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[Q&A問答] [教學] 手機充電知識1-鋰電池保護IC介紹_以下手機充放電問題解答

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midaschen
發表於 2014-3-6 19:44:29 |顯示全部樓層
本帖最後由 midaschen 於 2014-3-7 00:28 編輯

轉貼文:  感謝原作者讓轉貼!

[教學]手機充電知識1-鋰電池保護IC介紹_以下手機充放電問題解答

第一講:鋰電池介紹

簡單介紹鋰電池,鋰電池不同於傳統電池,是一個具有"高密度"
"高能量"的儲能電池,外觀有分為18650筒狀電池及平片狀的Polymer電池
基本成分為 鋰化合物、石墨,有機電解液等等,因配方濃度不同,電池特性也不同
,也因為這是高能量應用,加上有機電解液,所以容易造成爆炸的危險,故
"鋰電池保護IC"就相當重要


上圖為18650鋰電池 (舊型NOTE BOOK )

上圖為平片狀的Polymer電池(平板 手機 薄型筆電用的)

在有鋰電池使用的3C家電,一定都會有保護功能的PCB設計,主要零件:保護IC+2個FET開關,作為過充或過放保護功能。

過充保護:鋰電池在充電時候都會額定電壓(大多是4.2V)為保護電池不要超過4.2,我們都在IC上做為一個防止過充的保護功能,只要充電太久達到4.2V,IC就會停止充電,以免發生一直充電,讓電池的內部化學出現異常,導致內短路,就可能爆炸。

過放保護:是因為電池低於額定電壓(大多是2.8V或3V)容易造成電池永久失效,也就是壞了,正常的過放,就算是放到失效,也是不會有爆炸危險,頂多是電池壞了,但是有IC保護功能,也會避免使用者過量的放電(使用),就如此進行保護。

過溫保護:鋰電池在放電時候溫度會大量上升,比充電時候溫度更高,所以有些比較高級的產品,也會加入過溫保護功能,也許有些人不當使用始手機大量放電,或長時間放電,產生大量熱,這樣也容易造成電池內化學變化異常,有爆炸危險。

鋰電池相關資訊為額定過充電壓,額定過放電壓,電容量,充放電C數
額定過充電壓:通常為4.2V
額定過放電壓:通常為3V
電容量:為 XXXX mAh(EX: 3000mAh 此為Z1規格)
充放電C數轉換: 電容量*C數=安培  (EX:0.5C * 3000mAh = 1500mA) 通常電池為0.5C充放電,以Z1來說也就是不大於1500mA充放電是最好的
額定飽電電流:通常為100~200mA


以下實驗為鋰電池特性 沒有加上IC保護板 用LEARNING控制充放電電壓電流



圖一為電池充放電及休息時候電壓變化圖

圖二為電池充電及休息時候電壓變化圖,電池充飽到4.2V進入休息時候,電壓會正常回彈到4.1V左右。

圖三是電池充電及休息時候電流變化圖,電池從一開始用定電流充電,到快飽電時候,電流量會開始轉成定電壓充電,電流會越小,直到額定飽電電流,所以感覺充飽電西要很久時間,從99%到100%感覺需要比較久時間也是如此,電池的特性再快充飽,電流量會越來越小(大約在7500S~8250S時間時後可以看出)。

圖四是電池放電及休息時候電壓變化圖,電池大約在3.4V左右會快速的放電,直到進入過放或是電量為0時候就不再放電,此時休息電池電壓也會回彈,也故如此手機自動關機,但還是可以打開,但通常幾秒又關機,也是如此。

圖五是電池放電及休息時候電壓變化圖,電池放電電流是很穩定的放電。


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Q:新手機拿到需要充多久
A:鋰電池的手機可以打開充電,到100%就可以使用,不需要堅持到6~8小時,雖然手機也有保護IC,不會過充問題或是爆炸,但也要有正確知識,傳統式的鎳氫電池手機才需要6~8小時(避免記憶性),鋰電池的不需要。

Q:為何我的手機發燙
A:手機電池都坐在背蓋上,在充放時候,溫度都會高,尤其是放電,錯誤的迷思大家會認為手上摸到的是CPU溫度,其實是電池充放電時候的溫度,其中放電最明顯,因為被蓋下就是電池,故比較容易熱的手機不一定就效能差(也許他的CPU根本不容易發熱)只是他的電池容易發熱,或是機構設計不好導致於我們使用中會覺得很熱。

Q:何時手機充電最好:
A:鋰電池沒有所謂"容量記憶性"問題,所以只要正常使用都可以充電,但最好的是在5%就要充電,千萬不要在低或是沒電自動關機,為了避免手機瞬間大電流放電,保護IC設計不良,造成過放保護功能失效,手機電池就會壞了,如果長期不用,也不需要放空,那些需要放空的都是"鎳氫電池"有記憶性的電池特性,鋰電池就不需要如此了。

Q:為何手機快沒電時候,電量顯示會快速沒電
A:電量的顯示是線性的下降,但是電池的放電曲線並不是,電池在放電快沒電時候會快速放到3V或是保護IC設定的範圍,所以這是正常的

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轉自  APK/TW  







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midaschen
發表於 2014-3-6 19:45:12 |顯示全部樓層

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歪樓特攻隊(沉默的艦隊)

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發表於 2014-3-6 20:13:26 |顯示全部樓層
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發表於 2014-3-6 23:10:29 |顯示全部樓層
謝謝分享。

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發表於 2014-3-6 23:26:33 |顯示全部樓層
Q3應該要更正,最好不要低於15-20%就充電,5%太低了,會加速電池老化

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midaschen
發表於 2014-3-7 00:18:15 |顯示全部樓層
雲海 發表於 2014-3-6 23:26
Q3應該要更正,最好不要低於15-20%就充電,5%太低了,會加速電池老化

電池老化應該是與充電次數有關!

通常3.0V~4.2V 算充電一次

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發表於 2014-3-7 00:24:24 |顯示全部樓層
midaschen 發表於 2014-3-7 00:18
電池老化應該是與充電次數有關!

通常3.0V~4.2V 算充電一次

某些手機5%有機會低過2.5V,等同過放,所以會傷電池
所以個人不太建議低於15%還不充電

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國中

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發表於 2014-3-7 01:10:05 來自手機 |顯示全部樓層
好文,基本知識,很多人包括店員都不知道

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大二

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發表於 2014-3-7 07:26:46 |顯示全部樓層
我看我同事沒事就插著充電器
也沒聽到他電池壞的問題
感謝分享
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