當下的生活裡，手機不僅是通訊工具，在工作、休閑、社交中也發揮着越來越重要的作用。在使用手機的過程中，最讓人焦慮的就是手機的低電量提醒。

LG在2016年做了一項調查，結果顯示90%的人在手機電量低于20%的時候感到“恐慌”。盡管如今各大廠商都在努力擴充手機電池的容量，但随着日常生活中手機使用的頻率和強度的不斷攀升，大多數人還是逐漸從一天一充變成了一天N充，甚至于不少人在出門的時候都會帶上充電寶以備不時之需。

那麼，我們在日常使用手機時，怎麼做才能盡可能延長手機電池的壽命呢？

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锂離子電池工作原理

目前市面上絕大多數手機所使用的電池都是諾獎級别的成果——锂離子電池。相比于鎳氫、鋅錳、蓄鉛等傳統電池來說，锂離子電池具有容量大、體積小、電壓平台高、循環壽命長等優勢，正是因為它們的這些優點，才使得手機能夠做到更小巧的外形和更持久的續航。

手機中的锂離子電池正極通常使用LiCoO2（钴酸锂），NCM，NCA材料；手機中的負極材料主要有人造石墨、天然石墨、MCMB、SiO等。在充電的過程中，锂以锂離子的形式從正極中脫嵌，通過電解質移動最終嵌入到負極中，而放電的過程則正好相反。因此，充放電的過程，就是锂離子在正、負極之間不斷往返嵌入/脫嵌和插入/脫插的循環，被形象地稱為“搖椅電池”。

锂電池工作原理：锂離子随充放電在正負極間不斷往返。|作者供圖

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锂離子電池壽命下降的原因

新買來的手機，一開始的續航能力都還不錯，在使用一段時間之後則會變得越來越不耐用，舉個例子：新手機充滿電之後大概能用上36~48個小時，但是大半年以後，同樣滿格電隻能堅持24小時甚至更短的時間。

究竟是什麼原因讓手機電池“折壽”了呢？主要原因有以下幾點：

① 過充和過放

锂離子電池依靠锂離子在正負極之間移動來工作，因此，锂離子電池的正負極能夠容納的锂離子的數量與其容量直接相關。當對锂離子電池進行深度充放電時，其正負極材料的結構可能會出現破壞，能夠容納锂離子的空間變少，進而其容量也随之降低，也就是我們常說的電池壽命的降低。

深度充放電50次前（a）後 （b）LiCoO2正極材料電鏡拍攝結果 圖2. 深度充放電後的LiCoO2出現了結構破壞

電池壽命通常用循環壽命來評價，即對锂離子電池進行深度充放電，其容量能夠保持在80%以上的充放電循環次數。

國标GB/T18287對手機中锂離子電池循環壽命的要求為不低于300次，這是否意味着我們的手機電池在充放電300次後就會變得不耐用了呢？答案是否定的。

其一、循環壽命的測量中，電池容量的衰減是一個漸變的過程，并不是斷崖式或台階式的；其二、對锂離子電池進行的是深度充放電，而在日常使用過程中，電池管理系統有對電池的保護機制，在充滿後會自動斷電，在電量不足時會自動關機，能夠盡可能地避免深度充放電，因此手機電池的實際壽命是高于300次的。

但我們也不能完全依賴于優秀的電池管理系統，長期讓手機處于低電量或者滿電量也有可能損傷電池導緻其容量減少。因此給手機充電的最好方式就是淺充淺放，沒電就充，充滿就拔。長期不使用手機時，保持其有一半電量也能有效延長其使用壽命。

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② 過冷或過熱條件下充電

锂離子電池對溫度也有較高的要求，其正常工作（放電）溫度範圍在0°C到35°C之間。在低溫條件下、電解質離子電導率下降、電荷轉移阻抗增加、锂離子電池表現會變差，直觀感受便是容量的降低。但這種容量的衰減是可逆的，在溫度恢複到室溫後，锂離子電池的表現會恢複正常。

然而如果在低溫條件下給電池充電，由于負極極化可能導緻其電勢達到金屬锂的還原電勢，進而導緻锂金屬在負極表面沉積，這一方面會導緻電池容量的減少，另一方面存在着锂枝晶生成的可能，導緻電池短路進而引發危險。

在高溫條件下給锂離子電池充電，也會使得锂離子正負極結構改變，從而導緻電池容量不可逆的衰減。因此，盡量避免在過冷或過熱條件下給手機充電，也能夠有效延長其使用壽命。

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關于充電，這些說法合理嗎？

① 整夜充電，對手機電池的使用壽命會有影響嗎？

過充和過放會影響電池的壽命，但整夜充電并不等于過充。一方面，手機在充滿電後會自動斷電；另一方面，目前許多手機采用先将電池快充至80%容量，随後轉換為較慢的涓流充電的充電方式。因此睡覺的時候放心地給手機充電吧，這些問題工程師在設計時都幫大家考慮過了。

② 夏季天氣炎熱，手機在充電的時候會出現高溫情況，這是正常的，還是代表手機電池出現了問題？

電池充電伴随着化學反應、電荷轉移等複雜過程，這些過程往往伴随着熱量的産生，因此充電時手機發熱是正常的情況。而手機出現的高溫發燙現象一般是由散熱不佳等原因導緻，而不是電池本身出了問題，在充電時把保護套取下讓手機更好的散熱，也能夠有效延長手機的使用壽命。

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③ 充電寶和車載充電器給手機充電，會影響手機電池的使用壽命嗎？

不會。無論是用充電寶還是車載充電器，隻要是使用符合國家标準的充電設備給手機充電，都不會影響手機電池的使用壽命。

④ 用充電線插在電腦上給手機充電，和插在電源插座上的充電頭連接充電線給手機充電，充電的效率一樣嗎？

無論是用充電寶、車載充電器、電腦還是直接插在電源上充電，充電速率隻與充電器和手機支持的充電功率有關系，5W的充電器（5V=1A）的充電速度就比18W的充電器（9V=2A）慢。

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⑤ 手機在充電的時候可以使用嗎？之前出現過的“充電時打電話被電死”的案例，是什麼原因導緻的？

充電狀态下的手機是可以使用。手機充電時，充電器會将220V高壓交流電通過變壓器轉變為低壓（例如常見的5V）直流來給電池供電，隻有低壓部分是連接到手機上的，而一般情況下人體的安全電壓為36V，也就是說，在正常充電下，即使手機外殼漏電，低輸出電壓也不會對人體造成傷害。

至于網絡上“充電時打電話被電死”的相關新聞，可以發現基本都是轉載的内容，最原始的資料來源難以考證，也沒有任何警方等權威機構的情況通報，難以判斷相關新聞的真實性。但就使用符合國家标準的合格充電設備給手機充電的情況而言，“充電時打電話被電死”屬于危言聳聽了。但這也提醒我們，給手機充電時務必要使用正規廠商生産的符合相關國家标準的充電器。

此外，在使用手機的過程中不要自主拆卸電池，當電池出現鼓包等異常情況時，也要及時停止使用并向手機廠商更換，盡可能避免因電池使用不當而産生的安全事故。

作者 | 曹博維 中國科學院物理研究所清潔能源實驗室 博士生

審核 | 李 泓 中國科學院物理研究所清潔能源實驗室 研究員

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