看到有個網(wǎng)友說,由于自己是重度手機用戶,因此他幾年前買的iPhone 8 Plus在用了還不到三年后,就把電池給用廢了。他并指出,蘋果用戶更換手機,大多是出于電池報廢的緣故。于是,他換了新機iPhone 11 Pro Max,并在此后通過優(yōu)化手機的充放電,并結(jié)合一款叫做coconutBattery的app進行監(jiān)控,在使用一年后,發(fā)現(xiàn)手機的電池仍然很健康。
這里所謂優(yōu)化的充放電,他指出有四點:1.隔夜充電時使用蘋果原裝有線充電器,而不使用無線充電和快速充電;2.使用iOS的“優(yōu)化電池充電”功能對充電時間進行控制;3.如果白天需要充電,充電量不超過60%;4.長期不用手機時,確保電池電量在50%左右。
iOS 13可幫助減輕手機充電的應(yīng)力。
哈哈,無線充和快充就這么不幸躺槍了!
那么,在無線充和快充成為許多手機標配的今天,EDN就想和大家討論下,這兩種充電方式是否會對手機電池有害。
手機無線充電原理
我們首先從無線充電開始。先來看下無線充電的原理。
我們知道,無線充電主要有四種類型:電磁感應(yīng)、磁場共振、無線電波和電場耦合。目前,大多數(shù)手機的無線充電都使用電磁感應(yīng)方式。這種方式是通過讓電源電流流過發(fā)射線圈產(chǎn)生磁場,然后將手機的接收線圈靠近磁場產(chǎn)生電流而實現(xiàn)手機充電。電磁感應(yīng)方式的效率比磁場共振更高,因此受到手機無線充電領(lǐng)域廣泛使用。
2008年,隨著無線充電聯(lián)盟(WPC)的成立,電磁感應(yīng)充電受到規(guī)范并開發(fā)出Qi標準,繼而成為世界上分布最廣、最受歡迎的無線充電標準。由于標準的統(tǒng)一,不同制造商所生產(chǎn)的無線充電產(chǎn)品只要符合Qi協(xié)議就可以通用。但它也存在缺點,那就是傳輸距離短和充電效率易受放置位置影響。
為什么很多人認為無線充電會影響電池壽命?
雖然無線充電讓人們擺脫了數(shù)據(jù)線的束縛,可以隨心所欲地充電,但可能也正是這點讓有些人懷疑,頻繁的充電和電源故障會造成手機電池壽命縮短。
換言之,使用有線充電的話,電池可以得到“休息”,而使用無線充電板充電則得不到休息。因此,使用無線充電,電池會更快地到達有限的循環(huán)次數(shù),老化速度也就更快。但真的是這樣嗎?
這是一種誤解。現(xiàn)在手機所使用的是鋰電池,它不像鎳氫電池那樣有記憶效應(yīng),而是可以隨用隨充,而且這也有利于維持鋰電池的活性——長期將電池深度放電(電量接近0%)或充得太滿(接近100%)都對電池健康不利(注:電池的循環(huán)次數(shù)指的是循環(huán)周期,它是按電量從0%到100%算作一次,而不是指實際的充電次數(shù))。
蘋果此前也表示,在經(jīng)過500個完整的充電周期后,iPhone的電池最多可以保留其初始容量的80%,而當(dāng)電池容量不足80%時,功耗就會加速,性能也會受到影響。
無線充電對手機(電池)是好還是壞?
毋庸置疑,無線充電技術(shù)給我們的生活和工作帶來便利,也不存在充電端口磨損的問題。但是,無線充電對我們的手機電池有益嗎?
顯然,無線充電更適合電池使用,而且實際上還可延長電池的使用壽命,但這取決于其使用方式以及為其充電的頻率:
?與有線充電不同,無線充電可以全天使用。有線充電用戶一般都是在電池電量為“紅色”或低于20%時才會跑去充。電池電量低的情況,不僅對電池壽命有影響,還會讓許多人經(jīng)歷“低電量焦慮癥”。
?無線充電則一般是將充電器放在家里、汽車上、辦公室和咖啡廳等地方。這樣,當(dāng)用戶開車或去咖啡廳時,手機就可以進行充電(這就不一定是低電量狀態(tài))。而且,與完全充滿電相比,將電池充電到50%左右更有利于電池的健康。
這里的50%做個解釋,據(jù)EDN姐妹網(wǎng)站EE Times上Max Maxfield的一篇文章“Are Your Charging Habits Degrading Your Smartphone & Tablet?”所述,鋰離子電池的壽命與放電深度(DoD)有關(guān)。100% DoD(放電深度)只能實現(xiàn)300到500個放電周期;50% DoD可實現(xiàn)1,200至1,500個放電周期;25% DoD可實現(xiàn)2,000至2,500個放電周期。從這里可以看出,長期將鋰離子電池充到一半電量(50%),與充滿電(100%)相比,其使用壽命明顯更長——這是個4倍的關(guān)系。
簡而言之,將電池充到滿電狀態(tài)會帶來電壓應(yīng)力的影響,將電池電量耗盡則不利于電池的活性。這在“How to Prolong Lithium-based Batteries”一文中做出了詳細論述,這里就不再細說了。
?最后,一旦電池充滿電就會停止充電。電池充滿后,Qi和AirFuel兩種協(xié)議都會自動停止電池充電,因此不存在過度充電的情況。
手機電池怎么工作?過充和過放是否會發(fā)生?
現(xiàn)在的智能手機一般使用鋰離子電池。它有兩個電極(陰極和陽極),中間的電解質(zhì)讓鋰離子可以在電極之間移動。充電時鋰離子從正極移向負極,放電時則朝相反方向移動。
在充電過程中,電能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能,而在放電過程中則發(fā)生相反變化。
有專家指出,電池可存儲的能量和用戶可使用的能量由電池制造商所決定。它們會設(shè)定固定的上、下限電壓,也即電池的循環(huán)范圍是在這兩個電壓值之間。因此,只要電壓范圍選擇恰當(dāng),那么電池的循環(huán)就可以達到數(shù)千次。這與充電器是無線還是有線類型沒有關(guān)系。
因此,即使將手機長時間放在無線充電板上,也不會超過這個上限。同理,對電池放電也不會超過制造商所規(guī)定的下限。也即,用戶無法對電池進行過度充電或過度放電。
況且,大多數(shù)手機制造商所設(shè)計的電池壽命是至少可持續(xù)使用兩到三年,因此,對于換機頻率較快的用戶,無需過分擔(dān)心電池老化問題。
充電周期數(shù)受什么影響?
不同的電池有不同的標準,但可以肯定的是,當(dāng)充電周期超過一定數(shù)量以后,電池會發(fā)生老化。
如果想要放緩充電周期,最簡單的方法是減少電量消耗。真正“偷”電的那些流氓應(yīng)用(不斷在后臺發(fā)送數(shù)據(jù)),以及經(jīng)常處在手機信號不好的地方(需要加大手機信號),這兩種情況可能比用戶的充電習(xí)慣對電池壽命造成的損害更大。
當(dāng)然,電池的制造工藝(包括所用材料的質(zhì)量)對其壽命起決定性作用。
快充會傷電池嗎?
下面來看快充。
有人可能擔(dān)心大電流充電可能危及安全,這可能也是認為快充會傷電池的原因。
常規(guī)充電器的輸出為5至10W。快充最多可將其提高八倍。例如,iPhone 11 Pro和Pro Max配備18W快速充電器,Galaxy Note 10和Note 10 Plus標配25W充電器。另外三星還以50美元價格出售超高速45W充電器。
除非電池或充電器存在技術(shù)缺陷,否則使用快充不會對手機的電池造成長期損害。
原因是,快充電池分為兩個階段。第一階段是向低電量電池施加高電壓,從而在10、15或30分鐘內(nèi)將電池充電到50%到70%。在充電的第一階段,電池可以快速吸收電荷,而不會對其長期健康產(chǎn)生重大不利影響。
電池充電分為兩個階段:升壓/恒流和恒壓/降流。第一階段適用于大電流快速充電。(綠色:先低電壓充電至65%。黃色:恒壓開始。紅色:最后15%長時間高壓充電。)(圖片來源:Battery University)
例如,三星承諾其45W充電器可以在半小時內(nèi)從零充電到70%。蘋果表示,iPhone 11 Pro隨附的快速充電器可以在30分鐘內(nèi)實現(xiàn)50%的充電。
充電的第二階段是將最后20%或30%的電池電量充滿,這個過程所需的時間似乎與前一個階段相當(dāng),其原因是手機制造商必須將充電速度放慢,否則充電過程可能會損壞電池。
如果在手機內(nèi)對整個充電過程進行妥善管理,則損壞就會罕見。這就是電池管理系統(tǒng)所做的工作,它會密切監(jiān)視這兩個充電階段,并在第二階段降低充電速度,從而使電池有時間吸收電荷而避免出現(xiàn)問題,這就是最后那幾個百分點可能需要花10分鐘充的原因。
三星Galaxy Note 7電池爆炸的原因是電池設(shè)計缺陷,而不是手機電池管理技術(shù)所造成。
發(fā)熱才是罪魁禍首
電池性能下降受時間、溫度和電壓極限的影響。為了讓電池儲能增加,制造商在不斷提高電壓極限。
我們無法讓時間停止,電壓極限則是由制造商所設(shè)置,因此我們能做的就只有降低溫度。
手機在無線充電時可能發(fā)熱,這也是讓人覺得無線充電會影響電池壽命的一個原因。如果將手機在帶殼的情況下放到充電板上充電,或者沒有將其正確放到充電板上,則有可能使它進一步發(fā)熱。
大多數(shù)手機電池會因受熱而損壞,因此,就需要確保充電器經(jīng)過Qi認證。經(jīng)過認證的設(shè)備表明它經(jīng)過了嚴格測試,這有助于確保安全性、互操作性以及能效,因此有助于確保溫度不會升得太高,而達到危險或破壞性水平。
如果希望將手機電池壽命盡可能延長,那么就應(yīng)該注意溫度。許多比較好的無線充電器都內(nèi)置有風(fēng)扇和冷卻系統(tǒng)。但這個問題不僅限于無線充電,手機在使用有線充電時也會發(fā)熱。
如果擔(dān)心手機發(fā)熱的話,那么就不要把它放到陽光直射的窗臺上或熱車里。在把手機插到電源充電時,也不要使用手機來玩圖形密集型游戲。然后就是不要使用未經(jīng)認證的無線充電板或有線充電器。
最終,這很大程度上取決于制造過程、手機制造商所選設(shè)置以及手機的使用方式,但是隨著充電速度和電池容量的不斷提高,電池壽命可能受到損害。因此,不推薦使用那些聲稱可以在1個小時內(nèi)為鋰離子電池充滿電的所謂的超快充電器。
總結(jié)
在EDN看來,無線充和快充會影響手機電池使用壽命的看法屬于子虛烏有。
要想延長手機電池的使用壽命,最重要的是避免手機發(fā)熱或處于高溫之下。將手機經(jīng)常充電到50%~80%有利于電池健康,但對于充滿電和隔夜充電的情況也不必太過擔(dān)憂——現(xiàn)在的智能手機乃至無線充電設(shè)備都已足夠智能,可以在手機充滿電后立即停止向其傳輸電能。另外就是要避免山寨充電器的使用。
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