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为什么iPhone用一年电池就衰减呢?锂离子电池的瓶颈是什么?

来源:宝鄂实业    2019-04-16 08:44    点击量:
经过一定数量的充电次数,任何类型的电池容量都会减少。所以,锂离子电池的容量,会随着充电周期的完成而略微减少。
 
至于怎样查看iPhone的电池损耗呢,编辑君不需要说「诊断和用量」这种考验眼力(自虐)的办法,虽然它更准确。。
 
最简单的办法是使用、iTools之类的工具,我们以iBackupBot为例:
 
打开iBackupBot,将iPhone和电脑连接,iBackupBot默认显示iOS版本、序列号等常规信息,点击蓝色的「More Informaiton」。
 
注意弹出的「Battery」对话框的,「DesignCapacity」表示电池容量的出厂设计值,我们需要关注的是「CycleCount」和「FullChargeCapacity」2项数据,前者是完整的充电次数,后者则是满电的电池容量,可以看到和设计容量之间的差值并不是很大。
 
当然,iBackupBot还有很多功能,比如「User Information Manager」可以查看通讯录、信息,甚至还可以查看Safari的历史和书签,「Multimedia File Manager」可以查看视频和照片等。
 
如果只是以上的内容,编辑君的工资不是特别好赚么?接下来才是今儿的重点,编辑君学材料的出身,多少接触一些新材料电池和技术的东西,我们求同存异,共同探讨~
 
从1991年索尼推出第1款商业版锂离子电池开始,如今锂离子电池的能量密度已经超过原来2倍多,价格却只有最初1/10。
 
锂离子充电电池样品
 
不过,这种锂离子电池的能量密度已经接近极限,虽然中间诞生不少锂离子电池的变种,比如锂离子聚合物电池,即使寿命、容量和安全性拥有一定的优势,但是也无法摆脱固有的缺陷,比如依然存在因为种种原因爆炸的几率。所以,没有绝对的安全。
 
这时,寻找一种新的电池解决方案迫在眉睫。关于各种电池技术的新闻屡见不鲜,但是最后却都没有下文。
 
其实,以现有的电池结构来说,都是氧化还原反应。放电时,负极的锂原子失去电子成为负极的一部分;充电时,锂离子在负极的表面得到电子成为锂原子。
但是充电时无法保证锂离子均匀分布在负极的表面,一旦锂原子无须生长形成的枝晶刺穿隔膜达到正极,这个电池将因为短路报废。
 
所以,负极使用石墨的用意是约束锂原子的分布,让锂原子没有外来电压的时候维持稳定。并且这种保护结构完整的措施不止1个,电池的正极同样需要预留锂离子,即使充电完成,这些锂离子依然停留在正极的表面,这也是锂离子电池害怕过渡充电的原因。
 
安全是安全,这样的设计也导致电池的能量密度降低不少。
 
有的小伙伴会问过编辑君:石墨烯电池不是前景很好么?你怎么看待石墨烯电池呢?
 
维基百科的解释是:
 
石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化轨道組成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜,只有一个碳原子厚度的二维材料。目前,石墨烯是世上最薄却也是最坚硬的纳米材料,几乎完全透明,只吸收2.3%的光;导热系数高達5300W/m•K,高于碳纳米管和金刚石,常温的电子迁移率超过15000cm2/V•s,又比纳米碳管或硅晶体高,而电阻率只约10-8Ω•m,比铜或银更低,是世上电阻率最小的材料。
 
 
石墨烯电池
 
不过,通用的定义是1~2层的纳米片才被称之为石墨烯,并且没有任何缺陷的石墨烯才拥有这些完美的特性。
 
编辑君认为,虽然石墨烯的电学、力学等特性决定可以引导一场变革,但是每个场景中石墨烯的应用还没有达到极致,比如石墨烯电池,市场中几乎没有完全意义的、量产的石墨烯电池,都是往传统的锂离子电池中加入少量的石墨烯,和电极的材料(比如磷酸铁锂或三元材料)复合提高性能。
 
 
石墨烯的应用
 
究其原因,还是贵。据说石墨烯的成本已经接近膨胀石墨(据说),但是短时间依然无法和传统的锂电池抗衡。
 
抛开成本的原因,只有容量的优势还不够,锂硫电池已经超过主流的锂离子电池,可是依然停留在实验室研究的阶段。
锂硫电池
 
电池的发展集合高比容量、高能量密度和高循环寿命等多项指标,比如石墨烯的表面特性不稳定,循环寿命等问题,无论哪一条不符合都会受到制约。