|
我們的生活已經(jīng)離不開電子設(shè)備了，而電子設(shè)備嘛，又離不開給它們提供能源的電池。在網(wǎng)上有許許多多的“延長電池壽命小技巧”，比如“新買的電子設(shè)備，第一次充電之前要把電都放完”“筆記本電腦一直插著電源可以保護(hù)電池”“長期不用的電子設(shè)備要充滿電存放起來”......這些電池的“延年益壽”說法到底哪些靠譜哪些不靠譜？今天一次性給你說明白。在網(wǎng)上有一些說法，認(rèn)為“手機(jī)電池只能充電 500 次，之后就壽終正寢了”，所以要盡量減少電池的充電次數(shù)。這種說法是一個(gè)誤解。2015 年發(fā)表的一篇論文就指出，鋰電池的使用壽命并不是由充電次數(shù)決定的，而是由遷移的電荷總量決定的[1]。這個(gè)說法可能比較抽象，我們可以通過一個(gè)例子來理解。比如對蘋果電池來說，蘋果電池承諾的是在經(jīng)歷 500 個(gè)“充電周期（charging cycle）”，之后，電池的電量上限依然能達(dá)到出廠狀態(tài)的 80% 以上。 圖片來源：截圖自蘋果官網(wǎng) 對于“充電周期”蘋果官網(wǎng)也給出了明確的解釋，可以簡單理解成：每當(dāng)你用掉 100% 電量的時(shí)候，就算做一個(gè)充電周期（跟你每次用多少，中間是否充電沒有關(guān)系）。比如今天用了 60% 的電，晚上充滿了，第二天又用掉 40%，這就算作一個(gè)充電周期。另外，在充電周期達(dá)到 500 次之后，并不是說電池直接就壽終正寢了，而是最大電量受到影響。比如，蘋果電池會下降到最初電量的 80%，其他廠商的電池也是會下降到某個(gè)百分比，不是徹底就不能用了。所以，“電池充電 500 次就不能用了”這種說法不靠譜。在電池電量過低的時(shí)候，電池內(nèi)部會產(chǎn)生一些變化，比如對于鈷酸鋰電池來說，過度放電會導(dǎo)致一部分鈷酸鋰變成不能參與充放電的氧化鋰，從而降低電池的使用壽命。
磷酸鐵鋰電池在放電的時(shí)候，磷酸鐵鋰的晶格大小會發(fā)生變化，過度放電也會對電池造成不利影響。因此，等到電量過低的時(shí)候再充電確實(shí)對電池不好，這種說法是正確的。至于電池充電的“最佳電量”，不同的研究結(jié)論不太一致[1]（在 40%~60%，25%~75% 不等），但有一點(diǎn)是可以確定的，不要等到手機(jī)沒電了再充，電量在 50% 左右就可以考慮充電了[1]。新電子設(shè)備要把電用光才能充電 并且充夠 12 小時(shí)？ 這種說法源自原子早期的鎳鎘充電電池以及鎳氫充電電池。特別是鎳鎘充電電池，它具有明顯的記憶效應(yīng)，在多次沒有完全放電的情況下充電，鎳鎘電池會記住低電量，讓電池容量降低。雖然也有研究發(fā)現(xiàn)，鋰電池也有一定的記憶效應(yīng)[2]，但比鎳鎘電池要小得多了，在正常使用電子設(shè)備的情況下可以忽略，而且考慮到前面一條內(nèi)容，如果真的把電放光了再充，對電池的傷害反而更大。另外，新電池也沒有必要充滿 12 小時(shí)。過度充電同樣也會傷害電池，而且現(xiàn)在的電池和原裝充電器一般都有防過充保護(hù)，在電池充滿之后硬等 12 小時(shí)是完全沒有必要的。首先，一邊充電，一邊用手機(jī)這件事本身并不會對電池有什么損傷。只是會讓充電變慢（畢竟你在一邊用耗電，一邊充電）。但在一邊充電，一邊玩比較耗電App，比如玩游戲的時(shí)候，就可能會出現(xiàn)問題。相信你一定有這樣的經(jīng)驗(yàn)，在給手機(jī)充電的時(shí)候，手機(jī)往往會有一些發(fā)熱。在玩一些比較耗電的游戲的時(shí)候，手機(jī)同樣也會發(fā)熱。那如果在充電的時(shí)候玩這樣的游戲，可能會讓手機(jī)變得燙手。手機(jī)電池是有最適工作溫度的，比如下圖是蘋果官網(wǎng)上提供的適宜溫度信息。 圖源：網(wǎng)絡(luò) 當(dāng)手機(jī)變得燙手的時(shí)候，手機(jī)溫度妥妥的超過 35 度了，這種情況下給電池充電是會對電池造成損傷的。因此，在給手機(jī)充電的時(shí)候，正常收發(fā)一些消息、刷刷朋友圈并不會對電池產(chǎn)生什么影響，但如果充著電玩游戲或者看視頻讓手機(jī)發(fā)燙了，可能是會損傷手機(jī)電池的。手機(jī)電池以及原裝的充電器，一般都會有過充保護(hù)，在電量充到 100% 之后就會停止充電，或者僅僅提供非常微弱的電流來彌補(bǔ)電池的自身消耗，這種情況下并不會對電池有什么損傷。但需要注意的是，如果使用的是非正規(guī)廠家生產(chǎn)的充電頭，可能會有過充保護(hù)失效的風(fēng)險(xiǎn)，損傷電池。
另外，如果充電的時(shí)候手機(jī)處在不容易散熱的地方，比如枕頭下、被子里或者套著不容易散熱的手機(jī)殼，可能會讓電池處于過熱的狀態(tài)，這可能會對電池產(chǎn)生損傷。所以，使用正規(guī)廠家生產(chǎn)的充電頭，把手機(jī)放在能正常散熱的環(huán)境里，充電器插一整晚也沒什么問題（畢竟誰也不想定個(gè)鬧鐘凌晨起來拔充電器吧）。跟手機(jī)電池一樣，現(xiàn)在的筆記本電腦電池也都有過充保護(hù)，因此不需要擔(dān)心電腦電池會過度充電。而且在插著電源的狀態(tài)下，電源可以直接為電腦供電，而不需要經(jīng)過電池“轉(zhuǎn)手”，所以插著電源的情況下相當(dāng)于沒有使用電池。雖然在電池電量自然損耗之后，電源會自動給電池充滿電，但這占用的電池循環(huán)壽命非常小，相比于充滿后拔下電源直接使用電池，幾乎是可以忽略不計(jì)的。所以，使用筆記本電腦的時(shí)候不需要刻意拔下電源。需要說明一下，雖然長期讓筆記本電腦的電池滿電并不是最理想的狀態(tài)，但相比于每次充滿電都拔下電源使用電池，一直插著也不會對電池有過多的損害。有一些電子設(shè)備的使用頻率可能不像手機(jī)這么高，比如閑置的平板、或者偶爾才拿出去拍照的相機(jī)等等。這些電子設(shè)備如果是在電量耗盡的情況下長期不用，確實(shí)會影響電池的使用壽命和最大容量。因此在存放這些設(shè)備之前，需要給它們充一些電，但充電電量并不是越滿越好。比如惠普官網(wǎng)的建議是充電至 80%~90% 再長期存放，并且每 3 個(gè)月檢查補(bǔ)充一下電量[3]。蘋果官網(wǎng)對長期存放的建議是充電至 50% 左右，并且每 6 個(gè)月補(bǔ)充一次[4]。圖源：網(wǎng)絡(luò) 所以說，不同的電子設(shè)備在存放的時(shí)候建議充電電量會有所不同，但可以確定的是，不要讓電池處于耗盡狀態(tài)下存放，否則電池的最大電量可能會受到影響。參考文獻(xiàn)： [1] de Vries H, Nguyen T T, het Veld B O. Increasing the cycle life of lithium ion cells by partial state of charge cycling[J]. Microelectronics Reliability, 2015, 55(11): 2247-2253.[2] Sasaki T, Ukyo Y, Novák P. Memory effect in a lithium-ion battery[J]. Nature materials, 2013, 12(6): 569-575.[3] https://support.hp.com/us-en/document/c01297640[4] https://www.apple.com.cn/batteries/maximizing-performance作者｜科學(xué)邊角料 科普團(tuán)隊(duì)審核｜李泉 中國科學(xué)院物理所 博士
|
