3.7V鋰電池使用中電量與電壓關係
保護措施 鋰電池芯過充到電壓高於 4.2V 後,會開始產生副作用。過充電壓愈高,危險性也跟著愈高。鋰電芯電壓 高於 4.2V 後, 正極材料內剩下的鋰原子數量不到一半, 此時儲存格常會垮掉, 讓電池容量產生永久性的下降。 如果繼續充電,由於負極的儲存格已經裝滿了鋰原子,後續的鋰金屬會堆積於負極材料表面。這些鋰原子會 由負極表面往鋰離子來的方向長出樹枝狀結晶。這些鋰金屬結晶會穿過隔膜紙,使正負極短路。有時在短路 發生前電池就先爆炸,這是因為在過充過程,電解液等材料會裂解產生氣體,使得電池外殼或壓力閥鼓漲破 裂,讓氧氣進去與堆積在負極表面的鋰原子反應,進而爆炸。因此,鋰電池充電時,一定要設定電壓上限, 才可以同時兼顧到電池的壽命、容量、和安全性。最理想的充電電壓上限為 4.2V。 鋰電芯放電時也要有電壓下限。 當電芯電壓低於 2.4V 時, 部分材料會開始被破壞。 又由於電池會自放電, 放愈久電壓會愈低,因此,放電時最好不要放到 2.4V 才停止。鋰電池從 3.0V 放電到 2.4V 這段期間,所釋放 的能量只佔電池容量的 3%左右。因此,3.0V 是一個理想的放電截止電壓。
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