鉅大LARGE | 點擊量:1193次 | 2020年12月19日
怎么樣才能發揮鋰離子電池的最大功效?
國外媒體今天發表了一篇有關移動設備鋰離子電池的原理、缺點和未來發展趨勢的文章。移動設備中使用的電池是化學工程的成果:在一個小立方體中儲存大量能量可以讓移動設備持續運行幾個小時。它是如何工作的?如何最大限度地利用它?
今天,大多數手機使用鋰離子電池,早期使用的是鎳鎘電池
化學原理
移動設備中使用的電池是化學工程的成果:在一個小立方體中儲存大量能量可以讓設備持續運行幾個小時。它是如何工作的?如何最大限度地利用它?
大多數現代移動設備使用鋰離子電池,它重要由兩部分組成:一對電極和它們之間的電解質。電極材料有很多種,包括鋰、石墨,甚至納米線,但它們都依賴于鋰的化學成分。它是一種活性金屬,因此很容易與其他元素結合在一起。純鋰非常活躍,它甚至可以在空氣中自燃,所以大多數電池使用鈷酸鋰,這是越來越安全的。
兩個電極之間是一種電解質,通常是一種液態有機溶劑,允許電子在它們之間移動。當鋰離子電池充電時,鋰鈷氧化物分子捕獲電子,在電池壽命期間釋放它們,支持手機的工作。
鋰是最常見的電池類型,因為它可以在最小的空間存儲最多的能量。這一需求是通過能量密度來衡量的,即每千克電池所儲存的能量,單位是瓦特小時(wh)。鋰離子電池的能量密度一般為每千克150到250瓦時,而鎳氫電池的能量密度僅為每千克100瓦時。換句話說,鋰離子電池比其他類型的電池更小、更輕,因此它們可以壓縮設備的體積,但仍能保持較長的電池壽命。
這個化學過程可以概括為:設備中的電池可以儲存能量,然后內部的化學物質可以以任何可能的方式釋放能量。但它也會造成一些問題,比如最新的波音787夢幻客機在停靠時電池會著火。
這是鋰離子電池的缺點之一:假如電池放電太多,內部的化學物質就會分解,出現過多的鋰氧化物,然后鋰氧化物就會燃燒,出現更多的鋰氧化物,等等。化學家稱之為熱逃逸,普通人看到的是火。這就是為何波音787被美國聯邦特種局停飛的原因。因為當電池被刺穿時也會發生同樣的事情,美國運輸安全管理局(TSA)建議特種公司乘客將電池放在隨身行李中,而不是放在郵件中。
電池容量
電池容量的單位是毫安時(mAh),它代表了電池所能供應的所有能量。例如,假如一個電池的容量是1000毫安,它可以供應1000毫安的電流持續1小時。假設你的設備有500毫安的電流,電池可以維持大約兩個小時。
但設備的電池壽命更混亂,因為特定設備消耗的確切電量取決于它執行的任務。假如屏幕是打開的,無線傳輸是打開的,處理器是全速運行的,它將比屏幕是關閉的,無線傳輸是關閉的,處理器是空閑的消耗更多的能量。
這就是為何消費者應該對電池續航時間更加謹慎的原因也許是通過調低屏幕的亮度,或者關閉電池的某些部分來延長電池的續航時間。假設你有足夠的好奇心來使用一些專門的應用程序來監測你的移動設備的耗電量和電池,Android上的電池監測小部件和iOS上的BaterryLifePro都可以工作。