电池为什么会老化?

手机上使用的电池绝大多是锂离子电池,我们所说的电池老化就是指锂离子电池在日常使用当中的衰减老化。为什么会出现老化现象呢?先给大家科普一下锂电池的工作原理:锂离子可以在阴阳两极的电解液中穿行,从而产生为设备供能的电流。而所谓的电池容量,可简单理解成电池中(在充放电时)来回跑的锂离子数量。

组成电池电极的材料经常会破裂分解,使得某些金属离子(特指锰离子)可以自由浮动并跑到相反的电极,然后困住锂离子。当锰离子被从电池的阴极剥离时,就会与电池阳极附近的电解液发生反应,并捕获锂离子。随着时间的推移,越来越多的锂离子不能投入正常工作(被锁住),电池的容量也因此而逐渐降低,导致续航时间下降。

造成电池老化的原因有很多种,首先是自然老化。即使正常使用,锂离子也会自行脱离阳极,逐渐老化,但老化的速度较慢;而在日常使用当中,充电过满、电池过放都会加速锂电池的老化。现在的手机通常有整流稳压的设计,当充电满了以后,充电器电源,就会断开充电电路,直接使用电源线对手机进行供电。如果没有使用原配充电器的话,很有可能不会及时切断电源,继续对满电的电池充电。将会加速锂离子的脱落,损伤电池,造成电池老化;而电池电量耗尽,自由移动的离子也会被困住,同样损耗电池的容量。

除了过充和过放外,电池温度过高、过低,也会影响电池寿命。电池的频繁放电会发热,实际使用过程中会造成电池温度过高。因此我们在玩大型游戏或运行其他耗电程序时,需要注意散热以及控制程序运行时间。同样温度过低的情况,锂离子活性降低,电池性能和充电性能也大打折扣,如果强行进行充电,同样会影响电池寿命。因此在严寒的环境下,手机、笔记本、无人机等设备,都需要对电池进行预热,到达一定温度后才能正常工作。

除此以外,充电的电流也会影响电池的寿命,电池在充电的时候,电流过高,对电池伤害会特别严重,甚至会造成短路、爆炸、燃烧等情况发生,一般厂商的原装产品都会有充电的保护电路,控制电池充电电流过大,而在一些山寨的座充、万能充,如果并未加入保护机制,后果是非常严重的。

这样使用电池最高效

首先要使用原装的充电器和充电线,避免因充电器质量不过关而导致充电发生意外。充电电流不稳等问题,往往是因为你用的设备质量不够好。

频繁的充电放电,很容易加速消耗电池的寿命,甚至导致电池活性降低,续航时间缩短等问题。尤其是在快充技术的加入后,虽然在前期充电的速度很快,耗电量也加快了,造成多次充电放电,增加了电池的循环次数,长期这样使用就会降低电池的活性,电池的寿命是有限的,加速手机的使用,自然也加速电池的老化。就像倒啤酒一样,倒的速度越快,泡沫越大,“全都是泡沫”的啤酒并不是真正满杯,充电也一样,快充后半段的慢充更重要。所以即使是使用快充,尽量让手机充满了以后再断电。

除此以外,电池高温和低温状态下对手机的充电也有很大的损伤。在日常环境中,一边打游戏一边充电,往往会让手机的温度急速上升,高温环境加速电池内部的化学反应,从而加速电池老化。因此,希望电池更耐用,最好还是不要一边充电一边使用。同时在极端环境下,最好让手机回复正常温度再进行充电。

快充会破坏电池嘛?

各大手机厂商都推出了自家的快充技术,其原理是提高充电的电流和电压,来实高功率充电。简单来说,充电端口的输入功率 = 输入电压 x 输入电流。一般手机充电器会有一个充电曲线,通过控制不同的电压和电流,来实现最高的充电效率。普遍来说,最高效的方式开始都是恒流充电(充电速度较快),然后是恒压充电(充电速度下来了,因为电池本身的电压上去了),最后是涓流充电(在充满电后,补偿因自放电而造成的容量损失)。

现在大多数手机使用的都是采用高通 Quick Charge 充电技术来实现,从最开始的 1.0 标准,到现在最新的 4.0 标准,标准越高充电效率越高。QC 1.0 突破 USB-IF 关于 USB Battery Charge 1.2 的协议,电压电流提升到 5V 2A,充电时间缩短 40%。快充真正意义上的提升是从 QC 2.0 开始,通过握手协议,让充电器与手机互相识别,握手后再提高传输电压,最高可达 20V,虽然电流不变,但充电的效率提升了近 75%。

QC 3.0 则是在 2.0 的基础上,引入最佳电压智能协议(INOV)算法,准确控制充电的电压,输入电压达到了 200mV 一档的自适应调节,性能有了近 38% 的提升同时降低了损耗,此时凭借电压的可控,电流提升至 3A。目前主流的快充手机应用的是 QC 2.0 和 QC 3.0 标准。到了 QC 4.0 则是更精细的智能调整控制电压,精度达到了 20mV 为一档,充电的电流电压也变得更加灵活,有恒定 3A 或非恒定 4.7A-5.6A,电压也并不需要达到 20V 这么高,在 5V-9V 之间进行智能调控,最终有了近 20% 的速度提升,效率提升近 30%。

快充技术,之所以要求更加精细的电流和电压控制,主要原因就是能够获得更极致的充电曲线,在充电的前段,高功率充电能够让用户在最短时间内获得最大的电能,剩余未充电的电池容量,则是通过逐渐减慢的方式完成充电,予以保护电池和电路。

也就是说,快充实际上是提高充电器功率,让电流和电压加大,理论上是不会造成电池老化加速。实际上,毋庸置疑的是在快充的过程中,会带来大量热量的产生,高热量会导电池在高温环境下工作,也是会加速电池的老化。但不同厂商在各自的快充技术上,都会有各自的技术优化来改善发热的问题,并且优化快充的机制,来达到近乎没有加速老化的效果。

不过除了最老的 QC 1.0 标准外,新版本的快充技术,都是通过握手协议才能实现更高电压的快充模式。对于一些不支持快充技术的手机来说,即使使用快充充电器,充电器将会自动调低充电效率,避免意外的发生,对于不支持快充的手机使用快充电器是并没有损害。

相比日常充电的坏习惯而言,快充带来的电池老化似乎速度更慢一些。造成电池的加速老化最根本的原因,还是我们的不良充电习惯所导致。

安卓电池校准

非 ROOT 手机:

  1. 保持手机开机状态,连接充电器充电(USB 和线缆充电均可)
  2. 手机 LED 变成绿色后说明电池已经充满,把手机从充电器拔下
  3. 关闭手机,再连接充电器充电,让手机再次充到 LED 灯变成绿色
  4. 拔下手机充电器
  5. 手机开机,等到手机开机并完全进入系统后,迅速关机
  6. 再次连接充电器到已经关闭的手机,等待几分钟后 LED 灯会再次变成绿色
  7. 把手机从充电器拔下,开机正常使用

已获取 ROOT 权限的手机:

  1. 保持手机开机状态,连接充电器充电
  2. 手机 LED 变成绿色后说明电池已经充满,把手机从充电器拔下
  3. 关闭手机,再连接充电器充电,让手机再次充到 LED 灯变成绿色
  4. 拔下手机充电器
  5. 手机开机,等到手机开机并完全进入系统后,迅速关机
  6. 再次连接充电器到已经关闭的手机,等待几分钟后 LED 灯会再次变成绿色
  7. 启动手机进入 recovery 模式,然后选择 wipe battery stats 即可

或者可以用这个方法:

  1. 开机,连接上充电器,直到指示灯变绿
  2. 拔掉充电器,关机,接上充电器,直到指示灯变绿
  3. 拔掉充电器,开机,进入系统后,关机,接上充电器,直到指示灯变绿
  4. 拔掉充电器,开机到 recovery 里面的 advanced 菜单里面 wipe battery stats 后重启即可

按照上面的步骤进行后电池校准就完成了,只比平时充电多用了 5 分钟的时间,但是校准后的电池和以前明显不同。

另外,已经 ROOT 的手机通过 recovery 程序 wipe battery stats 后效果更好,但也不是必须。

注意:电池校准只需要进行一次即可,多次尝试也不会让你的电池活性再增强。

如果你的电池在进行上述操作后仍然没有提升,可以使用下面这个方法校正电池,比上面的要更加彻底。

电池校正最给力方法:

  1. 关机,插上电源充电直到充满(切记在充满电之前手机不要开机)
  2. 不拔电源的前提下开机
  3. 进系统之后用终端、Root Explorer 或其他同类工具删除 /data/system/batterystats.bin 这个文件
  4. 拔下电源,正常使用手机直到其自动关机。此时电池仍然有余电,在等待一至两分钟后再次开机,把剩余电量用完(如果你想加快这个过程的话,用任何一种费电的方式把电耗尽当然也可以)
  5. 此时手机已经重新获取了当前电池的电量信息,此时在关机状态下重新充满电即可开始正常使用

补充说明:

  1. /data/system/batterystats.bin 这个文件是系统记录的包括电压在内的各种电池信息,删除这个文件之后系统会重新开始统计电池的使用信息
  2. Recovery 中的 wipe battery stats 做的工作就是删除 /data/system/batterystats.bin 这个文件
  3. 刷 ROM 时会删除 /data/system/batterystats.bin 这个文件

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