手機/平板 聚合物鋰電池 小小研究與推論

  一般人手機若都正常使用，沒有特別摔到或過熱的問題，用了超過一年慢慢會發覺續電力變差，當然大家都還能正常的認為久了、電池老了，也只能默默承受繼續開心使用。

  但再過了一段時間或許到了第二年，開始出現怎麼剛剛拿出來看還有超過10多%的電量，下一個瞬間就沒電，或是突然自己關機，插了充電器才發現原來是沒電了。而此現象還會提高一瞄還剩下30多%、50多%再來就突然自動關機了，再嚴重時居然充滿用沒幾分鐘，甚至完全開不了機了。



  如一開始所說，主板無異常下，電池換一顆新的又能生龍活虎重新再正常使用另一個週期。

  先說一下，一般手機鋰電池的電壓範圍大約充滿電是4.2V (新一代的可以到4.3、4.35，所以電量更多了)，而到0%時大概是在3.5V (實測iPhone4 達到3.45V時就自動關機)。

  而為何電池老了會有突然自動關機的情形呢?這就跟電池的內阻有關，新的電池其內阻是很小的，而當您的手機從待機開啟螢幕時，瞬間需要較大的電流，按公式V=I x R (電壓=電流x阻值)，電流跟電池內阻的作用下，整體電壓就會被內阻吃掉而往下掉，但由於新電池內阻小，電池內阻吃掉的壓降不大，所以整體電壓在您開螢幕跟關螢幕時不會有過大造成電量百分比變異。

  而當電池久了、老了，其內阻會漸漸升高。開啟螢幕時所需的電流沒變，但內阻變高，按公式V=I x R (電壓=電流x阻值)，電池內阻吃掉的電壓也變大了，而以iPhone4的例子來說，可能原本還有3.7V離認定沒電的3.45V還好一段距離，但因為電池內阻過大，一下子吃了0.25V以上，瞬間把電壓拉到3.45V或以下，則手機認定電池沒電就自動關機了。

  另外是電量飄動，一下子看還有50%，下一瞬間又變30%但過一陣子可能又上到40%。其實跟上面的原理差不多，一開始跑比較耗電的，電流抽比較多，但過一會電流又抽得比較少，按公式V=I x R (電壓=電流x阻值)，電池內阻一樣差，但電流變動，照成內阻吃的電壓跟著電流跑，電流流得多，電壓被吃得多，整體電壓降得多；電流流得少電壓被吃得少，整體電壓降得少，所以被來是跑300mA的，後來只跑100mA，則電壓反而升上來。

  以下來舉例，上述兩段用文字看是很吃力，這裡用兩個表格說明這兩種情形，我們假設電池還有3.7V的電量，例1可以看到，假設待機回來開啟螢幕…等所需的電流要0.4A，新電池內阻0.1歐姆，而舊電池為0.5歐姆，可以看到當手機電流開始跑時，內阻吃掉的電壓，及最後手機讀到的電壓，舊電池已經下探到3.5V；而新電池則還能提供手機3.66V的電壓。

  圖中例2，同一顆舊電池，未耗電時的電壓假設3.7V，手機瞬間啟動時耗電流0.4A，電壓被內阻吃掉0.2V，而後若耗電流變小為0.1A，內阻僅吃掉0.05，手機讀得電壓從3.5V變3.65V

  結論就是，電池內阻變大，會對電壓造成不可忽視的影響，因而造成手機讀得電量波動。

  另外有關電池異常膨漲、爆炸，跟溫度有關係，鋰電池本身就不是耐高溫的材料，不過每顆手機的鋰電池上都有保護電路，而且合格的電池都是經過各種像是穿剌…等測試，並不用太擔心。而溫度有可能是外在因素，例如是從主板產生，同時在上網、充電、玩遊戲，以上每個都是會產生很多熱量的功能；或是夏天放在大太陽下的密閉車子室內，裡面就像是天然烤爐，手機放在裡面就像是放在烤箱一樣。即便電池沒有產生異狀，但對電池壽命必然不好。

  而內在因素，又跟電池內阻有關了，不過在放電場合倒還好，主要是充電場合，現在手機在恆流充電階段，大概都是1A左右往電池裡充，這裡介紹功率P=I^2 x R(功率=電流 平方 x 電阻)，阻值小時無礙；阻值異常大時，電流經過內阻，它耗電變大、發熱也多了，溫度提昇太多時就會造成電池不正常的膨漲…等。

  以上是個人小小的見解、大概的說明，如果要精確的話，光是電池的阻值還要加上電容式跟電感式的阻值，這裡只是以電阻式的阻值來做簡單說明，本人也不是做過電池方面產業的人員，如有任何錯誤之處，歡迎各位先進提出糾正，謝謝!!

另註，如果主機板異常耗電可能也會造成類似的問題，雖然電池內阻不大，但電流異常大，一樣造成電壓異常掉電，所以如果電池確認沒問題的話，很不幸的就是主板的問題了，當然這種機率是小得多。