如何正確啟動新電池

2025 年 7 月 28 日

潘李博士

湖北大學理學博士，中南大學材料科學與工程博士後。長期從事高性能電極材料、防爆電池、低溫電池等領域的研究，具備紮實的科學研究基礎和豐富的實務經驗。

在決定如何為電池充電時，必須考慮電池的化學性質。例如，鋰離子電池組通常只需適當的初始處理，無需傳統的啟動。製造商指南確認，正確的操作程序可優化電池壽命和效能。請查看下表，以了解不同化學成分的容量保持率：

電池化學	0°C	25°C	40°C	60°C
鉛酸電池（充滿電）	〜97％	〜90％	〜62％	〜38％
鎳基（任意費用）	〜99％	〜97％	〜95％	〜70％
鋰離子（LCO）	〜98％	〜96％	〜85％	〜75％

關鍵要點

鎳基電池和鉛酸電池需要透過受控的充電和放電循環進行啟動，以達到滿容量並延長電池壽命。
鋰離子電池不需要預先充電，但需要適當的初始充電、小心處理和電池管理系統以確保安全和長壽命。
始終遵循製造商的指導，在充電期間監控電池溫度，並使用正確的充電器來保護電池健康並最大限度地提高效能。

第 1 部分：如何為電池充電

1.1 什麼是啟動效應？

預充是指為新電池做好最佳性能和最長使用壽命準備的特定過程。預充是指電池進行一個調節循環，以提高電池性能，尤其是在長期存放或首次使用後。技術標準將預充定義為一系列受控的充電和放電循環。這些循環有助於電池達到其滿額定容量並穩定其化學性質。對於鎳基電池，預充至關重要，因為這些電池通常在出廠時僅進行了部分格式化。您需要使用涓流充電 16-24 小時來均衡電池電量並重新分配電解液。鉛酸電池也受益於初始循環，但其大部分格式化發生在工廠和日常使用過程中。相較之下，鋰離子電池組（例如 LCO 鋰電池）出廠時已完全格式化，無需預先充電。製造商根據新電池制定設備規格，但實際電池壽命從製造之日起就開始下降。自動電池分析儀可以幫助您確定何時更換電池，通常在電池容量達到原始容量的 80% 時更換。對新電池進行預處理可以恢復鎳基化學電池中的一些損失的容量，但對鋰離子電池的影響不大。

小提示: 請務必遵循製造商的電池保養和啟動指南，以延長電池壽命並確保安全操作。

1.2 需要灌注的電池類型

您必須了解哪些電池化學成分需要預先充電，才能最大限度地延長電池壽命並提高性能。下表總結了常見電池類型的預充需求：

電池化學	需要打底嗎？	典型的啟動方法	電池壽命和性能說明
鎳基電池（NiMH、NiCd）	可以	涓流充電、循環	經過幾次循環後達到滿容量
鉛酸	有時	初始循環，慢速充電	容量隨著使用而提高，然後下降
鋰離子（LCO、NMC、LiFePO4、LMO、LTO）	沒有	僅需正確的初始處理	船舶滿載，逐漸下降
不可充電鋰電池	沒有	不適用	使用至耗盡，然後更換

鎳基電池（例如鎳氫電池和鎳鎘電池）需要預先充電放電，因為它們出廠時並非滿容量狀態。您必須進行多次充電和放電循環才能達到最佳效能和電池壽命。鉛酸電池的初始容量約為 85%，隨著使用時間的推移，容量會逐漸增加，最終下降。鋰離子電池組（包括 LCO、NMC、LiFePO4、LMO 和 LTO）無需預先充電。這些電池出廠時已完全格式化，可立即使用。您只需遵循正確的初始充電和電池保養程序，即可延長電池壽命。不可充電鋰電池無需預先充電。您可以一直使用到電量耗盡為止。

1.3 啟動效應為何重要

預充對電池壽命至關重要，尤其對於鎳基和鉛酸電池而言。預充有助於電池達到額定容量並穩定其內部化學性質。此過程直接影響電池性能、循環壽命和可靠性。在醫療設備、機器人、安防系統、基礎設施、消費性電子產品和工業設備等 B2B 應用中，電池組必須提供穩定的性能和長久的使用壽命。正確的預充可確保您的電池組從一開始就以最佳效率運作。

對於鎳基電池： 透過受控的充電和放電循環進行預充，可以恢復在儲存或老化過程中損失的容量。此步驟對於電池壽命和在高要求應用中的性能至關重要。
對於鉛酸電池： 初始循環和慢速充電有助於溶解硫酸鹽並延長電池壽命。遵循製造商的建議，您將獲得最佳效果。
對於鋰離子電池組： 你不需要為這些電池預充。相反，你應該專注於正確的初始充電，避免深度放電，並使用電池管理系統（BMS）監控電池壽命和安全性。

請注意： 為新電池充電不僅是為了達到滿容量，它還可以幫助您延長電池壽命、減少早期故障，並優化電池在實際使用條件下的效能。

如果您想延長電池壽命並最大限度地提升電池組的價值，就必須了解如何透過化學方法對電池進行預充。正確的充電和放電循環，尤其是鎳基電池和鉛酸電池，將幫助您實現最佳的電池壽命和性能。對於鋰離子電池組，需要專注於正確的初始操作和電池保養，以確保電池的長壽命和安全運作。

對於根據您的業務需求量身訂製的電池組解決方案請聯絡我們的專家。

第 2 部分：用化學方法為新電池做好準備

2.1 鉛酸蓄電池啟動

在初始階段，您必須小心處理鉛酸電池，以最大限度地延長電池壽命並提高效能。大多數鉛酸電池出廠時都經過部分格式化，因此您需要透過正確的充電和放電循環來完成整個過程。對於新電池，請先以推薦電流進行慢速充電。此步驟有助於溶解儲存期間可能形成的任何硫酸鹽，並確保電池達到其滿額定容量。

逐步進行鉛酸啟動：

初始慢速充電： 使用低電流（通常為 0.1C）的充電器，直到電池達到滿電壓。這種慢速充電過程有助於均衡電池電壓並防止過熱。
休息時間： 首次充電後，讓電池靜置幾個小時。這段時間可以讓電解液重新均勻分佈。
控制排放： 將電池放電至額定容量的50%左右。避免深度放電，因為這會縮短電池壽命。
重複循環： 進行兩到三次慢速充電和部分放電的循環。此過程有助於電池達到最佳性能並延長電池壽命。

小提示: 充電期間務必監控電池溫度。如果電池變熱，請停止充電並使其冷卻。過熱會縮短電池壽命，並可能造成永久性損壞。

2.2 鎳氫/鎳鎘電池啟動

鎳基電池（包括鎳氫電池和鎳鎘電池）需要精心預充，才能最大限度地延長電池壽命並提升性能。這些電池出廠時通常化成不完全，因此必須使用可控的充電和放電循環才能達到最大容量。

建議的啟動方法：

涓流充電： 使用低電流（鎳氫電池 0.03C 至 0.05C，鎳鎘電池 0.1C 左右）充電 16-24 小時。此方法可以避免過度充電，並有助於均衡電池電壓。
慢速充電： 對於鎳氫電池，請使用約 0.1C 或更低的充電速率。定時器充電可以實現，但必須避免過度充電，尤其是在電池容量下降的情況下。
初始循環： 首次充電後，請進行兩到三次完全充電和放電循環。此過程有助於電池達到額定容量並穩定其內部化學性質。

充電方式	電池類型	建議充電率	關鍵績效影響/說明
涓流充電	鎳氫電池	0.03C到0.05C	低涓流充電可避免深度過度充電，延長電池壽命；鎳氫電池不喜歡過度充電，需要靈敏的滿載充電檢測。
涓流充電	鎳鎘電池	約0.1攝氏度	NiCd 可承受更高的涓流充電；原廠 NiCd 充電器使用 0.1C 涓流充電；更善於吸收過度充電。
慢速充電	鎳氫電池	~0.1C 或更低	由於電壓/溫度變化不明顯而導致充電困難；需要基於定時器的充電，如果電池容量下降則有過度充電的風險。
慢速充電	鎳鎘電池	不適用	沒有特別詳細說明，但鎳鎘充電器對過度充電的耐受性更強。
一般準則	鎳基	不適用	過度充電會導致發熱；涓流充電時電池應保持冷卻；不正確的充電會縮短使用壽命；當電池變熱時應取出電池。

必須避免過度充電，因為過度充電會產生熱量並縮短電池壽命。如果電池變熱，請務必將其從充電器中取出。對於 B2B 用戶醫生, 機器人以及保安系統在應用中，適當的啟動可確保您的電池組提供穩定的性能和較長的使用壽命。

2.3 鋰離子電池組

鋰離子電池組（例如 LCO、NMC、LiFePO4、LMO 和 LTO）無需傳統的預充。這些電池出廠時已完全格式化。但是，您必須遵循正確的初始操作和充電方案，以最大限度地延長電池壽命並提高效能。

鋰離子電池組的最佳實踐：

初始費用： 使用鋰離子專用充電器將電池充滿。避免在最初幾次充電過程中深度放電。
避免完全放電： 不要讓電池完全放電。部分放電和定期充電有助於延長電池壽命。
電池管理系統（BMS）： 使用 BMS 監控充電、放電和電池平衡。 BMS 可防止過充、過放和過熱，這些對於電池壽命和安全至關重要。

最近使用電化學阻抗譜和機器學習的研究研究表明，根據電池健康狀況和使用模式量身定制的初始充電方案可以優化性能並延長電池壽命。先進的充電策略，例如即時監控鋰電鍍和自適應充電配置，有助於防止電池性能下降並支援長期可靠性。這些方案採用數據驅動的方法來預測放電容量，並根據電池老化和運作條件調整充電方式。對於 B2B 用戶來說消費類電子產品, 產業以及基礎設施領域，遵循這些準則可確保您的鋰離子電池組發揮最長的使用壽命和穩定的性能。

鋰離子化學	平台電壓	能量密度（瓦時/公斤）	循環壽命（循環）
液態二氧化碳	3.7V	180~230	500~1000
NMC	3.6〜3.7V	160~270	1000~2000
磷酸鐵鋰	3.2V	100~180	2000~5000
改性活生物體	3.7V	120~170	300~700
LTO	2.4V	60~90	10000~20000