Odin是個BLOG傻瓜: Odin笑談鋰電池

近年便攜設備大行其道，但便攜設備的靈魂－－電池，大家又知多少？

http://zh.wikipedia.org/zh-tw/File:Li,3.jpg

目前絕大部份的便攜設備電池組，均採用了鋰金屬作為媒體，但由於以往我們對舊式鎳鎘電池(NiCd)的印象太深，使市面充斥了不少離奇的說法（最著名的誤解，當然是電池要先放電、後充電了）。故此，Odin特意爬了不少文章，並與大家談談鋰電池的原理和使用方法，過程中Odin也盡量不說太多複雜的理論，當然啦，Odin並不是理科出身，如果區區在下有甚麼錯誤，敬請指正。

RATIONALE

我們目前經常說的"鋰電池"，其實是"鋰離子電池(Li-ion Battery)"（鋰電池其實是電芯的一類）。要了解鋰電池如何使用，我們自然要先了解鋰電池的運作。鋰（Li、Lithium）是目前我們發到最輕的金屬，它是一種十分柔軟，性能活潑的金屬。由於它很輕，所以它能生產出電量／重量比最低的電池，由於它很活潑，所以它沒有記憶效應（所以不用先放後充）。

鋰離子電池的充電過程主要依賴當中的鋰離子（Li-ion）的從正負極之間的流動：充電時，在電場的驅動下鋰離子從正極晶格中脫出，經過電解質，嵌入到負極晶格中。放電時，過程正好相反，鋰離子返回正極，電子則通過了用電器，由外電路到達正極與鋰離子複合。簡言之：鋰電子的充電、放電都要依賴鋰離子的流動，如果它跑不到時，Odin手中的電池就準備報廢了。

鋰離子的最大敵人，就是結晶化。Odin剛才說過了，鋰電池的充／放電都要透過鋰離子的活動去達至的，所以當鋰離子不曉動的時候，它就再不能充電、放電，這塊電池就準備要報廢了。甚麼東西會使鋰離子結晶化呢？包括以下三種情況：
1. 鋰離子的含電量（過度充電／放電）；
2. 時間（鋰離子太久沒有活動）；
3. 溫度（太熱／太冷會使鋰離子結晶化）。

LIFE CYCLE

即使我們知道道鋰電池靠的是鋰離子的流動，但是，我們仍然不能永遠確保它永遠流動。鋰電池每一個“充電——放電”過程，稱為一個充電循環(Charge Cycle)。鋰電池從工作開始，每個循環後的容量都會出現輕微下降，一般電池當容量下降到額定容量的60％時，即認為電池壽命結束。怎樣才算是一個充電循環呢？看看下圖：

http://www.apple.com/hk/batteries/

舉例來說，Odin可能一天用了一半的電力，然後將它的電池完全充滿。若第二天一樣用了一半電力再充電，這只能算是一次充電循環，而不是兩次，所以Odin可能花好幾天才完成一次循環。每經過一次完整的充電循環，電池的儲電量就會減少一些。無論如何，電池不會長命百歲的，總而言之－－你充電的次數愈多，你的電池就愈快玩完。通常鋰電池壽命不小於500次循環，就是指500次充電迴圈後，容量不小於額定容量的60％。（例如iPhone 3GS就宣稱在400個循環後，電池只會下降至80%左右。）

另外，儲存溫度也和容量是很重要的，我們可以看看下表：

充電電量　　　儲存溫度0℃ 　　儲存溫度25℃ 　　　儲存溫度40℃ 　　　儲存溫度60℃
40％～60％　　　2％/年　　　　　4％/年　　　　　　15％/年　　　　　　25％/年
100％　　　　　　6％/年　　　　20％/年　　　　　35％/年　　　　　　80％/6月
http://zh.wikipedia.org/wiki/%E9 ... 0%E7%94%B5%E6%B1%A0

MAINTANCE

透過了解鋰電池的原理，我們會知道：要保存鋰電池，最主要就是要防止鋰離子的結晶化！所以重點是：

1. 經常讓你的電池流動，不要怕，用吧。千萬不要把你的電池丟下不管，只有經常用你的電池，電池才能更長命。

2. 如果你經常愛把電池充個滿滿、或經常把電池丟下不管，也請每一段時間都替電池放一次電、然後滿滿的充一次電，讓鋰離子做做運動，讓以經結晶化的電池回復生氣（長期的結晶化會使鋰離子不能復元）；

3. 不要怕超充、超放。近年推出的優質電池，絕大部份都有著Bypass及MOS設計，監察電池的充電情況，以即時停止充電／放電，保護電池。所以，不要怕充電、不要怕放電。（山寨電池呢－－我就不敢保證了！所以千萬莫貪便宜，不要用廉價的劣質代用電。）

4. 記著，鋰離子電池是沒有記憶效應的，要充就充電吧，毋須強行放電－－經常進行無意義的放電動作，只會增加電池的充電循環次數的。

5. 不要迷信甚麼電池的Calibration設計－－這些Cal電的方式其實還不只是透過放電，使離子活動來激活已結晶化的離子吧？Cal電並不會明顯激活你的電池，反而會增加你的充電循環的！

6. 不把電池充滿，比把電池充滿會較易保養，所以像Samsung N120那種80%滿充的設計是很優良的（笑）。

7. 故此，如果長時間不用電池，最好就是先把電池充至50%電量，然後取下存放。太多／太少的電量會使電池更容易結晶化，而太長期的結晶化會使這使結晶不能被重新激活，這時你的電池變磚的。

8. 不要一邊充電、一邊使用電腦，這並不一定是錯的。因為電池在充電時會受熱，這會損害電池；同樣地，電池也不能受冷。請把你的電池放好，不要放在烈日下、也不要煎炒煮炸、也不要急凍雪藏（坊間有太多古怪的偏方，都不要信）。