自从Apple的电池门之后,越来越多的消费者开始关注电池老化的问题,不少人已经对手机里的这块不可拆卸的电池泛起了爱护之心。「锂电池保养」这个话题也是热度不减,可以说没到冬季都要飙升到话题排行榜。同时Apple在电池门后也采取了一系列的行动:自iOS 11.3 开始苹果系统就给出了「电池健康」选项,此后的系统更新中还新增加了「优化电池充电」来减缓电池老化,其官网甚至新增了许多关于电池使用的中文文档。
那么,从消费者的角度而言,我们是否有必要采取一些措施来保养我们的手机电池、延长电池的寿命(Lifespan)?如果需要,电池保养需要注意哪几方面?关于保养电池,厂商们做了哪些努力,作为消费者和用户,我们又可以做些什么?
前言:有必要对电池进行额外保养吗?
无论是智能手机还是电池,都是作为消耗品被设计、生产和使用的。但是作为消费者的我们当然想要自己产品使用得更久,花费最少的钱享受最好的体验。所以,对于手机的电池养护是非常有必要的。
下面就让我们一起看看如何保养电池吧。
如何延缓锂电池的衰老?
现在智能手机的电池都是锂电池。要想很好地养护我们的手机电池,首先要知道锂电池的基本工作原理。
锂电池的工作原理是正极和负极之间的离子运动。理论上,这种机制应该永远有效的。但是,循环的次数、高温和老化等等这些因素会随着时间的推移而降低锂电池的性能。
电池的性能以容量来衡量,容量是电池最重要的健康指标。
循环
这个在苹果官方被统一称为充电周期。
Apple 锂离子电池以充电周期方式工作。如果使用 (放电) 的电量相当于电池容量的 100%,你就完成了一个充电周期,但不一定通过一次充电来完成。比如,你可能一天使用了 75% 的电量,然后在夜间将设备充满电。如果你次日使用了 25% 的电量,那么总放电量将达到 100%,从而两天累计完成了一个充电周期。
简单来说,就是累积放电达100%就是完成了一个充电周期。
Cadex 实验室测试了循环使用的 11 块锂电池的容量下降情况。结果显示,所有电池组的初始容量为 88–94%,在 250 次完全放电循环后降至 73–84%。
由此可见,所有锂电池的容量都会随着循环次数的增多而减少。
放电深度
放电深度是指电池放电量占电池额定容量的百分比。
与频繁使用会更快地磨损机械设备类似,放电深度决定了电池的可循环次数。放电越少,电池的使用寿命也越长。
从这个电池循环次数与放电深度的关系图可以看出,每次只放电20%就充电,可以充放电34957次;每次放电40%就充电,就可以充放电19985次。换句话说,就是34957个20%,然后是19985个40%,10019个60%,3221个80%,2600个100%。
如果把上图换算成100%深度放电循环次数(例如20%放电深度是34957次,那么换算成100%深度放电,就是34957*20%/100%=6991.4)与放电深度的关系。
可以看到,每次充放 40%,循环寿命最长达到7994个循环。80%最低,甚至还不如直接 100% 满充满放。20% 超浅充放,反而不如 40%。
既然我们已经知道,充放 40% 电池寿命最长。那么,具体是60~100%,还是50~90%、40~80%?这几种用法放电深度都是40%。
根据权威机构的动态应力测试表明,当将充满电(100%)的锂离子放电至 25%,电池容量损失最大,这种情况电池使用率最大,可达 75%,但是电池寿命短。假如完全放电至手机自动关机,则损失会更大。
所以,「不要给手机充电一整晚」、「不要把电池用到关机」这样的说法,还是有一定的道理的。
如果锂电池在 85% 和 25% 之间循环(绿色线条)比充电至 100% 和放电至 50%(深蓝色线条)可提供更长的使用寿命,并且电池利用率有 60%。
如果锂电池在 75% 和 25% 之间循环(浅蓝色线条),当循环次数达3,000 次时,电池的容量仍然有 90%,并且还有 50% 的电池利用率。既能保证一定的续航,又能延长电池的使用寿命,是最佳方案。
将锂离子充电至 75% 并放电至 65% 可实现最小的容量损失。然而,这种情况并没有充分利用电池,电池利用率只有 10%,显然这种情况不符实际。
另外,锂电池的电量越满,电池活性就越大,衰减相对越快。所以如需要长期存放,充电电量最好是控制在60-80%存放,切忌100%满电存放。
综上所述,我们可以得出结论:如果锂电池在 70% 和 30% 之间循环,可以大大延长锂电池的使用寿命,既满足 40% 的放电深度,也满足在 75% 和 25%之间循环。
充电电压和温度
除了上述因素以外,高电压和暴露在高温环境下会比在正常条件下循环更快地损坏电池。
锂离子电池在受热时会受到压力,将电池保持在高充电电压下也会受到压力。电池温度高于 30°C 被视为高温,对于大多数锂离子电池而言,高于4.10V/cell电池的电压被视为高电压。
高温会加速永久性容量损失。一般来说,最好不要让电池温度超过 35 摄氏度。
结语
前面我们已经大致了解了,影响电池使用寿命的元凶有:深充深放、高温、高充电电压。为了让电池的服役生涯中尽可能拥有更长的使用寿命,作为用户来说,我们该如何做呢?
不要高温环境下使用手机。这里特别提醒不要边充电边玩游戏,或者看视频。
使用原装的充电器和充电线,避免高充电电压给电池造成损伤。
切忌满充满放,需随用随充、浅充浅放。充电电量尽量控制在60%~80%之间。
将电池保持在 70% 和 30% 之间循环。电量低至30%,需立即给手机充电,且充电不要超过 70%。
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