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解析鋰電池的衰退原理

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2018年09月05日  

手機電池沒充完就拔下,電池沒用完就充電會影響電池的壽命或容量嗎?我們不妨看看知乎大神的回答。

問:手機電池沒充完就拔下,電池沒用完就充電會影響電池的壽命或容量嗎?媳婦經常埋怨我說這兩種做法傷害電池壽命,這有科學依據嗎,求專業回答。

首先先直接回答問題:

手機電池沒充完就拔下來使用,不會影響電池壽命。但如果條件允許且不嫌麻煩,連著充電線使用會更有利于電池壽命。

電池沒用完就充電,對電池壽命是有利的。相反的,如果每次電池電量都用到很低,甚至用光,對電池壽命的危害很大。

然后是擴展閱讀:

鋰離子電池的衰退機理有很多,大體上可以分為濫用衰退與正常衰退兩種。

濫用衰退是可以避免的,包括過充、過放、低溫、大功率充放電、等等。對于手機的使用場景來說:

過充:電子設備有電路保護,一般不會發生這種情況,因此用戶也不必去擔心。

過放:這是一個模糊的概念。大體上而言,盡量不要在電量20%以下使用手機,特別不要在5%電量以下使用手機,會對電池造成不可逆損傷。

低溫:主要是指低溫充電危害很大。電子設備一般也都有保護了(iPad在低溫下是充不進去電的),因此,用戶也不必去擔心。

大功率充放電:電子設備的放電,一般是比較溫和的。就是一直玩游戲,手機也能撐個三四個小時,這最多就是0.2C放電,非常溫和,用戶也不必擔心。充電呢,也是由充電器和電子設備的電路保護的,用戶也不必擔心。

正常衰退是不能避免的,主要影響因素是放電深度的積分與靜置時的電量狀態。

放電深度積分:也可以稱為放電循環次數,比如從100%放到50%,這就算是0.5個循環。意思就是說,平時用得越多,那么衰退越快。但手機買來就是用的嘛,能用就用。

靜置時的電量狀態:這一點在學術上有爭議。主流觀點是,電量越高則衰退越快。意思就是,100%的電池放一個月,與50%的電池放一個月,前者的容量衰退更大一些。

因此,推薦的使用習慣是什么呢?如下:

首先,避免濫用情況。除去電路保護的部分,用戶需要注意的是,盡量不要把手機電量用到很低——隨身帶充電寶吧。

其次,降低正常使用下的衰退。當然,該用的時候還是用,不能為了保護電池就不玩手機了吧?這里的建議是:沒事兒就把充電線插到手機上充電。這樣的話,手機會從外部取電,相當于減少了放電循環次數。

最后,“最優”的使用習慣是:將手機電量維持在30%-50%的低電量狀態,直到出門前2個小時,再充滿到100%。這樣就降低了“高電量狀態下的靜置時間”。——當然,這個策略對于手機等消費級電子設備是不適用的,付出與成本不成比例。但對于電動汽車來說,電池很大很貴,就值得開發出這樣的智能充電器。事實上,很多機構正在做。

電池壽命衰減機理主要分為兩種:

第一種為循環衰減。把電池想像成一個管狀物,充電就是往上擼,放電就是往下擼。上下完整擼一次就是一個完整的循環,擼到一半就是半個循環,擼久了電池就壞掉了,這就是所謂的循環衰減。而循環衰減主要是充電衰減,就是發生在往上擼的時候。

第二種為靜置衰減。也就是說,把電池靜靜地放在那里不擼,自己也是會壞掉的。壞掉的速度取決于手的位置,手的位置越高(電量越高),壞掉的就越快。

兩種衰減速度的數量級是不同的。就手機電池來說,基本上每天都在擼,循環衰減對壽命的損害比靜置衰減至少要大一個數量級。那么我們的策略是什么?根據馬克思主義哲學抓主要矛盾的哲學常理,應該第一優先級做到盡量減少循環衰減,減少擼的深度與次數;其次才是減少靜置衰減,即降低手的高度。

講述完以上原理之后,咱們在回過頭來看看“沒用完的情況,如用到50%再充電和用到10%再充電”的情況,想表達的意思應該是指“10%下的靜置衰減速度要慢于50%”。

對于大多數人使用手機的情景來說,當他面臨“我是讓手機電池處于50%電量狀態,還是10%的電量狀態”的抉擇時,通常是處于以下幾種情況:

Case1:“我現在手機電量50%,雖然充電線就在旁邊,我還是決定用到10%再去充電”。——這相當于增加了循環衰減,而去減少靜置衰減,是得不償失的。雖然說,從50%往10%的往下擼放電是不衰減的,但放了的電肯定是要再充電擼回來的啊,是跑不掉的。

Case2:“我現在手機電量10%,但暫時不充電,準備等出門前2小時再充電到50%或100%”——這種策略,在不增加循環衰減的速度下,的確是減少了靜置衰減,會優化電池壽命。這種情況我在原回答的“最優”策略中也提到了。這種“最優”策略的實施依賴于“智能充電器”,而為了保護成本只有幾十元的手機電池,去增加一個智能充電器,在成本上是不劃算的,在市場上也是消費者不喜歡的。因此這種策略一般是不可行的。

Case3:“我現在手機電量是100%,今天計劃用電10%。我準備一口氣用到10%,而不是先用到55%充電,再用到55%”——誠然,“一口氣用到10%”的策略,是比“先用到55%充電,再用到55%”要有優勢的。但這種優勢的代價就是放棄了中途充電的機會,而增加了把電用光的風險。這種策略的先決條件是“我100%確定今天我只用90%的電,而不會更多”。其實這個問題可以類比電動汽車的里程焦慮問題(Rangeanxiety),這是阻礙電動汽車普及的一大因素。對于普通手機消費者來說,這種策略一般是不可行的。

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