Si se desconecta el electrodo de la batería de litio de un teléfono móvil: ¿explotará?
¿Cómo mantener correctamente la batería de litio de nuestra máquina favorita? Este problema ha estado afectando a muchos usuarios leales de teléfonos móviles, incluido yo. Después de consultar cierta información, recientemente tuve la oportunidad de consultar con un candidato a doctorado en electroquímica y el subdirector de un conocido instituto de investigación de baterías domésticas. Ahora escribiré algunos conocimientos y experiencias relevantes que he adquirido recientemente para beneficio de todos los lectores.
El material del electrodo positivo de las baterías de iones de litio suele estar compuesto por compuestos activos de litio, y el electrodo negativo es carbono con una estructura molecular especial. El componente principal del material del cátodo común es LiCoO2. Cuando se carga, el potencial aplicado a los dos polos de la batería obliga al compuesto del cátodo a liberar iones de litio y las moléculas incrustadas en el cátodo se organizan en una estructura laminar. carbón. Durante la descarga, los iones de litio precipitan del carbono en la estructura laminar y se recombinan con el compuesto del electrodo positivo. El movimiento de los iones de litio crea una corriente eléctrica.
Aunque el principio de la reacción química es muy simple, en la producción industrial real, hay muchas más cuestiones prácticas que deben considerarse:
El material del electrodo positivo requiere aditivos para mantener cargas y descargas múltiples Para mejorar la actividad, el material del electrodo negativo debe diseñarse a nivel de estructura molecular para acomodar más iones de litio llenos entre los electrodos positivo y negativo, además de mantener la estabilidad, también necesita; Tiene buena conductividad. Reduce la resistencia interna de la batería.
Aunque las baterías de iones de litio rara vez tienen el efecto memoria de las baterías de níquel-cadmio, el principio del efecto memoria es la cristalización, y esta reacción casi no ocurre en las baterías de litio.
Sin embargo, la capacidad de las baterías de iones de litio seguirá disminuyendo después de cargas y descargas repetidas. Las razones son complejas y variadas. La razón principal es el cambio de los propios materiales de los electrodos positivos y negativos. Desde un nivel molecular, la estructura hueca que aloja los iones de litio en los electrodos positivos y negativos colapsará gradualmente y se bloqueará desde un punto de vista químico; Pasivación activa de los materiales de los electrodos positivos y negativos, se producen reacciones secundarias para formar otros compuestos estables. Físicamente, también habrá un desprendimiento gradual del material del electrodo positivo, lo que en última instancia reduce la cantidad de iones de litio en la batería que pueden moverse libremente durante la carga y descarga.
La sobrecarga y la sobredescarga causarán daños permanentes a los electrodos positivos y negativos de las baterías de iones de litio. Desde un nivel molecular, se puede entender intuitivamente
la sobrecarga. causar carbono del electrodo negativo La liberación excesiva de iones de litio hará que la estructura laminar colapse. La sobrecarga forzará a demasiados iones de litio a entrar en la estructura de carbono negativo, lo que hará que algunos de los iones de litio ya no puedan liberarse. Por este motivo, las baterías de iones de litio suelen estar equipadas con circuitos de control de carga y descarga.
Las temperaturas inadecuadas desencadenarán otras reacciones químicas dentro de la batería de iones de litio para producir compuestos que no queremos ver. Por tanto,
hay muchos problemas entre los electrodos positivo y negativo. de baterías de iones de litio hay un separador protector de control de temperatura o un aditivo de electrolito entre ellas. Cuando la temperatura de la batería aumenta a un cierto nivel, los poros de la membrana compuesta se cierran o el electrolito se desnaturaliza, y la resistencia interna de la batería aumenta hasta que se rompe el circuito y la batería ya no se calienta, asegurando la temperatura de carga de la batería. normal.
¿Puede la carga y descarga profunda aumentar la capacidad real de las baterías de iones de litio? Los expertos me dijeron inequívocamente que esto no tenía sentido.
Incluso dijeron que la llamada "activación" de carga y descarga completa durante las tres primeras veces de uso estaba más allá del conocimiento de sus dos médicos y no podían entender por qué era necesario.
. Sin embargo, ¿por qué muchas personas cambian la capacidad indicada en la Información de la batería después de una carga profunda? Esto se mencionará más adelante.
Las baterías de iones de litio generalmente cuentan con chips de gestión y chips de control de carga. Hay una serie de registros en el chip de gestión, que almacenan valores como capacidad, temperatura, ID, estado de carga y número de descargas. Estos valores cambiarán gradualmente durante el uso. Personalmente, creo que la función principal de las instrucciones del manual de instrucciones, "Se debe cargar y descargar completamente una vez al mes aproximadamente", es corregir los valores incorrectos. en estos registros, lo que hace que el control de carga de la batería y la capacidad nominal coincidan con las condiciones reales de la batería.
El chip de control de carga controla principalmente el proceso de carga de la batería.
El proceso de carga de las baterías de iones de litio se divide en dos etapas, la etapa de carga rápida de corriente constante (cuando la luz indicadora de la batería es amarilla) y la etapa de disminución de corriente y voltaje constante (cuando la luz indicadora de la batería parpadea en verde. Carga rápida de corriente constante
En la
etapa, el voltaje de la batería aumenta gradualmente hasta el voltaje estándar de la batería y luego cambia a la etapa de voltaje constante bajo el chip de control. El voltaje ya no aumenta
para garantizar que no se sobrecargue, la corriente se debilita gradualmente a 0 a medida que aumenta la energía de la batería y finalmente se completa la carga.
El chip de estadísticas de energía puede muestrear y calcular la energía de la batería. registrando la curva de descarga (voltaje, corriente, tiempo). p>
Es el valor wh que leemos en la Información de la batería Después de que la batería de iones de litio se usa varias veces, la curva de descarga. >cambiará si el chip nunca tiene la oportunidad de volver a leerlo. Si se obtiene una curva de descarga completa, la potencia calculada es inexacta, por lo que debemos realizar una carga y descarga profunda para calibrar el chip de la batería. p>Finalmente, mantengo la batería. Mi opinión es:
1. No es necesario asegurarse deliberadamente de que esté completamente descargada y recargada cada vez.
2. Un profundo; La carga y descarga bajo el control del circuito de protección se puede realizar de vez en cuando para corregir las estadísticas de energía de la batería, pero esto no aumentará la capacidad real de su batería.
3. Baterías que no han sido cargadas. utilizado durante mucho tiempo debe colocarse en un lugar fresco para debilitar su pasivación interna.
4. El circuito de protección tampoco puede controlar la autodescarga de la batería. no se han utilizado durante mucho tiempo deben cargarse con una cierta cantidad de energía para evitar que la batería se descargue automáticamente durante el almacenamiento.
Una descarga excesiva provoca daños.
De hecho. , no hay mucho a lo que prestar atención cuando se usa la batería. En otras palabras, no es muy útil considerar cuántas veces se puede usar una batería.
Quizás la diferencia venga más de las diferencias individuales. en la propia fabricación de la batería que en el método de uso Elegir una marca de teléfono móvil con buena reputación es sin duda una de las garantías de una mayor duración de la batería en el futuro
como la mayoría de productos electrónicos actuales, como las cámaras digitales. , teléfonos móviles, computadoras portátiles, etc., usan baterías de litio, el autor explicará brevemente los principios de este tipo de batería, que se usan actualmente en las computadoras portátiles convencionales. La batería más utilizada es la batería de iones de litio (Li-ion). La razón es que la batería de litio (Li) es más peligrosa cuando se usa. Todos sabemos que el litio es un elemento metálico relativamente activo y no es seguro cuando se usa. A menudo se producen quemaduras y explosiones durante la carga. Li-ion) contiene ingredientes que pueden inhibir la actividad de los elementos de litio. Es una alternativa a las baterías de litio. Su ánodo utiliza un electrodo de carbono que puede absorber iones de litio. Cuando se descarga, el litio se convierte en iones de litio y sale del ánodo de la batería. , y llega al cátodo de la batería de iones de litio. Cuando se carga, los átomos de litio en el cátodo se ionizan en iones de litio y electrones, y los iones de litio se mueven hacia el ánodo y se combinan con los electrones para formar átomos de litio. Durante la descarga, los átomos de litio se ionizan desde la superficie del ánodo en el cristal de grafito en iones de litio y electrones, y los átomos de litio se sintetizan en el cátodo. Por lo tanto, el litio de esta batería siempre aparecerá en forma de iones de litio y no en forma de litio metálico. Por supuesto, no habrá peligros como quemaduras o explosiones. Los iones de litio se mueven entre el ánodo y el cátodo sin cambiar el electrodo. Ésta es la diferencia esencial entre las baterías de iones de litio y las baterías de litio. Como resultado, las baterías de litio son verdaderamente seguras, eficientes y convenientes, y también se eliminan las baterías de litio viejas. La forma de distinguirlas también es bastante sencilla: puedes identificarlas por la etiqueta de la batería. La batería de litio tiene la etiqueta Li, mientras que la batería de iones de litio es Li-ion. Ahora, las llamadas baterías de litio utilizadas en portátiles y teléfonos móviles son en realidad baterías de iones de litio.
Las baterías de iones de litio tienen ventajas que otras baterías no pueden igualar: alto voltaje de funcionamiento; tamaño pequeño, peso ligero, alta energía; rango de temperatura amplio permitido, sin efecto memoria; Sin contaminación ambiental, etc., estos determinan su estado general en las baterías de portátiles.
Por supuesto, las baterías de iones de litio también tienen sus propias desventajas, que son el alto precio, la incapacidad de cargarse rápidamente incluso con pocos tiempos de carga, la falta de intercambiabilidad con baterías secas, grandes cambios en el voltaje de funcionamiento y la alta tasa de descarga. y rápida disminución de la capacidad. Incapaz de descargar una gran corriente.
Por lo tanto, no es posible encontrar una solución perfecta para las baterías actuales, incluso si las baterías de iones de litio solo pueden hacerlo relativamente, algunas de sus ventajas inherentes son más propicias para la movilidad.
En cuanto al uso de las baterías de litio, hablemos brevemente de tres aspectos:
En primer lugar, las baterías de litio no necesitan cargarse durante un tiempo extraordinario para activarse, y puedes No lo hagas. El circuito de carga está inherentemente protegido, es inútil enchufarlo
En segundo lugar, la activación de las baterías de litio (en realidad la corrección de la curva de carga) generalmente ocurre cuando se usa para el. La primera vez, no se utiliza durante mucho tiempo o después de una carga y uso frecuentes durante un período de tiempo. El método consiste en cargar y descargar completamente una vez, y luego la batería se puede cargar inmediatamente. para volver a cargarse y descargarse por completo
Finalmente, la vida útil de la batería de litio se refleja principalmente en la carga. En términos de ciclo de descarga, este ciclo es un concepto absoluto, por ejemplo, si usaste el 30%. de la energía la última vez y la cargó completamente, y la próxima vez que usó el 70% de la energía y la cargó completamente nuevamente, esto es exactamente un ciclo de carga, no dos, por lo que aquellos jugadores a quienes les gusta gastar la batería antes de recargarla. pueden hacer sus propios cálculos. Al hacerlo, se acelera el final de la vida útil de la batería.
Lea el texto completo para obtener una introducción detallada y una descripción de la imagen. . .
Explica el ciclo de carga:
Fuente de algunos malentendidos
Recarga la batería cada vez que se agota. Esta proviene de la antigua batería NICD. Esta es de Níquel Cadmio. Las baterías tienen un efecto de memoria. Si la batería no está agotada, la batería se cargará cada vez menos a medida que aumenta el número de usos.
Las baterías NIMH posteriores en realidad no tienen un efecto de memoria obvio, pero aún necesitan ser frecuentes y. carga y descarga exhaustivas para mantener su visualización de energía normal. Este es el principio por el cual algunos cargadores japoneses de hidruro metálico de níquel proporcionan la función de actualización.
Las baterías de litio básicamente no tienen efecto de memoria y, por supuesto, se usan para un uso prolongado. Durante mucho tiempo, la curva de carga final seguirá siendo ligeramente inexacta. Apple proporciona un ical simple para solicitarle que realice correcciones de carga y descarga de la batería con regularidad, pero no es necesario que la frecuencia sea muy alta.
En cuanto a la activación, la batería de litio que acaba de salir de fábrica necesita ser utilizada varias veces para alcanzar su mejor estado. Esto es cierto, pero una activación durante más de 10 horas es absolutamente innecesaria (y sin sentido). Los circuitos de carga actuales consideran la comodidad de los usuarios. Cuando la batería está llena, el circuito de carga se cortará automáticamente para que puedas dormir tranquilo sin importar si está enchufado o no. Cuando se trata de cargar el hábito de más de 10 horas, esto todavía tiene que comenzar con el modo de carga lenta de las baterías nicd o nimh antiguas. Debido al diseño inverso del circuito de carga de la batería original, generalmente se usa para mantener el tiempo. Temperatura normal de la batería y evita daños a la batería. Es un método de carga lento con una corriente pequeña, y este circuito generalmente no tiene una función de evaluación de energía precisa, por lo que se recomienda que los usuarios carguen durante 14 a 16 horas. El error es generalmente de 2 o 3 horas. Si la corriente de carga es demasiado grande, la sobrecarga causará daños graves a la batería.
Los circuitos de carga rápida posteriores para baterías de litio actuales y nimh ya tienen una buena función de detección de energía y. Se puede utilizar una carga rápida de alta corriente tipo pulso que también puede mantener la batería dentro del rango de temperatura normal. Cuando la batería está casi llena, para evitar la sobrecarga, el circuito cambiará de un pulso de alta corriente a una carga lenta que se reduce gradualmente. , por lo que incluso si hay una desviación parcial en la detección de carga completa, dado que cuanto más cerca de la carga completa, menor es la corriente, la corriente de carga en el último momento ya está cerca de 0 y no hay daños a la batería. Por eso se ve que la batería de litio se carga al 80% durante 1 hora. Se puede completar, pero se necesitan 4 horas para cargar el último 20% de la batería.