由于电池的设计原因，在给手机充电的过程中不可能不损坏手机。
我曾经以为我擅长充电。例如，我的手机几乎永远不会死机，因为我整晚都会对它进行无线充电，然后，如果下午电量不足，我就会用快速充电器给它充电。但我的电池的最大容量最近下降到了 80% 的范围，我知道我迟早要换一块新电池，或者如果我觉得容易上当的话，就换一部新手机。
为我们的手机、笔记本电脑甚至汽车提供动力的锂离子电池本质上是不完美的，并且注定会随着时间的推移而退化。几乎我们所做的一切都会让这一切发生得更快。我过夜使用的无线充电器会产生过多的热量，从而加速电池的退化。快速充电也是如此。
这意味着正确为手机充电实际上是不可能的。
虽然某些提示和技巧可以加快该过程并延长手机电池的使用寿命，但您对设备中锂离子电池的限制无能为力。它们最终都会停止充电，这意味着它们需要不断更换。锂离子电池，尤其是廉价的锂离子电池，也可能在没有任何警告的情况下爆炸。
然而，电池技术的突破有新的希望。
一家名为 Pure Lithium 的波士顿初创公司最近宣布其锂金属电池取得了突破。一项正在进行的测试显示，虽然手机中的锂离子电池在数百次充电和放电循环后开始显着退化，但这些使用纯锂而不是锂化合物的锂金属电池可以持续超过 2,000 次循环而不会出现明显的损坏退化。此外，锂金属电池可存储的能量是传统锂离子电池的两倍，重量是传统锂离子电池的一半。 Pure Lithium 联合创始人兼首席执行官 Emilie Bodoin 将这种功能组合称为“能源存储的圣杯”。
“我们必须做出重大改变，因为过去 20 年电池领域出现了许多发明，”Bodoin 告诉我。 “[但是]你无法在手机或设备中感受到它。”
也就是说，您目前无法购买装有锂金属电池的 iPhone。锂金属电池以及其他有望取代锂离子的电池技术仍在开发中。
因此，尽管锂离子电池并不完美，但几十年来它们仍将普遍存在。制造锂离子电池（尤其是电动汽车电池）所需的供应链高度依赖中国，但它也可以以实验电池技术无法做到的方式扩大规模。麦肯锡表示， 到 2022 年，全球锂离子电池的需求将达到 700 吉瓦时，而在电动汽车的推动下，预计需求将每年增长 30%，直到 2030 年达到 4,300 吉瓦时。考虑到这一点，4,300 千瓦时足以为超过 400,000 户家庭供电一年，大致相当于胡佛水坝的年发电量。
锂离子电池是可再生能源转型的关键，因为它们正在变得越来越好。例如，您可能不擅长为手机充电，但您的手机不会爆炸或立即停止工作。您还可以在需要充电之前驾驶电动汽车约 300 英里。然而，将更多能量装入电池的能力将是革命性的。
IEEE 研究员斯图尔特·利普夫 (Stuart Lipoff ) 表示：“如果我们确实拥有新一代电池技术，可以再提供三到五倍、理想情况下 10 倍的能量密度。” “它可以实现全新一代的设备。”
这种技术革命不仅意味着你的手机电池可持续使用数天。它可能会带来一种完全取代手机的设备，比如永远不需要充电的超轻增强现实眼镜。革命性的新型电池不仅会给我们带来更持久的电动汽车电池。我们可以拥有电池驱动的飞机、火车和集装箱船。
但与此同时，我们都被锂离子电池及其许多缺陷所困扰——但我们有一些方法可以管理它们。
手持摄像机革命
锂离子电池技术的历史可以追溯到 1972 年，当时 M. Stanley Whittingham在埃克森公司首次开发了该技术。埃克森美孚预测石油产量最终将下降，其研究人员正在寻找替代能源。该公司甚至在 1977 年芝加哥车展上展示了 Whittingham 的设计，而这比锂离子电池使电动汽车成为主流还要早几十年。
这些电池颠覆了消费技术行业，首先出现在索尼 Handycam 型号中，然后又重新进入电动汽车领域。惠廷汉姆、吉野彰和约翰·古迪纳夫这三位科学家因其对开发锂离子技术的贡献而共同获得 2019 年诺贝尔化学奖。
锂离子电池的工作原理
电池由三种基本成分组成：阳极、阴极和电解质。 （您通常会看到阳极标有 + 号，阴极标有 – 号。）
当电池使用时，一系列化学反应将电子从阳极推动，通过电解质，进入阴极。当两个极之间的化学能达到平衡时，反应就会停止，电池就会耗尽，直到您重新充电为止。添加电流可逆转反应，将电子送回阳极，电池再次充电。
锂离子电池使用石墨作为阳极，锂化合物作为阴极，通常是钴酸锂。 （中国是世界上最大的石墨生产国，刚果民主共和国是最大的钴生产国，这给美国带来了潜在的供应链问题。）
用于阴极的材料也决定了电池的能量密度，这就是锂获得所有赞誉的原因。还有其他电池化学物质，但锂被广泛认为是阴极的最佳材料，部分原因是其高能量密度。
直到 20 世纪 80 年代，吉野和古迪纳夫推动锂离子电池技术发展后，锂离子电池技术才实现商业化。索尼在 1991 年发布了第一款商用可充电锂离子电池，实际上帮助普及了“锂离子”一词。
“锂离子电池确实很棒，但它们并不完美，”佐治亚理工学院先进电池中心联合主任马修·麦克道尔说。 “他们短期内不会去任何地方。”
锂离子电池的优点和缺点从一开始就很明显。它们可以将大量能量装入小而轻的包装中，非常适合便携式消费电子产品，如摄像机、智能手机以及电动汽车。
但是，虽然从技术上讲，锂离子电池可以工作多年，但锂离子电池只能充电和放电多次，否则内部材料就会退化到停止工作的程度。即使在今天，情况仍然如此，这就是为什么在某种程度上，像AirPods 这样的微型设备只能被扔掉，因为它们的电池不再能充电并且无法更换。
“锂离子电池不会再进步了，”博多因说。 “他们就是做不到。它们有一个可以达到的理论能量密度，但你无法让它变得更大。这就是问题所在。”
电池管理之美
然而，电池寿命正在变得越来越好。最新款 iPhone 一次充电的续航时间比去年的 iPhone 更长，但这并不一定是由于锂离子电池技术的突破。如今，管理设备电池变化和放电方式的软件与电池化学本身同样重要。
这就是为什么有这么多的手机充电提示和技巧。如果操作得当，您可以解决电池的缺点，不仅可以延长电池的充电时间，还可以延长电池的整个使用寿命。
为了优化电池寿命和使用寿命，您最好在温度约为 65 度的房间中始终将手机电量保持在 20% 到 80% 之间。如果电池太空或太满、太热或太冷，其性能退化会更快。当你给它充电时，你不应该使用功率太大的适配器过度充电，因为这会使电池升温，并再次导致其性能下降。 （充电器的功率以瓦特为单位，瓦特数越高，充电速度越快。）
满足所有这些条件并过上正常的生活实际上是不可能的。另外，锂离子电池的退化是不可避免的，所以即使你做的一切都是正确的，你最终还是会打一场失败的仗。
设备制造商非常了解锂离子电池的缺点，这就是他们不断改进电池管理软件的原因。实际上，您不必太担心电池电量太满，因为当电池电量接近 100% 时，该软件会减慢充电速度（也称为“涓流充电”）。电池也很难完全耗尽，因为当还剩几个百分点时，设备就会自行关闭。当您使用快速充电器时，这些电池管理功能据说还能保护您的电池健康。
这一切加起来既是好消息也是坏消息。
好消息是，尽管关于正确充电技术存在许多误解，但您的手机、笔记本电脑甚至电动汽车的设计都是为了弥补锂离子电池技术的缺点。这些天你可能不擅长给手机充电，但你的手机会自行恢复。如果您真的担心电池健康状况，请避免快速充电或整夜充电，也不要将手机放在阳光下烘烤。但在大多数情况下，您应该接受手机的锂离子电池在几百次循环后就会停止工作的事实。
坏消息是，为我们带来电池驱动飞机的电池技术的重大变革还需要数年时间。对于新的电池技术来说，像我前面提到的纯锂实验这样的突破只是商业化漫长道路上的一步。毕竟，从第一块锂离子电池的发明到在 Handycam 中引入它花了 20 年的时间。这段时间足以让 Handycam 本身在一代人的时间里变得过时，然后又在他们痴迷于怀旧的孩子们中再次流行起来。
借用一句话，锂离子不是我们应得的电池，但它们是我们现在需要的电池。
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原文： https://www.vox.com/technology/398430/iphone-battery-life-lithium-ion