从根本来了解电池老化那些事

 新闻资讯     |      2018-11-14 13:37
  【电池的原理】
 
  电池这个玩意儿已经不是什么新科技了,大家认为的第一个真正意义上的电池是1800年出现的,那时候应该还是大清嘉庆年间(也就是乾隆他儿子),估计那时候绝大多数中国人还不知道电是什么。电池主要就是利用化学反应将电能储存起来的过程,经过多少年的进化,电池的性能和容量也越来越厉害。
 
  拿我们的手机来说,电池的阳极是锂离子化合物,阴极则是主要由碳组成的。充电的时候,锂离子在外界电压的作用下从阳极运动到阴极,在使用的时候,电子又从阴极转移去了阳极,这样为电子设备提供能量。
 
  锂离子电池重量轻,体积小并且电池容量大,环境适应能力比较强,在-20℃到60℃下都可以正常使用(据说经过工艺改进已经可以达到-45℃)。同时没有镍氢电池的记忆效应,随用随充,没有复杂的充电过程,使用更加方便。也正由于这些优点,让锂电池成为目前最适合数码电子产品的电池。
 

 
  【锂电池的使用条件】
 
  如此高能量密度的锂电池,它的使用要非常小心。稍有不慎,轻则影响寿命,重则可能爆炸起火,例如三星的电池门。在所有的使用条件中,电压和温度是两个最重要的相关条件。
 
  <高电压和低电压>
 
  锂离子电池的电压,有开路电压和工作电压,这里不再细述。开路电压通常被定义为3.7V,但是全新的电池充饱后,能够达到4.2V;锂电池在达到3.4V后就可以说没电了,实际上3.0V才真正被称作完全没电。高于4.2V和低于3.4V都会对锂电池寿命产生影响。高于4.2V被称为过充,会对电池寿命产生不可逆影响,严重的会造成thermal runaway(热失控),可能引起涨泡、漏液、起火爆炸等。低于2.0V被成为过放,会严重影响电池寿命。
 

 
  <高低温度>
 
  低温造成电池单元Cell电解液凝滞内阻降低,并可能在阴极形成锂凝结,不可逆的影响电池寿命。高温则可能引发爆炸等。十分危险。
 

 
  【能量密度】
 
  锂电池容量的单位一般为“mAh”(毫安时)或“Ah”(安时),在使用时又有额定容量和实际容量的区别。能量密度,指的是单位体积或单位重量的电池,能够存储和释放的电量,其单位有两种:Wh/kg,Wh/L,分别代表重量比能量和体积比能量。在应用的时候,能量密度这个指标比容量更具有指标意义。容量不够,做大一点即可,而能量密度的提高则需要技术的进步。
 

 
  【电池老化】
 
  万物都有其寿命,伴随着电池的也有电池老化的问题,苹果这一次风波的诱因官方说法就是电池老化。那么电池为什么会出现老化的问题呢?这也要从电池的原理说起。
 
  归根结底,电池在工作的时候,内部就是在一直进行着充电或者放电的化学反应,在化学反应过程中,不可避免的就会有消耗。有美国的研究表明,电池使用的过程中,陆续的会有锂离子被“锁住”,这样电池的容量就会慢慢变小。同时,电池中锂离子的通路逐渐会被障碍物堵塞,这也会让电池的性能和稳定性有所下降。
 
  对电池更大的威胁,是其内部无数次化学反应产生的一些金属游离物质,这种金属物质会在负极上大量聚集,同时在正极上也会有少部分聚集。最终导致两极上都形成一种金属镀层,这对于电池工作是极其不利的。”
 
  通常来说,我们手机中的锂离子电池可以在五六百次的充放电之后还有80%以上的电池容量,一次充放电就是值得一次从100%用光到0%再充满,这是一次循环。所以,以我们一般一天一充的使用频率,大概两年左右电池就会老化大概20%。