中科院物理所揭秘：手机电池为何越用越不耐用？
中科院物理所揭秘：手机电池为何越用越不耐用？
手机电池越来越不耐用，这几乎是每位手机用户都会遇到的困扰。新手机时，电量可以轻松支撑一整天，但使用一段时间后，续航能力却大不如前。这种现象背后，究竟是什么原因？中科院物理所的最新研究为我们揭示了答案。
锂离子电池的工作原理
要理解电池为何会损耗，我们首先需要了解锂离子电池的基本工作原理。锂电池主要由正极、负极、电解液和隔膜构成。正极材料通常使用锂钴氧化物或锂铁磷氧化物，负极则采用石墨或其他碳材料。电解液是一种含有锂盐的溶剂，能够传导锂离子。
在充电过程中，外部电源提供电能，锂离子从正极通过电解液向负极移动，同时电子通过外部电路流动。锂离子在负极上结合，形成锂原子。放电时，锂离子从负极重新释放出来，沿着电解液回到正极，电子通过外部电路继续流动，从而产生电流，为设备提供能量。
电池容量衰减的原因
中科院物理所的研究揭示了电池容量衰减的具体原因。主要包括以下几个方面：
正极材料的结构变化：当锂离子从正极脱出时，为了维持电中性，金属元素会被氧化到高氧化态，这会导致材料结构发生变化，产生裂纹，进而影响电化学性能。
负极材料结构变化：在首次充电时，负极表面会形成固体电解质界面膜（SEI），这个过程会消耗部分锂离子。随着使用时间增加，石墨结构的变化也会导致电池容量下降。
电解液的氧化分解：电解液的性质直接影响电池的性能。溶剂和电解质的分解会导致电池容量损失。无论采用何种正负极材料，随着循环使用，电解液的分解和副反应都会造成容量衰减。
正极过充反应：当正极活性物质相对不足时，容易发生过充电，产生电化学惰性物质，破坏电极间的容量平衡，造成不可逆的容量损失。
如何延长电池寿命
了解了电池损耗的原因，我们就可以采取相应的措施来延长电池寿命：
避免过度充电：研究表明，将手机充至80%至90%更能延长电池的使用年限，而把电池持续充至100%则会在一定程度上影响电池健康。电量低于30%时就应尽快充电，尽量保持电池电量在30%-80%之间。
不要边充边玩：在充电时使用手机，尤其是玩高负载游戏，会导致手机温度迅速上升，加速电池老化。建议在充电时尽量不要使用手机。
使用原装充电器：劣质充电器的电压和电流可能不匹配，导致手机充电速度慢、发热异常等问题。尽量使用手机厂商提供的原装充电器和数据线。
避免高温和潮湿环境：在高温或潮湿的环境下充电，不仅会影响电池充电效率，还可能引发安全隐患。理想的充电环境应在通风良好、干燥的地方。
正确插拔顺序：先插电源再插手机，充电完成后先拔掉充电器再拔掉插头，避免插头长时间接触插座造成老化。
未来电池技术展望
值得期待的是，中科院物理所在电池研究领域取得了重要突破。团队研发的固态电池技术已经实现360Wh/kg的能量密度，可以让电动汽车一次充电续航里程达到1000公里。这种新型电池不仅能量密度更高，还具有更好的安全性和稳定性，预计将在2027年左右实现全固态电池的量产应用。
从1976年陈立泉院士带领团队开始电池研究，到如今中国锂离子电池产业占据全球73.8%的市场份额，我国在电池技术领域已经取得了举世瞩目的成就。随着固态电池等新技术的不断进步，我们有理由相信，未来的电池将更加高效、安全，为我们的生活带来更多便利。
通过了解电池的工作原理和损耗原因，我们不仅可以更好地保护手中的设备，还能期待未来科技带来的革新。希望这些知识能帮助你延长手机电池的使用寿命，享受更优质的使用体验。