的其實是“我們的放電電壓本來就比較高,所以低一點也沒什么”——「従來型のニッケル水素電池よりも電圧を引き上げ、メモリー効果を回避した」hhhhh

      至于保存就簡單多了,高溫會導致電池衰減,低溫可能因結露導致電極生銹,常溫放置就好;鎳氫自放電比較明顯,長期滿電也沒有問題(和鋰電池相反,欠電反而不好),所以充滿電就好。雖然長期保存也可能導致容量下降,松下卻還吹了自己一波“我們的電池充幾次就恢復了”。


      總結一下鋰電池和鎳氫電池的使用和存放要求如下:

      現實情況是絕大部分鋰電池電器都無法提供電池未充滿即停止的功能,會因為過充(對,充到 100% 就是過充)而影響壽命;反過來在鎳氫電池電池那邊只有部分低端產品無法提供電池充滿即停止的功能,會因為過充影響壽命,所以我認為差不多性能的東西,鎳氫電池的使用要求更加簡單,更加便于實際操作。

      鎳氫電池可以長期滿電存放,更適合電動牙刷、剃須刀、雙模鼠標(G700)這種平時長期插在充電器上、臨時才用一下電池的場合,以及鍵盤、遙控器這種耗電量不大的場合;鋰電池的性能更好,能量密度也更高,更加適合電動工具和手機電腦這種對性能或體積要求較高的場合。

      但是現在其他設備也更多地用起鋰電池了,真的有必要嗎?

      答案是有。

      對于大部分普通用戶來說,鋰電池意味著一定可以充電,只要插電就能繼續用,不必進行更換電池的操作,用起來更加無腦。

      對于廠家來說,鋰電池的充電電路比較簡單,判停機制不如鎳氫那么復雜,同樣是可充電電器,使用鋰電更有利于降低設計和制造成本;鋰電能量密度較高,能夠達到相對比較好看的續航時間,反過來鎳氫不僅本身能量密度低,如果省錢不做充電電路還會增加用戶對于換電池頻度的反感,除非電器本身耗電量就低,否則 spec 太難看。最后,現在用 18650、14500 之類工業標準電池的鋰電池電器已經越來越少,電器設計上也趨向于沒有可開啟的電池倉(節約成本),用鋰電池可以加快計劃報廢速度。

      但是對我這樣希望哪怕麻煩一點也把電器用得更久的用戶來說,鋰電池顯然不是什么好東西。

      就拿剛剛說的鍵盤鼠標為例,最近把辦公鍵盤換了無線,發現一票鍵盤制造商只有 FILCO、ikbc 和高斯三家提供了可以安裝干電池的 CHERRY 軸 104 鍵盤,其他諸如 Akko、凱酷、RK、IQUNIX、阿米洛之流全是鋰電被我直接排除,最后選了 ikbc 的 2.4G 無線;無線鼠標我只買干電池的 G 系列比如 G602、G603,最近 G604 也發布了,想買。羅技的 PowerPlay 系統其實很適合使用鎳氫電池——設備長期放在充電器上,偶爾拿下來用,這種環境用鋰電損耗非常大,但是羅技依然用了鋰電并做了 90% 的電量限制,在我看來 90% 是遠遠不夠的。

      去你的 G502 Lightspeed,G604 才是無線鼠標的無冕之王。

      相關文章

      玩具5號充電電池推薦:錢多松下愛樂普,性價比倍特力

      04月04日

      常用電池類型:堿性電池、碳性電池、充電電池,區別和購買指南

      05月06日

      因特智能鎖斬獲智能鎖行業"產品科技創新""領導力品牌"等三大獎項

      07月09日

      索尼可穿戴空調上市,采用芯片制冷技術

      07月02日