为什么你的手机电池越用越不行？揭秘电池的“老化”原因
#数码#
你是否有过这样的经历，刚买的新手机电池续航能力很强，一天只需要充一次电就够了，但是用了一段时间后，电池就开始变得越来越不耐用，经常需要充电，甚至有时候电量显示还有30%，但是一会儿就自动关机了。这是为什么呢？手机电池为何越用越不耐用？这篇文章将为你揭开电池的“老化”原因，让你更好地了解和使用你的手机电池。
01什么是手机电池？
首先，我们要知道，手机电池是一种能够储存和释放电能的装置，它是由正极、负极、隔膜和电解液等部分组成的。正极和负极是电池的两个极端，它们之间通过隔膜隔开，但是隔膜上有许多微小的孔，可以让正负极之间的离子通过。电解液是一种含有离子的液体或固体，它可以使正负极之间产生电流。
)
手机电池的工作原理是利用正负极之间的化学反应来产生和储存电能。当我们给手机充电时，外部的电源会驱动正极中的离子向负极移动，并在负极中嵌入。这个过程叫做充电过程。当我们使用手机时，负极中的离子会向正极移动，并在正极中脱出。这个过程叫做放电过程。在这两个过程中，正负极之间会有电子在外部回路中流动，形成电流。
02手机电池的发展历史
手机电池的发展历史可以追溯到1973年，当时世界上第一部手机在摩托罗拉实验室诞生。这部手机非常笨重，重达1.1公斤，但是得益于手机内置的镍镉电池，这部手机能够脱离繁杂的电子线路，实现实时的移动通话。镍镉电池作为第一个内置在手机的电池，本身较为笨重。在上个世纪流行的“大哥大电话”，大多采用镍镉电池。镍镉电池的容量低，而且含有毒害性较强的镉，不利于生态环境的保护。并且镍镉电池还具有非常明显的记忆效应：在充电前如果电量没有被完全放尽，久而久之将会引起电池容量的降低。
1990年，日本索尼公司最早研发出镍氢电池。相比于它的老前辈，镍氢电池不仅能够做得更加轻薄、容量也得到有效提升。镍氢电池的出现使手机变得更为便携，手机也能够支撑更长时间的通话。因此，随着镍氢电池的出现，笨重的镍镉电池被逐步取代，小巧的移动手机得以流行。但是镍氢电池仍然存在记忆效应，这也是上一代的手机需要完全放电后再充电的原因。并且，由于镍氢电池的能量密度有限，因此当时的手机只能支持拨打电话等较为简单的任务，离现在我们的智能手机形态还有较大的差距。
20世纪70年代，来自埃克森美孚公司 (ExxonMobil)的研发人员斯坦利·惠廷厄姆 (M. Stanley Whittingham)提出了离子插层的电池充放电原理，并在1975年发表了二硫化钛锂电池的专利。在1977年，供职于埃克森公司的惠廷厄姆团队开发出了以铝锂合金Li-Al为负极、二硫化钛TiS₂为正极的二次电池，其中铝锂合金可以提高金属锂的稳定性增强电池的安全性。在放电过程中，正极的TiS₂层间插入电解液中的Li+离子，接受电荷并形成LixTiS₂。这个过程为离子的插层 。
1980年前后，任教于英国牛津大学的约翰·班尼斯特·古迪纳夫 (John Bannister Goodenough)等人发现了能够容纳锂离子的化合物钴酸锂LiCoO₂ (LCO)。LiCoO₂相比于当时其他各类正极材料都具有更高的电势。这使得采用LiCoO₂作为正极的锂电池能够提供更高电压，具有更高的电池容量 。钴酸锂晶体为层状结构，属于六方晶系。其中，O与Co原子构成的八面体格子在平面上排列成CoO₂层，并且CoO₂层之间被锂离子相互间隔，并形成一个平面状的锂离子传输通道。这使钴酸锂能够通过平面状的锂离子通道较快地传输锂离子。锂离子在钴酸锂中的脱离与嵌入过程类似一个插层过程。在轻度充放电过程中，钴酸锂能够保持晶体结构的稳定。但是随着锂离子的逐渐脱出，钴酸锂具有向单斜晶系转变的倾向。
就在同一年，拉奇德·雅扎米 (Rachid Yazami)发现了锂离子在石墨中的可循环的离子插层现象，并验证了石墨作为锂电池正极的可行性，并在1981年发表了石墨作为锂电池负极的专利。石墨是一种碳的同素异形体，它由一层层的六边形碳原子构成的平面组成，每个碳原子与另外三个碳原子相连，形成一个蜂窝状的结构。石墨中的碳原子之间的键是共价键，非常稳定，但是不同层之间的作用力是范德华力，比较弱，因此石墨层之间可以相互滑动。这也使得石墨层之间可以容纳锂离子，形成锂离子插层化合物。在充电过程中，锂离子从正极脱出，通过电解液进入负极的石墨层中，形成LixC6。在放电过程中，锂离子从负极的石墨层中脱出，回到正极中。
1985年，日本旭化成公司 (Asahi Kasei) 的吉野彰 (Akira Yoshino)等人将古迪纳夫发现的钴酸锂作为正极材料，雅扎米发现的石墨作为负极材料，成功制造出了第一代商用化的锂离子电池。这种锂离子电池具有高能量密度、高电压、无记忆效应、低自放电率等优点，逐渐取代了镍氢电池，成为了当今手机电池的主流选择。1991年，索尼公司率先推出了基于钴酸锂和石墨的锂离子电池产品，并应用于其便携式摄像机和笔记本电脑等设备。随后，其他公司也纷纷效仿，将锂离子电池广泛应用于手机、平板、笔记本等各类移动设备中。
03手机电池为何越用越不耐用？
通过上面的介绍，我们知道了手机电池是一种利用正负极之间的化学反应来储存和释放电能的装置，以及手机电池从镍镉电池到镍氢电池再到锂离子电池的发展历史。那么，为什么我们使用手机一段时间后，就会发现手机电池越来越不耐用呢？这是因为手机电池在使用过程中会发生老化现象。
所谓老化现象，就是指手机电池在充放电循环中会逐渐损失其容量和性能。这种损失是不可逆的，也就是说你无法通过充放电来恢复你的手机电池的原始状态。那么，手机电池为什么会老化呢？这主要有两个方面的原因：日常使用和储存条件。
04日常使用
日常使用是指我们在使用手机时对手机电池造成的影响。这里主要有以下几个方面：
充放电次数：每次我们给手机充放电，都相当于给手机电池增加了一次“疲劳”。这是因为在充放电过程中，正负极之间的锂离子会不断地移动，导致正负极的结构和组成发生变化。例如，正极的钴酸锂会因为锂离子的脱出而发生相变，从而影响其晶体结构的稳定性。负极的石墨会因为锂离子的嵌入而发生体积膨胀，从而导致其表面形成固体电解质膜 (SEI)。这些变化都会影响电池的内阻，也就是电池在工作时产生的阻碍电流流动的阻力。内阻越大，电池的效率越低，损耗越大。因此，充放电次数越多，电池的老化速度越快。
充放电深度：充放电深度是指我们给手机充放电时所占用的电池容量的百分比。例如，如果我们把手机从100%充到0%，再从0%充到100%，那么这次充放电的深度就是100%。如果我们把手机从80%充到20%，再从20%充到80%，那么这次充放电的深度就是60%。一般来说，充放电深度越大，对电池的损伤越大。这是因为在深度充放电过程中，正负极之间的锂离子会移动得更多，导致正负极的结构和组成变化得更剧烈。因此，为了延长手机电池的寿命，我们应该尽量避免深度充放电，而是采用浅层充放电的方式。一般来说，手机电池的最佳工作状态是保持在40%-80%之间。
充放电速度：充放电速度是指我们给手机充放电时所使用的功率大小。例如，如果我们使用5V/1A的充电器给手机充电，那么这次充电的速度就是5W。如果我们使用9V/2A的快充器给手机充电，那么这次充电的速度就是18W。一般来说，充放电速度越快，对电池的损伤越大。这是因为在快速充放电过程中，正负极之间的锂离子会移动得更快，导致正负极的温度升高，从而加速了正负极的结构和组成变化。因此，为了延长手机电池的寿命，我们应该尽量避免快速充放电，而是采用慢速或正常速度的充放电方式。
使用环境：使用环境是指我们在使用手机时所处的温度、湿度、气压等外部条件。这些条件会影响手机电池内部的化学反应和物理变化。一般来说，温度对手机电池影响最大。温度过高或过低都会加速手机电池老化。温度过高时，正负极之间的锂离子会移动得更快，导致正负极发生过度反应和分解，从而产生气体和杂质。温度过低时，正负极之间的锂离子会移动得更慢，导致正负极的电流输出降低，从而影响电池的性能。因此，为了延长手机电池的寿命，我们应该尽量避免在过热或过冷的环境中使用手机，而是保持在适宜的温度范围内，一般来说是15-35摄氏度。
05储存条件
储存条件是指我们在不使用手机时对手机电池造成的影响。这里主要有以下几个方面：
储存时间：储存时间是指我们把手机放置在某个地方不使用的时间长度。一般来说，储存时间越长，对电池的损伤越大。这是因为在储存过程中，电池仍然会发生自放电，也就是说电池会慢慢地消耗自己的电能，导致电池的容量下降。同时，电池内部也会发生一些不可逆的化学反应和物理变化，导致电池的结构和组成发生变化。因此，为了延长手机电池的寿命，我们应该尽量缩短手机的储存时间，或者定期给手机充放电，以保持电池的活性。
储存电量：储存电量是指我们把手机放置在某个地方不使用时所剩余的电池容量。一般来说，储存电量越高或越低，对电池的损伤越大。这是因为在高或低电量状态下，正负极之间的锂离子会分布得不均匀，导致正负极发生过度反应和分解，从而产生气体和杂质。同时，高或低电量状态下的电池也更容易受到温度、湿度、气压等外部条件的影响，导致电池的性能下降。因此，为了延长手机电池的寿命，我们应该尽量保持手机在适中的储存电量状态下，一般来说是40%-60%之间。
储存环境：储存环境是指我们把手机放置在某个地方不使用时所处的温度、湿度、气压等外部条件。这些条件会影响手机电池内部的化学反应和物理变化。一般来说，温度对手机电池影响最大。温度过高或过低都会加速手机电池老化。温度过高时，正负极之间的锂离子会移动得更快，导致正负极发生过度反应和分解，从而产生气体和杂质。温度过低时，正负极之间的锂离子会移动得更慢，导致正负极的电流输出降低，从而影响电池的性能。因此，为了延长手机电池的寿命，我们应该尽量避免在过热或过冷的环境中储存手机，而是保持在适宜的温度范围内，一般来说是15-35摄氏度。
06如何延长手机电池寿命？
通过上面的分析，我们知道了手机电池为何越用越不耐用，并且了解了日常使用和储存条件对手机电池的影响。那么，我们应该如何延长手机电池的寿命呢？这里给出一些简单的建议：
尽量避免深度充放电，而是采用浅层充放电的方式，保持手机电池在40%-80%之间。
尽量避免快速充放电，而是采用慢速或正常速度的充放电方式，减少电池的温度升高。
尽量避免在过热或过冷的环境中使用或储存手机，而是保持在适宜的温度范围内，一般来说是15-35摄氏度。
尽量缩短手机的储存时间，或者定期给手机充放电，以保持电池的活性。
尽量保持手机在适中的储存电量状态下，一般来说是40%-60%之间。
当然，这些建议并不是绝对的，也不是一成不变的。随着科技的进步和电池技术的发展，手机电池也会有更好的性能和更长的寿命。例如，目前已经有一些新型的锂离子电池材料被研发出来，如锰酸锂、磷酸铁锂、三元材料等，它们具有更高的容量、更低的成本、更好的安全性等优点。未来，我们也有可能看到基于锂硫、锂空气、锂金属等新型化学体系的电池。这些电池将会为我们带来更加便捷和智能的移动设备。
07总结
本文从手机电池的结构和工作原理出发，介绍了手机电池从镍镉电池到镍氢电池再到锂离子电池的发展历史，并分析了手机电池为何越用越不耐用，并且给出了一些延长手机电池寿命的建议。希望本文能够帮助你更好地了解和使用你的手机电池。
（部分信息源于网络，如有侵权或错误，请联系删除！）
（如果你觉得我的文章还不错的话，请给我点个赞，感谢支持！）
举报/反馈
相关知识
为什么你的手机电池越来越不耐用？一文教你告别电量焦虑！
你的手机电池还健康吗？一文揭秘电池健康程度的判断秘籍！
手机电池真的有寿命吗？揭秘手机电池充电次数的谣言
手机电池损耗揭秘：探寻电池寿命延长之道
你的手机电量还耐用吗？揭秘电池健康程度的那些事儿！
这就是为什么您的锂电池老化不佳的原因
「揭秘」苹果手机电池变黄真相，电池健康大揭秘！
手机电池怎么检测电池容量
怎么保护苹果手机电池寿命,全方位保护手机电池寿命秘诀”
「揭秘」电池健康度四大等级，你的手机达标了吗？
网址: 为什么你的手机电池越用越不行？揭秘电池的“老化”原因 https://m.trfsz.com/newsview1639772.html
