1、讓動力源源不斷 筆記本電腦電池完全解析 文/ 徑山茶有人把電池比作是筆記本電腦流動的血液，這雖然不是很貼切，但電池在筆記本電腦中的重要地位由此可見一斑。筆記本電腦非常注重移動性，因而筆記本電池工作時間的長短也就成了衡量其移動性能是否優良的重要因素之一。如果失去電池或電池性能不佳，不僅筆記本電腦的移動性將大打折扣，其應用領域也將隨之受到一定的限制。本文將帶領大家去了解一下筆記本電池的種類、領略其內部結構，還將充分發揚DIY精神對電池進行改制，以達到讓筆記本電腦更好地為我們服務的目的。電池的種類及特性筆記本電腦所用的電池基本上可以分為三種：鎳鎘電池（Ni-Cd）、鎳氫電池（Ni-MH）和鋰離子電池

2、（Li-Ion），它們各自的特性見表。電池類型標稱電壓（V）能量/重量比Wh/kg能量/體積比 Wh/L功率/重量W/kg功率/體積W/L自放電率%/月充放電循環次數（次）成本環保鎳鎘電池1.24060601001402202203601020300700低不利鎳氫電池1.260220130475304001000低有利鋰離子電池3.6115260200250400500510500800高有利 鎳鎘電池：鎳鎘電池是最早應用于筆記本電腦的電池種類，但由于當時電池的生產技術、制作工藝不夠先進，因此鎳鎘電池有很多不足之處，如容量小、體積大等。鎳鎘電池在充放電過程中如果處理不當，會出現“記憶效應”，

3、使得服務壽命大大縮短。所謂“記憶效應”就是電池在充電前，電池的電量沒有被完全放盡，久而久之將會引起電池額定容量的減少。當然，我們可以通過掌握合理的充放電方法來減輕“記憶效應”。此外，鎘是有毒的，因而鎳鎘電池不利于生態環境的保護。眾多的缺點使得鎳鎘電池已被淘汰出筆記本電腦電池的應用范圍。 鎳氫電池：筆記本電腦采用的第二代電池類型是鎳氫電池，鎳氫電池是以氫氧化鎳為正極，以高能貯氫合金為負極，這使鎳氫電池具有更大的能量密度比，也意味著可以在不為筆記本電腦增加額外重量的情況下，使用鎳氫電池能有效地延長筆記本電腦的工作時間。同時鎳氫電池在電學特性方面與鎳鎘電池亦基本相似，在實際應用時可以完全替代鎳鎘電池

4、，而不需要對設備進行任何改造。鎳氫電池另一個優點是：大大減小了鎳鎘電池中存在的“記憶效應”問題，這使鎳氫電池可以更方便地使用。鎳氫電池是目前最環保的電池，它不再使用有毒的鎘，可以消除重金屬元素對環境帶來的污染問題。一些注重環保的國家都大力提倡使用鎳氫電池，因為它易于回收再利用。鎳氫電池因為具有較高的性價比，又有利于環保，所以至今仍有一些廠商把它用于筆記本電腦中。鋰離子電池：鋰離子電池具有重量輕、容量大、無記憶效應等優點，因而得到了普遍應用現在的筆記本電腦中絕大多數采用了鋰離子電池，盡管其價格相對來說比較昂貴。鋰離子電池具有三層卷繞結構，這三層結構分別是：以鈷酸鋰為主要活性物質的正極、以碳材料為

5、主要活性物質的負極和正負極之間的隔膜層。鋰離子電池在目前筆記本電腦的電池中能量密度最高，它的容量是同重量的鎳氫電池的1.52倍，而且具有很低的自放電率。鋰離子電池完全沒有“記憶效應”以及不含有毒物質等優點也是它廣泛應用于筆記本電腦的重要原因。電池內部結構剖析筆記本電池的內部一般包括電芯和充放電控制、保護電路（具有保護電池過充電、過放電等功能）兩部分。電芯：不管是鎳鎘電池、鎳氫電池還是鋰離子電池，由于它們的單節電芯（即每塊電池內部的電池個體）的電壓和容量都是有限的（鎳鎘電池和鎳氫電池每只電芯的額定電壓為1.2V，鋰離子電池每只電芯的額定電壓為3.6V；而容量要看電芯規格和體積大小而定），所以在筆

6、記本電腦電池中，均采用電芯并聯和串聯的方法組成電池組，以滿足筆記本電腦實際工作的需要。例如：9只容量為1500 mAh的鋰離子電芯，三只三只并聯，然后串聯，再加上電池充放電控制、保護電路就可以組成一塊電壓為10.8V、容量是4500mAh的筆記本電腦電池。一般來說，容量較大的筆記本電池的持續供電時間也較長（當然，這還要考慮筆記本電腦的實際功率），但采用多個電芯以增加電池容量的同時，也使電池的重量增加了，這就對筆記本電腦的移動作業產生了負面影響，因而在設計筆記本電池時，一般會做到兩者兼顧。應用于筆記本電腦的鋰離子電池，其內部的單個電芯大致可以分為圓柱形和方塊形兩大類，其中又以圓柱形的居多。最常見

7、的圓柱形電芯編號為“18650”，其含義是該類電芯的直徑是18（毫米），高度是65（毫米）。雖然這些電芯的外形是一致的，但仍有多種容量之分（電池或電芯的容量大小可以從外殼所標注的“mAh”數值來判斷，其中文名稱是“毫安時”，是反映電池存儲電量大小的一個指標），例如日本松下公司生產的這類電芯中，編號為“CGR18650”的電芯容量為1400mAh，“CGR18650H”為1500 mAh，“CGR18650HM”為1630 mAh，“CGR18650HG”為1800 mAh等等。要注意的是，不同電芯的生產廠商，用以區分電芯容量的標注方法可能會有所不同。充放電控制、保護電路：鋰離子電池的工作機理決

8、定了與它配套的充放電控制、保護電路的控制精度相當高，既不能使電池過充電，也不能過放電，否則都將影響電池的壽命。所以鋰離子電池內都有微處理器、溫控保護開關、熱保險絲等組成保護模塊電路。保護模塊電路一般還有SMBUS（系統監測總線）接口輸出，用來與筆記本電腦主板上的相關電路連接，從而給系統提供電池的現有容量、是否處于充電狀態等信息。一般說來，鎳氫電池的充電要求不如鋰離子電池那樣高，控制精度也不如鋰離子電池嚴。因而，鎳氫電池內部的控制、保護電路（圖10紅圈內部分） 不如鋰離子電池那樣復雜。鎳氫電池內部通常有一些熱保護器件，如熱敏電阻、溫控開關、熱熔保險絲和PTC正溫度系數熱敏電阻等，用于快速充電時保

9、護電池。有些電池的保護電路中還附帶有電池電量指示功能（圖10），在不開機的情況下從筆記本上取下電池，按下電量指示按鈕，從閃亮的LED指示燈中可以大致判斷出電池剩余電量的多少。給電池換電芯電池屬于易耗品，一般使用23年后性能會有較大幅度的下降（使用不當者更會出現電池提前衰老甚至完全報廢的情況），具體表現為電池內阻變大，容量降低，筆記本的實際工作時間大大減少，這時使用完全充放電等方法已經不能從根本上解決問題，收到的效果將是微乎其微的。如果電池已經出現了這種情況，那么解決的辦法有兩個：條件允許的用戶可以購買一塊新電池，而更經濟的做法是給電池更換電芯（這為廣大DIYer提供了一展伸手的好機會，又節省了

10、一筆可觀的Money，是一件一舉多得的好事情）。下文將結合實例（以IBM ThinkPad 600E的鋰離子電池為例600系列的筆記本電腦曾是IBM的經典機型，為IBM贏得過許多獎項），介紹更換電芯的方法、步驟。電池的拆解：拆解電池可借助于電工刀、刀片和小型螺絲刀等工具。筆記本電腦的電池一般采用強力膠使上下蓋粘合，拆解時可用電工刀或刀片沿電池上下蓋結合處的細縫切入，并環繞細縫一周，然后用一字型螺絲刀插入細縫一側撬開電池盒，注意用力不能過猛，否則可能會損傷電池盒或內部的電路板。確定失效電芯：掀起電池上蓋，即可見到6只鋰電芯，是Panasonic（松下）公司的產品，具體型號為CGR18650HM。

11、電芯的組合方式是兩兩并聯成一組，然后三組串聯，構成一塊電壓為10.8V、容量是3200mAh的鋰離子電池。用鉗子或剪刀把電芯從電池盒內拆除后，可以看到緊貼電池盒底部的電路板。要注意的是，剪除電芯上的焊片時，不要剪至電路板基部，而應留下幾個焊接柱（下圖紅圈內部分），以方便新電芯與電路板的連接。在正式動手給電池換電芯前，應搞清楚電池內的電芯是全部損壞還是部分失效。如果電池的使用間已達到或接近設計壽命，其內部的電芯都已衰老，那就需要全部更換；另一種情況是電池內的某節或某組電芯失效導致整塊電池工作異常。有時候，系統顯示的剩余電量會一下子從3050%突然降到25%，這說明筆記本電腦電池中的某節或某組電芯

12、已性能不良。因為電池內每節電芯的性能不可能完全一致，使用時間長了，某些質量稍差的先失效，從而影響整塊電池的放電。我們可以把該節或該組電芯找出來并更換，即可使電池正常工作。方法是：在系統顯示剩余電量突降后把電池從筆記本上取下，然后拆開，在電池的正負兩極接上一個假負載（可以用電爐絲或大功率電阻），使放電電流接近筆記本電腦實際工作的電流（一般在筆記本電腦的底部的銘牌上均已標出整機的工作電壓、電流和消耗功率）。然后用萬用表測量每組電芯的電壓，如果有一組或兩組電芯的電壓明顯比其它電芯組要低，那每它們就是應該進行更換的電芯。電芯的來源：電芯可以到當地的電子電腦市場或專業電池商店購買，選購時要注意新電芯的形

13、狀、體積要與原電芯一致，否則就有可能放不進電池盒內。本例中原電芯型號為CGR18650HM，容量為1600mAh，用來替換的應是“18650”系列的電芯（電芯直徑是18毫米，高度為65毫米），筆者找到的電芯為全新的LGR18650P，容量是1600mAh。為了能使電池工作更長的時間，可能的話最好選擇容量比原電芯大的“18650”系列電芯來更換（如本例中可以選擇容量為1800mAh或2000mAh的電芯），因為這樣改制后筆記本電腦的工作時間將會更長。如果買不到全新的鋰電芯（其實市場上單節新鋰電芯很少有賣），也可以考慮購買二手的，如購回二手筆記本電腦的電池解剖后取得。據筆者經驗，市場上的許多二手鋰

14、電芯還是很好用的，如筆者從二手富士通筆記本電腦電池中拆得的單節容量為1200mAh的SONY US18650S鋰電芯，經試用發現效果很好。只是在選購時，條件允許的話，應當場測試一下整地塊電池的實際使用時間，以確保電芯質量。如果在當地市場上找不到合適的電芯，也可以通過郵購的方式來得到。如青島華光電池有限公司、天津力神電池股份公司等均提供鋰電芯的郵購零售，“18650”系列容量為1800mAh2000mAh的單節鋰電芯的價格在3040元左右，有的廠家還進行了電芯性能的一致性測試，使用起來比較有保障。另外，也可以向廣東等地的二手經銷商郵購，這類郵購信息在電子類報刊雜志上刊登得比較多（如電子報中縫就經

15、常刊登這類郵購信息）。 電芯的焊接：電池內電芯與電芯之間都是采用點焊的方法進行連接的，比較可靠，但一定要借助專業的點焊機才能實現。如果在當地的電子市場找不到提供電芯點焊服務的場所，業余條件下也可以用烙鐵來焊接。由于電芯外殼是鍍鉻的，不容易吃錫，所以焊接方法一點要合理：先用電工刀的刀尖在電芯的兩極按“十”字的兩個方向進行刻劃，即把沒有封皮裹住的電芯兩極刮花，然后用烙鐵在刮花處搪上一層松香，再用沾上焊錫的烙鐵對電芯進行焊接（下圖為已上錫的電芯）。要注意的是，烙鐵的溫度較高，焊接時烙鐵與電芯接觸的時間不要超過3秒，以免由于電芯過熱而導致性能降低。電芯與電芯之間應該用專用的鎳質焊條（可取現存的從舊電芯

16、上拆）來連接，焊起來不僅方便而且可靠。最后按原來電芯的組合方式連接起來，放入電池盒。實際使用效果：本例中的電池經改制后，在上網或邊打字邊聽MP3的狀態下（顯示屏亮度打到四分之三，音量開到一半），可以使筆記本持續工作2小時左右（用BatteryMark4.0進行“Life Test”一項測試，所得時間為2小時13分鐘，見下圖）。筆者也嘗試了用上文提到的容量為1200mAh的SONY US18650S二手鋰電芯來替換原電芯，由于容量只有原電芯的四分之三（現有容量為2400 mAh，而原容量為3200 mAh），而且又是二手的，因此在瀏覽網頁狀態下筆記本只能工作1小時28分鐘，不過對要求不高的朋友來

17、說這仍是一種廉價而實用的改制方案。應注意的問題：1、選購電芯時，應讓廠家或經銷商對電芯進行一致性測試（考慮容量、內阻、電壓等因素），以確保改制質量。如果打算買二手電芯，最好多買幾只，這樣就有了挑選的余地。2、用新電芯改制后的電池，可以直接使用（因為鋰電芯為了減輕自放電、防止性能的降低，在出廠時處于半充電狀態），等到系統提示電量為1%3%時關機，接上電源適配器充電至100%。不管是使用新電芯還是二手電芯，改制后都應對電池進行35次的完全充放電（即一次性充電到100%，然后用電池給筆記本供電，放電至1%3%，再次充電至100%，如此循環35次）以發揮出電芯的最佳性能。3、用二手電芯改制電池后有時會出現這樣的情況：插上電源適配器給電池充電幾分鐘后，電池充電指示燈就開始閃爍不停，如果這時開機的話，可以發現系統顯示的電池電量為0%，機器用交流電供電，而電池不處于充電狀態。產