智能手机的电池结构和充放电原理是怎样的？

智能手机的电池结构和充放电原理是怎样的？

对于智能手机来说，影响电池续航的因素有很多，比如电池容量（越大，续航越长）、充电功率（越高，充电越快）、硬件（如处理器）功耗、系统功耗其中，电池容量，或者说电池结构和充放电原理，是一切的基石。

智能手机电池结构

现在的数码产品都是用“锂电池”打造的，主要由含有锂化合物的正极材料组成（现在的锂电池正极材料多为钴酸锂、锰酸锂、三元材料（镍钴锰酸锂）和磷酸铁锂）、电解液、隔膜、负极材料（石墨）和外壳。

其中，正负极材料嵌入电解液中，正负极之间有隔离膜，是一道“防火墙”，防止它们直接接触造成短路发热，导致燃烧和爆炸。

锂电池无论是充电还是放电，实际上都是锂离子在电池正负极之间移动，将电能和化学能相互转化的过程。

充电时，正极材料分子中的锂元素会分离，转变为带正电的锂离子（Li）。 在外部电场的作用下，锂离子将穿过电解质和隔离膜。 它们到达负极端子后，会与负极中的碳原子发生化学反应，生成LiC6，并稳定地嵌入负极的石墨层状结构中，最终实现储能过程。 放电时，锂离子会在化学反应的作用下从负极移动回正极。 这个过程将形成电流为数字产品供电。

当锂离子从正极“行进”到负极时，单位时间内能从正极分离的锂离子越多，就意味着电池能储存更多的电量。 如今，智能手机希望配备更大容量的电池，同时保持性感的身材。 他们只能通过增加和改进正极材料来提高“能量密度”参数。

锂聚合物电池称霸全球

锂电池根据内部电解质形式的不同，可细分为“锂离子电池”（Li-ion）和“锂聚合物电池”（Li-poly）。 其中，当电解液为液体时，就是“锂离子电池”。 需要用金属外壳密封包裹，防止泄漏，所以质地比较硬。 18650电芯是“锂离子电池”的典型形式。 “锂离子电池”的优点是成本低廉，缺点是极端情况下有爆炸的风险。

当电解质为固体或凝胶状态时，它就是“锂聚合物电池”。 这种形式的电池可以用软膜包裹，可以做成扁平甚至L形的样式。 极端情况下主要会燃烧，存在安全隐患。 相对来说比较好。 目前，智能手机和轻薄笔记本已经过渡到“锂聚合物电池”时代。

需要注意的是，您可以通过版本等软件查看手机电池技术是Li-poly还是Li-ion。 但从不少网友的拆解和反馈来看，很多展示锂离子手机型号的电池实际上仍然是锂聚合物。 这是电池，所以我们不必担心这个。

新买的手机电池需要激活吗？

这是一个老生常谈的话题。 在功能手机时代，部分手机仍然使用镍镉充电电池。 由于出厂时未完全激活，用户在购买新手机后首次使用前需要充电12小时，以防止记忆效应。 然而，现在的智能手机已经过渡到锂电池时代，里面有完整的控制IC和电路。 没有所谓的“激活”，第一次充满电后可以随时拔掉插头。

充电时的三种状态

锂电池充电时遵循物理公式“P=IU”（功率=电流×电压）。 电能转化为化学能的充电速度最终体现在充电功率参数中。

理论上，提高电流和电压可以提高电池的充电功率。 但考虑到锂电池本身的安全特性，避免电池因欠压或过压而损坏或爆炸，每部手机都必须配备完整的电源电路，特别是充电控制芯片和电源控制芯片是最重要的。最重要的。

其中，电源控制芯片主要负责对电池进行充电，并实时检测充电和电池的当前电压值； 采用充电控制芯片对电池进行过放、过压、过充、过温保护，有效保护电池寿命和使用。 人身安全。

在实际应用中，手机厂商通常会设置三种不同的充电状态：“恒流预充电”（Pre-Mode）、“恒流调节模式”（Mode）和恒压充电（Mode）。

其中“恒流预充电”应该是最容易被忽视的状态，所以这里简单介绍一下：很多手机在长时间不使用时，即使连接充电器也无法开机，这很容易给人们带来麻烦。 一种疑惑“手机是不是坏了？”

原因很简单。 手机内置的锂电池的电压也会随着电池容量的减少而降低。 当电池电量完全消耗到0%时，其电池电压往往会下降到3V以内。 此时充电器已连接。 手机内部电源转换器产生的电压不足以满足微处理器触发电源、复位、13MHz时钟信号等开机条件。 “恒流预充电”是指用较小的恒流（一般为设定电流的1/10）对锂电池进行充电，使其慢慢恢复活性（将电池电压提高到一定阈值，如高于3V），以达到充电目的。触发上电操作。

*电池百分比与电压的对应关系可定制。 此表只是为了便于理解。 数据仅供参考。

打开电源后，电源控制芯片会尝试与充电器进行“握手协议”（不同的快充标准有自己的一套兼容标准），进入“恒流调节模式”状态，如果满足则添加电量条件允许。 大电压和电流输入缩短充电时间。 当电池电量达到一定阈值（通常在80%到90%之间）时，会触发温和的“恒流预充电”状态，这就是我们所说的“涓流充电”（设定电流的1/10）。 ），直到电流低于某个临界值，手机才会显示已充满。

正确的“充电姿势”

小编不建议大家一边充电一边​​玩手机。 因为当手机连接充电器时，电源电路会自动将电池切换到充电状态并停止放电。 此时手机运行时消耗的电量由充电器提供。 如果手机支持的充电功率较低，在玩大型游戏时很可能会造成“充不上电”甚至“越充越低”的尴尬。

同时，充电时产生的热量会明显增加，很容易触发处理器的降频机制，造成游戏卡顿，影响体验。 在某些极端情况下，甚至可能威胁人身和财产安全。 影响电池寿命的最大罪魁祸首就是高温。 如果你不想让你的手机刚买来半年电量就消耗30%以上，你就需要改变充电、玩手机的坏习惯了。