手電筒鋰電池的過充和過放

         通常鋰聚合物電池（Li-ion）的電芯正極采用LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O2，其中LiCoO2本是一種層結(jié)構(gòu)很穩(wěn)定的晶型，但當(dāng)從LiCoO2拿走XLi后，其結(jié)構(gòu)可能發(fā)生變化，但是否發(fā)生變化取決于X的大小。

         通過研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)X>0.5時(shí)Li1-XCoO2的結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為極其不穩(wěn)定，會(huì)發(fā)生晶型癱塌，其外部表現(xiàn)為電芯的壓倒終結(jié)。所以電芯在使用過程中應(yīng)通過限制充電電壓來控制Li1-XCoO2中的X值，一般充電電壓不大于4.2V，那么X小于0.5，這時(shí)Li1-XCoO2的晶型仍是穩(wěn)定的。

         過度充電和過度放電，將對(duì)鋰離子電池的正負(fù)極造成永久的損壞，從分子層面看，可以直觀的理解。過度放電將導(dǎo)致負(fù)極碳過度釋出鋰離子而使得其片層結(jié)構(gòu)出現(xiàn)塌陷，過度充電將把太多的鋰離子硬塞進(jìn)負(fù)極碳結(jié)構(gòu)里去，而使得其中一些鋰離子再也無法釋放出來。這也是鋰離子電池為什么通常配有充放電的控制電路的原因。

         負(fù)極C6其本身有自己的特點(diǎn)，當(dāng)?shù)谝淮螛O化成后，正極LiCoO2中的Li被充到負(fù)極C6中，當(dāng)放電時(shí)Li回到正極LiCoO2中，但化成之后必須有一部分Li留在負(fù)極C6中，以保證下次充放電Li的正常嵌入，否則電芯的壓倒很短，為了保證有一部分Li留在負(fù)極C6中，一般通過限制放電下限電壓來實(shí)現(xiàn)。所以鋰電芯的安全充電上限電壓≤4.2V，放電下限電壓≥2.5V。

         當(dāng)然如果是強(qiáng)制放電，放到0V都可以，問題是鋰是一種活性較強(qiáng)的元素，過充和過放都會(huì)帶來危險(xiǎn)。現(xiàn)在的成品手電電池正常的使用一般只能放到3V，那是因?yàn)殇囯姵赜斜Ｗo(hù)板，保護(hù)板的設(shè)定放電壓在3V左右，再放就會(huì)保護(hù)，強(qiáng)制切斷放電。之所以設(shè)定到3V是因?yàn)殡姵氐?V就基本上把電量放盡了，繼續(xù)使用將會(huì)使電壓下降非常迅速。現(xiàn)在廠家對(duì)工業(yè)用的鋰電一般建議是最低放電電壓不低于2.25V。低于這個(gè)值將造成鋰電池的永久損壞，使電池發(fā)生膨脹的效果。