最近，一條關(guān)于手機(jī)如何充電的微博引起了熱議。微博中說(shuō)，有人做過(guò)實(shí)驗(yàn)，他買了3個(gè)相同手機(jī)，第一個(gè)是白天使用，晚上充電；第二個(gè)是堅(jiān)持只在電量耗盡的情況下才充電；第三個(gè)使用最隨意，只要在辦公桌前，就接到電源上，晚上也通宵充電。結(jié)果，一段時(shí)間后，第三個(gè)電池持續(xù)時(shí)間要比第一個(gè)強(qiáng)20%，第二個(gè)只剩下第一個(gè)的一半都不到！有人因此將手機(jī)充電的方法歸結(jié)為“少吃多餐”。這個(gè)說(shuō)法靠譜嗎？手機(jī)充電又有哪些誤區(qū)是我們所不知道的？

充電放電實(shí)際上是鋰離子的運(yùn)動(dòng)

“首先要明白一點(diǎn)，2000年以后，市面上的手機(jī)電池出現(xiàn)了一次改朝換代，那就是由鋰離子電池取代了鎳氫電池，而現(xiàn)在市面上銷售的手機(jī)百分之百都是鋰離子電池。”南京理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師杜宇雷說(shuō)。

關(guān)于手機(jī)電池的種種說(shuō)法，必是建立在鋰離子電池的性能之上的。那么我們不妨先了解一下鋰離子電池的內(nèi)部構(gòu)造。

“電池的基本構(gòu)造包括正極、負(fù)極與電解質(zhì)三項(xiàng)要素。作為電池的一種，鋰離子電池同樣具有這三個(gè)要素。”杜教授說(shuō)，鋰離子電池的正極是鈷酸鋰（或錳酸鋰等），負(fù)極是石墨，正負(fù)極中間有一層隔膜。

從化學(xué)反應(yīng)來(lái)說(shuō)，所謂充電的過(guò)程，就是鋰離子從正極的鈷酸鋰晶體結(jié)構(gòu)中跑出來(lái)，經(jīng)過(guò)電解質(zhì)，嵌入負(fù)極石墨中。而放電過(guò)程則剛好相反，鋰離子從石墨中脫嵌回到鈷酸鋰中。“這是一個(gè)可逆的化學(xué)反應(yīng)。”

不過(guò)雖然這種反應(yīng)是可逆的，但是電池使用過(guò)程中，正、負(fù)極材料、電解液和隔膜等的變化都會(huì)引起鋰離子電池的性能退化，所以從大的趨勢(shì)來(lái)看，電池的電量總是在不斷減少。對(duì)于手機(jī)鋰離子電池的循環(huán)壽命，我們國(guó)家的“國(guó)標(biāo)”要求：50次充放電循環(huán)后，電池容量降低小于5%，400次充放電循環(huán)后，電池容量降低小于20%。這里的一個(gè)充放電循環(huán)是指將電池充至標(biāo)準(zhǔn)電量再用光的過(guò)程。

從以上分析，我們會(huì)知道鋰離子電池在使用中其容量總是在不斷降低的。杜教授說(shuō)，現(xiàn)在的智能手機(jī)，大多2-3天充一次電，也就是一年約有150次充放電循環(huán).。實(shí)際使用中，由于受到使用環(huán)境、充放電過(guò)程的差異等因素的影響，電池容量的損失可能比“國(guó)標(biāo)”測(cè)試條件下要大，這就是大多數(shù)人感覺(jué)電池在使用1-2年后明顯不經(jīng)用了的原因。

鋰離子電池充電有特殊要求

那么，鋰離子電池的充電過(guò)程是怎么完成的呢？仔細(xì)觀察一塊鋰離子電池，你會(huì)發(fā)現(xiàn)電池上面有電池容量的標(biāo)注。

杜教授拿出一塊三星的鋰離子電池，上面標(biāo)注著容量1000mAh（毫安時(shí)），這個(gè)數(shù)據(jù)代表這樣的電池如果用1000毫安的電流充電，理論上一個(gè)小時(shí)可以充滿。這個(gè)容量的大小，各種手機(jī)電池會(huì)有所不同，與電池正極活性物質(zhì)的使用量有關(guān)。

生活中，我們只知道把充電器連上手機(jī)進(jìn)行充電，事實(shí)上，電池的充電過(guò)程大致分為三步。

首先是涓流充電（預(yù)充階段），針對(duì)完全放電的電池，電壓低于3V左右時(shí)，先采用0.1C的電流充電幾分鐘，以容量1000mAh的電池為例，0.1C就是100毫安的電流密度；接著是恒流充電，電流在0.2C到1C之間，也就是用200-1000毫安的電流密度進(jìn)行充電，此時(shí)電池的容量已經(jīng)達(dá)到額定容量的80%-90%，電壓不斷升高；當(dāng)電池電壓上升到4.2V（最高電壓），恒流充電就結(jié)束了，開(kāi)始恒壓階段充電，此時(shí)電流不斷下降，容量繼續(xù)上升，達(dá)到最大值。“一個(gè)正常的充電程序，在2-4小時(shí)之間。”杜教授說(shuō)。

避免過(guò)度充電放電

與正常充電相違背的就是過(guò)度充電。杜教授說(shuō)，從電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)分析，過(guò)充時(shí)，鋰離子從晶體結(jié)構(gòu)中跑出來(lái)太多，結(jié)構(gòu)產(chǎn)生嚴(yán)重變化，會(huì)對(duì)電池性能造成永久性傷害；更嚴(yán)重的后果是，過(guò)充可能會(huì)析出枝杈狀金屬鋰從而刺穿隔膜，形成內(nèi)部短路；如在殼體破裂的情況下，金屬鋰與空氣直接接觸，導(dǎo)致燃燒，同時(shí)引燃電解液，發(fā)生強(qiáng)烈火焰，氣體急速膨脹，發(fā)生爆炸。

所以過(guò)充對(duì)鋰離子電池的傷害很大并可能帶來(lái)嚴(yán)重的安全隱患。

而過(guò)放會(huì)使嵌在石墨中的鋰離子脫嵌得太多，引起片層結(jié)構(gòu)出現(xiàn)塌陷，造成再次充電時(shí)鋰離子難以進(jìn)入，使得電池的性能下降。

不過(guò)在日常使用中，其實(shí)出現(xiàn)嚴(yán)重的過(guò)充和過(guò)放的情況都不是很多。杜教授說(shuō)，因?yàn)槭謾C(jī)的配套充電器和手機(jī)里都有電源管理芯片，它控制著充電電流，截止電壓，管理著充電過(guò)程。此外，電池里也有保護(hù)電路，能起到最后的保障作用。

案例分析

“少吃多餐”不會(huì)損害電池，但也不會(huì)改善

那么，案例中出現(xiàn)的三種情況該怎么解釋呢?杜教授分析，第一種情況，白天使用晚上充電，如果是整個(gè)晚上充電，那么如果充電器不配套或是充電器保護(hù)電路失效，就可能會(huì)產(chǎn)生過(guò)充的情況。而第二種情況，如果長(zhǎng)期堅(jiān)持只在電量耗盡的情況下才充電，這樣放電的電化學(xué)反應(yīng)程度過(guò)深，材料的性能衰減比較大。盡管電池會(huì)有自身的保護(hù)，但是針對(duì)正常使用來(lái)說(shuō)，也算是一種過(guò)放。電池內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生上述的過(guò)放現(xiàn)象。第三種情況，避免了過(guò)放的現(xiàn)象，電化學(xué)反應(yīng)體系受到的影響最小。

可是有人隨后就會(huì)有疑問(wèn)，像第三種方法那樣隨便充放可以嗎？不會(huì)損害電池嗎？這涉及到一個(gè)“記憶效應(yīng)”的概念。“記憶效應(yīng)”是過(guò)去鎳鎘和鎳氫電池具有的特性。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是電池使用中電量還未用完，就又被充電，造成未使用部分的電能“鈍化”，使得電池的可用容量降低。所以對(duì)于鎳鎘和鎳氫電池來(lái)說(shuō)，如果不用完就充電，對(duì)容量有損失。而鋰離子電池材料本身的結(jié)構(gòu)和電化學(xué)反應(yīng)決定了，它沒(méi)有記憶效應(yīng)。

所以像第三種充電方法是可行的，這就相當(dāng)于一次充滿電，不是用完再充，而是用一半后就充，再用一半又充，這樣算完成一個(gè)循環(huán)。這樣等于是采取了“少吃多餐”的方法。不過(guò)通宵充電并不合適。

杜教授表示，“少吃多餐”對(duì)電池的使用性能沒(méi)有太大影響，不會(huì)損壞電池，但也不會(huì)改善電池，因?yàn)榭側(cè)萘渴且粯拥模皇欠峙褂昧T了。另外，杜教授說(shuō)微博中的這個(gè)實(shí)驗(yàn)還是定性的，真正的結(jié)果需要在實(shí)驗(yàn)室中采用科學(xué)的定量的實(shí)驗(yàn)才能得出，因此，該實(shí)驗(yàn)得出一種方法比另一種方法電池持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)20%的結(jié)論還有待科學(xué)的考證。

1點(diǎn)提醒

不要混用充電器，慎用萬(wàn)能充

杜教授提醒，鋰離子電池是有標(biāo)準(zhǔn)的充電程序的，手機(jī)標(biāo)配的充電器就是按照這個(gè)程序充電的。

像有一些萬(wàn)能充電器，它的設(shè)計(jì)就是恒流充完恒壓充，但是電壓沒(méi)有截止，所以后面一直以小電流充，這樣看上去電量充得滿很耐用，其實(shí)損害很大，長(zhǎng)期這樣，會(huì)破壞本身電化學(xué)反應(yīng)。

另外，不同電池容量不同，充電器的電流不同。如果混用，會(huì)傷害電池。像一些萬(wàn)能充，它的容量設(shè)計(jì)在幾百-3000毫安時(shí)，如果用大電流充小容量的電池，對(duì)電池會(huì)有損害。所以應(yīng)急式充電方式應(yīng)少用。

2個(gè)誤區(qū)

電池前三次使用要放空后充12個(gè)小時(shí)？

杜教授說(shuō)，這種“前三次充電要充12小時(shí)以上”的說(shuō)法，是從鎳氫電池延續(xù)下來(lái)的說(shuō)法。這種說(shuō)法，可以說(shuō)一開(kāi)始就是誤傳。

鋰離子電池在開(kāi)始使用時(shí)不需要通過(guò)深度充放電來(lái)進(jìn)行激活，因?yàn)殡姵氐募せ钸^(guò)程在制造電池的時(shí)候就已經(jīng)完成了，在出廠前的化成階段就是恒壓充電，然后放電，如此進(jìn)行幾個(gè)循環(huán)，使電極浸潤(rùn)電解液充分活化，使容量達(dá)到要求，這樣出來(lái)的鋰離子電池到用戶手上時(shí)其實(shí)已經(jīng)是激活過(guò)的了。

而鋰離子電池的恒流恒壓充電特性更是決定了它的深充電時(shí)間無(wú)需12個(gè)小時(shí)，鎳氫電池需要這樣做是因?yàn)椋ㄟ^(guò)涓流充電過(guò)程（小電流充電）才能使電池達(dá)到充飽狀態(tài)。而鋰離子恒流充電階段，容量就達(dá)到80%-90%，在恒壓充電階段1-2小時(shí)即可達(dá)到100%，再延長(zhǎng)時(shí)間充電沒(méi)有太大意義。

要等手機(jī)電用完再充電？

“盡量把手機(jī)電池的電量用完，最好用到自動(dòng)關(guān)機(jī)再充電。”這種做法也只是鎳氫電池上的做法，目的是避免記憶效應(yīng)發(fā)生，而對(duì)于鋰離子電池，沒(méi)有必要用到關(guān)機(jī)再充電，鋰離子電池本來(lái)就適合用隨時(shí)充電的方式進(jìn)行使用，這也是它針對(duì)鎳氫電池的最大優(yōu)勢(shì)之一，可以加以利用。

不要以為充電次數(shù)多會(huì)損壞電池，這個(gè)說(shuō)法對(duì)鋰離子電池并不適用。

3個(gè)疑問(wèn)

手機(jī)電量用光是否損傷電池？

手機(jī)出現(xiàn)低電量報(bào)警，其實(shí)就是手機(jī)中的電源管理芯片在發(fā)揮作用。電壓低于3.6v，電源管理芯片會(huì)強(qiáng)制斷開(kāi)，限制手機(jī)使用。這樣實(shí)際上還不到過(guò)放的階段。不過(guò)如果經(jīng)常這樣，也是不可取的。

久充是否會(huì)使電池爆炸？

鋰離子電池的手機(jī)或充電器在電池充滿后都會(huì)自動(dòng)停充，并不存在鎳電充電器所謂的持續(xù)十幾小時(shí)的“涓流”充電。也就是說(shuō)，如果你的鋰離子電池在充滿后，放在充電器上也是白充。不過(guò)，誰(shuí)都無(wú)法保證電池的充放電保護(hù)電路的特性永不變化和質(zhì)量的萬(wàn)無(wú)一失，所以你的電池將長(zhǎng)期處在危險(xiǎn)的邊緣。久充還是不提倡。

電池放著不用是否有損耗？

鋰離子電池放著不用，容量也會(huì)自然損失。研究表明，鋰離子電池在完全充電的狀態(tài)下長(zhǎng)時(shí)間存放，其容量會(huì)發(fā)生明顯損失。而且，溫度越高，鋰離子電池的容量損失就越快，而這種損失是不可逆的，也就是說(shuō)，電池的容量會(huì)永久變小。在0℃環(huán)境下，電量剩余40%的鋰離子電池存放一年后，其容量會(huì)損失2%。而在40℃環(huán)境下，完全充滿電的鋰離子電池存放一年后，其容量損失高達(dá)35%。因此，一定要細(xì)心地注意使用環(huán)境，防止高溫現(xiàn)象，比如手機(jī)放在汽車的前臺(tái)上，中午的太陽(yáng)直射很容易就可以使其超過(guò)60℃。