锂电池应该怎么用？
锂电池和我们最贴近的应用就是手机电池了。我们经常听到充电宝爆炸的新闻，也经常在使用一段时间后觉得电池容量减小，这到底是怎么回事呢？有办法解决吗？
要弄清这些问题，我们先介绍两个与电池有关的概念。
第一个概念是放电倍率，用C表示。C是描述电池充放电电流大小的专用单位。1C就代表1小时内把电池从满电状态放完的电流大小。iPhone 6电池容量为1810毫安时，那么这块电池的1C放电电流就是1.81安培；比亚迪e6电动汽车中每块电池的容量是200安时，则这块电池的1C放电电流就是200安培。
在图4中，曲线从上到下依次为0.2C放电、1C放电、10C放电、15C放电、20C放电。可以看出这块动力电池使用10C放电放出的电量只有1C放电时的85%，使用20C放电放出的电量只有1C放电时的70%。
通常来说，用越高的放电倍率放电，电池可以放出的电量就越少。而这里举的例子是一块动力电池，通常用在汽车中，价格也比同容量普通电池高很多。我们平时使用的移动设备中的电池最高只能支持2C放电，这代表什么意思呢？就是半小时内把电用光。相信谁用手机都没有这样的耗电速度。那手机中电池放电通常在什么倍率呢？可以试想一下，在最高耗电的情况下，比如开启GPS导航时，边用外放播放声音边玩游戏，这样手机坚持两小时就没电了，所以手机电池最高放电倍率在0.5C左右，而0.5C的放电要求对任何电池而言都是毫无压力的。
第二个概念是充放电循环次数。500次是锂电池的常见值，不同材料制作的锂电池充放电次数从300次到3000次不等。这个值的具体含义对于每个厂商可能略有不同，大致可以理解为：在厂商规定的条件下（比如1C放电，0.3C充电，每次从0%充到100%，以此循环），500次循环后，电池容量还剩下最初的80%。于是我们就称之为500次循环。实际上它仍然可以继续充放电下去，只不过从第501次起，容量就不足初始值的80%了。此外还有一点，500次这个关键点之后，容量衰减得非常快，也许继续再充放100次，容量就会跌落到初始值的60%以下。有些卖劣质移动电源的厂商就会用刚过500次循环的电池，它们刚刚过了寿命期，但其实还可以用，只不过再用不了多久就会失效，而我们在使用移动电源时很少能在短时间内满充满放几十次，所以也就很难察觉买到了劣质电芯。
不知道大家看过上一段文字注意到没有，对于500次充放电来说还有几个限制：首先是循环过程中用多大的电流放电和充电；其次就是每次充放电的起始点和终止点。举例来说，工厂标注：每次从0%充到100%，1C放电，0.3C充电，500次后容量衰减到80%。这是最严苛的测试循环，也可以不这么严格，比如：
◎如果每次电量的循环都在25%～75%之间，1C放电，0.3C充电， 2000次后容量衰减到80%。
◎如果每次电量的循环都在50%～100%之间，1C放电，0.3充电， 1800次后容量衰减到80%。
可以看出，如果每次不是完全充放电，对寿命非常有好处，其中最优的充放电区间是25%～75%。
◎如果每次电量的循环都在0%～100%之间，0.5C放电，0.1C充电，600次后容量衰减到80%。
◎如果每次电量的循环都在0%～100%之间，2C放电，1C充电， 400次后容量衰减到80%。
可以看出，如果充放电电流适当减小，也对寿命有好处。放电的过程通常与我们使用设备的习惯有关系，一般来说无法大幅减小，但充电电流的大小却是可以控制的。很多手机支持快充、超快充，其实本质上是因为它们选用了一块性能更好的电池，可以支持大电流下的充电。对于这样的电池，如果我们只用最普通的速度充电，其实可以延长寿命。但也不用担心，即便使用大电流超快充也不会对寿命有损伤，大电流充电对此类电池依然属于正常负荷。
从以上的例子可以看出：充放电的倍率越小，越有利于寿命提升；浅充浅放也有利于寿命提升。
移动设备里大都只有一块锂电池，而且基本上都是三元锂电池。三元的意思是三种元素：镍、钴、锰。三元材料电池就是用它们做正极材料Li（NiCoMn）O2的。三元电池并不完全一样，会根据使用要求对三种元素的配比做调整。但无论配比如何，三元电池中锂离子的活性都很高，如果直接接触空气或水都会燃烧。这也是它们不安全的地方。但作为一种早已大量应用在工业中的产品，这种危险已经无须过度担心，比如特斯拉电动汽车中就有8000多节笔记本电池电芯那样的电池（NCR18650A），而特斯拉汽车依然是最安全的车型之一。
除了充放电外，还有一些使用习惯对寿命有严重的不利影响。锂电池的正极由含有锂离子的金属氧化物组成，负极一般是石墨构成的晶格，充电时锂离子向石墨一端移动，最终钻入由石墨构成的稳定的晶格中，蓄势待发。可以容纳锂离子的晶格越多，可以移动的锂离子越多，电池容量也就越大。长期满电存放主要影响的是可以移动的锂离子数量，因为满电后电池的电压达到4.2伏，高电压让电解液和电池的正负极均发生一些反应，而这些反应在3.0～3.7伏的状态下虽然也在发生，但是非常微弱。这种反应在电极上生成了钝化膜，电压越高膜越厚，可以移动到负极钻入石墨晶格的锂离子数量就越少。宏观上的表现就是电池容量衰减。锂电池负极石墨的显微结构可见图5。
什么算“长期”存放呢？30天就已经足够造成恶劣影响了。最恶劣能到什么程度？这里有个例子：两块规格相同的全新三元材料锂电池A和B，6月份买来同时存放，A剩余电量30%存放，B充满100%存放，3个月后测试电池容量，A容量为最初的98%， B容量为最初的85%。没错，影响就是如此恶劣，所以笔记本电池如果经常长期维持高电压，一年后续航大幅下降也就不要觉得奇怪了。手机是最不容易长期满电存放的设备，因为即便充满了，也一直在耗电，不到几个小时电压就降下来了。但手机偶尔也会遇到这个问题，比如充满电后关机，这时没有任何耗电，电池就一直维持高压，也许3个月后电池已经鼓包了。
还有一种存放情况是完全空电状态下的长期存放。这时候因为没有任何锂离子存储在负极，石墨晶格会渐渐塌陷。今后一旦启用，这些塌陷的晶格就再也不能盛放锂离子了，宏观上看这种晶格塌陷就表现为电池容量衰减。相比于满电存放，完全空电存放的害处更大，尤其是在高温下空电长期存放。
正确的做法是充30%～40%的电量，然后长期保存，每半年拿出来重新充放循环一次，然后再保持30%～40%电量继续存放。
以下是关于锂电池的谣言：
谣言一：新电池买来要充放三次才会激活
这是从多年前镍镉电池复制过来的说法。锂电池的激活是在工厂里进行的，原材料经过合浆、涂布、切片、辊压、叠片、组装电芯、烘烤、注电解液、化成、大电流测试后就算完成了激活。普通人家里也没有这种设备。这种说法甚至在某些品牌的手机说明还出现过，也许是写说明书的人一直复制从前的版本，没有发现错误。锂电池买来时你会发现大都还剩余30%左右的电量，这是工厂库存时最理想的剩余电量。
谣言二：锂电池要用光电再充
这也是来自10年前镍镉电池的说法，那种电池有记忆效应，所以要放电完全后再充电。通过前面的例子，我们可以发现25%～75%的充放电循环对电池寿命益处最大，反而是0%～100%的循环属于深充深放，会缩短电池寿命。所以手机电池随用随充，不要追求时时刻刻满电，也不要经常用到自动关机，这样对电池寿命最有益。但还需要注意的是，我们把手机、平板电脑用到自动关机时并不是电池电量0%的状态。一般来说，手机厂商设计电池电压低于3.0伏时就自动关机，这时候电池里至少还有5%的剩余电量，实际电池放电到2.5伏以下才会损伤电池，所以即便用到自动关机也不用太担心。
谣言三：边打电话边充电，手机会爆炸
这个谣言的依据可能是：这样做会导致电池温度升高。这种情况下温度确实会升高，因为充电时能量转化效率通常只有90%，剩下10%的能量就转化为废热；打电话时基带芯片处于工作状态，也在发热；另外，打电话时手机的一侧还贴在散热不好的皮肤上。这三个因素都加重了电池的温升。但如果真像谣言中所说，你每周都应该听说某同事被炸到脸才对。所以真相是打电话时充电只会造成手机电池内部温度升高，并没有更严重的后果。
谣言四：夜间电网电压波动比较大，锂电池比较娇贵，所以不要夜间充电
如果真是这样，全世界每天晚上要坏掉好几百万颗电池。实际情况是手机充电器把220伏市电变到5伏电压，再从5伏电压变换到给电池充电的电压，中间经过好几道电压变换的步骤，每一步的输出电压都是合格的。即使220伏那端波动再大，都不会影响到给电池充电的电压。这种谣言的说法改换一种场景就是：台风“鲶鱼”将登陆福建，所以请北京市民远离公园和护城河等水域，以免危及生命安全。听上去是挺体贴人的。实际上福建的台风再大，北京的护城河也不会因此风浪大作。
解读
这是一篇普及电池知识的文章，不论是手机电池还是新能源汽车的电池都可以适用于这篇内容的描述。电池行业的发展速度大大低于半导体行业。2010年之前，半导体行业至少保持了60年的高速发展，每18～24个月相同成本下的芯片性能提升一倍，这就是著名的摩尔定律。而锂电池受化学材料的限制，其能量密度每10年能提升一倍就不错了。
我们很难找到一种物质，在常温常压下，质量在500公斤以内，只需要通过简单的设置就能安然无恙地保存大量电能，需要时又可以方便地驱动一辆家用小轿车行驶上千公里。现实的情况是：要么必须用特殊条件来保存这些能量，要么必须用几吨的物质来保存这些能量，防止它燃烧或爆炸。目前常用的三元锂电池和磷酸铁锂电池也将到达储能上限，能量密度提升得会更慢。这是行业的现状。
而另一方面，我们在科技新闻里却经常见到新型电池的重大突破，往往是“5分钟充满100%电量，用在汽车上可以使续航里程超过2000公里”这种级别的突破。但只要稍加留意就会发现，这种突破性的新闻几乎每周都会出现。这些并不是假新闻，而是实验室一次次找到貌似有希望的材料，但科技新闻不会跟踪后续的研究进展，因为实际情况是：它们都失败了。那些还未封装的电池要么充放电次数极少，比如十几次就报废了，要么封装好以后那些优势荡然无存，以至于电池新闻被业内称为“每周例行突破”。
