國外媒體今天發(fā)表了一篇有關(guān)移動設(shè)備鋰離子電池的原理、缺點和未來發(fā)展趨勢的文章。移動設(shè)備中使用的電池是化學(xué)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(shè)備持續(xù)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(shù)手機使用鋰離子電池，早期使用的是鎳鎘電池

化學(xué)原理

移動設(shè)備中使用的電池是化學(xué)工程的成果:在一個小立方體中儲存大量能量可以讓設(shè)備持續(xù)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(shù)現(xiàn)代移動設(shè)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(zhì)。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(xué)成分。它是一種活性金屬，因此很容易與其他元素結(jié)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(shù)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(zhì)，通常是一種液態(tài)有機溶劑，允許電子在它們之間移動。當(dāng)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(shè)備的體積，但仍能保持較長的電池壽命。

這個化學(xué)過程可以概括為:設(shè)備中的電池可以儲存能量，然后內(nèi)部的化學(xué)物質(zhì)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(nèi)部的化學(xué)物質(zhì)就會分解，出現(xiàn)過多的鋰氧化物，然后鋰氧化物就會燃燒，出現(xiàn)更多的鋰氧化物，等等。化學(xué)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(lián)邦特種局停飛的原因。因為當(dāng)電池被刺穿時也會發(fā)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(yīng)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(yīng)1000毫安的電流持續(xù)1小時。假設(shè)你的設(shè)備有500毫安的電流，電池可以維持大約兩個小時。

但設(shè)備的電池壽命更混亂，因為特定設(shè)備消耗的確切電量取決于它執(zhí)行的任務(wù)。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(guān)閉的，無線傳輸是關(guān)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(yīng)該對電池續(xù)航時間更加謹(jǐn)慎的原因也許是通過調(diào)低屏幕的亮度，或者關(guān)閉電池的某些部分來延長電池的續(xù)航時間。假設(shè)你有足夠的好奇心來使用一些專門的應(yīng)用程序來監(jiān)測你的移動設(shè)備的耗電量和電池，Android上的電池監(jiān)測小部件和iOS上的BaterryLifePro都可以工作。