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解析锂电池的衰退原理

钜大LARGE  |  点击量:2870次  |  2018年09月05日  

手机电池没充完就拔下,电池没用完就充电会影响电池的寿命或容量吗?我们不妨看看知乎大神的回答。

问:手机电池没充完就拔下,电池没用完就充电会影响电池的寿命或容量吗?媳妇经常埋怨我说这两种做法伤害电池寿命,这有科学依据吗,求专业回答。

首先先直接回答问题:

手机电池没充完就拔下来使用,不会影响电池寿命。但如果条件允许且不嫌麻烦,连着充电线使用会更有利于电池寿命。

电池没用完就充电,对电池寿命是有利的。相反的,如果每次电池电量都用到很低,甚至用光,对电池寿命的危害很大。

然后是扩展阅读:

锂离子电池的衰退机理有很多,大体上可以分为滥用衰退与正常衰退两种。

滥用衰退是可以避免的,包括过充、过放、低温、大功率充放电、等等。对于手机的使用场景来说:

过充:电子设备有电路保护,一般不会发生这种情况,因此用户也不必去担心。

过放:这是一个模糊的概念。大体上而言,尽量不要在电量20%以下使用手机,特别不要在5%电量以下使用手机,会对电池造成不可逆损伤。

低温:主要是指低温充电危害很大。电子设备一般也都有保护了(iPad在低温下是充不进去电的),因此,用户也不必去担心。

大功率充放电:电子设备的放电,一般是比较温和的。就是一直玩游戏,手机也能撑个三四个小时,这最多就是0.2C放电,非常温和,用户也不必担心。充电呢,也是由充电器和电子设备的电路保护的,用户也不必担心。

正常衰退是不能避免的,主要影响因素是放电深度的积分与静置时的电量状态。

放电深度积分:也可以称为放电循环次数,比如从100%放到50%,这就算是0.5个循环。意思就是说,平时用得越多,那么衰退越快。但手机买来就是用的嘛,能用就用。

静置时的电量状态:这一点在学术上有争议。主流观点是,电量越高则衰退越快。意思就是,100%的电池放一个月,与50%的电池放一个月,前者的容量衰退更大一些。

因此,推荐的使用习惯是什么呢?如下:

首先,避免滥用情况。除去电路保护的部分,用户需要注意的是,尽量不要把手机电量用到很低——随身带充电宝吧。

其次,降低正常使用下的衰退。当然,该用的时候还是用,不能为了保护电池就不玩手机了吧?这里的建议是:没事儿就把充电线插到手机上充电。这样的话,手机会从外部取电,相当于减少了放电循环次数。

最后,“最优”的使用习惯是:将手机电量维持在30%-50%的低电量状态,直到出门前2个小时,再充满到100%。这样就降低了“高电量状态下的静置时间”。——当然,这个策略对于手机等消费级电子设备是不适用的,付出与成本不成比例。但对于电动汽车来说,电池很大很贵,就值得开发出这样的智能充电器。事实上,很多机构正在做。

电池寿命衰减机理主要分为两种:

第一种为循环衰减。把电池想像成一个管状物,充电就是往上撸,放电就是往下撸。上下完整撸一次就是一个完整的循环,撸到一半就是半个循环,撸久了电池就坏掉了,这就是所谓的循环衰减。而循环衰减主要是充电衰减,就是发生在往上撸的时候。

第二种为静置衰减。也就是说,把电池静静地放在那里不撸,自己也是会坏掉的。坏掉的速度取决于手的位置,手的位置越高(电量越高),坏掉的就越快。

两种衰减速度的数量级是不同的。就手机电池来说,基本上每天都在撸,循环衰减对寿命的损害比静置衰减至少要大一个数量级。那么我们的策略是什么?根据马克思主义哲学抓主要矛盾的哲学常理,应该第一优先级做到尽量减少循环衰减,减少撸的深度与次数;其次才是减少静置衰减,即降低手的高度。

讲述完以上原理之后,咱们在回过头来看看“没用完的情况,如用到50%再充电和用到10%再充电”的情况,想表达的意思应该是指“10%下的静置衰减速度要慢于50%”。

对于大多数人使用手机的情景来说,当他面临“我是让手机电池处于50%电量状态,还是10%的电量状态”的抉择时,通常是处于以下几种情况:

Case1:“我现在手机电量50%,虽然充电线就在旁边,我还是决定用到10%再去充电”。——这相当于增加了循环衰减,而去减少静置衰减,是得不偿失的。虽然说,从50%往10%的往下撸放电是不衰减的,但放了的电肯定是要再充电撸回来的啊,是跑不掉的。

Case2:“我现在手机电量10%,但暂时不充电,准备等出门前2小时再充电到50%或100%”——这种策略,在不增加循环衰减的速度下,的确是减少了静置衰减,会优化电池寿命。这种情况我在原回答的“最优”策略中也提到了。这种“最优”策略的实施依赖于“智能充电器”,而为了保护成本只有几十元的手机电池,去增加一个智能充电器,在成本上是不划算的,在市场上也是消费者不喜欢的。因此这种策略一般是不可行的。

Case3:“我现在手机电量是100%,今天计划用电10%。我准备一口气用到10%,而不是先用到55%充电,再用到55%”——诚然,“一口气用到10%”的策略,是比“先用到55%充电,再用到55%”要有优势的。但这种优势的代价就是放弃了中途充电的机会,而增加了把电用光的风险。这种策略的先决条件是“我100%确定今天我只用90%的电,而不会更多”。其实这个问题可以类比电动汽车的里程焦虑问题(Rangeanxiety),这是阻碍电动汽车普及的一大因素。对于普通手机消费者来说,这种策略一般是不可行的。

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