筆記本電池工作原理是什么？

般筆記本電電池電芯使用的是10.8V或11.1V，而單個(gè)電池?zé)o法滿足要求因此筆記本電腦電池都是采用多個(gè)單體電池串聯(lián)和并聯(lián)組成的電池組。至于大家常常在電池的外殼看到的3300mAh、4400mAh等指的是電池的容量，它是指示該電流對電池進(jìn)行放電時(shí)可使用一小時(shí)，例如：4400mAh的鋰電池可以以4400mA的電流放電一小時(shí)。所以該數(shù)值越大越好證明它能工作的時(shí)間越長。

充放電控制和保護(hù)電路顧名思義是負(fù)責(zé)電池的充放電控制和保護(hù)的，它工作的原理是這樣的，因?yàn)殇囯姵卦诔潆娺^程中到很接近充滿時(shí)電壓會(huì)略微下降一點(diǎn)，所以控制電路檢測到這種情況時(shí)就認(rèn)為電池已經(jīng)充滿了，保護(hù)電路也工作切斷電源以防止過充；放電時(shí)電池的電壓是基本穩(wěn)定不變的，只有在電池所剩的電力很少時(shí)才會(huì)突然下降，當(dāng)控制電路檢測到這種情況就認(rèn)為電池的電力用完了并通知保護(hù)電路切斷電源防止因過度放電使電池壽命縮短。

有關(guān)筆記本電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，其實(shí)簡單的不得了，一個(gè)外殼、一個(gè)工作電路外加一個(gè)電池組。

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　　這是我們平時(shí)看到的筆記本電池完整外觀這是我們平時(shí)看到的筆記本電池完整外觀

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目前，市場上銷售的筆記本電腦幾乎都采用鋰離子電池（Li-ion）。鎳鉻電池（Ni-cd）、鎳氫電池（Ni-MH）因?yàn)橛洃浶?yīng)已經(jīng)被淘汰；燃料電池仍在實(shí)驗(yàn)中。所以我們以討論鋰離子電池的使用為主。
鋰離子電池的正極材料通常有鋰的活性化合物組成，負(fù)極則是特殊分子結(jié)構(gòu)的碳。常見的正極材料主要成分為LiCoO2，充電時(shí)，加在電池兩極的電勢迫使正極的化合物釋出鋰離子，嵌入負(fù)極分子排列呈片層結(jié)構(gòu)的碳中。放電時(shí)，鋰離子則從片層結(jié)構(gòu)的碳中析出，重新和正極的化合物結(jié)合。

鋰離子的移動(dòng)產(chǎn)生了電流。化學(xué)反應(yīng)原理雖然很簡單，然而在實(shí)際的工業(yè)生產(chǎn)中，需要考慮的實(shí)際問題要多得多：正極的材料需要添加劑來保持多次充放的活性，負(fù)極的材料需要在分子結(jié)構(gòu)級(jí)去設(shè)計(jì)以容納更多的鋰離子；填充在正負(fù)極之間的電解液，除了保持穩(wěn)定，還需要具有良好導(dǎo)電性，減小電池內(nèi)阻。雖然鋰離子電池很少有鎳鎘電池的記憶效應(yīng)，記憶效應(yīng)的原理是結(jié)晶化，在鋰電池中幾乎不會(huì)產(chǎn)生這種反應(yīng)。但是，鋰離子電池在多次充放后容量仍然會(huì)下降，其原因是復(fù)雜而多樣的。主要是正負(fù)極材料本身的變化，從分子層面來看，正負(fù)極上容納鋰離子的空穴結(jié)構(gòu)會(huì)逐漸塌陷、堵塞；從化學(xué)角度來看，是正負(fù)極材料活性鈍化，出現(xiàn)副反應(yīng)生成穩(wěn)定的其他化合物。物理上還會(huì)出現(xiàn)正極材料逐漸剝落等情況，總之最終降低了電池中可以自由在充放電過程中移動(dòng)的鋰離子數(shù)目。

過度充電和過度放電，將對鋰離子電池的正負(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。不適合的溫度，將引發(fā)鋰離子電池內(nèi)部其他化學(xué)反應(yīng)生成我們不希望看到的化合物，所以在不少的鋰離子電池正負(fù)極之間設(shè)有保護(hù)性的溫控隔膜或電解質(zhì)添加劑。在電池升溫到一定的情況下，復(fù)合膜膜孔閉合或電解質(zhì)變性，電池內(nèi)阻增大直到斷路，電池不再升溫，確保電池充電溫度正常。筆記本電腦用鋰離子電池一般都帶有管理芯片和充電控制芯片。其中管理芯片中有一系列的寄存器，存有容量、溫度、ID、充電狀態(tài)、放電次數(shù)等數(shù)值。

這些數(shù)值在使用中會(huì)逐漸變化。我個(gè)人認(rèn)為，在筆記本電腦的使用說明中的"使用一個(gè)月后應(yīng)該全充放一次"的做法主要的作用應(yīng)該就是修正這些寄存器里不當(dāng)?shù)闹?，使得電池的充電控制和?biāo)稱容量吻合電池的實(shí)際 情況。充電控制芯片主要控制電池的充電過程。鋰離子電池的充電過程分為兩個(gè)階段，恒流快充階段(電池指示燈呈黃色時(shí))和恒壓電流遞減階段(電池指示燈呈綠色閃爍。恒流快充階段，電池電壓逐步升高到電池的標(biāo)準(zhǔn)電壓，隨后在控制芯片下轉(zhuǎn)入恒壓階段，電壓不再升高以確保不會(huì)過充，電流則隨著電池電量的上升逐步減弱到0，而最終完成充電。電量統(tǒng)計(jì)芯片通過記錄放電曲線(電壓，電流，時(shí)間)可以抽樣計(jì)算出電池的電量，這就是我們在Battery Information里讀到的wh.值。

而鋰離子電池在多次使用后，放電曲線是會(huì)改變的，如果芯片一直沒有機(jī)會(huì)再次讀出完整的一個(gè)放電曲線，其計(jì)算出來的電量也就是不準(zhǔn)確的。所以我們需要深充放來校準(zhǔn)電池的芯片。

一般來說，電池的接縫都是通過粘合劑粘在一起的，因此我們很容易看到粘合的位置，不過基本上這個(gè)接口位置，沒有強(qiáng)力工具，基本是無法打開了。 拆解之后，大家可以看到，95％以上體積都是電芯，外加一塊電路板

　　筆記本電池基本都是電池組

　　電池主要就是殼子＋電路板＋電芯，看起來最重要的部分是電芯，其實(shí)不然，最主要的部分是電路，因?yàn)橐粋€(gè)電池本身的使用過程，是記錄在電路板中的。維修一個(gè)電池，如果只是簡單的更換電芯，那是沒有用的，因?yàn)殛P(guān)于這個(gè)電池本身的好壞，一直都有記錄在案。因此如果大家如果有去打聽電池維修，會(huì)發(fā)現(xiàn)一個(gè)解鎖的詞語，其實(shí)就是將電路板鎖記載的有關(guān)電池的信息重置，例如將充電次數(shù)、以及使用時(shí)間等重新設(shè)，加上全好電芯的搭配，就會(huì)實(shí)現(xiàn)跟新電池一樣的延續(xù)時(shí)間。