【原创】延长锂电池寿命的诀窍

superdigua

约一年前看了下面这篇关于锂电池原理的视频讲座，受益颇深。

https://www.youtube.com/watch?v=pxP0Cu00sZs

现在的手机电脑平板等等，锂电池大多只能撑两三年，然后续航时间就急剧缩短。

按照 Jeff Dahn 教授的说法，问题很容易解决：充电不超过 90%

真正损害电池寿命的，是90%到100%这一段充电过程。

然而，如果锂电池能撑十几年，这对于相关的电子设备生产厂家而言，实际上是噩耗。所以，几乎所有设备都无法在充电到90%时“自动停止充电”。

我对自己的手机测试了一年，似乎效果还不错。大家也可以试试。


PS: 这让我想起了以前一篇文章，说灯泡刚刚发明不久，工程师就发现新技术可以将灯泡寿命从1500到2000小时，延长到4000到5000小时。然后各灯泡厂商结成了一个联盟，全面禁止了这种新技术。

政客，商家，医生，律师，警察，教师，工程师。。。。。。其实都差不多。如果有机会，就会选择牺牲大集体为自身牟利。

PS 2: 如果锂电池长时间不用，最好把电池充到40%到60%，然后断开连接。

【20200614】

找到一个充电神器。一般一个小时足以。

Arlec 2 Hour Compact Countdown Timer, $9.17
https://www.bunnings.com.au/arle ... down-timer_p0056833

【20200626】

高温不充电。

要等电池温度降下来后再充。

perfectstock

现在充电技术最后的一点都是很慢速度冲的，这也是为什么最后99%时候要冲很久，所以我觉得影响不大。我家里的mac air好多年了，电池非常好。一个oppo手机也几年了，电池也非常好

superdigua

perfectstock 发表于 2019-6-7 07:04
现在充电技术最后的一点都是很慢速度冲的，这也是为什么最后99%时候要冲很久，所以我觉得影响不大。我家里 ...

我妻子用的 iPhone 6s, 才两年多，感觉电池已经不行了。

perfectstock

superdigua 发表于 2019-6-7 07:06
我妻子用的 iPhone 6s, 才两年多，感觉电池已经不行了。

家里也有一个6s，是不行，换了个新电池也撑不了多久

superdigua

perfectstock 发表于 2019-6-7 07:10
家里也有一个6s，是不行，换了个新电池也撑不了多久

苹果不介意延长笔记本电脑的电池寿命，但希望大家两年升级一次手机。

良心大大的坏。

sarahlin

你的說法不靠譜，我當時在東芝筆記本做工程師的時候就是做的電源模塊，而且仔細研究過Sony鋰電池的技術資料，並檢測了大量充放電的波形。

鋰電池都是先恆流充電，電壓慢慢升高，到差不多最大電壓的時候再恆壓充電，電流慢慢減少，最後充電IC檢測到某一個電流值就認為充電完成，斷開電源。

影響鋰電池最大容量的一個是完全充放電次數，另一個是老化。鋰電池沒有記憶效應，它的一個cycle就是從0%-100%再從100%-0，這個是累加的，比如一個電池第一天用到40%，充到100%，第二天用到60%再充到100%，這樣就是一個充放電cycle。好的鋰電池一般500個cycle以後最大容量才會急劇降低，差的300個cycle就會很明顯。所以不管怎麼使用鋰電池的壽命就是那麼幾年，手機因為充放電次數頻繁更是壽命短。

而最後的涓流充電其實對電池是很好的，根本不會損傷電池的內部結構。而且Sony還建議定期將鋰電池全充全放，這樣有利於電池一定程度恢復最大容量。

鋰電池最怕的是過度放電和過度充電，這種傷害都是不可逆的，過放會擊穿電極直接廢了電池，過充則會引起爆炸。

superdigua

sarahlin 发表于 2019-6-7 11:33
你的說法不靠譜，我當時在東芝筆記本做工程師的時候就是做的電源模塊，而且仔細研究過Sony鋰電池的技術資料 ...

谢谢答复。

我有几个疑问想请教。

1. 请问你有没有看一楼的视频？你的说法与 Jeff Dahn 的说法差异很大。你觉得视频中的主要问题/错误是什么？

2. 特斯拉M3SR+的最大续航是384公里，预期总里程是50到80万公里。500000/384=1302，800000/384=2083（cycle）

而特斯拉电池报废的标准是可用量小于70%. 1302/0.3=4340，2083/0.3=6943

如果按照你的算法，特斯拉电池的循环使用次数多达 4340 到 6943 次。这也未免太夸张了。

3. Jeff Dahn 提到，为了延长卫星上的锂电池寿命，其电量永远在40%到60%之间。说这样就可以保证使用几十年。你觉得这种说法/做法有什么问题吗？

4. 手机上有一个 APP 叫做 AccuBattery，里面对上百万手机的充放电进行了统计，并进行了独立测试。你对下面这篇这么看？

“charging to 92 / 82% will double / quadruple your battery life”

“the Moto G still has 97% of its initial capacity left (which is amazing), while the LG G4's battery is now only at 76% after a year (based on data from 129 charges, total 132270 mAh charged at +5083%, with an estimated capacity of 2279 mAh out of 3000 mAh new)”

https://accubattery.zendesk.com/ ... rch-and-methodology

AccuBattery 的结论倒是与 Jeff Dahn 的说法完全一致。

kidz821

superdigua

perfectstock 发表于 2019-6-7 07:04
现在充电技术最后的一点都是很慢速度冲的，这也是为什么最后99%时候要冲很久，所以我觉得影响不大。我家里 ...

最后10%慢充，确实可以减少对电池的损害。但更好的办法是不要充最后这10%，除非特殊情况需要尽可能充满。

rayki

结论就是以后充电不能冲满是吧。。看有必要找找有没有类似的app已经有这种提醒功能了。

superdigua

rayki 发表于 2019-6-7 13:12
结论就是以后充电不能冲满是吧。。看有必要找找有没有类似的app已经有这种提醒功能了。 ...

AccuBattery

Chen3rd

superdigua 发表于 2019-6-7 07:06
我妻子用的 iPhone 6s, 才两年多，感觉电池已经不行了。

6S发布已经三年多了吧。

另外，手机电池不行大多是因为边充电边玩手机。

kingburg

真的假的啊？

禾禾禾

充电还要看冲到多少再拔，真累

superdigua

禾禾禾 发表于 2019-6-7 14:12
充电还要看冲到多少再拔，真累

是的。手机厂商良心的没有。

superdigua

kingburg 发表于 2019-6-7 14:06
真的假的啊？

十足真金。

lihe1314

和人体一个道理，吃八分饱能多活好久，总是吃饱了撑的肯定活不长

iameagles

sarahlin

superdigua 发表于 2019-6-7 12:37
谢谢答复。

我有几个疑问想请教。

感謝分享，視頻我還沒時間看，accbattery的論文我看了一下，確實和我當年看到的一樣，高電壓/大電流充電對鋰電池的最大容量是有負面作用的。

A higher voltage gives you more capacity (mAh) at the start, but as seen on Choi 2002 figure 1, it degrades your battery rather rapidly with usage, so users with a device with a higher than usual voltage should probably try to charge to a lower level and use the voltage display in the app to determine to which level you should charge.

充電曲線見圖https://batteryuniversity.com/le ... thium_ion_batteries 很有趣的是60%左右正好是恆流到恆壓轉變的時候，也就是說如果視頻教授的結論是正確的，那麼就是說永遠不要讓電池在恆壓狀態下充電，因為高電壓對電池的容量有傷害。這一點來說我看到的文獻裡面沒有提，如果視頻教授做的實驗是嚴謹的話，那麼這個可以解釋為什麼經過300-500個Cycle鋰電池的容量會大幅減少。

之所以是40-60%也和充電控制芯片檢測到電壓開始恆壓充電的節點有關，電壓閾值設得越高，那麼恆流的時間越久，電池冲起來更快，但可能損耗也越大。

我看到的結論是由於電池自己也有老化時間，包括自放電的因素和環境溫度對電池的影響，充電的動作對鋰電池的使用壽命並沒有太大的影響，畢竟300-500個Cycle以後大部分電子產品都會更新換代了。一個例子就是筆記本電腦的電池，即使你一直插著電源--這時候鋰電池是不充電的，這個電池在3-5年以後也是廢的，就是它本身會老化。

sarahlin

https://batteryuniversity.com/le ... ium_based_batteries

開篇的結論：

The lithium-ion battery works on ion movement between the positive and negative electrodes. In theory such a mechanism should work forever, but cycling, elevated temperature and aging decrease the performance over time. Manufacturers take a conservative approach and specify the life of Li-ion in most consumer products as being between 300 and 500 discharge/charge cycles.

也就是300-500充電Cycle以後電池的容量會顯著減少。

Figure 6 illustrates dynamic stress tests (DST) reflecting capacity loss when cycling Li-ion at various charge and discharge bandwidths. The largest capacity loss occurs when discharging a fully charged Li-ion to 25 percent SoC (black); the loss would be higher if fully discharged. Cycling between 85 and 25 percent (green) provides a longer service life than charging to 100 percent and discharging to 50 percent (dark blue). The smallest capacity loss is attained by charging Li-ion to 75 percent and discharging to 65 percent. This, however, does not fully utilize the battery. High voltages and exposure to elevated temperature is said to degrade the battery quicker than cycling under normal condition. (Nissan Leaf case)

這篇文章的結論是讓電池在75%-65%反复充放電損耗最少，但其實它走了這麼多"Cycle"並不是電池意義上的“Cycle”，因為它10次充電加上10次放電才是一次完整意義的Cycle。

sarahlin

至於特斯拉的電池組我不確定它是怎麼串並聯並且給汽車供電的。鋰電池單個cell的電壓固定在3.6-4.4之間，這個是不變的，容量也是基本固定的，根據不同需要串並聯成電池組使用。

我的猜想是這些電池不是同時使用的，而是交替使用，或者有幾組電池組交替使用，如果有3個電池組，那麼理論上的Cycle life 就可以到900-1500次完全充放電。

sarahlin

我的結論還是：電池的壽命首先取決於電池本身的質量，Sony/Pana的電池肯定好於那些雜牌的鋰電池；然後是電池出廠後的時間 - 這包括了使用的Cycles，存放的環境（包括你說的40-60%左右的電量存儲），環境溫度- 極端溫度，特別是低溫將極大的影響鋰電池的最大電量。所以如果一款電池如果出廠5年以上，即使它只用了幾次，它的最大容量也將大大小於一塊新電池。

至於使用偏好，包括充放電的節點、是不是用得快還是慢、是不是快充，都將部分影響電池的壽命，但這不是決定性的，影響也比較小。只要正常使用，不必過分為了”最大化“電池壽命而特意改變使用習慣。

sarahlin

以上是我的見解，歡迎暢所欲言

xjcs88

电源管理芯片不会让你过放过充的：
你插着一个月，到了实际容量的95%（举个例子，不是准确数值）它就不往里充了；
你用到自动关机，电池里面其实也还剩5%（举个例子，不是准确数值）。

另外电池的寿命一般都长过换代寿命，不必想太多。

老婆是CPA

sarahlin 发表于 2019-6-7 11:33
你的說法不靠譜，我當時在東芝筆記本做工程師的時候就是做的電源模塊，而且仔細研究過Sony鋰電池的技術資料 ...

用了40％ 和 用到60％不是一个意思吗。。。

它的一個cycle就是從0%-100%再從100%-0，這個是累加的，比如一個電池第一天用了40%，充到100%，第二天用到60%再充到100%，這樣就是一個充放電cycle。

cangaru

电池技术也在发展吧，可能以前的经验和现在的技术改进有不同

子午

现在一般讲究的是充的时候不能发烫，还有就是减少充的cycle，比如坐在办公桌不动的话可以一直插着。我iPhone用了2年还有91%寿命。

sarahlin

老婆是CPA 发表于 2019-6-7 15:21
用了40％ 和 用到60％不是一个意思吗。。。

它的一個cycle就是從0%-100%再從100%-0，這個是累加的，比如 ...

Sorry第一個應該是用到40%

sarahlin

cangaru 发表于 2019-6-7 15:34
电池技术也在发展吧，可能以前的经验和现在的技术改进有不同

鋰電池的技術好像發展得不怎麼快，底層的東西還是那些，工藝可能有所改善導致容量的提高，但是充放電這些物理化學規律還是不會有變化的，除非用其他材料來做電池。

老婆是CPA

sarahlin 发表于 2019-6-7 15:40
Sorry第一個應該是用到40%

前面人都没发现 说明只有我认真看了整段话哈哈哈