在使用手机的过程中,最让人焦虑的就是手机低电量提醒。尽管各大厂商都在努力扩充手机电池的容量,但随着手机使用频率和强度不断攀升,大多数人还是逐渐从一天一充变成一天多充,甚至出门时都会带上充电宝,以备不时之需。
那么,我们在日常使用手机时,怎么做才能尽可能延长手机电池的寿命呢?
锂离子电池工作原理
目前市面上绝大多数手机所使用的电池都是锂离子电池,相比于镍氢、锌锰、蓄铅等传统电池,锂离子电池具有容量大、体积小、电压平台高、循环寿命长等优势。正因这些优点,才使得手机能够做到更小巧的外形和更持久的续航。
手机中的锂离子电池正极通常使用LiCoO2(钴酸锂),NCM,NCA材料;手机中的负极材料主要有人造石墨、天然石墨、MCMB、SiO等。在充电过程中,锂以锂离子的形式从正极中脱嵌,通过电解质移动最终嵌入负极中,放电过程正好相反。因此,充放电的过程,就是锂离子在正、负极之间不断往返嵌入/脱嵌和插入/脱插的循环,被形象地称为“摇椅电池”。
锂离子电池寿命下降的原因
新买手机一开始续航能力都不错,在使用一段时间后就会变得越来越不耐用,是什么原因让手机电池“折寿”?主要原因有以下几点:
1.过充和过放。
锂离子电池依靠锂离子在正负极之间移动来工作,因此,锂离子电池的正负极能够容纳的锂离子的数量与其容量直接相关。当对锂离子电池进行深度充放电时,其正负极材料的结构可能会出现破坏,能够容纳锂离子的空间变少,进而容量也随之降低,也就是我们常说的电池寿命的降低。
电池寿命通常用循环寿命来评价,即对锂离子电池进行深度充放电,其容量能够保持在80%以上的充放电循环次数。国标GB/T18287对手机中锂离子电池循环寿命的要求为不低于300次,这是否意味手机电池在充放电300次后就会变得不耐用了?答案是否定的。其一,循环寿命的测量中,电池容量的衰减是一个渐变的过程,并不是断崖式或台阶式的;其二,对锂离子电池进行的是深度充放电。而在日常使用过程中,电池管理系统有对电池的保护机制,在充满后会自动断电,在电量不足时会自动关机,能够尽可能地避免深度充放电,因此手机电池的实际寿命高于300次。
但也不能完全依赖于优秀的电池管理系统,长期让手机处于低电量或满电量也有可能损伤电池,导致其容量减少。因此,给手机充电的最好方式就是浅充浅放,没电就充,充满就拔。长期不使用手机时,保持一半电量也能有效延长其使用寿命。
2.过冷或过热条件下充电。
锂离子电池对温度也有较高要求,其正常工作(放电)温度范围在0℃~35℃。在低温条件下,电解质离子电导率下降、电荷转移阻抗增加,锂离子电池表现会变差,直观感受便是容量的降低。但这种容量衰减是可逆的,在温度恢复到室温后,锂离子电池的表现会恢复正常。
如果在低温条件下给电池充电,负极极化可能导致其电势达到金属锂的还原电势,进而导致锂金属在负极表面沉积,一方面会导致电池容量减少,另一方面存在锂枝晶生成的可能,导致电池短路进而引发危险。
在高温条件下给锂离子电池充电,也会使锂离子正负极结构改变,导致电池容量不可逆的衰减。因此,尽量避免在过冷或过热条件下给手机充电。
关于充电的说法
1.整夜充电对手机电池的使用寿命会有影响吗?
过充和过放会影响电池的寿命,但整夜充电并不等于过充。一方面,手机在充满电后会自动断电;另一方面,目前许多手机采用先将电池快充至80%容量,随后转换为较慢的涓流充电的充电方式。
2.夏季天气炎热,手机充电时会出现高温情况,是正常还是出现问题?
电池充电伴随着化学反应、电荷转移等复杂过程,这些过程往往伴随着热量的产生,因此充电时手机发热是正常现象。而手机出现的高温发烫现象一般是由散热不佳等原因导致,不是电池本身出问题,充电时把保护套取下让手机更好地散热,也能有效延长手机的使用寿命。
3.充电宝和车载充电器给手机充电,会影响手机电池的使用寿命吗?
不会。无论是用充电宝还是车载充电器,只要使用符合国家标准的充电设备给手机充电,都不会影响手机电池的使用寿命。
4.手机在充电时可以使用吗?
充电状态下的手机可以使用。手机充电时,充电器会将220V高压交流电通过变压器转变为低压(例如常见的5V)直流给电池供电,只有低压部分是连接到手机上的。一般情况下,人体的安全电压为36V,也就是说,在正常充电下,即使手机外壳漏电,低输出电压也不会对人体造成伤害。