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笔记本电脑电池为啥越用容量越小?

2022-03-18 14:14:01来源:电子工程世界

这个问题正好撞到我的枪口上了,就好好掰扯掰扯。我尽量不把这事儿说成学术讲座,但还是要了解几个概念

锂离子电池,每经历一次充放电,都会损失一点容量。一般现在锂电池循环次数在1500-2000次。下图就是一个文献里面提到的,a图是不同老化阶段的电压曲线,b图是可用的容量,也叫健康状态。1是新电池,0是完全报废的。散实际上用到80%SOH就几乎不能用了(电动汽车电池报废指标)。因为随着老化,电池容量衰减,内阻增大。前者导致可用的电量不足,用户体验就是用不多久就要充电,充电一次也用不了多久。后者则导致使用时电池发热。

那这个老化能不能避免呢? 答案是否定的。换句话说,不论什么牌子的手机电池或者笔记本电脑电池,都存在老化和容量衰退。这个衰退速度跟使用有关,这是一个经验公式:

容量的损失与温度T和Ah(安时吞吐)有关,温度越高,老化越快,经历的电量的累积充放越多,老化越大。

随着电池老化,内阻越来越大,用着越来越热,那么热又加速老化,就是一个恶性循环。

不管是哪种形式的,都是串联构成的(很少有并联的)

既然是串联的,就不可避免的存在电池的不一致,包括内阻、开路电压和容量等不一致,刚开始出厂的时候,都经过筛选,不一致不明显。但使用时间长了,就有木桶效应。

总有一个电池短板,制约其他电池,比如有一个容量低,放一会儿就没了,那么其他电池有电也没用,锂电池不允许过放电;假如有一个电池容量最高,充一会儿就充满了,那么其他电池没充满,也不能继续充电,锂电池不允许过充电。所有,电池组就由这两个电池单体决定了可以使用的电量。

回到笔记本电池这个话题,有一种可能是电池组的不一致导致可用的电量减少了,出现充电一会儿就满,放电一会儿就没的情况。这样的话电池组可用的使用寿命远远低于单体。

那有人会问,电池管理系统是干什么用的,其实BMS的作用就是监控电池状态,不让它过充电和过放电,就相当于医生只能告诉现在人的寿命和健康情况,但不能延长生命一样。

目前也有BMS里面带均衡的,但是大部分都是电阻放电均衡,均衡能力有限,一般都是针对小容量电池的,2-5Ah的。

总结一下,笔记本用了几年出现续航减退是正常的,但也有个度。如果管理得当,能跟单体老化速度持平,那就是成功的管理。如果使用寿命低于单体的,那就是管理上面出了问题,有可能是SOC估计不准确导致过充电或者过放电,也可能是不一致导致的木桶效应。老化那个无法恢复了,电量不均衡这个可以用均衡的方式改善一点,但也能力有限。

多说一句,锂电池还有日历老化,放在那不用它也老化,就是很慢而已,几个月甚至1-2年衰退3%-5%左右。

关键词: 笔记本电脑 电池容量

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