正确使用笔记本电池的几点建议

    随着笔记本电脑价格不断下降，前几年还高不可攀的笔记本电脑也大量进入了寻常百姓家。相对于我们熟悉的台式电脑，笔记本的主要特点就是具有移动办公的能力。而电池作为移动办公的能源支持，自然特别得到重视。和其他硬件有所不同的是：使用、养护是否正确对电池的寿命有很大影响。我们爱机的锂离子电池究竟要如何保养才算正确？这个问题一直困扰着很多笔记本电脑用户。

    目前，市场上销售的笔记本电脑几乎都采用锂离子电池（Li-ion）。『镍铬电池（Ni-cd）、镍氢电池（Ni-MH）因为记忆效应已经被淘汰；燃料电池仍在实验中。』所以本文以讨论锂离子电池的使用为主。

    让我们先来看看锂离子电池充放电原理：

    锂离子电池的正极材料通常有锂的活性化合物组成，负极则是特殊分子结构的碳。常见的正极材料主要成分为LiCoO2，充电时，加在电池两极的电势迫使正极的化合物释出锂离子，嵌入负极分子排列呈片层结构的碳中。放电时，锂离子则从片层结构的碳中析出，重新和正极的化合物结合。锂离子的移动产生了电流。化学反应原理虽然很简单，然而在实际的工业生产中，需要考虑的实际问题要多得多：正极的材料需要添加剂来保持多次充放的活性，负极的材料需要在分子结构级去设计以容纳更多的锂离子；填充在正负极之间的电解液，除了保持稳定，还需要具有良好导电性，减小电池内阻。

    虽然锂离子电池很少有镍镉电池的记忆效应，记忆效应的原理是结晶化，在锂电池中几乎不会产生这种反应。但是，锂离子电池在多次充放后容量仍然会下降，其原因是复杂而多样的。主要是正负极材料本身的变化，从分子层面来看，正负极上容纳锂离子的空穴结构会逐渐塌陷、堵塞；从化学角度来看，是正负极材料活性钝化，出现副反应生成稳定的其他化合物。物理上还会出现正极材料逐渐剥落等情况，总之最终降低了电池中可以自由在充放电过程中移动的锂离子数目。过度充电和过度放电，将对锂离子电池的正负极造成永久的损坏，从分子层面看，可以直观的理解，过度放电将导致负极碳过度释出锂离子而使得其片层结构出现塌陷，过度充电将把太多的锂离子硬塞进负极碳结构里去，而使得其中一些锂离子再也无法释放出来。这也是锂离子电池为什么通常配有充放电的控制电路的原因。不适合的温度，将引发锂离子电池内部其他化学反应生成我们不希望看到的化合物，所以在不少的锂离子电池正负极之间设有保护性的温控隔膜或电解质添加剂。在电池升温到一定的情况下，复合膜膜孔闭合或电解质变性，电池内阻增大直到断路，电池不再升温，确保电池充电温度正常。

    深充放并不能提升锂离子电池的实际容量，然而为什么很多人深充放以后Battery Information里标示容量会发生改变呢?

    笔记本电脑用锂离子电池一般都带有管理芯片和充电控制芯片。其中管理芯片中有一系列的寄存器，存有容量、温度、ID、充电状态、放电次数等数值。这些数值在使用中会逐渐变化。我个人认为，在笔记本电脑的使用说明中的“使用一个月后应该全充放一次”的做法主要的作用应该就是修正这些寄存器里不当的值，使得电池的充电控制和标称容量吻合电池的实际情况。充电控制芯片主要控制电池的充电过程。锂离子电池的充电过程分为两个阶段，恒流快充阶段(电池指示灯呈黄色时)和恒压电流递减阶段(电池指示灯呈绿色闪烁。恒流快充阶段，电池电压逐步升高到电池的标准电压，随后在控制芯片下转入恒压阶段，电压不再升高以确保不会过充，电流则随着电池电量的上升逐步减弱到0，而最终完成充电。电量统计芯片通过记录放电曲线(电压，电流，时间)可以抽样计算出电池的电量，这就是我们在Battery Information里读到的wh.值。而锂离子电池在多次使用后，放电曲线是会改变的，如果芯片一直没有机会再次读出完整的一个放电曲线，其计算出来的电量也就是不准确的。所以我们需要深充放来校准电池的芯片。

　　
    关于笔记本锂电池使用的几点建议：

    一：使用过程中不用刻意要求充电到100%，或用到完全没电而自动关机这样的维护方式。

    正确的方法是用到20%左右就开始充电，充电98%左右就可以停止充电。
如果机器有电源校正程序的话可以在感觉电量明显减少时，校正一次，让保护电路充分发挥作用。

    对于早期的笔记本电池（镍氢Ni-MH或镍镉Ni-Cd），的确需要完全充放电，以维持良好的电池容量，可是对于锂电池，没有必要反而有可能损伤电池。

    说锂电池没有记忆效应，其实不完全正确。只是锂电的记忆效应很小而已。锂电池的材料对于温度，使用频繁程度等等条件非常敏感。当电池使用一段时间之后会出现一些老化的现象，最直观的表现为使用时间减少。自然的损耗是一个重要的原因，维护不当是另一个重要原因。一个设计良好的锂电池会有一个很好的保护电路防止过度的充放电。因为过度的充放电会急速的消减电池活性。因为保护电路的作用，用户反复多次地完全充放电，其实根本达不到过“完全”的程度。这样做没有意义。

    有些时候WINDOWS下显示电池容量还有20%，可以使用30分钟，可是没过多久，突然机器就自动关机了，这是因为电池已经老化，电池保护电路已经不能很好的监测电池真正的容量。因为在正常的电池损耗下，保护电路原有的参数已不能很好地反映电池的实际情况了，所以前面说的电源校正程序就是用来修正保护电路的基准参数，以准确地反映电池实际容量。但这种校正过程往往会需要两到三次的完全充放电，而正如前文所说，完全充放电会降低电池活性，所以不能频繁使用。

    二、第一次使用电池时，先将它充满后，就可以正常使用。

    有的说法会建议用户在第一次使用前进行至少三次的完全充放电，以激活电池，然后再使用。其实是不必要的。原因其实在上文中已说明，由于保护电路的存在，用户根本不可能进行真正意义上的完全充放电。而电池在出厂前早已激活，只是长时间没有使用，可能电量不足，因此在第一次使用前，一般接上外接电源使用，给电池充电，之后就可以正常使用了。

    三、用外接电源时，不需要将电池取下。

    有的说法建议用户在使用外接电源时，取下电池，这其实也没有意义。仍然是由于保护电路的存在，电池放在笔记本中，即使不用，也不会过充。

    四、电池一般都对温度敏感，过热的环境都会加快电池内部自身钝化反应，而过冷的环境可能破坏电池内部结构。因此注意笔记本的使用环境。

    五、可以随时充电，但尽可能减少充放电次数。一般电池寿命在300-500次充放之间。

    六、保护电路也无力监控电池的自放电，长期不用的电池，应定期充入一定的电量以防电池在存贮中自放电过量导致过度放电的损坏，推荐充入50%左右的电量。

    总结：一个电池能使用多少次，差别同样也来自电池本身制造中的个体差异。选择具有良好口碑的笔记本电脑品牌，无疑是日后电池使用长寿命的保障之一。而良好和正确的使用，是您爱机电池延年益寿的重要保证。

『编者注：本文内提到的Battery Information系IBM ThinkPad的电池管理软件，其他厂商的同类管理软件均类似』