手机电池频频出问题,那么它还安全吗?怎么合理使用?

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  你的手机电池安全吗?如何合理安全的对电池充电呢?

  在科技日益发展的今天,越来越多的人成为低头族,主要原因就是手机的发展迅速,你可以得到快乐也可以学到知识,但是随即发生的手机伤人事件也层出不穷,手机自燃、手机爆炸想想都觉得害怕!!

  一、电池的自我保护层

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  现在手机都是锂电池,在正规的电池的构造中,本身有外部+内部的保护层,所以为了电池的安全,的确是有保障了。一般外层的金属包装膜是最结实的保护层,防止电池在使用不当或者意外事故发生的爆炸、燃烧等事故发生,尽量降低对人、物的损害。

  本身电池的自身保护除外,手机电池保护芯片的智能保护也在时刻监视着手机电池的电压、温度等等,充当手机电池的二次保护。

  在锂离子电池管理芯片中,保护电路由于能够实现对电池电压、充放电电流监测,它既能单独内置在锂离子电池中,也能在SBS中充当二次保护电路用,更可贵的是,它能实现对Ni-Cd、Ni-H电池的同等保护,所以电池管理芯片的重要。

  同时也就解释为什么苹果手机频频发生电量未使用完就自动关机的现象,这是由于电池管理芯片的设定,老的苹果手机使用温度0~35℃之间,如果在低温下使用,电池的放电过程本身就是化学反应的过程,由于温度降低,从而使化学反应降低,然后电压降低,电池管理芯片向CPU发出关机请求,所以对于电池的更换不能解决关机问题,可以尝试升级系统,看苹果是否对此修复。

  二、工作原理

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  锂电池是一种二次电池(充电/放电电池 准确的说锂电池分为锂电池和锂离子电池,日常使用的电池为后者,锂离子电池简称为锂电池),它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。

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  充放电过程中,锂离子在两个电极之间往返嵌入和脱嵌;

  充电时,锂离子从正极脱嵌,经过电解质嵌入负极,负极处于富锂状态;

  放电时,则相反。(化学方程式就不写了,大多数人都不懂)

  通常人们俗称其为锂电池,而真正的锂电池由于危险性大,很少应用于日常电子产品。

  锂离子电池容易与下面两种电池混淆:

  (1)锂电池:以金属锂为负极。

  (2)锂离子聚合物电池:用聚合物来凝胶化液态有机溶剂,或者直接用全固态

  电解质。

  组成部分:

  钢壳/铝壳/圆柱/软包装系列:

  (1)正极——活性物质一般为锰酸锂或者钴酸锂,镍钴锰酸锂材料,电动自行

  车则普遍用镍钴锰酸锂(俗称三元)或者三元+少量锰酸锂,纯的锰酸锂和磷酸

  铁锂则由于体积大、性能不好或成本高而逐渐淡出。导电集流体使用厚度10--20微米的电解铝箔。

  (2)隔膜——一种经特殊成型的高分子薄膜,薄膜有微孔结构,可以让锂离子

  自由通过,而电子不能通过。

  (3)负极——活性物质为石墨,或近似石墨结构的碳,导电集流体使用厚度7-15微米的电解铜箔。

  (4)有机电解液——溶解有六氟磷酸锂的碳酸酯类溶剂,聚合物的则使用凝胶状电解液。

  (5)电池外壳——分为钢壳(方型很少使用)、铝壳、镀镍铁壳(圆柱电池使

  用)、铝塑膜(软包装)等,还有电池的盖帽,也是电池的正负极引出端。

  三、电池为何会自然甚至爆炸?

  从上面可以看出,我们现在使用的锂电池还是比较稳定以及有很好的保护层保护,那么为什么在使用过程中为何还会发生爆炸以及自燃的事件呢?

  外部短路

  锂电池外部短路时,由于外部负载过低,电池瞬间大电流放电。在内阻上消耗大量能量,产生巨大热量;锂电池含有分解电压大于 2V 的有机电解液,在大电流,高温的条件下会被电解,电解产生气体,导致内部压力升高,严重会冲破壳体。同时在高电压情况下,正极锂的氧化物也会发生氧化反应,析出金属锂,在气体导致壳体破裂的情况下,与空气直接接触,导致燃烧,同时引燃电解液,发生强烈火焰,气体急速膨胀,发生爆炸

  内部短路:

  一般出现内部短路的电池是非常少的,因为从过去到现在,手机电池的设计和制造技术已经非常的完善,如果发生这种情况只有两种:

  (一)私自拆解电池:私自拆解电池,不注意的很容易造成短路。

  (二)电池制造:电池的 设计制造过程中,质量把控不过关,造成在使用过程中电池内部损坏,就非常容易出现好好地使用手机,甚至在口袋安安静静的放着,却发生了爆炸或者自燃。

  使用不当:

  在手机使用过程中,可能大家很容易发现充电过程中玩手机,电池会发热严重,那就是在充电的过程中,手机电池又在放电,这种过程很容易造成输入电压不稳,使人触电,或者电池发热到一定程度会产生自燃。在平时使用中,手机折断、进水等等情况,都会使电池造成短路。

  过分的放电:在过放电到低于1V时,正极表面将析出铜,造成电池内部短路,在过流情况下,电池内部温度也极易升高,使电池性能恶化乃至损坏

  四、快充技术它究竟安全吗?

  快充技术问世,由于手机的硬件等升级,所需要的耗电也在渐渐增加,手机功能的日渐丰富,让人们更多的依赖于它,所以手机生产商很难,手机不仅要薄,而且电池要容量大,续航要长,减少人们的充电时间,造成快充技术的问世,充电5分钟通话2小时等等黑科技就出现,现在的快充技术无非就是通过三个方面来提高对电池的充电效率。

  从物理公式来看:功率(P)=电压(U)x电流(I)

  无非就是:

  一、电压不变,提高电流。(低电压高电流模式)

  二、电流不变,提升电压。(高电压低电流模式)

  三、电压、电流均提高。(高电压高电流模式)

  来通过这三种方法,提高充电的效率

  (1)高电压低电流模式:增加电压,需要在充电电路中设计多重降压电路。一般手机的充电过程是,先将220V民用电压降压到5V充电器 电压,然后5V充电器电压再降到4.2V电池电压。在充电器和手机电路中均存在降压电路,所以充电时,充电器会发热,手机也会发热。发热带来不好的体验, 并影响电池的安全性。所以现在基本没有厂家采用此方案。

  (2)低电压高电流模式:增加电流,在充电器电路和电池电路中都引入MCU单片微型计算机来代替降压电路。在低电压高电流的前提下,通过开电压环实现分段横流的电流的输出。

  用一个水槽的实验举例,很形象的说明的这个问题:

  如何快速地把A水池(外部电源)的水导入到B水池中(电池)?我们可以增加压力,加速A池水流到B池中(如图中①所示),但这会导致热量增大,易发生安全问 题;当然,我们还可以这样,增大传输面积(即拓宽连通管道的面积)加速水流动(如图②所示),但这种简单的扩展单通道的方法将会使B池的受到的瞬间压力倍 增,一样会存在安全隐患;那应该怎么做?

  其实,我们可以这样,增加多条平衡管道(如图③所示),让水流可以平稳快速地流到池,而不会产生单通道的倍增压力。(OPPO的VOOC闪充就是用的这个道理)

  相关技术:VOOC闪充。

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  (3)高电压高电流模式

  相比于VOOC,高通Quick Charge 采用了一种不一样的方式,高电压高电流模式,顾名思义,也就是同时增大电流与电压,通过前面的公式P=UI,我们可以发现,这种方式是增大功率最好的方法,不过其中的弊端是增大电压的同时会产生更多的热能,这样其中所消耗的能量就变多了,而且电压与电流也无法无限制的随意增大。

  所以为了充电的速度提升而且考虑到安全性,使用智能芯片控制电压随着充电的程度进行改变,

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  随着充电的程度,越满越降低充入速度,防止水速过大溢出。

  相关技术:Quick Charge2.0/3.0 huawei

  (4)高电压恒定电流模式

  Pump Express由于提高了充电器的输出电压,突破了充电电流的限制。同时缺点也与QC2.0类似,由于充电器的调压档跨度比较大,导致手机端充电路效率偏低。于是MTK Pump Express Plus快充技术应运而生,其与高通Quick Charge 3.0类似,增加了调压档数,每档200mV。手机可以根据电池当前电压以及充电环路衰减,向充电器申请合适的电压,以达到以电效率的最大化,以进一步降低手机在充电过程中的发热量。

  相关技术:联发科快充

  五、抛弃错误的观念如何安全使用手机?

  1.电池有“记忆”:人们常常会想着,我们必须来“训练”手机电池来确保它能够充到尽可能多的电量。为了能够达到此目的,人们会定期“榨干”手机电池电量,然后再充满它。当电池电量还有50%以上时,人们不会插上电源充电。这种想法认为,久而久之,电池会产生一种记忆。这种观点是不对的。如果电池电量达到了80%,可以继续充电,频繁地充电不会对电池带来损害。而且过分的放电会对电池造成永久性损伤,有的时候更会破坏电池的内部。

  2.手机首次使用必须“激活”电池:通常人们认为手机第一次使用,必须耗电完,然后长时间的充电来“唤醒”电池,这种做法是错误的,因为手机电池安装在手机上前一个步骤,那就是质检,必须对电池进行充电放电测试电池是否存在质量问题,已经唤醒过电池,并不需要你再次长时间充电唤醒电池。

  3.手机充电器头只要头“对”就可以用:相对于其它问题而言,在日常生活中,乱用充电线不怕,怕的是乱用充电器头,每个手机厂商对于手机充电电压的不统一性,更是现在的快充技术,充电器千万不敢乱用,损伤电池是小,造成自燃或者爆炸伤及人是大,所以为了自身和周围的安全,老老实实的用匹配的充电器和线。

  4.手机长时间不使用:手机如果长时间不使用,建议隔段时间对手机进行充电,保持电池里面的活性。

  5.不要在一边充电,一边使用手机:这是人们估计最大的疑虑,现在新的智能手机都加入了电池智能监测芯片,对于手机充电和和玩手机厂商尽可能做到两不误,让用户最大的满足。所以会对电池严格监测,不用考虑安全性,除非你用的不是匹配的充电器。

  6.整晚充电毁损伤电池:同样,由于电池的智能监测芯片的加入,如果充电饱满,芯片会对充电进行断电处理,充电一晚,没有任何问题。

  7.避免在极端温度下使用:大家都可能想到,高温使用手机非常危险,因为手机电池的化学反应会随温度升高迅速加快反应,从而造成爆炸自燃,但是低温同样危险,手机电池的化学反应降低,使用过程中,有可能对电池的电芯或者内部造成永久性损伤。

  8.合理使用手机:合理使用手机,充分运用手机的管理优化软件,从而降低电池的电量消耗速度,从而减少充电次数,延长电池的使用寿命,电池也是有寿命的一般为1-2年。

  9.手机不可拆卸电池不好:现在电池内已经成为一种趋势,厂商为了做薄手机,从而使用内置电池,这样的好处就是避免用户购买劣质电池,同时快充技术的运用,对于电池的内部设计有专门的方案,虽然可能让人使用不方便,带充电宝远远没有带块电池方便,但是一体设计对于电池的质量、容量和防护是可更换电池的远远没有的优势。

  手机使用并不危险,除了厂商自己的原因,现在手机电池很多出问题都是不适用匹配的充电器、对电池过分放电等等原因造成的。

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