手机电池论文稿1.docx

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手机电池论文稿1

手机电池论文稿1

手机电池充电方法探究

一、问题的提出及探究的目的

我们在给自己的手机电池充电时,经常是将手机电池放到充电座上后就忙其他的事情去了,很少有人会记得电池到底充了多少时间,等想起来了,去取电池时,充电指示灯（绿灯）早已亮了。

我通过观察发现,手机电池刚放到充电座上充电时,绿灯是不停地闪烁的,通常充电2-4小时后才会持续亮。

于是,我想:

充电指示灯（绿灯）亮后,手机电池是否仍在充电?

如果长时间充电,对手机电池是否有损害?

选用不同的充电器对手机电池又会有什么影响?

带着这些疑问,我决定通过调查和实验进行深入的研究。

从而得出给手机充电的正确方法,达到延长电池及手机使用寿命,节省材料和节约能源的目的。

二、充电器种类及使用情况调查

假期里,在我父母的陪同下,我走访了我父亲单位的很多人,通过调查了解,我发现以下几个问题:

1、手机的种类不同,与之相配的充电器也千差万别,有的手机有座式充电器,有的没有,而且座式充电器也因手机不同而规格各异。

2、手机电池的标号、种类繁多,虽然大多数都属于锂离子电池,但型号不一,外形尺寸及电池容量也各异。

3、有部分人使有一种所谓的“万能充电器”，在充电过程中电池容易发热,对电池的使用寿命影响较大。

4、对电池的充电方法依个人使用习惯也各不相同,有的人习惯使用座式充电器,几块电池交替使用,这部分人大约占总数的80%,还有少部分人习惯直接通过手机给电池充电。

5、电池的待机时间与手机接受的信号强度大致成正比,即信号越好的地方,手机的待机时间相对延长。

三、查阅有关资料了解充电器构造及电池性能

1、座式充电器（包括手机自配的充电器,简易的旅行充电器,俗称的“万能手机充电器”）都是由一个稳定电源（主要是稳压电源、提供稳定工作电压和足够的电流）加上必要的恒流、限压、限时等控制电路构成,以确保电池在充电时的安全稳定、高效节能。

现在市场上的座式充电器品牌繁多，质量参差不齐,一般来说，充电器越重，说明充电器使用的电子元件越多，在一定程度上表明充电器质量越好;座式充电器的性能主要取决于其内部电路使用的IC（智能芯片），目前，IC已经发展到了第三代。

经过前两代IC的改进，使用第三代IC制造的座式充电器功能较为完善，但由于市场竞争激烈，许多厂家往往会使用成本较低的第二代IC来制造座式充电器并冒充第三代IC制造的产品来销售,给手机用户造成不少损失。

因此，如果是使用第二代IC的座式充电器，每次充电都须要先将座式充电器插在电源插座上，等到其自检完毕后再将电池放置在充电器的卡座上充电，否则会出现充电器对电池电量判断不准的错误，也就不能正常地充电。

2、目前，手机电池最常见的类型有（Li-ion）锂离子电池、锂聚合物超薄电池、NI-MH镍氢离子电池。

不同类型电池其标志充满/放尽的电压不同,其中最常用的锂离子电池有4.3/3.7V和4.2/3.6V之分,两者几乎只有电池容量的差别。

几乎所有的锂离子电池里都有安装防止过充、过放的保护电路（粗保护，更精确的保护由好的座充设备或手机内部的电池管理电路实现）。

为了减少电芯存放时间长而引起的容量下降，一般建议首次使用或长期存放后再次使用，采用深度放电再充满的方式。

对于锂离子电池，宁稍欠也勿过饱。

欠，可能导致单次输入容量下降，过饱却可能导致不可恢复的硬伤。

锂离子电池对充电电流的吸收是100%的，即便是很小的电流依然也存在过充电问题,长此以往,使用性能不好的充电器给电池长时间充电势必会缩短电池的使用。

四、实验方法和步骤

1、工具:

DT9972数字万用表一块;由多个发光二极管组成的普通手电筒一个;导线;2块海尔H11108型锂离子电池（4.2/3.7V,650mAh）;2块三星W379锂离子电池（4.2/3.7V,1000mAh）;2块步步高BK-B-13锂离子电池（4.2/3.7V,850mAh）,电源插座,计时表,普通万用充电器一个。

2、电池容量检测方法:

※由于条件所限,学校没有专门用来检测手机电池容量的仪器设备,我采用了对被测电池进行放电的方法来粗略地估算电池的容量。

具体方法如下:

将按规定时间充好电的手机电池（可用DT9972数字万用表测出手机电池电压应达到标称值4.2V）与手电灯泡（我用的灯泡是由多个发光二极管组成的）,DT9972数字万用表（使用A档测电流）,连接成一个串联电路（见电路图1）,导线联通瞬间（相当于开关）,开始计时并记录数字万用表电流档读数,将数据填入事先整备好的表格中。

每隔一个小时观察电流表读数和灯泡亮度的变化情况,当电流表读数明显减小和灯泡亮度变暗时,暂时断开电路,用DT9972数字万用表测手机电池电压是否接近3.7V（3.7V为手机电池放电终了电压,通常到了这一电压手机会自动关机,电池也就不再放电）,当达到或接近3.7V时,可以断开电路,记下时间,计算放电所用总时间,填入表格。

估算电池容量为电流表读数（放电时间长有小的变化,可以取中间值）与时间（开始通电到断开电路的时间段）的乘积。

比如记录的放电电流是200mA,这块电池累计放电时间是4个小时后到3.7V。

那么这块电池的容量就是200X4=800mAh。

※还有一种估算电池容量的方法:

将充电器、电流表、电池用导线连接成一个串联电路（见电路图2）,电路连通瞬间计时,充电过程中注意观察电流表的读数变化和充电指示灯（绿灯）点亮的时间,将电流读数和时间段读数填入事先整备好的表格中,电池的容量就是各段充电电流与时间段的乘积的和。

通过记录的读数,我们发现:

在充电过程中,充电电流会每隔一段时间减小较多;当充电指示灯（绿灯）点亮时,充电电流会减小至5-15mA（电池的型号不同,充电电流稍有差异）,由此,可以说明充电指示灯（绿灯）点亮后,电池仍在被缓慢充电。

采用这一方法计算容量时,由于电流是逐渐减小且变化次数多,记录电流变化的时间段也多,担心计算容量的数据误差会更大,而且检测手机自配的充电器充电电流时,必须剪断或引出部分导线,比较麻烦,所以没有采用这一方法。

3、实验步骤:

（1）用三款手机的充电座分别给相应的电池充电一小时、两小时、三小时、四小时;同时观察充电指示绿灯是否持续点亮,当充电指示绿灯持续点亮时记下这块电池的最长充电时间。

每次充电结束时,用电池容量检测方法分别进行放电,估算出每块电池在充电一小时、两小时、三小时、四小时后的电池容量。

用普通万用充电器一次性充电至灯绿亮时,估算对应的大致容量。

（2）列表记录每块电池的充电后电池电压情况

种类

时间

海尔

步步高

三星

一小时电压U

3.90

3.86

3.88

二小时电压U

4.10

4.09

3.92

三小时电压U

4.18

4.19

4.16

四小时电压U

4.20

4.19

4.19

（3）列表记录每块电池的放电电流情况

注意:

进行放电实验时,所用灯泡标称功率越大,放电电流也越大。

我用的灯泡是由多个发光二极管组成的小手电筒,放电电流约200mA。

如果用普通手电用的小灯泡（3V）,则放电电流约700mA,放电时间稍长（6-8分钟）灯泡就会烧毁（实验时损坏了3个小手电灯泡），同时手机电池很快就发热,担心电池损坏；可能检测结果也不准确,所以没有采用。

用由多个发光二极管组成的小手电筒放电,电流约200mA,电流较小,虽然放电时间加长,但相比用小灯泡要安全、测量结果也相对准确一些。

种类

时间

海尔

步步高

三星

一小时电流mA

200

205

220

二小时电流mA

200

205

210

三小时电流mA

190

190

210

四小时电流mA

160

175

195

五小时电流mA

165

180

（4）列表记录每块电池充电至绿灯持续点亮时的最长充电时间

电池种类

海尔

步步高

三星

座充灯亮时间

2小时55分

3小时25分

3小时55分

用普通万能充电器时灯亮时间

2小时35分

3小时05分

3小时30分

（5）列表记录每块电池放电到3.7V时的最长放电时间

电池种类

海尔

步步高

三星

3.7V时持续时间

3小时35分

4小时15分

5小时24分

（6）使用座充时每块电池的容量估算情况

种类

时间

海尔

步步高

三星

充电一小时容量

405mAh

600mAh

650mAh

充电二小时容量

550mAh

720mAh

850mAh

充电三小时容量

650mAh

840mAh

950mAh

充电四小时容量

667mAh

860mAh

1000mAh

充电五小时容量

669mAh

865mAh

1008mAh

（7）使用普通万用充电器时每块电池的容量估算情况

种类

时间

海尔

步步高

三星

充电一小时容量

430mAh

600mAh

650mAh

充电二小时容量

580mAh

735mAh

790mAh

充电三小时容量

650mAh

850mAh

890mAh

充电四小时容量

670mAh

870mAh

980mAh

充电五小时容量

675mAh

875mAh

1010mAh

（8）使用普通万用充电器时每块电池充电电流随时间的变化情况

种类

时间

海尔

步步高

三星

充电约一小时

130mA

130mA

140mA

充电约二小时

100mA

105mA

110mA

充电约三小时

50mA

54mA

48mA

充电约四小时

10mA

11mAh

15mA

充电约五小时

5mA

9mA

11mA

5、研究结果

1.电池的容量随充电时间的延长而增大,但接近电池的标称容量时,随着充电时间的延长,电池的容量稍有增大且增加很缓慢,而且超过一定的时间后（通常3小时左右）,此时电池有明显的升温现象。

所以,充电至绿灯持续点亮后仍继续充电不可取。

2.使用座充比使用普通万用充电器充电至绿灯持续点亮时间要稍长,而且电池在充电过程中的升温现象较轻。

因此,最好使用手机自配的充电器。

3.电池的标称容量越大,使用同一充电器充电时充电时间会延长,使用同一方法放电,电流也稍大一些,放电时间也稍长一些。

4.同一类电池的放电电流相差不是很大,随着放电时间的延长,放电电流随之减小,但电流减小的幅度不是很大。

5.当充电指示灯（绿灯）点亮时,充电电流会减小至5-15mA（电池的型号不同,电流稍有差异）,由此,可以说明充电指示灯（绿灯）点亮后,电池仍在被充电,只是充电电流很小而已。

六、收获和体会

1.通过这次活动提高了自己的动手能力和相关物理学科知识的运用,对学习中的疑难问题也有了更深刻的认识。

2.澄清了手机电池在使用过程中的一些模糊认识,建议人们最好使用手机自配的充电器充电,因为手机自带的充电器其内部有相对完善的充电保护电路,能防止电池被“过充电”,同时要大致把握充电时间,当充电指示绿灯亮后既可取下电池。

3.通过调查了解,建议人们避免一次持续长时间通话,当手机感到发热时应暂停通话,因为当电池发热后仍继续使用,会给电池造成不可挽回的硬伤,而缩短电池的使用寿命。

4.感谢在这次活动中给予我帮助的老师和同学,感谢被调查并给予积极配合的人们!

七、设想和建议

1.建议手机生产厂家联合起来开发一种功能完善、性能稳定的通用型充电器。

即真正意义的万能充电器。

即使电池外形尺寸及电池容量不同,仍然可以很安全、方便地使用,手机生产厂就不必为每个手机配备充电器了,如果你手中有了这样的万能充电器,下次你想换手机时,还可以省下买充电器的钱了，从而达到节省材料的目的。

2.有了万能充电器就可以很方便地制定统一的充电方法及使用方法。

3.为了使手机用户在充电指示灯（绿灯）亮后,能够及时发现并取下电池,建议在手机充电器上加装一个警示装置,比如蜂鸣器一类简单的声音提示。

可以设定蜂鸣器的触发开启时间为充电指示灯（绿灯）亮后30秒。

4.还可以在上述“3”的基础上加装自动断电保护电路,可以设定蜂鸣器的触发开启后30秒断电,可以防止手机用户不在时电池仍然处于充电状态的“过充电”现象的发生，从根本上解决充电时间过长的问题,从而达到延长电池及手机使用寿命和节能的目的。