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作为一款便携的Mac笔记本电脑,它在我们的日常生活中扮演着重要的角色。无论是在旅行中、学习中还是开会办公中,Mac都是我们的得力助手。然而,随着使用时间的增长,电池的容量也会逐渐减少。因此,正确的充电方式对于保护Mac电池至关重要。
苹果笔记本MacBook的保外更换电池费用比大多数Windows笔记本要高。MacBook Air M2 14寸和MacBook Pro M2 14英寸的MacBook电池更换分别为1258元和1968元。因此,许多MacBook用户特别关注电池问题,并希望通过正确的使用习惯来延长电池寿命。
#01
锂电池小知识
目前MacBook使用的电池主要为聚合物锂离子电池,包括阳极、阴极、隔膜和电解质材料。在充电时,锂离子从正极移动到负极存储电能,放电时则从负极移动到正极供电。这个过程会导致电池的损耗。早期的MacBook可能使用液体锂离子电池,但都属于锂离子电池的范畴。
锂离子电池最适宜保持在50%的电量。在这种状态下,锂离子在阳极和阴极之间能够均匀分布,有利于延长电池寿命。当电池电量为100%时,锂离子全部集中在一个极端会给电池带来压力,而电量在0-30%之间过低也会影响电池寿命。因此,保持电池电量在50%是最理想的状态。
Bolun Xu、Alexandre udaloy等人2016年6月在IEEE期刊上发表的《Modeling of Lithium-Ion Battery Degradation for Cell Life Assessment》(用于电池寿命评估的锂离子电池降解模型)反映了在不同充电和放电循环时锂离子电池的容量情况。
文章中通过建模分析和真实实验数据得出,锂电池当电池充至100%再使用放电至25%这样循环时,对电池容量的损耗是最大的。充电到75%,放电到65%时容量损失最小(在经历8000多次循环后依旧可以有90以上的电池容量)。
Apple最新电池管理策略更新为80%停止充电,我们在日常使用中如果需要拔电使用,尽可能使电脑充电到80%再断开,然后条件允许的话,等电池跌到50%时就可开始充电。以上操作也是为了避免让电子设备的电池过度充电和放电,有助于延长电池使用寿命。
#02
极端温度环境使用电子设备更损坏电池
对于大多数锂离子电池来说,温度高于30°C被认为是高温,将电池在高温下长期处于完全充电状态,比其他时候的循环使用要更损耗电池。容量损失与温度和SoC(电池健康度/最大容量)的关系大致如下表所示。
温度 | 40%充电 | 100%充电 |
0 ℃ | 98%(一年后) | 94%(一年后) |
25℃ | 96%(一年后) | 80%(一年后) |
40℃ | 85%(一年后) | 65%(一年后) |
60℃ | 75%(一年后) | 60%(三月后) |
低温和高温会增加电池的阻抗降低其性能,20°C是高温和低温行为的分界线,因为只要温度保持在20°C-35℃,电池的阻抗就会随温度下降,但如果温度降至20°C以下,则会增加。
▲ 锂电池内阻随温度变化曲线
苹果官网也给出了MacBook使用时的适宜温度,最佳使用区间大概在10℃-35℃之间。
#03
循环次数对MacBook电池的影响
使用 Mac 笔记本电脑时,电池会经过充电循环。当你用完电池的所有电量时,便会发生充电循环,但这不一定意味着一次充电。
例如,你可能会在一天内使用了笔记本电脑的一半电量,然后将其重新充满电。如果你第二天同样如此,则会计作一次充电循环,而非两次。在这个示例中,可能需要几天的时间才能完成一个循环。
▲ 图片来源:Apple官网
电池的充电循环计数是有限的,苹果官网给出的Mac最大循环次数一般是1000次,超出后性能会降低。一旦达到循环计数,建议更换电池以保持性能。电池达到最大循环计数后仍可继续使用,但你可能会发现电池续航能力缩短。
因此,想要减少充电循环次数,在有条件的情况下尽量还是插电源使用,通过向Apple技术顾问咨询,跟实际测试结果一致。
#04
Mac 边充边玩并不会加快电池老化
与手机不同,Mac电脑在边充电边玩时,是直接使用电源供电。当MacBook电池达到80%之后,Mac电脑会自动采用涓流充电。在充满时自动停止电池充电而不会导致MacBook过度充电造成鼓包情况。
Apple 锂离子电池采用快充方式,迅速达到 80% 的电量,然后转换至较慢的涓流充电。根据设置和充电设备的不同,充满最初 80% 电量所用的时间将有所差异。当电池超出建议的温度时,软件可能会在电量达到 80% 之后限制充电。这种组合流程不仅能让你更快地带上设备出门,同时还能延长电池的寿命。
但是也并不意味着我们应该始终让Mac电脑在插电源时使用而完全不使用电池循环。因为电池在长时间不使用的情况下会导致其失去活性,也会对影响电池实际容量。
另外长时间电池保持100%可能会导致电池鼓包,偶尔把电池放电到30%左右再充满即可。(当然Apple最新电池管理策略更新为80%停止充电后,也很少听说过有发生Mac电池鼓包的案例了)
#05
长期存放时,请保持一半电量。
如果长期不使用设备,有两个关键因素会影响电池的整体运行状况:环境温度与电池在断电存放前充电的百分比。因此,我们建议如下:
请勿完全充电或完全放电,设备充电量应为 50% 左右。如果你在电池电量完全耗尽的状态下存放设备,电池可能会陷入深度放电状态,从而造成不能再充电的后果。相反,如果你长时期存放完全充电的设备,便可能失去部份电池容量,从而缩短电池使用时间。 关闭设备电源,从而避免额外的电池使用。 将设备置于阴凉而不潮湿的环境中,温度低于 32°C (90°F)。 如果你打算将设备存放六个月以上,应每隔六个月为设备充至 50% 电量。
根据设备存放时间的长短,再次使用经长期存放的设备时,它可能会处于电池电量不足状态。若要再度使用,你可能需要先用原装电源适配器为其充电 20 分钟。
#06
总结
我们在使用Mac电脑的时候要避免过度放电。尽量避免让Mac电脑使用到仅剩20%左右甚至更少电量时才充电,更要避免将MacBook使用到完全没电关机。
同时避免在太冷或者太热的环境中使用Mac电脑,如果担心电脑使用时温度太高可以使用风扇或散热器。
有条件情况下尽量接入电源使用。这样能尽可能降低电池的循环次数,但是也不能完全不使用电池供电,至少一个月完成一次充电循环。
总之,电子产品毕竟只是一个我们日常工作的工具,而且锂电池本身就是消耗品,在3-5年的产品生命周期内充电循环次数是符合正常使用要求的。更重要的是避免过度放电、充电以及在极端环境中使用。
参考文献:
[1]Y. Chen, Y. Ma, P. Duan and H. Chen, "Estimation of State of Charge for Lithium-ion Battery Considering Effect of Aging and Temperature," 2018 37th Chinese Control Conference (CCC), Wuhan, China, 2018, pp. 8472-8477, doi: 10.23919/ChiCC.2018.8483968.
[2]B. Xu, A. Oudalov, A. Ulbig, G. Andersson and D. S. Kirschen, "Modeling of Lithium-Ion Battery Degradation for Cell Life Assessment," in IEEE Transactions on Smart Grid, vol. 9, no. 2, pp. 1131-1140, March 2018, doi: 10.1109/TSG.2016.2578950.
[3]J. Vetter et al., "Ageing mechanisms in lithium-ion batteries", J. Power Sources, vol. 147, no. 1, pp. 269-281, 2005, [online] Available: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0378775305000832.
[4]A. M. Andersson, K. Edström and J. O. Thomas, "Characterisation of the ambient and elevated temperature performance of a graphite electrode", J. Power Sources, vol. 81, pp. 8-12, Sep. 1999.
[5]C.-K. Huang, J. S. Sakamoto, J. Wolfenstine and S. Surampudi, "The limits of low-temperature performance of li-ion cells", J. Electrochem. Soc., vol. 147, no. 8, pp. 2893-2896, 2000.
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