问题

笔记本电脑是一直插着电源好,还是应该每次等电池用没电再充好?

回答
关于笔记本电脑是常年插着电源好,还是应该等到电池电量耗尽再充,这确实是个让不少人纠结的问题。很多人都有自己的一套“养护”心得,但究竟哪种方法才最科学,更能延长电池寿命呢?咱们今天就掰开了、揉碎了好好聊聊。

首先,咱们得明白笔记本电池是个啥情况。

现在市面上绝大多数笔记本电脑使用的都是锂离子电池(Liion)或者锂聚合物电池(Lipoly)。这些电池跟咱们以前接触过的镍镉、镍氢电池那可不一样。

过去那些老式电池有个“记忆效应”,就是你如果没用完就充电,它会“记住”你充到那个电量水平,下次就充不满。所以那时候,确实有很多人推崇“用完再充”,认为这样能让电池容量保持得更好。

但是!锂电池跟那些老伙计们是完全不同的生物。

锂电池没有记忆效应。所以,你完全不用担心“充不满”的问题。事实上,对锂电池来说,频繁地将电量用尽,对它反而是有损害的。

为什么这么说呢?

锂电池内部的化学反应是在充放电过程中发生的。当电池电量很低的时候,电池内部的化学物质会处于一种比较“紧张”的状态,长期处于这种低电量状态,会加速内部化学成分的老化,影响电池的容量和寿命。就好比一个人,总是被逼到极限去工作,肯定比劳逸结合的人老得快。

那么,一直插着电源到底好不好?

这背后涉及到一些关于锂电池充电管理的技术。现代笔记本电脑在这方面做得已经相当智能了。

1. 智能充电管理: 大多数笔记本电脑在设计时就考虑到了用户可能长时间插电使用。当电池充到100%时,电脑会自动切换到“市电直供”模式,这时候电池就不再进行充电,而是由电源适配器直接为电脑供电。换句话说,它相当于绕过了电池。这一点非常关键,它避免了电池长时间处于“充满”的状态,这正是延长锂电池寿命的关键。

2. 过充保护: 咱们不必担心笔记本电脑会像老式手机一样,“充过头”把电池给烧坏了。现代锂电池都有完善的过充保护机制,充到一定程度就会自动停止充电。

所以,从理论和技术层面讲,长时间插着电源使用,对笔记本的锂电池影响是比较小的,甚至可以说是比较“安全”的做法。

但是,这并不是说就完全没有“坏处”。我们也可以从更全面的角度来看:

电池发热: 笔记本电脑在使用过程中本身就会产生热量,再加上充电时产生的热量,如果长时间插着电源,尤其是在运行大型程序、玩游戏等高负载情况下,电池的温度可能会升高。高温是锂电池的“天敌”,它会加速电池的老化。虽然智能充电会停止充电,但电池本身可能仍然会因为电脑运行而保持一定的温度。

“涓流充电”和“等待充电”: 当电池电量从100%掉到99%或者98%时,电脑可能会再次启动涓流充电,将电池重新充到100%。这种频繁的小幅度充放电循环,理论上也会对电池造成微小的损耗,但相比于用尽再充,这种损耗可以忽略不计。

部分厂商的优化软件: 现在很多笔记本品牌都推出了自己的电池管理软件,允许用户设置充电阈值。比如,你可以设置当电池充到80%就停止充电。这样可以最大程度地减少电池长时间处于满电状态带来的损耗,对于那些主要在固定地点使用电脑的用户来说,这是一个非常好的选择。如果你能找到并使用这种软件,那么它会是更理想的“养护”方案。

那到底怎么做才是最好的呢?

说到底,没有一个绝对的“正确答案”,更多的是权衡和选择。

如果你大部分时间是固定在一个地方使用笔记本,并且经常插着电源: 这是最常见也最推荐的做法。 关键在于,留意电脑是否发热异常。如果使用过程中电脑摸起来很烫,可以考虑断开电源,让它稍微“休息”一下。如果你的电脑有厂商提供的电池健康管理软件,强烈建议安装并设置一个合适的充电阈值(例如80%),这样能最大程度地保护电池。

如果你经常需要带着笔记本到处走,需要频繁地使用电池: 那么,顺其自然地使用电池,用到一定程度(比如20%30%)再充电是完全没问题的。你不必强求一定要用完再充。让电池在合理的电量范围内工作,对它反而更好。

如果你想尽可能地延长电池寿命,而且不是非常频繁地需要满电状态: 那么,尝试在电池电量在20%80%之间浮动使用,并且避免长时间插着电源,尤其是在高负载和高温环境下。但请记住,这种做法是为了“优化”,而非“必须”。锂电池的设计已经比我们想象的要皮实得多。

总结一下,别把锂电池想得太娇气,但也不能完全不顾。

不用刻意“饿着”再给。 频繁地让电池电量掉到很低对它不好。
长时间插着电源,在大多数情况下是安全的, 因为现代电脑有智能充电管理。
避免极端情况是关键: 尽量避免电池长时间处于“100%满电+高温”的状态,也避免频繁地“0%电量待机”。
关注你的使用场景和电脑本身的特性(比如是否有电池管理软件), 根据自己的情况做出最方便也最有利的选择。

归根结底,现代笔记本电脑的电池技术已经非常成熟,不像以前那样需要小心翼翼地去“伺候”了。别太纠结,顺着自己的使用习惯来,同时留意一下电脑的散热情况,这比死守某种“充电法则”要来得更实在。

网友意见

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谢邀 @Ronaldo。这个问题很老了,也有很多答案。我同意高赞答案:如果大家不怕麻烦,为了达成多用一段时间的电池的“崇高”目标,应该不要一直插着电源。这的确会缩短电池寿命,尽管不大。这是为什么呢?秉承把原理说清说透的一贯罗嗦标准,我还是要从头说起。文章最后有些不插电问题缺点的讨论,别错过哦。

笔记本电池是什么?

现代笔记本电池都是智能电池,包括苹果MacBook,尽管它不好拆卸(不是不可以拆卸)。关于智能电池,我在这篇文章中对智能电池做了简单介绍:

很多笔记本电池是由几个电芯+一块控制板组成。

MacBook的尽管不是这么low,结构原理也差不多:

所有的锂电池都带有自我保护电路。一个最简单的保护电路至少需要包含以下这些要素:

Protection IC: 带有双向充电和放电保护,在过充或者过放时断开电路,以策安全。

Fuse: 在紧急时刻熔断电流,是最后一道保险。

有些笔记本电池真的就是真么简单。而大部分主流笔记本除了这些还有Smbus控制器和选配的充电控制器(charger)。而Macbook的稍微复杂一点:

注意图中几个红字,它们三个芯片构成了电池控制的核心。最右面两个是保护芯片,而bq20z80是智能电池管理芯片,德州仪器出产。我把它的链接放在扩展阅读1里,感兴趣的同学可以仔细研究一下。它集成了smubus控制器、Charger和库仑计。它有Flash,有固件,可以跑code。

谁在控制充放电?

看了前面的描述,心急的朋友一定会脱口而出,智能电池自己呗,TI的bq20z80难道是吃干饭的?这只能说部分正确。

如果我们仔细阅读智能电池标准(扩展阅读2),我们就会对智能电池充电控制器Charger是选配的,有些智能电池并不含有Charger。而有Charger的Macbook电池和大部分Windows笔记本电脑,Charger也只是通过Smbus总线报告它“想要”的充电电压和充电电流(ChargingVoltage()和ChargingCurrent())。一个神秘的人在背后操纵着一切,它听取智能电池的报告,并结合自己的小算盘来为笔记本充电。那么问题来了,这个神秘的黑手到底是谁?

是BIOS吗?答案是否定的,BIOS只有在CPU上电的时候开始在CPU上运行,而充放电则需要关机、开机和运行时都要工作,是个和CPU无关的自洽系统。排除所有的不可能,真相只有一个

那就是EC。EC(Embed Controller),它是一个16位的小芯片,它与服务器中的BMC类似,掌控笔记本电脑的方方面面。它最早脱胎于笔记本的键盘控制器,现在笔记本上诸多特色功能,背后都有它的身影。充电指示灯为什么会亮?EC在合适的时间让它亮;风扇为什么狂转?EC觉得你的CPU太热了;各种功能键和上面的小灯也是它的功劳。甚至关机后EC还在不知疲倦的工作,它的特色功能也是笔记本厂商要发力的重点。

正是EC,它在幕后掌控着充放电过程。操作系统对电池状态的了解也通过BIOS报告的EC ACPI Method来和EC沟通。

充电策略和电池老化

尽管锂电池技术还在演进,但是充电技术已经相对稳定。尽管不同厂家有自己的小技巧,总的还是基本不变的:

尽管锂电池寿命一般用充放电次数来衡量,但一直插着电源,并不会大幅减少充放电次数。原因一是EC和Charger并不会那么傻,不会100%一直冲,一般有个阈值,例如96%等才开始冲。而是整个充放电次数是Full Charge,即完整一次充放电,而96%到100%并不算。

既然对充放电次数影响不大,那么为什么还不能一直插着电?因为会加速电池老化。正如弓弦一直张着会让弓弦松弛一样,引用batteryuniversity.com的一句话(参考资料3):

Besides selecting the best-suited voltage thresholds for a given application, a regular Li-ion should not remain at the high-voltage ceiling of 4.20V/cell for an extended time. The Li-ion charger turns off the charge current and the battery voltage reverts to a more natural level. This is like relaxing the muscles after a strenuous exercise.

那么什么是正确的电池保养姿势呢?根据电池大学数据:

在65%到75%之间反复充放电时间最长!我们完全可以在电池充电策略里改成这样,来延长电池寿命。

结论

看到最后bullshit结果,我能说一句好麻烦吗?电池使用的不是供起来的,现代笔记本不能够做传家宝,3-4年后就应该考虑换掉了。当然也可以光换掉电池,不过这里需要提醒的,EC对电池可不只充电,为了保护大家不被假冒伪劣电池影响而发生危险(别打我,笔记本厂商说的),很多笔记本厂商还“贴心”地帮忙验证电池的“正宗性”。通过Smbus的认证过程很简单,分分钟就可以让你的廉价电池不能充电。购买需谨慎。

还要提醒为了让电池多用几天而不辞辛苦的同学,不插电,笔记本性能会下降。尽管我们可以调整电源管理策略,试图给笔记本打鸡血。但EC在发现笔记本电池小水管供不上几个耗电大户的需求时,为避免黑屏重启这种不愉快的事情发生,会主动限频的。尤其是游戏本在玩游戏的时候,还是插着电源吧。

电池过放电对电池影响很大,过久的过放电池需要重新激活,十分麻烦。当然零电不是过放,零点后再空置一段时间后就可能过放。朋友们一定注意。

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扩展阅读:

[1]: ti.com.cn/cn/lit/ds/slu

[2]: sbs-forum.org/specs/sbd

[3]: batteryuniversity.com/l

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