標籤: 電池

雖然之前發表過前文，不過最近有我們Musicha 的顧客剛好來訊提到筆電電池退化的問題，有些疑難，發現原來還是有些認知或者長期習慣上的誤謬，所以就以這個案例來分享一下。

首先必須要聲明，電池本來就是消耗品，同樣的電池你可以故意用到半年電池就膨脹，也可以用了5~6年後電池才完全不堪用。養護在追求的是合理的消耗，簡單說使用原則是

你有在用電池，電池才有消耗；
長時間沒在用電池時，避免非必要消耗。

我們開始摘錄顧客跟我們的對話來講解。

這裡我們顧客有一個認知錯誤（灰色文字方塊），鋰聚合物電池不能「快沒電」再充電，還記得我們上一篇有提到，鋰離子系電池（鋰聚電池是其中一種）怕的是電太飽與沒有電嗎？所以充電應該是能充電就充，要避免用到快沒電。一般來說真的不得已，用到低於10 %以下就必須充電（或者關機），想要對電池好一點，那就是低於30%就要開始充電。

基本上比較好的用法，是只要看到有插座，那你就可以開始插市電，也給電池充電。再來，使用電池電力的觀念跟舊式鎳鎘電池不同，鎳鎘電池有記憶效應，使用一定要衝到飽，再開始使用到完全沒有電為止才可以充電；但是現代的鋰離子系電池….

鋰離子系電池沒有記憶效應
沒有記憶效應
沒有記憶效應

不需要一口氣把電池用到沒有電

很重要的事情要說三遍，所以正確的用法，是你隨時可以充電。更進一步，使用的放電深度（DoD）也影響電池壽命，同樣是一次的循環，如果電池一口氣從100%使用到0%，會比兩次的80%使用到30%有更大的衰退，非必要的話不需要總是一口氣充電到100%然後一口氣用到沒有電（如果有必要一口氣放電那麼久，只要記得避免用到「完全沒有電」即可，而且盡快1天內趕快充電起來）。而是能充電時，隨時就充電，例如從56%用到41%，可以充電，從70%用到 33%，也可以充電。

這邊第一行有錯誤的理解，電池沒電時你插上插座時，就可以繼續工作了，完全不用等到電池充飽電才開始工作。很久很久以前的筆電或手機會怕同時充電以及使用，會擔心供電問題，現在的不會，因為市電的電源直接供給你的操作，電池充電則是旁路（bypass）供電在進行，此時你能操作電腦，供電並不是 市電->電池->電腦 ，而是直接市電->電腦，同時間市電->電池。

說到這裡，如果不是「長時間沒在使用電池」這個前提？

• 如果你的工作型態，就不是長期在辦公室的話，常態跑外勤的話呢？ 如果你是很深度的超長時間要使用電池電力，那充電到100%開始使用到10%~20%，並不是錯誤，你今晚充到100% ，明天出門就開始用電池（如果不是隔天就用，而是一個星期後、一個月後、一年後才開始放電就不太好囉），這很ok ，請記得電池是消耗品，就像衛生紙是消耗品一樣，你要確保你的電池購買商源。（趁機工商一下，敝牌的筆電都可以跟喜傑獅買新電池喔 ）
• 如果你外勤使用有，但是頻率中等呢？（例如一個星期有三天）那麼限制充電設定限制充到80%也還不錯
• 如果你常態是室內使用為主，那你可以很安心的設定到60%或70%（小編喜歡充到70%然後小用一下慢慢放電到65%，再接上插頭）
• 如果你的筆電是長期在封存狀態（末日備戰或者防災？？），那麼就充到65%，如果電腦有讓電池保持在「運送狀態」的功能（電池會「關閉」，直到通了市電才會「啟用」），例如Steam Deck有此功能，那也可以啟用。然後每半年開機來檢查看看，因為電池沒有用也會些許自然放電，就把它充回50%~65%之間，再繼續封存。

最後說一下，Linux 發行版如何檢視自己的電池健康度？

不分發行版以及你使用的桌面環境，你都可以從發行版的網路軟體套件庫安裝upower這個公用程式，使用時執行

 upower -i /org/freedesktop/UPower/devices/battery_BAT0

就可以查閱，以筆者的MZ-530為範例（2020年）l

energy-full-design: 就是電池的設計總電量，理論上剛出廠會是如此（不過實際上通常會有一點點落差）

energy-full: 就是你的電池現在最高實際能充的總電量（前文提過有 電解質膜（SEI）累積會越來越厚，所以你能充的電量就越來越少）

capacity: 就是前面的energy-full除以energy-full-design，筆者的MZ-530的總電量只剩下出廠的90%了（不是充電充到的那個90%），用到2003年第四個年頭了，這樣是還不錯的成績（也是不時有使用電池的喔）。那你的筆電用到第四年，電池狀況如何呢？以後要好好保養電池喔 😛

10/3 修正容易誤解的地方與新增舉例 , 9/27 修正筆誤

我們一直都有分享提醒這件事情的重要性給每一位我們Musicha 筆電的客戶——我們的筆電韌體有flexicharger的功能，如果長期把筆電接市電的話，也就是把筆電當桌上型電腦用，很少用到筆電電池的話，需要限制電池充電最高只能充到一定的限度，尤其是在60%~70%之間，這樣可以長保電池的健康。

但是這樣做的原理是什麼？在中文的世界一直乏人解說，很有玄學的味道，我們今天就來分享，破解玄學。

其實有一本很好的現代充電電池科學的科普專書，叫做Batteries in a Portable World ，可以在美國亞馬遜買到他們的專書，而且他們還有名為「電池大學」的網站，應該算是該書的網路電子版，上面有章節目錄，各章節還是分成獨立分頁可以好好了解各種充電電池原理的科普。

首先需要知道的是我們現代3C 產品主要用的是鋰離子聚合物電池（Lithium-ion polymer batteries，縮寫：Li-Po） ，它是從鋰離子電池（Lithium-ion battery ，縮寫Li-Ion）改良而來的（Li-Ion 內部使用液態溶液有漏液的問題，Li-Po 改成用膠態或固態，安全性較好），這一類電池沒有記憶效應，忌諱完全沒有電或者電太滿，有害電池壽命，它的使用壽命算法通常以使用循環來算。使用循環的意思是假使今天你的電池從70%用到20%，那裡就是使用了0.5次的循環；如果你把電池充電到100%，再從100%用到50%，這樣加起來總共就是用了一次循環。

一般廠商多半會保證電池可使用300~500次的使用循環，但是實際上不一定這麼理想，其實還受到電池的溫度、放電深度（DoD，從100%放電到0% 這是極深度放電，從70%用到65%的話很淺 ），因而電池其實會老化的更快。

更進一步的，電池「保存時」（筆電長時間插市電當桌機使用，電池的電量多少？）的電壓多高？保存多久？這是最大的關鍵。這怎麼說呢？

這是因為充電的過程，電壓會逐漸升高，而且電極會發生電解質氧化產生電解質膜（SEI）導致電極鈍化，電解質裡的鋰離子也降低（這是每個循環不可逆電量越來越少的原因）。 每顆電池的電壓高於 4.10V後，電解質氧化狀況會變大 （這是大約 85~90%的電力時的電壓， 鋰離子系的電池在 4.10V含以上就被視為高電壓），這種情況比使用的循環次數多的危害更大，電池處於高電壓的時間越長，退化的速度就越快，如果長時間如此，加上電池又長期處於高溫（電池溫度>30度就是高溫）又會更快，這不是線性可預測的下降，而是陡然地下降。理想狀態是如果真要充電到頂點，那就要開始使用電池電力（放電），漸漸「紓壓」下來。

那長時間接市電，筆電電池最好的是保持多少電量呢？ 經過測試（參看之後的參考來源文章），這個黃金數字是60~ 65% ，此時電池在3.90V，電池內的壓力小，它可使用的 循環數會提高到 2400~4000，這是最佳的平衡點，長時間可以保持電池健康，臨時要拔除電源，把筆電搬到別的角落（例如會議桌、餐桌等等）工作，也還有足夠的電力可以使用。

本文參考「電池大學」的以下章節寫成，非常推薦那邊更為詳細：

BU-808 How to Prolong Lithium-based Batterie

BU-808b: What Causes Li-ion to Die?
另外 BU-701 也蠻值得看的

PS. 不能充電到100%嗎？ 其實可以的，就是充到頂點以後，然後馬上開始使用（放電降低電壓，減少電解質氧化的時間），這多半發生在你要出遠門需要長時間用電池電力辦事的時候；如果是手機，因為手機本來就是用電池電力的情境多，充到100%（不過這個100%可能是手機商「善意偽造」的，實際上可能只有95%左右，反正你感覺不出來）再一路用下來很常見，或者好幾天都是在室內為主，偶而出門30分鐘~1小時，設定充電閥門到最高80% 也是不錯的作法。