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手机最后1%的电量到底能用多久?
09-11 18:10:14 来源:差评

手机电量这玩意一直都是个玄学问题。

为什么我的小手机,最后 1% 的电量最耐用,每次都够我看完一个十分钟的视频。

又或者是为什么我的小手机,最后 10% 的电量很不耐用。

每次电池报警还有 10% 的电量,你以为还能再撑一会,去找个充电器的时间手机就关机了。


于是你就会在夜深人静的时候问自己:为什么我手机的电池显示,就像女朋友的脾气一样让人捉摸不透?

其实吧,关于手机电量为什么总是让人捉摸不透这个问题的答案非常的简单。

因为你的手机电池的剩余电量很难估计,就连手机自己都不知道具体的剩余电量!

 

锂离子电池的特性 

现在的手机基本用的都是锂离子电池,而商用的锂离子电池是在 1990 年由曾经黑科技的代表索尼公司最早开发使用的,也是目前比较主流的手机电池解决方案。

而锂电池的组成主要由正极 ( Positive electrode )、负极( Negative electrode )、 电解液 ( electrolyte ) 和隔膜 ( Separator ) 构成的。

商业化的锂离子电池的原理相信上过初中物理的差友们都知道:就是靠锂离子在正负极之间来回穿梭,来储存以及释放电量的简称“ 摇椅 ”电池。

并且根据正极材料的不同,锂电池可以被分为磷酸铁锂电池,钴酸锂电池,三元电池等,而锂电池的负极一般都是碳素材料,如天然石墨,人工石墨等。

由于锂元素的化学特性非常活泼,使得锂电池的加工、保存、使用,对环境要求非常高。

所以能影响锂电池的因素可以说非常之多,比如温度就对电池就有着非常明显的影响。

北方的人肯定都深有体会,到冬天,那电量是噌噌噌往下掉!

但低温对手机的影响一般是暂时的。。

真正的手机杀手还是高温!温度越高,锂电池的容量损失就越快,而这种损失是不可逆的,也就是说,电池的容量会永久变小。

还有就是锂电池还存在着自然放电的现象,你不用它,手机电量就会偷偷跑掉。相信很多差友睡觉的时候手机是不关机的,而你的手机在待机的状态下放一整晚,早上起来就发现手机莫名其妙的掉电了。

最后由于电池生产工艺的微小差异,也会导致每一块电池都存在着差异。它们的老化程度以及放电曲线都不太一样。

可以说,每一块电池都是独一无二的烟火孩子。


电池管理系统 

为了伺候好每一块电池宝宝,电池工程师们研究出了一个叫做电池管理系统( BMS )的东西。

这套系统就好比一个保姆,专门复杂照顾好电池。不能让电池过充;也不能让自然放电的太严重;冷了要给电池升温;热了要给电池降温。


并且为了方便手机散热,手机里还配备了一整套的散热系统,目前主流的散热形式有:铜管散热、液冷散热、石墨贴片散热。



总之就是想尽办法在手机里装各种吸热的材料让手机电池不至于温度过高。

当然检测电池电量也是 BMS 的工作之一。

而锂电池的放电规律是遵循基本的物理法则。BMS 系统会通过一个芯片来监测电池电压,以便推算出电池的剩余电量,这个芯片叫做电量计。

假设满电电压是 4V ,那么电量计测到 4V 的时候就意味着 100% 。

随着手机电量的消耗,锂电池电压也会下降快。。但坑爹的是,这个曲线并不是线性的。


实际上,锂电池的规律是:放掉的电量越大,电压下降的越快。 

要是所有锂电池都是这个变化曲线,那也还好,摸清规律也能很好的通过电压估算电量。

但是更坑爹的事情又出现了,放电率不同,这个电量-电压曲线又是变的。。

在放电率为 0.2C、0.5C、1C、2C 情况下的电量-电压曲线


也就是说,消耗同样的电量,放电率比较大时( 玩手游 )锂电池电压下降的速率,要比放电率小的情况( 看小说 )要快的多。。

这就有点蛋疼了:电池实际的使用中,你的手机放电状态是非常不稳定的,有时需要接个电话发个微信;有时又在刷刷微博,翻翻朋友圈;等着朋友圈刷完了,就就打把王者荣耀。

所以,BMS 系统只用电压来估算锂电池的剩余电量,一定会出现误差。。

说白了,你看到的电量显示,只是个大概而已。举个例子:一些老的安卓手机由于 BMS 系统做的不够智能,都存在“ 虚电 ”的情况。

什么意思呢?

如果你不打开手机屏幕,你测量到的电压是 3.6V ,你一打开屏幕,电池电压瞬间就会变成 3.2V ,这多出来的 0.4V 就是“ 虚电 ”。


这也就是为什么很多差友的手机本来快没电了,然后放了一会,电量又慢慢回上来了,多了一些 “ 虚电 ”。但是这些 “ 虚电 ” 一般可以使用的时间都非常的短。

所以为了更精准地监测电池电量, BMS 系统除了检查电池的电压来判断电量以外,还要通过一系列复杂的算法。而每家手机厂商都有一套属于自己的 BMS 系统。

这也是为什么有的手机最后的 1% 的电量特别耐用,而有的手机最后 10% 的电量掉的飞快。

所以当你手机显示1% 电量显示的时候,能当时手机的情况是这样的:

电量计 :我掐电压一算,估计还有 10% 的电。

BMS 系统:今天外面气温超过 40°了,并且这大哥还在玩王者荣耀,这电量不可靠啊!等我们测出电压降低怕是来不及了。

屏幕显示:那就显示还剩 1% 的电量吧,让他感觉充电去。

你:我的天,怎么只剩下 1% 的电量了,赶紧充电去。

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