鉅大LARGE | 點擊量:1137次 | 2018年12月15日
你是否了解手機電池的過去、現在、未來?
要說起電池,最早的話可以接觸到我們高中所學的知識:原電池。關于電子的轉移,還有充放電,氧化還原,無數的朋友弄得腦袋發疼。還有什么電解池之類的更是覺得要瘋了。而這便是電池的起源。下面不正經科技帶您速覽手機電池的過去,現在,未來。
說完起源說過去,電池的過去是什么呢?最先采用電池是鎳鎘電池。鎳鎘電池是一種直流供電電池,鎳鎘電池可重復500次以上的充放電,經濟耐用。其內部抵制力小,既內阻很小,可快速充電,又可為負載提供大電流,而且放電時電壓變化很小,是一種非常理想的直流供電電池。但是鎳鎘電池最致命的缺點是,在充放電過程中如果處理不當,會出現嚴重的“記憶效應”,使得服務壽命大大縮短。所謂“記憶效應”就是電池在充電前,電池的電量沒有被完全放盡,久而久之將會引起電池容量的降低,在電池充放電的過程中(放電較為明顯),會在電池極板上產生些許的小氣泡,日積月累這些氣泡減少了電池極板的面積也間接影響了電池的容量。當然,我們可以通過掌握合理的充放電方法來減輕“記憶效應”。此外,鎘是有毒的,因而鎳鎘電池不利于生態環境的保護。眾多的缺點使得鎳鎘電池已基本被淘汰出數碼設備電池的應用范圍。不過在當時是一個非常好的電池產品。也就有了前三次充電必須充滿12個小時的說法。而且每次都必須用完。不過現在手機電池采用的是鋰電池。
作為現在的產品,手機一般采用都是鋰電池。現在手機的性能已經不是主要的問題了。主要的問題是電池容量及續航。雖然各大手機廠商推出了快速充電方案,但是礙于機身厚度,電池的容量始終很難做大。而且鋰電池也已經擺脫了必須充滿12個小時的尷尬。鋰電池的種類有很多,在這里我們就不過多介紹了。但是鋰電池并不是絕對的安全,鋰電池芯過充到電壓高于4.2V后,會開始產生副作用。過充電壓愈高,危險性也跟著愈高。電壓高于4.2V后,正極材料內剩下的鋰原子數量不到一半,此時儲存格常會垮掉,讓電池容量產生永久性的下降。如果繼續充電,由于負極的儲存格已經裝滿了鋰原子,后續的鋰金屬會堆積于負極材料表面。這些鋰原子會由負極表面往鋰離子來的方向長出樹枝狀結晶。這些鋰金屬結晶會穿過隔膜紙,使正負極短路。有時在短路發生前電池就先爆炸,這是因為在過充過程,電解液等材料會裂解產生氣體,使得電池外殼或壓力閥鼓漲破裂,讓氧氣進去與堆積在負極表面的鋰原子反應,進而爆炸。因此,鋰電池充電時,一定要設定電壓上限,才可以同時兼顧到電池的壽命、容量、和安全性。最理想的充電電壓上限為4.2V。鋰電芯放電時也要有電壓下限。當電芯電壓低于2.4V時,部分材料會開始被破壞。又由于電池會自放電,放愈久電壓會愈低,因此,放電時最好不要放到2.4V才停止。鋰電池從3.0V放電到2.4V這段期間,所釋放的能量只占電池容量的3%左右。因此,3.0V是一個理想的放電截止電壓。充放電時,除了電壓的限制,電流的限制也有其必要。電流過大時,鋰離子來不及進入儲存格,會聚集于材料表面。導致爆炸的結果。選手機時應選擇大廠商,使用原廠配的充電器。為你我的安全考慮。
手機電池未來的發展應該是石墨烯電池。石墨烯電池,利用鋰離子在石墨烯表面和電極之間快速大量穿梭運動的特性,開發出的一種新能源電池。新型石墨烯電池實驗階段的成功,無疑將成為電池產業的一個新的發展點。電池技術是電動汽車大力推廣和發展的最大門檻,而電池產業正處于鉛酸電池和傳統鋰電池發展均遇瓶頸的階段,石墨烯儲能設備的研制成功后,若能批量生產,則將為電池產業乃至電動車產業帶來新的變革。而這或將徹底解決手機續航的問題。
總結:期待著石墨烯電池的到來吧!媽媽再也不用擔心我玩手機沒電了。