怎样给电池充电-卡特启动蓄电池

在许多方面，一块电池的行为就像一个人。它感受到给予的好意，并酬报以关爱。好像电池是有爱情的，并对所赐予的仁慈做出回应。可是，有任何抚育孩子的父母都知道，总会有一些破例；而且所给予的大方或许并不总是能获得预期的酬报。

要成为一个好的电池管理人，你有必要了解电池的根本需求，这在学校是不教的。本节将教授电池新时应怎样做，怎样给它供给正确的“食物”，以及在将电池组暂时寄存时应怎样操作。第七章还探讨了在乘飞机旅行时带着电池的捆绑以及在电池运用寿数完毕后怎样处理它们。

就像人的预期寿数在出生时无法猜测相同，咱们也不能给电池贴上日期标签。有些电池包能够活到高龄，而另一些则会早逝。不正确的充电、恶劣的放电负载和暴露在高温下是电池的最坏敌人。尽管有一些办法能够保护电池，但志向状况并不总是能够完成的。本章评论了怎样从咱们的电池中获得最大的功用。

新电池的初始化
并非全部新充电电池都能在刚购买时抵达额定容量，它们需求进行格式化。尽管这适用于大多数电池系统，但锂离子电池的制造商们却有不同的观念。他们说锂离子电池一出生就已准备好，不需求初始化。尽管这或许是真的，但用户陈述在长期寄存后进行充放电循环会有一些容量前进。

“格式化和预充电有什么区别？”人们问道。两者都涉及未优化的容量，能够经过循环来改善。格式化是电池在循环进程中自然发生的制造进程的完毕。一个典型的比如是铅和镍基电池，它们在运用中会跟着运用而改善，直到彻底格式化。另一方面，预充电是一种在运用中或长期寄存后用于改善电池功用的服务性调度循环。预充电首要与镍基电池有关。

铅酸
铅酸电池的格式化是经过施加充电，然后进行放电和再充电来完毕的。这在工厂完毕，而且在常规运用中在野外完毕。专家主张，不要在一开始就对新电池进行重型放电，而是逐步经过中等放电来运用它，就像运动员为举重或长距离跑练习相同。可是，这或许在车辆中的主张电池和其他用途中无法完成。铅酸一般在50到100次循环后抵达全部容量潜力。图1说明晰铅酸的寿数。

铅酸电池的寿数

图1：铅酸电池的寿数
新的铅酸电池或许无法当即抵达彻底格式化，而且只需在履历50次或更多的循环后才华抵达最佳功用。格式化在运用进程中完毕；不主张进行人为的循环，因为这会无必要地磨损电池。

深循环电池在全新时约为85%，在彻底格式化后将抵达100%，或靠近满容量。有些电池在运用电池分析仪测验时最低只需65%。有人问道：“这些功用较低的电池在格式化后能否康复并与其他更强的电池相同体现？”一位有经历的电池专家标明，“这些电池会有所改善，但它们是首要出现缺点的。”

主张电池的功用在于在主张机主张时供给高负载电流，这一特性从一开始就存在，无需格式化和预充电。令许多轿车驾驶员感到惊奇的是，主张电池的容量能够降至30%，依然能够主张主张机；可是，进一步的下降或许会让驾驶员在某天早晨被困在路上。另见 BU-904: 怎样丈量容量

镍基
制造商主张，新电池和长期寄存后，对镍基电池进行16-24小时的涓流充电。这使电池单元相互习惯，并将它们充电到相同的电平。慢速充电还有助于从头分配电解液，以消除重力或许导致的隔板上的干燥区域。

镍基电池在出厂时并不总是彻底格式化的。经过正常运用或运用电池分析仪进行几次充放电循环即可完毕格式化进程。不同电池制造商所需的循环次数不同。优质电池在5-7次循环后功用符合规范，而低成本的替代品或许需求50次或更屡次循环才华抵达可接受的容量水平。

缺少格式化会导致一个问题，当用户希望新电池即能发挥全部容量时。关于用于关键任务的电池的安排，应经过放电/充电循环来验证其功用作为质量操控的一部分。主动电池分析仪的“首要”程序（Cadex）会使用所需的循环次数以抵达全容量。

骑行还能够康复镍基电池在贮存几个月后失掉的容量。贮存时刻、电池的充电状况和贮存时的温度都会影响康复的难易程度。贮存时刻越长，温度越高，康复到满容量所需的循环次数就越多。电池分析仪有助于进行初始化功用，并确保抵达所需的容量。

锂离子
一些电池用户坚持认为，锂离子电池在贮存后会在阴极上构成一个钝化层。这个层也被称为界面保护膜（IPF），听说会捆绑离子流动，添加内阻，最坏的状况下会导致锂镀层。充电和更有效地循环都能溶解这个层，一些电池用户宣称在智能手机的第2次或第三次循环后获得了额定的运行时刻，尽管添加的量很小。

科学家们对这一层的性质没有彻底理解，而宣布的有关此主题的资源很少，这些资源仅估测功用康复与循环有关，而且去除了钝化层。一些科学家直接否定IPF的存在，认为这个主意 highly speculative 而且与现有的研讨不一致。不管锂离子电池的钝化成果怎样，与镍镉电池所需的守时循环以防止容量丢掉的“回想”效应没有可比性。症状或许看起来相似，但机理是不同的。也不能将这种效应与铅酸电池的硫化效应进行比较。

一个在阳极上构成的众所周知的层是固体电解质固体电解质界面（SEI）。SEI 是一种电绝缘体，但具有满意的离子导电性，使电池能够正常作业。尽管 SEI 层会下降容量，但它也保护了电池。没有 SEI，锂离子电池或许无法拥有其现有的寿数。（参见 BU-307：电解液是怎样作业的？）

SEI层在构成进程中的一部分展开，而且制造商非常小心地进行这一进程，因为批量作业或许导致永久容量丢掉和内阻添加。该进程包含多个循环、在高温下的浮充充电和许多周的歇息期。这个构成期还供给质量操控并帮助电池匹配，一起经过丈量歇息后的电池电压来查询自放电。高自放电标明或许是制造缺点的一部分。

电解质氧化 (EO) 也发生在阴极上。这会导致永久性的容量丢掉并添加内阻。一旦构成，无法去除该层，但电解质添加剂能够减轻其影响。在高温下将 Li-ion 坚持在每个电池 4.10V 以上会促进电解质氧化。现场查询标明，热和高电压的组合对 Li-ion 的压力比恶劣的循环更严峻。

锂离子电池是一个非常清洁的系统，出厂时不需求额定的初始化，也不需求像镍基电池那样再三的保护。额定的格式化几乎没有影响，因为从一开始就能够抵达最大的容量（破例或许是在长期贮存后有细微的容量前进）。电池褪色后彻底放电不会前进容量——低容量标明寿数完毕。放电/充电或许会校准“智能”电池，但这对化学电池的功用前进帮助不大。（见BU-601：智能电池的内部作业原理。）主张对新锂离子电池充电8小时的说明已被认为是“老办法”，是以前镍电池时代的遗留问题。

不行充电锂电池
一次锂电池，如锂-硫酰氯（LTC），在贮存中获益于钝化作用。钝化作用是作为电解质、锂负极和根据碳的正极之间反应的一部分构成的薄层。（留意，一次锂电池的负极是锂，正极是石墨，这与锂离子电池相反。）

没有这层结构，大多数锂电池将无法正常作业，因为锂会导致快速的自放电和灵敏的电池劣化。电池科学家甚至说，假设没有构成氯化锂层，电池会爆炸，钝化层对电池的存在和10年的贮存才华至关重要。

温度和充电状况促进钝化层的构成。彻底充电的LTC在长期寄存后比坚持低充电状况的LTC更难去钝化。尽管LTC应该在低温下寄存，但在温暖的条件下去钝化作用更好，因为离子的热导率和迁移率的添加有助于该进程。

正告：不要对电池施加物理张力或过热。因为粗心大意的处理，爆炸导致工人严峻受伤。
钝化层会在初次向电池施加负载时引起电压推迟，图2展现了不同钝化水平的电池的电压下降和康复状况。电池A体现出最小的电压下降，而电池C需求时刻来康复。

图2：向休眠电池加载负载时的电压行为 [1]
电池A有轻度钝化，B康复时刻更长，C受影响最严峻。
设备中电流非常低时，例如用于路程收费或计量的传感器，或许会构成钝化层，导致缺点，而热会促进这种成长。这一般能够经过在电池上并联一个大电容器来解决。具有高内阻的电池依然能够为电容器充电以供给偶然的高脉冲；在 standby 时刻中，电容器被从头充电。

为了在贮存期间防止硫化，一些锂电池在运送时会装备一个36kΩ的电阻作为寄生负载。恒定的低放电电流能够防止硫化层变得太厚，但这会减少贮存寿数。据称，运用36kΩ电阻贮存两年后，电池仍可坚持90%的容量。另一种解决办法是在贮存期间联接一个设备，该设备在贮存期间施加周期性的放电脉冲。

并非全部安装在设备中并施加负载的初级锂电池都能康复。电流或许太低，无法反转钝化作用。还有一种或许的是设备将钝化电池拒绝为电量低或有缺点。经过施加受控负载，许多这些电池能够经过电池分析仪（Cadex）进行准备。然后分析仪在将电池投入现场之前验证其正常功用。

去极化的所需放电电流为1C到3C的C倍率（即额定容量的1到3倍）。施加负载时，电池电压有必要康复到3.2V；服务时刻一般为20秒。该进程能够重复，但不该超越5分钟。在1C的负载下，正常作业的电池电压应坚持在3.0V以上。降至2.7V以下是寿数完毕的标志。