手机最后1%的电量到底能用多久？
10月18日，CHINAPLAS 与 iPlast 签署合作协议，携手推动“工业4.0”发展！
继在CHINAPLAS广州展首次成功合作后，“CHINAPLAS 2020 国际橡塑展”主办方 - 雅式展览服务有限公司再次联同工业4.0领域的中坚力量 - iPlast 4.0智人智造创新中心，重磅打造展会同期活动：第二届“工业4.0未来工厂”。
活动的主题是数字化和循环经济。
2020年4月21 - 24日，中国·上海·虹桥·国家会展中心，“CHINAPLAS 2020 国际橡塑展”约定您！更多精彩，敬请关注！
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最近，2019年诺贝尔化学奖评选结果正式揭晓，约翰·B·古迪纳夫、M·斯坦利·威廷汉、吉野彰三位科学家分享了这一荣誉，以表彰他们在锂电池领域的重要创新。
锂离子电池自1991年首次进入市场以来，已经彻底改变了人类的生活。看看你身边的3C产品，锂的身影无处不在。
目前市面上的手机，基本用的都是“锂离子电池”。
只不过，
关于手机电量这事，
你一定也困惑过：
又或者是
↓↓↓
夜深人静，总在问自己：
为什么我手机的电池显示，
就像女朋友的脾气一样
让人捉摸不透？
其实吧，
这个问题的答案非常简单！
因为你的手机电池的剩余电量很难估计，
就连手机自己都不知道具体的剩余电量！
锂电池主要由正极 ( Positive electrode )、负极( Negative electrode )、 电解液 ( electrolyte ) 和隔膜 ( Separator ) 构成的。
图源：网络
其中，隔膜是一种具有微孔结构的薄膜，一般采用多孔聚丙烯（PP）或聚乙烯(PE)膜。隔膜是锂离子电池产业链中最具技术壁垒的关键内层组件，在锂电池中起到2个主要作用：
a、隔开锂电池的正、负极，防止正、负极接触形成短路；
b、薄膜中的微孔能够让锂离子通过，形成充放电回路。
商业化的锂离子电池的原理，相信上过初中物理的胖友们都知道：就是靠像优秀运动员的锂离子，在正负极之间来回奔跑，来储存以及释放电量的，简称“摇椅式”电池。
图源：差评
动画来描述一下充放电过程：
充电前，锂离子嵌在正极材料的层状结构中↓
开始充电后，正极材料失去电子，锂离子从正极材料中脱嵌而出↓
锂离子通过电解液和隔膜，到达负极石墨材料↓
电子通过隔膜示意图
继续充电，正极材料持续失去电子，锂离子也持续脱嵌，直至充电完成↓
电子从负极材料离开，通过外电路流向正极，失去电子的锂离子也从石墨层间脱嵌而出↓
从负极脱嵌后的锂离子，再次通过电解液及隔膜回到正极材料，结合通过外部电路到达正极的电子，形成比较稳定的嵌锂正极材料↓
根据正极材料的不同，锂电池可以被分为磷酸铁锂电池、钴酸锂电池、三元电池等；而锂电池的负极一般都是碳素材料，如天然石墨，人工石墨等。
由于锂元素的化学特性非常活泼，使得锂电池的加工、保存、使用，对环境要求非常高。
所以能影响锂电池的因素，可以说非常之多！比如温度，对电池就有着非常明显的影响！
此处应该@北方的朋友们，你们肯定深有体会！一到冬天啊，那电量是噌噌噌往下掉！
不过，低温对手机的影响，一般是暂时的。真正的“手机杀手”，是高温！
温度越高，锂电池的容量损失就越快，而这种损失是不可逆的，也就是说，电池的容量会永久变小。
还有就是锂电池还存在着自然放电的现象，你不用它，手机电量也会偷偷跑掉。
可以说，每一块电池都是独一无二的烟火孩子。
为了伺候好每一个电池宝宝，无数工程师绞尽脑汁，弄出个保姆，叫电池管理系统（BMS）。
这个 BMS 专门负责照顾好电池，不要过充，不要过放，冷了加热，热了降温。让电池舒舒服服地工作。
为了方便手机散热，手机里还配备了一整套的散热系统，目前主流的散热形式有：铜管散热、液冷散热、石墨贴片散热。
总之就是想尽办法在手机里装各种吸热的材料，让手机电池不至于温度过高。
当然，检测电池电量也是 BMS 的工作之一。而锂电池的放电规律是遵循基本的物理法则。BMS 系统会通过一个芯片来监测电池电压，以便推算出电池的剩余电量，这个芯片叫做电量计。
图源：差评
随着手机电量的消耗，锂电池电压也会下降快。但坑爹的是，这个曲线并不是线性的。
实际上，锂电池的规律是：放掉的电量越大，电压下降得越快。
要是所有锂电池都是这个变化曲线，那也还好，摸清规律也能很好地通过电压估算电量。但是！更坑爹的事情又出现了，放电率不同，这个电量-电压曲线又是变的。
▲ 在放电率为 0.2C、0.5C、1C、2C 情况下的电量 - 电压曲线
也就是说，消耗同样的电量，放电率比较大时（ 玩手游 ）锂电池电压下降的速率，要比放电率小的情况（ 看小说 ）要快的多。
这就有点尴尬了：电池实际的使用中，你的手机放电状态是非常不稳定的，有时需要接个电话发个微信；有时又在刷刷微博，翻翻朋友圈；等朋友圈刷完了，又要打把王者荣耀......
所以，BMS 系统只用电压来估算锂电池的剩余电量，一定会出现误差。
说白了，你看到的电量显示，只是个大概而已。
举个例子：一些老的安卓手机由于 BMS 系统做的不够智能，都存在“ 虚电 ”的情况。什么意思呢？
如果你不打开手机屏幕，你测量到的电压是 3.6V ，你一打开屏幕，电池电压瞬间就会变成 3.2V ，这多出来的 0.4V 就是“虚电”。
这也就是为什么很多胖友的手机，本来快没电了，然后放了一会，电量又慢慢回上来了，多了一些 “虚电”。但是这些 “虚电” 一般可以使用的时间都非常短。
所以为了更精准地监测电池电量， BMS 系统除了检查电池的电压来判断电量以外，还要通过一系列复杂的算法。而每家手机厂商都有一套属于自己的 BMS 系统。
这也是为什么
有的手机最后的1%电量特别耐用，
而有的手机最后10%电量掉得飞快！
搞明白了吗？
电量计：我掐电压一算，估计还有10%的电。
BMS系统：今天气温那么高，这大哥还在玩王者荣耀......这电量不可靠啊！等我们测出电压降低怕是来不及了。
屏幕显示：那就显示还剩1%的电量吧，让他感觉充电去。
你：卧槽，只剩下1%的电量！啊啊啊啊啊啊啊我要赶紧充电！
参考资料：
知乎,为什么手机最后1%的电量有时很耐用？
知乎;iPhone最后1%的电量是否真的是1%？
百度百科，锂离子电池
新浪财经，锂电池：目前全球主流的电池方案
差评，手机最后1%的电量到底能用多久？
（资料来源：差评（chaping321）、粉体网）
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