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手机快充,到底伤不伤电池啊

网易数读 网易数读 2023-03-11


当下年轻人有众多强迫症,让手机保持满电恐怕是其中之一。


屏幕右上角满满当当的小电池是不少人外出的定心丸,哪怕手机还有大几十电量,有的人还是一有机会就要插上充电器。


到晚上睡觉前,很多人更是习惯性将手机连上充电,等醒来的时候能拿到一个“活力满满”的通讯工具。


但整晚充电真的可以吗?快充到底会不会伤电池?边充边玩是不是对电池损耗很大?对一个电量焦虑者来说,这些问题的答案真的很重要。



你的充电姿势,可能是错的



你拿到新机时,有没有出现过这种疑惑——新机子是不是要充满一次电才能用,日常需要等到手机没电才充吗?


这些教程在父母辈用老式手机,也就是镍镉电池时代是正确的,因为镍镉电池会有“记忆效应”(memory effect)。


所谓的“记忆效应”就是,电池充电时会记住前次使用后的最终电压,当充电后再次使用到其记忆的电压值时,电池的剩余使用时间就会迅速下降 [1][2],所以镍镉电池最忌“浅充浅放”,要将终止电压控制得比较低 [2]。


但现在普遍使用的锂电池已经没有那么“斤斤计较”了,它并没有“记忆效应” [3]。现在智能手机早已进入锂电池时代,讨论电池寿命,更多提及的是“循环”。


循环,又叫充电周期,不是插一次充电器就是用了一个循环,而是锂电池走完一次完整的充放电过程 [4]。例如,你手机的电量用掉了 75% 再去充电,这时其实还未把循环走完,要等你充完电再用 25%,这才算是完成一个充电周期。



充电周期示意图 / 来源:苹果官网


所以镍镉电池时代“用完再充”的策略不再必要,而且非但不适用,还会成为错误的锂电池充电姿势。


电池研究网站 Battery University 对用电情况和电池耐用度的关系进行了研究,结果表明,当放电深度为 100%,也就是全部用完电再充,两款锂电池容量下降到基本无法使用的 70% 时能经历的循环是 300 和 600 次;而如果每次仅用 10% 再充,那能跑的循环将大幅提升至 6000 和 15000 次 [5]。


一定程度上,能循环次数越多,手机可“服役”的时间也越长。结合研究结果理解,如果用到低电量或者没电的时候再充,反而会更容易折损电池寿命,让你的电池变得不耐用。



所以,正确的充电姿势是“随用随充”,不用放到没电等晚上睡觉再充。现在快充已经成为不少手机的标配,如果没有满电强迫症,也没必要睡觉的几个小时让手机都插着充电线。而且电量焦虑者们随时充电,也最好记得及时拔,避免充太久伤电池 [6]。


那快充到底能有多猛呢?


我们调查了几大主流品牌半年来的新机型,66W/67W 是普通机型比较主流的官方充电器充电功率,在这个条件下,手机能基本在 40 分钟左右充满。


安卓阵营整体来说快充更猛,一加 Ace 2 配的是 100w 充电器, 25 分钟可充满 [7];最夸张的是真我 GT Neo5,配 240w 充电器,更是号称 9 分半充满电 [8]。



如果你买的是 Pro 机型,那这种超大功率充电配置将更常见。


当然,苹果还是那么特别,为了环保你可能还在用着祖传的 5V1A 充电头,想体验快充得单独购买快充头。iPhone 14 的优先充电功率还是只有 20W [9],使用官方 20W USB‑C 充电头给手机充一半电,要花半个多小时 [10],而且这款充电头官方“仅售” 149 元。



真正的电池杀手,是它



有了快充技术,大家用起手机来更加肆无忌惮了,但不少需要高强度使用手机的时刻,有人会被手机发热问题背刺。


打个视频还得给手机敷冰袋,我真的要气死了。


手机发热真吓人,竟然把我的手机壳烫变形了。


我以什么暖手?发烫的手机!


网友们对“烫手山芋”的吐槽经年不绝于各大社交媒体,现在各大厂商出新机子的时候,都得在卖点写上散热好,但有被伤透心的网友觉得还是买个散热背夹更靠谱。


我们爬取网友们的吐槽帖子,发现这些场景最容易破坏用户的体验——



打游戏的时候,正在峡谷抢人头或者在提瓦特大陆和丘丘人交流感情,手机烫到卡顿甚至闪退;


跟对象打个视频,不到半小时手机就烫到握不住,感情升温速度都比不上这 CPU 发热效率;系统更新、看长短视频、拍照也可能让手机过热,更离谱的是,有些手机连看小说、听音乐都能热得像暖气片;


更不用说提及得最多的,是充电的时候,手机热得能煎熟鸡蛋。


那么问题来了,手机发热会不会损伤电池?尤其是在日常使用中,快充更不能避免,快充会让手机损伤更快吗?


这样的担忧并非毫无根据,充电,本身就是电流和电阻的对抗,当电流流经手机内部各元器件时,无法避免产生热量,而快充的电流电压大,热量积累更多,温度理论上也会更高。


而温度对于电池的伤害是铁板钉钉的。Battery University 的测试显示,一个满电手机在 0℃ 条件下静放一年仅掉了 6% 的容量,而如果放在 60℃ 的环境,支撑三个月电池容量就剩下 60% 了 [5]。


不仅如此,高温环境加长时间保持满电状态,对电池带来的损伤比正常循环使用更大。



不过,厂商当然也会考虑到这个问题,所以现在的智能机里都会配一个电源管理芯片来管理充电过程,快充也不会是傻乎乎地全过程大电流充电。


很早的时候,快充就找到了三段式充电模式,先预充,再加大电流进入恒流快充,最后当电压够了就转变为恒压充电,把电流降下来 [11]。


现在很多手机快充,也是一个先快后慢的过程,以 iPhone 为例,充电过程就是先“大水漫灌”地充到 80%,然后剩下的 20% 以“涓涓细流”充入 [4]。通过这种方式,厂家能做到“快充为便捷,慢充保寿命”。



充电管理示意图 / 来源:苹果官网


至于整晚充电,厂家使用的也是类似策略,充到 80% 左右停止充电,等你快睡醒才继续用涓流充电,iPhone 的“优化电池充电”就是学习使用者的日常习惯判断,当你的手机进入长时间充电后,手机充电至 80% 左右时,系统会自动停止充电以避免电池过度充电 [12]。


所以,理论上厂家已经对你的担忧做了一些优化措施,如果手机没有异常发热,那用快充是不需要太担心的,但反之手机充电就发烫,最好还是去检修一下,看是不是哪里出问题了。



换手机还是换电池



研究了这么多电池知识,作为一个普通的 5G 冲浪达人,还有一个最关心的问题是,我已经尽力规避以上的问题了,但为什么手机电池还是会到某个时刻不中用了?


这个问题和电池寿命有关,如果要用一个大家可以从手机里查询的指标来解释,那就是电池容量下降了。


手机电不耐用、经常被降频处理,这可能是电池容量已经损耗过多 [13]。如果你是一个苹果用户,那应该对“注意查询电池健康是否低于初始容量的 80%”的忠告不陌生,很多人的 iPhone 电池容量在接近 80% 的时候就会遇到自动重启或者掉电飞快的情况了。


为什么是 80% 这个看起来还蛮高的数字?


因为锂电池容量损耗并不是一个匀速的过程,正常情况下,开始可能会很快地降一小段,随后平稳下降一大段时间,到某一个阈值,将会崩溃式下滑 [14]。



电池容量下降速率示意图 / 来源:Spotnitz, R. (2003). Simulation of capacity fade in lithium-ion batteries. Journal of power sources, 113(1), 72-80.


而根据各大厂商多年的实测,这个阈值在 80% 左右 [14]。这个标准已经成为行业共识,不少锂电池性能研究将此作为研究前提,苹果、华为、一加等主流品牌也把这个标准作为更换电池的建议时间点。


不过按照苹果的测算,正常使用下到 80% 电池容量要经历 500 个循环 [13],按每天用光一次电算,电池也能撑一年半左右。


有些人年年换新机,所以对手机电池的容量无需担心。但如果没有换手机的计划呢?为了重拾使用体验且为钱包着想,不妨选择换电池。


按照各品牌的说法,更换官方原装电池,对手机不会产生影响,反而是“妙手回春”。


而且大多数官方原装电池也不贵,大多数品牌的价格区间在几十到一百,小米和红米一些老的机型最低可以 59 元就买到一块原装电池;华为和荣耀在安卓机中价格稍贵,最贵的电池分别要 359 元和 279 元。



不过再贵也比不上苹果电池的身价。去年新出的 iPhone 14 ,更换一颗电池需要花费 748 元,简直是大出血;而在刚刚到来的三月,14 以外的机型涨价,例如咸鱼上只能卖七八百的 iPhone 8 换一个电池现在要花上 528 元了 [15]。


但就算再贵,也不过是换一台同品牌手机花费的 1/10 甚至更少,这样算还是很划算的。而且如果是在质保期内因故更换,还能免费。


当然,去外面换电池可能更便宜,但却可能面临数据泄漏、质量不稳定等风险,严重的情况甚至会危及人身安全。所以还是推荐大家到官方店更换,多花点钱,起码买个安心。


在最后,我们要记住电池走向老化是宿命,正确充电是为了避免加速这个进程。


如果手机换得勤,不用太操心,现在的技术一般能兜住你任性操作带来的伤害;如果你有一个要将手上这台手机用四五年的 flag,那不妨再温习一下我们为你总结的,结合电池充电原理和几大主流手机厂商充电建议整理的知识点:



按照这些方式,你的手机电池应该更耐用。不过手机和电池始终是消耗品,如果真的不好用了,也不要勉强,在预算范围内换个新的,刷起手机来也会更开心。



[1] 陈凯. (2003). 如何认识镉镍电池的“记忆效应”. 中国检验检疫(02),56.

[2] 陆全根. (1999). 镍镉电池的“记忆效应”. 电子制作(12),39-40.

[3] 张晓雨. (2006). 锂离子电池简介. 北京大学学报(自然科学版)(S1),96.

[4] 苹果中国大陆官网. (2021). 支持-电池-为什么选择锂离子电池. Retrieved Febuary 27 2023 from https://www.apple.com.cn/batteries/why-lithium-ion/ .

[5] Battery University. (2021). BU-808:How to Prolong Lithium-based Batteries. Retrieved Febuary 27 2023 from https://batteryuniversity.com/article/bu-808-how-to-prolong-lithium-based-batteries.

[6] 庞静, 卢世刚, & 刘莎. (2005). 锂离子电池过充特性的研究. 电化学, 11(4), 398.

[7] 一加官网. (2022). 一加 Ace 2-概述-充电. Retrieved Febuary 27 2023 from https://www.oneplus.com/cn/ace-2#section-battery.

[8] 真我官网. (2022). 真我GT Neo5-概览. Retrieved Febuary 27 2023 from https://www.realme.com/realme-gt-neo-5 .

[9] 苹果中国大陆官网. (2022). iPhone 14-技术规格-电源和电池. Retrieved Febuary 27 2023 from https://www.apple.com.cn/iphone-14/specs/.

[10] 苹果中国大陆官网. (2023). 商店-配件-20W USB-C 电源适配器. Retrieved March 7 2023 from https://www.apple.com.cn/shop/product/MHJ83CH/A.

[11] 沈俊. (2013). 智能手机快速充电浅析. 信息通信, (2), 20-22.

[12] 苹果中国大陆官网. (2022). 关于 iPhone 上的优化电池充电. Retrieved Febuary 28 2023 from https://support.apple.com/zh-cn/HT210512.

[13] 苹果中国大陆官网. (2022). iPhone 电池和性能. Retrieved Febuary 28 2023 from https://support.apple.com/zh-cn/HT208387

[14] Spotnitz, R. (2003). Simulation of capacity fade in lithium-ion batteries. Journal of power sources, 113(1), 72-80.

[15] 苹果中国大陆官网. (2022). iphone电池服务. Retrieved Febuary 28 2023 from https://support.apple.com/zh-cn/iphone/repair/battery-replacement






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