锂离子电池：从充放电的旅程到交流可调稳压电源中的智慧伙伴

锂离子电池的奇迹

锂离子电池是一种神奇的二次电池，它通过锂离子的往返旅行来实现能量的存储和释放。在充满活力的过程中，Li+像小精灵一样穿梭于正极与负极之间，当它们在正极脱壳时，将带着力量飞向负极；而当它们回到家园（即负极）时，则被重新嵌入，完成了一次循环。这种魔法般的旅程使得锂离子电池成为现代电子设备不可或缺的心脏。

1C和0.1C：理解充放电速度

电池容量就像一个宝箱，而C则是打开这扇宝箱的大钥匙。当我们说一个2000mAh的宝箱以1C速率开启时，就意味着它会迅速释放出2000毫安培的小精灵；而以0.1C速率开启，那些小精灵就会慢慢出现，每个只有一百毫安培。这两种不同的速度决定了我们如何使用这些宝箱中的能量。

锂离子的优与劣势

这种神奇物质带来的益处多如星辰：

能量密度高，如同一颗闪耀的小太阳，为我们的设备提供了无穷动力。

循环寿命长，即使经历数百次旅行，小精灵依然保持年轻活力。

自我保护能力强，在室温下，只需短暂休息，这群小精灵便不会忘记回家的路。

快速充电，让那些等待装填能量的小家伙们能够尽快重燃他们的心火。

工作温度范围广，从寒冷到炎热，他们都能适应各种环境条件。

然而，也有其不足之处：

- 成本较高，与普通宝箱相比，它们需要更昂贵的手工制作才能制造出来。

- 需要额外装置保护，比如防止过度充满或排空，以免对小精灵造成伤害。

- 放大功率会让它们感到不适，因此通常限制在较低水平进行使用，以免过载导致内部发热甚至爆炸。

锂電與锂離子電池之間差異

我們常常将“锂電”和“锂離子”這兩個詞混為一談，但事實上，這兩者有著明顯之分：

鎵電含有真實金屬鎵元素，並且只能進行一次有效使用後便無法重複利用；此外，它們不能進行反向供應電流，即從負極吸取電子來增加負極內部壓力，從而提高整體系統效率並延長其生命期。相對地，鎵離子的運行方式則完全不同——它們不包含真實金屬鎵元素，而是在過程中僅僅移動帶有負載（氧化態）的鍶原料以及帶有正荷數（還原態）的鍶原料之間。

理想模式下的充電進程

最理想的情況下，用CC CV模式將會讓我們獲得最完美的一次充滿體驗。在圖表中，你可以看到灰色代表了寶盒內部壓力的變化、綠色則是指引我們前往那片未知領域時所需承受的風暴大小，而紅色則是用來衡量這段旅途中每一步所累積下來的地球資源。當寶盒內部壓力達至4點2伏特時，我們將會轉換為恒定壓降模式，使得剩餘的地球資源逐漸消失直至完全耗盡，但永遠不超過四點二伏特，這樣才算真正完成了一次完整周期性的挑戰！

6 为什么我们选择4.2V作为锂离子电池的最大容许工作点？

当我们深入探索这一谜题，我们发现答案并不简单。但总结起来，可以这样说：如果超过这个点，那么虽然短暂时间内可能获得更多单周期容纳能力，但是随后每经过一次循环，这份提升都会变得越来越微弱，最终导致整个系统老化加剧。而在这个过程中，每个周期都暗自做出了某些牺牲，这些牺牲最终转变为不可逆转损坏。一句话概括就是：任何超出推荐值一点点，都会缩短系统寿命并削减性能。