钜大LARGE | 点击量:1129次 | 2018年12月15日
你是否了解手机电池的过去、现在、未来?
要说起电池,最早的话可以接触到我们高中所学的知识:原电池。关于电子的转移,还有充放电,氧化还原,无数的朋友弄得脑袋发疼。还有什么电解池之类的更是觉得要疯了。而这便是电池的起源。下面不正经科技带您速览手机电池的过去,现在,未来。
说完起源说过去,电池的过去是什么呢?最先采用电池是镍镉电池。镍镉电池是一种直流供电电池,镍镉电池可重复500次以上的充放电,经济耐用。其内部抵制力小,既内阻很小,可快速充电,又可为负载提供大电流,而且放电时电压变化很小,是一种非常理想的直流供电电池。但是镍镉电池最致命的缺点是,在充放电过程中如果处理不当,会出现严重的“记忆效应”,使得服务寿命大大缩短。所谓“记忆效应”就是电池在充电前,电池的电量没有被完全放尽,久而久之将会引起电池容量的降低,在电池充放电的过程中(放电较为明显),会在电池极板上产生些许的小气泡,日积月累这些气泡减少了电池极板的面积也间接影响了电池的容量。当然,我们可以通过掌握合理的充放电方法来减轻“记忆效应”。此外,镉是有毒的,因而镍镉电池不利于生态环境的保护。众多的缺点使得镍镉电池已基本被淘汰出数码设备电池的应用范围。不过在当时是一个非常好的电池产品。也就有了前三次充电必须充满12个小时的说法。而且每次都必须用完。不过现在手机电池采用的是锂电池。
作为现在的产品,手机一般采用都是锂电池。现在手机的性能已经不是主要的问题了。主要的问题是电池容量及续航。虽然各大手机厂商推出了快速充电方案,但是碍于机身厚度,电池的容量始终很难做大。而且锂电池也已经摆脱了必须充满12个小时的尴尬。锂电池的种类有很多,在这里我们就不过多介绍了。但是锂电池并不是绝对的安全,锂电池芯过充到电压高于4.2V后,会开始产生副作用。过充电压愈高,危险性也跟着愈高。电压高于4.2V后,正极材料内剩下的锂原子数量不到一半,此时储存格常会垮掉,让电池容量产生永久性的下降。如果继续充电,由于负极的储存格已经装满了锂原子,后续的锂金属会堆积于负极材料表面。这些锂原子会由负极表面往锂离子来的方向长出树枝状结晶。这些锂金属结晶会穿过隔膜纸,使正负极短路。有时在短路发生前电池就先爆炸,这是因为在过充过程,电解液等材料会裂解产生气体,使得电池外壳或压力阀鼓涨破裂,让氧气进去与堆积在负极表面的锂原子反应,进而爆炸。因此,锂电池充电时,一定要设定电压上限,才可以同时兼顾到电池的寿命、容量、和安全性。最理想的充电电压上限为4.2V。锂电芯放电时也要有电压下限。当电芯电压低于2.4V时,部分材料会开始被破坏。又由于电池会自放电,放愈久电压会愈低,因此,放电时最好不要放到2.4V才停止。锂电池从3.0V放电到2.4V这段期间,所释放的能量只占电池容量的3%左右。因此,3.0V是一个理想的放电截止电压。充放电时,除了电压的限制,电流的限制也有其必要。电流过大时,锂离子来不及进入储存格,会聚集于材料表面。导致爆炸的结果。选手机时应选择大厂商,使用原厂配的充电器。为你我的安全考虑。
手机电池未来的发展应该是石墨烯电池。石墨烯电池,利用锂离子在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动的特性,开发出的一种新能源电池。新型石墨烯电池实验阶段的成功,无疑将成为电池产业的一个新的发展点。电池技术是电动汽车大力推广和发展的最大门槛,而电池产业正处于铅酸电池和传统锂电池发展均遇瓶颈的阶段,石墨烯储能设备的研制成功后,若能批量生产,则将为电池产业乃至电动车产业带来新的变革。而这或将彻底解决手机续航的问题。
总结:期待着石墨烯电池的到来吧!妈妈再也不用担心我玩手机没电了。