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手機充電一夜不拔,對電池傷害大嗎

手機充電一夜不拔,對電池傷害大嗎

當下年輕人有衆多強迫症,讓手機保持滿電恐怕是其中之一。

螢幕右上角滿滿當當的小電池是不少人外出的定心丸,哪怕手機還有大幾十電量,有的人還是一有機會就要插上充電器。

到晚上睡覺前,很多人更是習慣性将手機連上充電,等醒來的時候能拿到一個“活力滿滿”的通訊工具。

但整晚充電真的可以嗎?快充到底會不會傷電池?邊充邊玩是不是對電池損耗很大?對一個電量焦慮者來說,這些問題的答案真的很重要。

你的充電姿勢,可能是錯的

你拿到新機時,有沒有出現過這種疑惑——新機子是不是要充滿一次電才能用,日常需要等到手機沒電才充嗎?

這些教程在父母輩用老式手機,也就是鎳镉電池時代是正确的,因為鎳镉電池會有“記憶效應”(memory effect)。

所謂的“記憶效應”就是,電池充電時會記住前次使用後的最終電壓,當充電後再次使用到其記憶的電壓值時,電池的剩餘使用時間就會迅速下降 [1][2],是以鎳镉電池最忌“淺充淺放”,要将終止電壓控制得比較低 [2]。

但現在普遍使用的锂電池已經沒有那麼“斤斤計較”了,它并沒有“記憶效應” [3]。現在智能手機早已進入锂電池時代,讨論電池壽命,更多提及的是“循環”。

循環,又叫充電周期,不是插一次充電器就是用了一個循環,而是锂電池走完一次完整的充放電過程 [4]。例如,你手機的電量用掉了 75% 再去充電,這時其實還未把循環走完,要等你充完電再用 25%,這才算是完成一個充電周期。

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充電周期示意圖 / 來源:蘋果官網

是以鎳镉電池時代“用完再充”的政策不再必要,而且非但不适用,還會成為錯誤的锂電池充電姿勢。

電池研究網站 Battery University 對用電情況和電池耐用度的關系進行了研究,結果表明,當放電深度為 100%,也就是全部用完電再充,兩款锂電池容量下降到基本無法使用的 70% 時能經曆的循環是 300 和 600 次;而如果每次僅用 10% 再充,那能跑的循環将大幅提升至 6000 和 15000 次 [5]。

一定程度上,能循環次數越多,手機可“服役”的時間也越長。結合研究結果了解,如果用到低電量或者沒電的時候再充,反而會更容易折損電池壽命,讓你的電池變得不耐用。

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是以,正确的充電姿勢是“随用随充”,不用放到沒電等晚上睡覺再充。現在快充已經成為不少手機的标配,如果沒有滿電強迫症,也沒必要睡覺的幾個小時讓手機都插着充電線。而且電量焦慮者們随時充電,也最好記得及時拔,避免充太久傷電池 [6]。

那快充到底能有多猛呢?

我們調查了幾大主流品牌半年來的新機型,66W/67W 是普通機型比較主流的官方充電器充電功率,在這個條件下,手機能基本在 40 分鐘左右充滿。

安卓陣營整體來說快充更猛,一加 Ace 2 配的是 100w 充電器, 25 分鐘可充滿 [7];最誇張的是真我 GT Neo5,配 240w 充電器,更是号稱 9 分半充滿電 [8]。

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如果你買的是 Pro 機型,那這種超大功率充電配置将更常見。

當然,蘋果還是那麼特别,為了環保你可能還在用着祖傳的 5V1A 充電頭,想體驗快充得單獨購買快充頭。iPhone 14 的優先充電功率還是隻有 20W [9],使用官方 20W USB‑C 充電頭給手機充一半電,要花半個多小時 [10],而且這款充電頭官方“僅售” 149 元。

真正的電池殺手,是它

有了快充技術,大家用起手機來更加肆無忌憚了,但不少需要高強度使用手機的時刻,有人會被手機發熱問題背刺。

打個視訊還得給手機敷冰袋,我真的要氣死了。

手機發熱真吓人,竟然把我的手機殼燙變形了。

我以什麼暖手?發燙的手機!

網友們對“燙手山芋”的吐槽經年不絕于各大社交媒體,現在各大廠商出新機子的時候,都得在賣點寫上散熱好,但有被傷透心的網友覺得還是買個散熱背夾更靠譜。

我們爬取網友們的吐槽文章,發現這些場景最容易破壞使用者的體驗——

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打遊戲的時候,正在峽谷搶人頭或者在提瓦特大陸和丘丘人交流感情,手機燙到卡頓甚至閃退;

跟對象打個視訊,不到半小時手機就燙到握不住,感情升溫速度都比不上這 CPU 發熱效率;系統更新、看長短視訊、拍照也可能讓手機過熱,更離譜的是,有些手機連看小說、聽音樂都能熱得像暖氣片;

更不用說提及得最多的,就是充電的時候,手機熱得能煎熟雞蛋。

那麼問題來了,手機發熱會不會損傷電池?尤其是在日常使用中,快充更不能避免,快充會讓手機損傷更快嗎?

這樣的擔憂并非毫無根據,充電,本身就是電流和電阻的對抗,當電流流經手機内部各元器件時,無法避免産生熱量,而快充的電流電壓大,熱量積累更多,溫度理論上也會更高。

而溫度對于電池的傷害是鐵闆釘釘的。Battery University 的測試顯示,一個滿電手機在 0℃ 條件下靜放一年僅掉了 6% 的容量,而如果放在 60℃ 的環境,支撐三個月電池容量就剩下 60% 了 [5]。

不僅如此,高溫環境加長時間保持滿電狀态,對電池帶來的損傷比正常循環使用更大。

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不過,廠商當然也會考慮到這個問題,是以現在的智能機裡都會配一個電源管理晶片來管理充電過程,快充也不會是傻乎乎地全過程大電流充電。

很早的時候,快充就找到了三段式充電模式,先預充,再加大電流進入恒流快充,最後當電壓夠了就轉變為恒壓充電,把電流降下來 [11]。

現在很多手機快充,也是一個先快後慢的過程,以 iPhone 為例,充電過程就是先“大水漫灌”地充到 80%,然後剩下的 20% 以“涓涓細流”充入 [4]。通過這種方式,廠家能做到“快充為便捷,慢充保壽命”。

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充電管理示意圖 / 來源:蘋果官網

至于整晚充電,廠家使用的也是類似政策,充到 80% 左右停止充電,等你快睡醒才繼續用涓流充電,iPhone 的“優化電池充電”就是學習使用者的日常習慣判斷,當你的手機進入長時間充電後,手機充電至 80% 左右時,系統會自動停止充電以避免電池過度充電 [12]。

是以,理論上廠家已經對你的擔憂做了一些優化措施,如果手機沒有異常發熱,那用快充是不需要太擔心的,但反之手機充電就發燙,最好還是去檢修一下,看是不是哪裡出問題了。

換手機還是換電池

研究了這麼多電池知識,作為一個普通的 5G 沖浪達人,還有一個最關心的問題是,我已經盡力規避以上的問題了,但為什麼手機電池還是會到某個時刻不中用了?

這個問題和電池壽命有關,如果要用一個大家可以從手機裡查詢的名額來解釋,那就是電池容量下降了。

手機電不耐用、經常被降頻處理,這可能是電池容量已經損耗過多 [13]。如果你是一個蘋果使用者,那應該對“注意查詢電池健康是否低于初始容量的 80%”的忠告不陌生,很多人的 iPhone 電池容量在接近 80% 的時候就會遇到自動重新開機或者掉電飛快的情況了。

為什麼是 80% 這個看起來還蠻高的數字?

因為锂電池容量損耗并不是一個勻速的過程,正常情況下,開始可能會很快地降一小段,随後平穩下降一大段時間,到某一個門檻值,将會崩潰式下滑 [14]。

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

而根據各大廠商多年的實測,這個門檻值在 80% 左右 [14]。這個标準已經成為行業共識,不少锂電池性能研究将此作為研究前提,蘋果、華為、一加等主流品牌也把這個标準作為更換電池的建議時間點。

不過按照蘋果的測算,正常使用下到 80% 電池容量要經曆 500 個循環 [13],按每天用光一次電算,電池也能撐一年半左右。

有些人年年換新機,是以對手機電池的容量無需擔心。但如果沒有換手機的計劃呢?為了重拾使用體驗且為錢包着想,不妨選擇換電池。

按照各品牌的說法,更換官方原裝電池,對手機不會産生影響,反而是“妙手回春”。

而且大多數官方原裝電池也不貴,大多數品牌的價格區間在幾十到一百,小米和紅米一些老的機型最低可以 59 元就買到一塊原裝電池;華為和榮耀在安卓機中價格稍貴,最貴的電池分别要 359 元和 279 元。

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不過再貴也比不上蘋果電池的身價。去年新出的 iPhone 14 ,更換一顆電池需要花費 748 元,簡直是大出血;而在剛剛到來的三月,14 以外的機型漲價,例如鹹魚上隻能賣七八百的 iPhone 8 換一個電池現在要花上 528 元了 [15]。

但就算再貴,也不過是換一台同品牌手機花費的 1/10 甚至更少,這樣算還是很劃算的。而且如果是在質保期内因故更換,還能免費。

當然,去外面換電池可能更便宜,但卻可能面臨資料洩漏、品質不穩定等風險,嚴重的情況甚至會危及人身安全。是以還是推薦大家到官方店更換,多花點錢,起碼買個安心。

在最後,我們要記住電池走向老化是宿命,正确充電是為了避免加速這個程序。

如果手機換得勤,不用太操心,現在的技術一般能兜住你任性操作帶來的傷害;如果你有一個要将手上這台手機用四五年的 flag,那不妨再溫習一下我們為你總結的,結合電池充電原理和幾大主流手機廠商充電建議整理的知識點:

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按照這些方式,你的手機電池應該更耐用。不過手機和電池始終是消耗品,如果真的不好用了,也不要勉強,在預算範圍内換個新的,刷起手機來也會更開心。

參考資料:

[1] 陳凱. (2003). 如何認識镉鎳電池的“記憶效應”. 中國檢驗檢疫(02)56.

[2] 陸全根. (1999). 鎳镉電池的“記憶效應”. 電子制作(12)39-40.

[3] 張曉雨. (2006). 锂離子電池簡介. 北京大學學報(自然科學版)(S1)96.

[4] 蘋果中國大陸官網. (2021). 支援-電池-為什麼選擇锂離子電池. Retrieved Febuary 27 2023 from https://www.apple.com.cn/batteries/why-lithium-ion/ .

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

[6] 龐靜 盧世剛 & 劉莎. (2005). 锂離子電池過充特性的研究. 電化學 11(4) 398.

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

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

[9] 蘋果中國大陸官網. (2022). iPhone 14-技術規格-電源和電池. Retrieved Febuary 27 2023 from https://www.apple.com.cn/iphone-14/specs/.

[10] 蘋果中國大陸官網. (2023). 商店-配件-20W USB-C 電源擴充卡. Retrieved March 7 2023 from https://www.apple.com.cn/shop/product/MHJ83CH/A.

[11] 沈俊. (2013). 智能手機快速充電淺析. 資訊通信 (2) 20-22.

[12] 蘋果中國大陸官網. (2022). 關于 iPhone 上的優化電池充電. Retrieved Febuary 28 2023 from https://support.apple.com/zh-cn/HT210512.

[13] 蘋果中國大陸官網. (2022). iPhone 電池和性能. 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] 蘋果中國大陸官網. (2022). iphone電池服務. Retrieved Febuary 28 2023 from https://support.apple.com/zh-cn/iphone/repair/battery-replacement