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「科普」对于手机电池，你了解多少？2022-02-22 20:30·Baseus倍思在过去的十年，我们见证了智能手机行业日新月异的高速发展，从简单的通讯工具到几乎无所不能，智能手机已经渗透到我们生活的方方面面，而随着功能的不断增多，手机的功耗也相应不断上升。这就要求作为手机的储能工具——电池，其容量以及工作性能也要随之提高才能更好的满足日常使用。说到手机电池，你又了解多少呢？今天我们就做一些对于手机电池的小科普。手机电池手机电池是为手机提供电力的储能工具，mAh 是电池容量的单位，中文名称是毫安时。在我们进行充电的时候，充电头将 220V 交流电转换为低压直流电，输进手机并由手机的充电电路降压给电池使用。为什么需要降压？这是因为电池是十分「娇弱」的器件，过高的电压就会造成损害引发安全隐患。目前手机电池使用的主要为锂电池。更确切得说是锂离子电池，电池中是没有金属锂的，而是含锂元素的化合物，工作的过程简单看则是锂离子的运动过程。电池的分类、特性作为制造业的一份子，电池其实也经历了随材料更新而进行的技术迭代，根据它的发展历程，我们可以大致可以分为三个阶段：1、镍镉电池——特点：记忆效应很严重，需用尽再充满使用，体积巨大，续航短，7.5V 高电压供电。镍镉电池能承受 500 次以上的充电放电过程，在放电时的电压变化很小。记忆效应可以说是镍镉电池的最大弊端了，这要求它必须在用尽电量之后才能充电，否则容量就会遭到消减，同时电池中的镉是一种有毒的重金属，处理不当极易造成环境污染。2、镍氢电池——特点：相对前者，记忆效应减少，电池容量显著提升， 电压 1.2V，但十分环保。镍氢电池中以能吸收氢并形成氢化物的金属代替了镉，从而消除了镍镉电池的环境污染问题。在同体积下，镍氢电池的容量比镍镉电池多得多并且没有如此明显的记忆效应。而镍氢电池最大的缺点便是自放电，意思是如果放置一段时间不使用，那么镍氢电池的电量会逐渐流失。3、锂电池——特点：体积更小，同体积电池容量更大，循环寿命长无记忆效应，安全性更好。锂离子电池轻、小、薄，可以根据不同产物做成不同形状，体积比能量和质量比能量高，并且无污染，没有任何记忆效应。工作温度区间-20℃～60℃，支持快速充电，循环使用寿命长，目前手机基本上已经全面采用锂离子电池。电池的内部结构暴露年纪的时候到了，在十年前，我们使用的手机电池还是可拆卸的设计的，一个手机多购置几块备用电池是基本操作，在续航上有着别样的体验。但这种方式终于还是被市场所淘汰，这其中原因，既包含技术，又关乎设计，这里也不作深究。等到智能手机基本上采用一体化设计后，电池也成为了不可拆卸式，不支持用户自由更换。放在机身内部后也就不需要包裹的外部硬壳了，因为以往还需要考虑安全和保护作用。所以这之后的手机电池主要可以看成两部分组成：电芯与控制 IC电芯部分：我们平常所说的 3000mAh、5000mAh 就是储存在电芯中。电芯的组成有正负极、隔膜、电解液等元素，其中的主要物质为：正极：活性物质一般为钴酸锂、锰酸钾、镍钴酸锂；负极：活性物质为石墨或近似石墨结构的碳等；隔膜：经特殊成型的高分子薄膜，有微孔结构，可以让锂离子自由通过而电子不能通过。控制 IC：控制 IC 芯片能够防止过充、过放和短路对电池及使用者造成危害。它的存在使得电池在以下条件会自动断电：过充保护：电池充满了就会自动停止充电；过放保护：电池用到了额定电压就会自动停止放电；短路保护：电池不小心短路就会自动断开连接。同时 IC 芯片上集成高精度热敏电阻，由此不同的阻值就能对应知道电池的温度。电池的工作过程电池充电：正极材料中的锂化合物形成锂离子溶出，经过电解液运动到到负极，嵌入负极石墨层中，嵌入越多，相应电量越高；电池放电：锂离子从石墨层中脱嵌，运动回正极，脱嵌的锂离子越多，相应电池放电越多。随着充放电的进行，锂离子不断的从正极和负极中嵌入和脱出。一些充电冷知识1、充电的电压以及发热：电芯工作电压在 3.0V~4.4V 之间，均压平台 3.6V-3.8V。当进行充电行为时，电能进入手机后通过手机内的降压电路处理后，再输出 3.3~4.5V 左右的电压给电池充电。而这个电压转换压降过程，就是由手机内的充电管理 IC 模块负责。这个电压转换压降过程会产生发热，电压差距越大产生的热量会越多。2、充电的电流以及功率手机充电时的电流并不是一直不变的。优秀的充电方案应该是手机需要多大的功率，充电器就给多大的功率，而不是手机只能被动地接受充电器一成不变的功率。当手机处于低电量的时候，手机会要求充电器火力全开，这就是所谓的充电峰值。在这个时候充电速度非常快，相应地发热量也基本上发生在这个阶段。充电时，随着手机电量的上升，充电的功率会逐渐下降。当手机的电量充到 60%~80%的时候（具体看手机厂商的设定），充电电流会减小，以达到减少电池损耗和手机发热量等目的。对于这些冷知识在我们的对于手机充电文章中有具体的分析，大家感兴趣可以查看。那么现在还有一个很多用户最关心的问题：手机电池需要保养吗？先放答案：对于不是特别在乎手机电池老化的普通消费者而言，不需要进行刻意的保养。目前的智能手机都会内置非常智能且成熟的电源管理。基本上消费者各种使用习惯都有针对的安全措施。比如整夜充，在电池充满后手机会切断充电的进行，但依然插着就构成回路，在手机内置控制 IC 的作用下，仅有极细微的电流在其中流通，你所担心的电池损伤并没有想象中那么大。当然话说回来，充满之后就拔掉自然是最好的使用习惯。又比如随充随用，完全是可以的，根本不需要等到用完才去充电。锂电池并不具备记忆效应，那都是老一代电池的使用姿势，对于锂电池来说任何时候充电都可以。另外，手机电池能够维持相对健康程度的时间，对于大部分用户来说在一年半到两年，此时才会开始出现明显的续航下降，而在这个时间之后，厂商一般都会提供对应的电池更换方案，可能需要用户花钱，具体多少视厂商而定，一般不贵。又或者一年多时间过去，看现在智能手机的迭代速度，很多用户或许已经有更换新机的打算了。所以电池的经用度其实并没有那么不堪，如果非要说真正影响到电池寿命的，有两点是一定要注意：使用正规合格的充电器与充电线尽量不要深度放电第一点没什么好说的，为了手机的安全，也为了你的安全。主要讲第二点，这是确切的会影响到电池寿命的因素。让电池保持健康的最好做法是保持电量在 20%~80%。不要让手机电量低于 20% 再充电，过放会加速电池损耗，这也是为什么基本上到了 20% 手机就会提醒你充电了，你看，正确的使用方法手机会告诉你的。那么，快充伤电池吗？还是那句话，在变革技术大面积落地的时候，它的背后早已经历了无数次的测试与改进，厂商们并不傻，他们考虑的问题也远比消费者的多，因此对于快充的隐藏风险，就有了相应的应对方案。要实现快充，那么充电电流就被提高，首先如今支持快充的电池对于大电流的耐受能力比以往要高很多，其次快充芯片也在控制电压与电流在安全的范围之内。对于电池寿命，实际上充电电压的影响更大，而这被内置芯片严格控制。所以，快充的使用依然属于正常范围内，该充充，15 分钟充满的体验，谁能不爱。总之就是一句话，随用随充，想充就充，不要过放，最好不过充。
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