有效延長(cháng)鋰離子電池壽命的充電和放電幾大方法

如果采用目前的電池技術(shù)，而且不增大電池尺寸，那么答案是不能。要實(shí)現最長(cháng)的工作時(shí)間，充電器必須將電池充電至容量的100%。這時(shí)電池電壓接近制造商推薦的浮動(dòng)電壓，一般為4.2V±1%。遺憾的是，將電池充電至接近這個(gè)電壓值并保持在這個(gè)電壓值會(huì )縮短電池壽命。一個(gè)辦法是選擇較低的浮動(dòng)電壓，禁止電池100%充電，但是這需要較高容量的電池才能實(shí)現同樣長(cháng)的工作時(shí)間。當然，在很多便攜式產(chǎn)品中，也許不選擇較大尺寸的電池。

采用C/10或C/x最小充電電流終止方法與采用較低浮動(dòng)電壓一樣，也可以對電池壽命有同樣的影響。浮動(dòng)電壓降低100mV，容量將降低約 15%，但是周期壽命可以延長(cháng)一倍。同時(shí)，充電電流降至20%(C/5)時(shí)終止充電周期，容量也降低15%，同樣可將周期壽命延長(cháng)一倍。

放電時(shí)典型的鋰離子電池輸出電壓

可以預料，放電時(shí)，電池電壓會(huì )緩慢下降。放電電壓曲線(xiàn)隨時(shí)間的變化取決于幾個(gè)因素，包括放電電流、電池溫度、電池老化程度和電池使用的陽(yáng)極材料類(lèi)型。目前，大多數鋰離子電池使用焦炭或石墨。每種電池的電壓曲線(xiàn)如圖6所示。使用比較廣泛的石墨材料在容量的20%和80%之間放電電壓變化不大，然后在接近結束時(shí)迅速下降，而焦炭陽(yáng)極具有比較陡的電壓斜坡和較低的2.5V截止電壓。用焦炭材料時(shí)剩余電池容量更容易確定，簡(jiǎn)單測量電池電壓就可以了。

圖6：采用不同陽(yáng)極材料的鋰離子電池放電電壓曲線(xiàn)

為了提高容量，鋰離子電池常常并聯(lián)連接。除了電池必須采用相同的化學(xué)材料、來(lái)自同一制造商和尺寸相同，沒(méi)有其他特殊要求。串聯(lián)連接的電池更需要小心，因為常常需要電池容量匹配和電池平衡電路，以確保每節電池達到相同的浮動(dòng)電壓和相同的充電水平。不建議串聯(lián)連接兩節電池(有各自的電池組保護電路)，因為容量失配可能導致一個(gè)電池達到過(guò)壓限值，從而斷開(kāi)電池連接。另外，應該從電池制造商購買(mǎi)已裝配了恰當電路的多節電池組。

本文小結

鋰離子電池的壽命由很多因素決定，其中最重要的是電池化學(xué)材料、放電深度、電池溫度和電池容量終止值。給電池充電到制造商建議的100%容量可達到制造商公布的滿(mǎn)充電/放電周期數。選擇允許充電至低于100%容量的充電器，將使需要延長(cháng)電池壽命的應用極大受益，這是通過(guò)選擇具有較低浮動(dòng)電壓或較早終止充電周期的電池充電器實(shí)現的。