Es ist wieder „ein Balken Elektrizität“! Warum verliert ein Handy-Akku mit zunehmender Nutzung an Haltbarkeit? | Digitale Kompetenz

Prüfungsexperte: Zhou Hongzhi

Leitender Experimentator und Master-Betreuer an der Fakultät für Physik und Optoelektronik der Technischen Universität Peking

Heutzutage sind Mobiltelefone aus unserem täglichen Leben nicht mehr wegzudenken. Viele Menschen werden feststellen, dass die Lebensdauer des Handy-Akkus mit zunehmender Nutzungsdauer immer kürzer wird und die Nutzungsdauer nach jeder vollständigen Aufladung immer kürzer wird. Dieses Phänomen hat große Aufmerksamkeit und Diskussionen hervorgerufen. Warum werden Handy-Akkus immer weniger langlebig?

Mechanismus des Verfalls der Lebensdauer von Lithiumbatterien

Derzeit verwenden die meisten Mobiltelefone auf dem Markt Lithium-Ionen-Akkus, die die Vorteile einer großen Kapazität, einer geringen Größe, einer Hochspannungsplattform und einer langen Lebensdauer bieten.

Tatsächlich unterliegt jede chemische Energiespeicherbatterie einem Zerfallsprozess. Für Laien lässt sich die Energie einer Batterie anhand des Konzepts „ Anzahl der aktiven Elektronen “ verstehen. Je mehr aktive Elektronen vorhanden sind, desto höher ist die Batterieenergie und umgekehrt, desto geringer ist die Ladung. Dies ist die sogenannte Kapazität.

Das Laden und Entladen der Batterie ist der Prozess des Auffüllens und Verbrauchens dieser aktiven Elektronen. Bei der Verwendung der Batterie fließen aktive Elektronen durch eine externe Last von der Kathode zur Anode, um Arbeit zu verrichten, beispielsweise bei der Verwendung eines Mobiltelefons. Zu diesem Zeitpunkt verbraucht die Last aktive Elektronen, wodurch die Anzahl der aktiven Elektronen in der Batterie reduziert wird. Beim Laden führt das Ladegerät der Batteriekathode aktive Elektronen zu, wodurch die Anzahl der aktiven Elektronen in der Batterie wiederhergestellt und die Energie der Batterie wiederhergestellt wird.

Es ist zu beachten, dass die Anzahl der aktiven Elektronen bei diesem wiederholten Vorgang allmählich abnimmt . Zu den Gründen für diese Verringerung zählen die Alterung der Batteriepole, die oxidative Zersetzung der Kathode, die Alterung und Verschlechterung des chemischen Mediums usw. Diese Veränderungen sind auf die Eigenschaften der Metallelektroden selbst sowie auf Schäden zurückzuführen, die durch unsachgemäßen Gebrauch verursacht werden. Natürlich gilt diese Regel auch für Lithiumbatterien.

Daher ist die Lebensdauer von Lithium-Ionen-Batterien begrenzt und ihre Leistung nimmt mit zunehmender Nutzungsdauer allmählich ab. Dieser Lebenserwartungsverlust wird hauptsächlich durch folgende Faktoren beeinflusst:

Batteriezyklusnummer : Ein Batteriezyklus bezieht sich auf den Vorgang des Entladens der Batterie aus einem vollständig geladenen Zustand auf einen leeren Zustand unter 25 % und des anschließenden Aufladens auf einen vollständig geladenen Zustand über 90 %. Mit zunehmender Zyklenzahl kommt es zu Veränderungen im Inneren der Batterie, die zu einer Verringerung der Batteriekapazität führen. Diese Zyklenzahl stellt eine vorgesehene Lebensdauer nach der Herstellung der Batterie dar und kann nicht geändert werden.

Falsche Lademethode: Eine falsche Lademethode beschleunigt die Verkürzung der Batterielebensdauer.

⌛Beispielsweise kann es bei einer Überladung oder Tiefentladung der Lithium-Ionen-Batterie zu einer Zerstörung der Struktur der positiven und negativen Elektrodenmaterialien kommen, wodurch die Anzahl der Lithium-Ionen reduziert wird und somit die Kapazität abnimmt. Bei der Verwendung minderwertiger Ladekabel und Ladegeräte ist der Strom instabil, was ebenfalls zu Schäden am Akku führen kann.

Besonders empfehlenswert ist hierbei, wenn möglich das Original-Ladegerät der gleichen Marke Ihres Mobiltelefons zu verwenden . Da sowohl der Akku als auch das Ladegerät über integrierte Akkumanagementkomponenten verfügen, können das Originalladegerät (einschließlich Powerbanks) und der Akku effektiv interagieren, um die Verwaltung und den Schutz jeder Phase des Ladevorgangs automatisch abzuschließen, wobei die Gewährleistung der Akkulebensdauer im Vordergrund steht. Der Schutz umfasst hierbei den Wiederherstellungsladevorgang bei zu niedrigem Akkustand, den automatischen Ladestopp bei vollem Akkustand und den automatischen Anpassungsprozess des Ladevorgangs während der Akkunutzung. Ladegeräte verschiedener Marken verfügen nicht über eine effektive Kommunikation mit der Batterie, was als Sprachbarriere verstanden werden kann und somit die Schutzfunktion der Batterie stark einschränkt.

⌛Zu kalte oder zu heiße Ladeumgebung : Lithiumbatterien sind extrem temperaturempfindlich. Ihr normaler Betriebstemperaturbereich (Entladetemperatur) liegt zwischen 0 °C und 35 °C. Unabhängig davon, ob es sich um hohe oder niedrige Temperaturen handelt, wirkt sich dies auf die Funktion von Lithiumbatterien aus. Besonders stark sind die Auswirkungen hoher Temperaturen auf die Batterie. Beim Laden bei hohen Temperaturen laufen die chemischen Reaktionen im Inneren der Batterie intensiver ab und erzeugen mehr Wärme, wodurch die Batterietemperatur steigt, was wiederum die Lebensdauer der Batterie beeinträchtigt.

Tipps zur Verlängerung der Akkulaufzeit

Nachdem wir den Mechanismus zur Lebensdauerverkürzung von Lithiumbatterien verstanden haben, können wir einige Maßnahmen ergreifen, um die Lebensdauer von Mobiltelefonbatterien zu verlängern. Das Wichtigste ist die „richtige Verwendung des Ladegeräts (Powerbank)“.

1. Verwenden Sie ausschließlich Original-Ladegeräte und Powerbanks

Der Ladevorgang gewährleistet effektiv die Sicherheit der Batterie und führt nicht zu einer Überladung. Die Anzeige „100 % Vollladung“ ist lediglich eine Anzeige. Tatsächlich lädt das Ladegerät die Batterie nicht auf, unabhängig davon, ob Sie die Batterie anschließen oder nicht.

2. Laden Sie den Akku nicht wieder auf, wenn er leer ist

Die in modernen Smartphones verwendeten Lithiumbatterien haben keinen „Memory-Effekt“ und müssen vor dem erneuten Aufladen nicht vollständig entladen werden. Es wird empfohlen, den Akku rechtzeitig aufzuladen, wenn die Leistung unter 25 % liegt, um die Akkugesundheit zu erhalten.

3. Verwenden Sie ausschließlich Ladegeräte mit 3C-Zertifizierung

Original-Ladegeräte und -Ladekabel wurden strengen Tests und Zertifizierungen unterzogen, um die Stabilität von Strom und Spannung zu gewährleisten und Batterieschäden zu reduzieren. Wenn Sie gezwungen sind, ein Ladegerät einer anderen Marke zu verwenden, müssen Sie ein Ladegerät mit 3C-Zertifizierung wählen. Aber versuchen Sie, es in Notfällen zu verwenden.

4Vermeiden Sie langes Laden

Wenn Sie ein Ladegerät einer anderen Marke verwenden, lassen Sie Ihr Telefon nicht für längere Zeit am Ladegerät angeschlossen, insbesondere nicht nachts. Es wird empfohlen, Ihr Telefon zu einer bestimmten Zeit aufzuladen und das Ladegerät sofort auszustecken, wenn es vollständig aufgeladen ist. Eine einfache Möglichkeit zur Beurteilung: Wenn das Telefon anzeigt, dass es vollständig geladen ist, berühren Sie nach einigen Minuten das Ladegerät. Wenn die Raumtemperatur wieder erreicht ist, können Sie sicher sein, dass der Ladevorgang beendet ist. Wenn die Temperatur immer noch hoch ist, bedeutet dies, dass die Volllast-Stopp-Funktion nicht verfügbar ist. Ziehen Sie daher so schnell wie möglich den Netzstecker .

5. Vermeiden Sie das Laden bei hohen Temperaturen oder unter 4 Grad Celsius

Vermeiden Sie bei heißem Wetter das Aufladen Ihres Telefons in der Sonne oder in geschlossenen Räumen. Sie können das Gerät an einem kühlen und belüfteten Ort aufladen und versuchen, die Telefonhülle zu entfernen, um die Wärmeableitung zu unterstützen. Bei niedrigen Temperaturen wird das Laden aufgrund der trägen chemischen Reaktion schwierig oder stoppt sogar.

Hinweis: Die Bilder in diesem Artikel werden alle von KI generiert

Quellen:

Wissenschaftliche Popularisierung China: Handy-Akkus sind wieder nicht langlebig. Sie haben diese Abrechnungsdetails ignoriert...

Science Popularization China Network: Spielen Sie nicht mit Ihrem Telefon, während es aufgeladen wird! Wenn Sie möchten, dass der Akku Ihres Telefons länger hält, achten Sie auf diese Punkte

Science Popularization China: Sind Handy-Akkus nicht langlebig? Diese 5 Dinge machen Sie vielleicht falsch

Wissenschaftliche Aufklärung: So schonen Sie Ihren Handy-Akku

Science and Technology Daily: Nutzen sich Handy-Akkus schnell ab? Sie haben zu viel berechnet.