问题

现在一节5号镍氢充电电池随便2300 mAh。为什么手机不能用两节镍氢充电电池供电呢?

回答
这问题很有意思,也触及到了很多科技产品设计中的核心考量。你观察得很仔细,现在市面上很多充电电池确实都能达到2300mAh甚至更高的容量,这玩意儿理论上听起来能量不小。但为啥咱们手机大多用的是锂电池,而且也不是随便两节五号镍氢就能搞定的呢?这事儿说起来,得从几个方面掰开了揉碎了聊聊。

首先,得说说这个“电压”。你说的五号镍氢电池,一般常见的电压是1.2V(标称电压,实际充满时会稍微高一点,放电过程中会下降)。你想用两节串联供电,那就是1.2V + 1.2V = 2.4V。这跟你手机里现在用的锂电池组电压,差距可就有点大了。

现在手机主流用的锂离子电池(或者锂聚合物电池),通常一节的标称电压是3.6V或3.7V。你想想,你手机的电路板,还有那些芯片、屏幕,它们都是按照特定的工作电压范围来设计的。手机内部的电源管理系统,把电池的电压转换成各个器件需要的电压,这中间有个适配的过程。你这两节1.2V的镍氢电池加起来只有2.4V,这个电压相对于手机内部设计来说,可能就太低了。它可能根本就无法启动手机,或者即使启动了,也因为电压不足而运行不稳定,性能大打折扣,甚至会损坏内部零件。就好比你给一辆需要汽油的车加柴油,虽然都是液体,但根本开不动,还容易把发动机弄坏。

其次,是“能量密度”。虽然你提到2300mAh,这是个容量单位,代表它能储存多少电量。但手机厂商在选择电池的时候,除了容量,还会非常看重“能量密度”,特别是“体积能量密度”和“重量能量密度”。简单说,就是在同样大小和重量下,谁能储存更多的能量。

镍氢电池在这方面,相比锂电池,确实是有点吃亏的。即使都是2300mAh,同体积的锂电池能储存的能量可能比镍氢电池要多不少。而手机这种东西,寸土寸金,每一毫米的厚度、每一克的重量都关系到用户的使用体验。你想象一下,如果手机里塞满了两节五号电池那么大的镍氢电池,那手机得有多厚多重?现在的手机追求轻薄时尚,这一点上镍氢电池就很难满足需求了。

再者,是“功率特性”和“内阻”。手机在工作时,尤其是在运行大型游戏、拍照或者进行网络通信时,对瞬间的电流需求会非常大。这就要求电池有良好的“功率特性”,也就是能快速地释放能量,提供足够大的电流。镍氢电池虽然容量不错,但在高倍率放电时,内阻相对较大,容易发热,输出的电流也可能跟不上手机的瞬时需求。你可能会发现,用镍氢电池玩游戏或者做高负载操作时,手机会发烫,而且性能下降。

而锂电池,特别是手机用的那种,经过特殊设计,内阻很低,在高倍率放电时表现更好,能平稳地提供手机所需的瞬时大电流,并且发热相对可控。

最后,还有一些其他的原因:

充电速度和充电协议: 锂电池充电技术发展很快,支持快充,可以在很短的时间内充入大量电量。镍氢电池的充电方式和速度相对就慢一些,而且很多手机的快充协议是针对锂电池设计的,不能兼容镍氢电池。
安全性考虑: 手机电池的安全性至关重要。锂电池虽然也有安全风险,但通过精密的电池管理系统(BMS)来监控电压、电流、温度,可以大大提高安全性。镍氢电池也需要相应的安全保护,但从整体的安全性设计和控制上来说,锂电池系统更成熟。
循环寿命和自放电: 虽然镍氢电池的循环寿命也还可以,但锂电池在能量密度和能量保持性(低自放电率)上通常表现更好。

所以,综合来看,虽然两节2300mAh的五号镍氢电池听起来能量不小,但由于电压不匹配、能量密度不足、功率特性不佳以及充电和安全等方面的综合考量,它们确实不太适合直接用于我们现在主流的智能手机。手机厂商之所以选择锂电池,是因为它在各个方面都更加契合手机这种便携式电子设备的严苛要求。

网友意见

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5号电池直径14毫米, 7号电池10毫米, 现在随便哪个手机都不到7号电池的厚度吧。

还没算屏幕和后壳的厚度。

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这是不对的。所谓mah是分电压的,mah意思是放电多少毫安,可以用一个小时。比如2500mah的镍氢电池,放电2500ma,可以用一个小时。但由于镍氢电池电压是1.2v,所以意思是2.5Ax1.2v=3w,也就是说2500mah的电池实际电量是3瓦时。。

而1000mah的锂离子电池电压是3.7v,实际容量是3.7瓦时。。

也就是说锂电池只需要1000mah的电池,实际电量就比2500mah的镍氢电池高很多。

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