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低溫鋰電池

手機邊充電邊用到底好不好

鉅大LARGE  |  點擊量:28101次  |  2018年05月27日  

摘要
一邊充電一邊使用手機,會使通過鋰電池的電路密度(currentdensity)相比于非充電狀態下使用的手機電池會大大升高。電路密度的升高會導致鋰電池內部電壓降增大,電化學能更多地轉變為庫倫熱,熱能的產生進一步使鋰電池內阻增大,進而繼續增大鋰電池內阻和產生的庫倫熱,。。。,形成惡性循環。最終,過電壓增大,手機背部設置的安全電壓傳感器所檢測到的鋰電池的充放電電壓已不是真是充放電電壓,結果真是電壓會超出規定的安全電壓電勢窗(pot

1.一邊充電一邊使用手機,會使通過鋰電池的電路密度(currentdensity)相比于非充電狀態下使用的手機電池會大大升高。電路密度的升高會導致鋰電池內部電壓降增大,電化學能更多地轉變為庫倫熱,熱能的產生進一步使鋰電池內阻增大,進而繼續增大鋰電池內阻和產生的庫倫熱,。。。,形成惡性循環。最終,過電壓增大,手機背部設置的安全電壓傳感器所檢測到的鋰電池的充放電電壓已不是真是充放電電壓,結果真是電壓會超出規定的安全電壓電勢窗(potentialwindow)或截止電壓(cut-off),導致鋰電池電極材料化學結構及成分遭到破壞,材料結構坍塌,性能下降,如果嚴重的話,會導致電池鼓包甚至爆炸。


2.繼上述內容里的“升溫”部分:一邊充電一邊使用手機,會導致溫度升高,鋰電池電極的電化學環境被迫改變。正常狀態下,鋰電池的電化學環境處于亞穩態(metastablestate),在亞穩態下負極材料表面(anodesurface)上長期電極鈍化所形成的穩定的固體電解質膜(solidelectrolyteinterphase,SEI膜)會在突發的非穩態下分解、溶解到電解液(electrolyte)里。但SEI成分復雜,其實難真正意義地被電解液物理溶解。盡管,SEI膜是鋰離子的良導體,但其鋰離子導電機理并非等同于固態鋰離子電解液,性能方面,兩者更是不能相提并論(詳見JES上相關論文)。所以,其結果是電解液被污染,鋰離子導電性(ionicconductivity)下降,電池內部極化(polarization)增大,電池材料利用率(utilizationefficiency)下降,電池循環性能(cyclingperformance)和倍率性能(ratecapability)都降低。


3.繼上述第二條中SEI膜分解:分解后的SEI膜使電極材料表面暴露于電解液環境。SEI膜可不是善類,不會很老實滴!所以,在后面的充放電過程中,SEI膜會在電極材料表面重新形成,越來越厚。這個新形成的SEI膜并非是原來分解掉的SEI的二次沉積,而是由電解液成分的電化學分解、沉淀所重新形成的。這個過程是嚴重損害電解液的,因此會使電解液性能下降,電池性能降低。


4.繼上述三條:過電勢太大還繼續充放電。本來鋰電池的cut-off會保護電池,保養電池,但由于SEI的破壞與重塑所引起的過大的電池過電勢的存在,電極材料的電化學充放電深度(depth)增大,電極材料結構穩定性、形貌全部遭到破壞,微觀結構坍塌,內阻(離子電阻和電子電阻)增大,因此,鋰電池性能下降,電量不如以前。


不知道大家有沒有類似的經驗,一邊充電一邊放電,用過幾次手機很熱的情況,后來就感覺手機電量嚴重不如從前了。這就是了!我本人的手機是在AT&T辦的2-yearcontact的iPhone5合約機,價格便宜,所以經常用的很廢,也不保養?,F在經常是,手機電量顯示8%-11%的時候,iPhone就自動關機了。這就是SEI膜遭破壞、重新生成、再遭破壞、再重新生成,往復循環,以至過電勢過大所導致的。


鋰電池最好是時刻保持電量充足,不要等到沒電再充,沒電時鋰電池中的化學物質會減少,影響電池的壽命。邊玩邊充對電池多少有影響質量差的電池還可能爆炸。而關于后臺應用程序,安卓系統其實在退到主頁面時后臺程序已經停止運行了,所以不必擔心后臺應用程序耗電問題。另外鋰電池開機關機充其實都無所謂的。


1、充電時盡量不要玩游戲


現在很多手機游戲都很“肝”,需要花大量的時間在游戲里,玩起來比PC游戲還辛苦。而手機的電量是有限的,經常玩著玩著就沒電了。所以網友就喜歡一邊充電一邊玩游戲,保持實時在線。殊不知智能手機由于機身體積有限,電池和主板芯片結合的十分緊密。當手機運行游戲的時候,處理器會保持高負荷運算,同時屏幕也會一直開著。這樣機身內部就很容易聚集大量的熱量,這些熱量無法即使排出,很容易就傳導到電池上。而智能手機所用的鋰電池最忌高溫,長時間在高溫狀態下充電,對電池的壽命影響很大。


很多手機玩游戲的時候本身就容易發熱,這個時候再插上電源的話,充電時所產生的熱量就會疊加,人摸著都會感覺燙手,對電池的傷害也就可想而知。如果所以如果一定要一邊玩游戲一邊充電,最好將手機放置在玻璃或者金屬等易于散熱的表面上,讓機身的熱量即使排出,從而保護電池。


經常需要一邊玩游戲一邊充電的玩家,可以選擇一些支持低壓快充的手機,現在OPPO的VOOC閃充,一加的DASH極速閃充,華為的SuperCharge都屬于低壓快充。低壓快充減少了手機內部的降壓過程,因此發熱會比高壓快充要小,而且一邊玩游戲一邊充電也不影響快充效果。


2、不要使用電腦的USB接口為手機充電


很多玩家為了圖方便,使用PC電腦的USB口為手機充電,這在過去功能機時代是沒問題的。但是智能手機的功耗增加,而PC電腦自帶的USB口電流一般只有500mA,在待機時給手機充電就十分勉強,如果一邊使用手機一邊用PC的USB口充電,很有可能會出現供電不足的情況。這樣一電池在一邊被充電的時候,另一邊還要給手機的運行提供電量,也就變成了一邊充電、一邊放電。有時候我們在給手機充電時玩游戲,會發現電量反而越來越少,就屬于這種情況。


所以如果要一邊用手機一邊充電,最好使用標配的充電器,不要使用PC電腦的USB口充電,也不要使用來歷不明的雜牌充電器。如果發現充電時手機電量不增反減,應該立即停止使用手機,或者更換功率更高的充電器。


因為智能機的電量消耗很快,很多人玩手機的時候會邊充電邊玩。但是很多人都會說邊充電邊玩手機會對電池有損壞,減少電池壽命。


1、從日常使用的經驗來看:第一,筆記本也可以邊用邊充電,在進行大運算量時,電流也會突然加大,筆記本為啥就沒事?第二,當手機通過數據線連接到電腦時,也會充電,也會對手機存儲器進行操作,難道不是邊充電邊用?其三,充電的時候,手機并沒有關機,程序依然在運行,即便我們不做任何操作,操作系統難道不工作?


2、從電路原理分析:充電線路是將220伏交流電變換為5伏直流電(或者直接從USB口輸出),然后接到電池保護電路,最后接到電池,保護電路可以保證電池充滿后不再充電,過放后不再放電。簡單的說一下充電原理,可以把電池看成一個容器,充電的時候,電能是流向電池的,這時候,手機所需的電能是由充電器提供的(想象一下,電池充電和放電是一條通道,往電池里面充電的時候,怎么會有電能輸出呢?)。所以,所謂的邊充電邊用,實際上是充電器同時給電池和手機供電,當電池充滿后,保護電路工作,電路被切斷,電池不再充電,但也不會放電,只要充電線路還接著,手機就不會由電池供電,而是由充電器供電。


3、從使用情況來看:手機,特別是智能手機,有很多用法,傳統功能打電話、發短信,新增功能上網、玩游戲,耗電最多的還是顯示屏。從上面的分析我們知道,充電的時候手機是由充電器供電的,但是,有一個例外,就是當手機需要非常大的電流時(不知道這種情況是否存在),充電器無法提供,這時,電池就會放電,即便如此,電池輸出的電能還沒有平時大,因為,還有充電器幫它供著。


總之,電池充放電只有一個通道,要么充電、要么放電,不存在邊充電邊放電的問題,結論就是,手機邊充電邊用沒什么不好,如果不怕麻煩的話,一直拖著充電器用,還可以減少電池放電次數,延長電池壽命。不過,這么做也是有風險的,因為我們誰都無法保證電池的充放電保護電路的特性永不變化和質量的萬無一失,所以拖著充電器用,你的電池將長期處在危險的邊緣徘徊,鋰電池是很嬌貴的,過充和過放電會對鋰電池造成巨大的傷害。


確實聽到過邊玩手機邊充電發生電池爆炸的新聞報道,對此我的解釋是:因為邊玩邊充,手機一直有電,如果充電保護電路沒起作用或者故障,因玩的時間過長導致電池長時間充電(過沖)從而發生爆炸。


1、電池在充電的時候,,是否會產生大量熱量?


實驗表明,鋰離子電池在充電的時候,幾乎不發熱,即便以1A這樣的大電流,充電30分鐘,電池的溫度也僅僅只升高了1.5攝氏度,這樣的溫度,對人體來講,基本上是感覺不到的。


鋰離子電池,僅在大電流持續放電的情況下才會有一定的溫升,且這個溫升還不足以到發燙的程度,而一般用戶使用的程度,即便是持續上網、持續打電話,鋰離子電池也僅有2.4攝氏度的溫升。同樣以1A這樣的大電流,放電130分鐘,溫度升高3攝氏度的溫升,離發熱還有一定的距離,也幾乎可以忽略不計。


2、充電并且通話的時候,瞬間電壓真的會超過平時許多倍嗎?


通過示波器監測發現:


A:手機待機時,電壓穩定,基本不變;


B:手機充電時,電壓略有上升(0.05V),實際電壓應和電池特性及充電電流有關,上升電壓=電池內阻X充電電流;


C:手機充電時通話,電壓比只充電時還要低些,因為通話時還要耗電。


3、充電時的輻射也數十倍于平時?


雖然輻射測試實際是個非常復雜的系統,其測量不確定度能優于15%就很不錯了。但實際測試的數據說明充電與手機輻射無關。不存在數十倍這種無根無據的假設。


實驗結論:


1、電池在充電的時候,電池不會產生大量熱量。


2、電池在充電且通話的時候,不會有很大的升壓.甚至在通話的時候還略有降低。


3、充電與否跟手機輻射大小無關。


4、最重要的一點,手機充電的時候請放心使用,沒有想象中那么多危險的事。


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