手机应该怎么充电对电池才好(手机电池续命指南)
你手机的电池还好吗?
有多少次手机满电后,你忘记拔掉充电线?有多少次出门忘带充电宝,在你手机电量近乎为 0% 的时候成功「续命」?又有多少次你边充电边打游戏,直到手机发烫才想起来拔线?
你的手机电池就在你此般呵护之下,从最大容量 100% 一路下滑至 80%,它还要被你埋怨一句「电池也太不禁用了吧」。
没错,这是我可怜的手机电池容量
如何给手机科学充电?如何延长电池寿命?今天就来传授给你「手机电池续命指南」。
电池如何工作首先,我们得知道电池是怎么工作的。
我们手机里装的是什么电池?
时至今日,大部分手机、电脑等小型电子设备中用到的都是「钴酸锂电池」,它是最常见的锂离子电池。
电池的运作依靠氧化还原反应,钴酸锂电池的阴极(正极)材料为钴酸锂(LiCoO2),阳极(负极)材料为石墨。
充电时,在电场力的作用下,钴酸锂电离出带正电的锂离子(Li⁺),锂离子向负极移动,穿过隔膜与石墨的晶体结构完美嵌合。
由电荷守恒定律,带负电的电子迫切想要和带正电的锂离子在一起,于是电子通过电路来到了负极,平衡了电荷。
反之,当你使用手机时,电池处于放电状态,这时候锂离子穿过隔膜返回阴极,与二氧化钴(CoO₂)重新组合为钴酸锂,电子也从负极流回正极。
钴酸锂电池的优点在于结构稳定,且容量比高。相比以往化学性质过于活泼的锂金属电池,以钴酸锂为正极材料制成的锂离子电池,无论在使用还是保存上都要优于锂金属电池。
随着数码产品的普及,它被广泛应用于笔记本电脑、手机等小型电子设备中。
你正在悄悄伤害电池了解了电池充放电的原理,来看看你都做过哪些伤害电池的事。
1、过度充电
先来说说过度充电。虽然我们的手机可以在满电后自动停止充电或减小电流,不太会发生安全问题。但是过度充电依然有可能导致电池容量加速流失。
可以这样想,满电后手机自动停止充电,这时开始消耗电池的电量,消耗到一定程度时,又有微弱的电流为电池充电,如此往复,不断侵蚀着电池的使用寿命。
原理上讲,当电池过度充电时,一些锂离子进入碳结构后无法释放,会产生一系列的副反应导致电池退化,如电极表面发生不可逆的结构变化,活性物质分解,电解液被氧化等。
2、过度放电
过度充电于电池无益,过度放电亦不可取。
当电池完全放电时,负极过度释出锂离子,导致片层结构出现塌陷;而锂离子过度堆积在正极,会导致不可逆地产生氧化锂和氧化钴,使得可以参与反应的锂离子越来越少,加速电池老化。
那边充边玩对电池有影响吗?
这就要视情况而论。按理说充电时使用手机,消耗的并非是电池的电量,而是来自电源,所以正常浏览页面,进行一些简单操作并不会对电池产生什么影响。
3、高温
真正伤害电池的是高温。
每当你充电时玩游戏到手机发烫,都会对电池产生不可逆的影响。超过 60℃ 就会损害电池寿命,重则发生安全事故。
这是因为锂离子电池在温度和电压方面的稳定性是有限的。手机充电时本就可能发热,如果运行手机再产生热量,有可能导致电解液和粘结剂发生反应,电解液和正极活性物质分解,电池有膨胀、爆炸的风险。
不过一般情况下,保持使用温度在 0~45℃ 的范围内基本不会对电池产生影响。
接下来讲一讲,什么是电池寿命。
电池寿命手机电池以「充电周期」来衡量其使用寿命。一般来说,它能够完成 400~500 次充电周期,但 这并不意味着每次都要将电量从 100% 消耗至 0%。
例如,如果你的手机电量起初为 100%,用至 25%(用掉 75%),然后再充电至 100%,用到 75%(用掉 25%),这就是一个循环。
还有学者表示,当充电到 90%、95% 或 100% 时,处于充电状态的程度越高,电池的退化程度就越快。
所以,要想延长你的手机电池寿命,最好这样做:
1、随用随充
不要等到 20% 以下才充电,将电量保持在 20~80% 有助于延长电池寿命。
2、避免过充/过放
尽量不要夜里充着电睡觉,也不要将电量耗尽再充电。
3、避免高温
避免边充电边打游戏。如果采用无线充电时手机发烫,最好及时停止充电(无线充电能量转化率低,产热更明显)。
是什么让电池容量越来越少?如果抛去人为因素,那是什么让电池容量越来越少?也就是电池容量衰减机制。
原因一:固体电解质界面(SEI)的形成
一个主要的原因就是在液态锂离子电池首次充放电过程中,电极材料会与电解液在固液相界面上发生反应,形成一层覆盖于负极表面的钝化层,这种钝化层被称为「固体电解质界面(SEI)」。
SEI 的形成十分关键,它的存在有利也有弊。
一方面,理想的 SEI 可以导离子、阻电子,不仅能够有效阻碍电解液与负极材料(石墨)进行反应,还能有效抑制锂枝晶生长,有利于电池长期循环使用。
*锂枝晶:锂枝晶是一类不规则锂沉积物的总称。在充电过程中,多余的锂离子在负极表面不均匀沉积,形成不规则的金属锂枝晶。它会影响电池性能,甚至有穿破隔膜导致电池短路发生爆炸的危险。
另一方面,SEI 在形成过程中也不可逆地消耗了部分锂离子,使得电池充放电效率降低,电池最大容量减少。
有学者得出结论, SEI 形核过程贡献出的容量占电池总容量的 5%。
如果 SEI 电子隔绝特性差,还原反应则会进一步进行,使 SEI 不断增厚,欧姆阻抗增加,导致电池容量退化。
原因二:锂枝晶的形成
尽管锂金属电池中更易形成锂枝晶(这也是阻碍锂金属电池普及的原因之一),但锂离子电池也并非完全没有。
上文提到 SEI 可以对锂枝晶的生长起到抑制作用,但部分锂离子依然可以穿过 SEI 在电极表面沉积,更甚可以顶破 SEI。
锂枝晶的存在不仅会影响电池性能,还可能造成电池内短路,诱发起火和爆炸等安全事故。
锂枝晶的形成原因十分复杂:电极涂布不均,电极表面粗糙度大,温度,杂质等因素都可能影响它的生成。
所以,不仅是我们充放电不当的问题,厂家的生产技术和质量把控更为重要。
事实上,一直以来学者们也致力于研究各种提高电池性能、能量密度的方法,但都需要在保证电池安全性的基础之上。
研发不易,从研发到落地的周期更是漫长。所以,在没有更高性能的电池走进生活之前,我们还是照顾好手机里现有的电池吧,这既是对你的钱包负责,也是对环境负责。
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