如果你身邊有人在玩手機(jī)的時(shí)候突然驚叫著站起來(lái)，瘋也似的沖向充電器，他很可能是一位華為用戶(hù)，他的手機(jī)屏幕上正顯示著電量“死亡 30 秒”的倒計(jì)時(shí)。

“30 秒倒計(jì)時(shí)”是華為手機(jī)在電量進(jìn)入 2%的時(shí)候會(huì)跳出的功能，如果 30 秒內(nèi)沒(méi)有插上充電器，手機(jī)就會(huì)自動(dòng)關(guān)機(jī)。

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圖片來(lái)源：手機(jī)截圖

而如果是蘋(píng)果手機(jī)用戶(hù)，情況就大不相同了，在電量 1%的時(shí)候，也可以不慌不忙地回幾條消息，慢悠悠地摸出充電線(xiàn)，不慌不忙地插在手機(jī)上。

為什么蘋(píng)果手機(jī)最后 1%的電量這么耐用，而華為手機(jī)最后的 2%電量就只能撐 30 秒？

其實(shí)，這是一個(gè)誤解，手機(jī)所顯示的剩余電量，并不是精確的電池剩余電量。想要弄清楚這一點(diǎn)，我們要先說(shuō)一說(shuō)手機(jī)電量是怎么回事。

手機(jī)怎么知道還剩多少電？

我們都知道，手機(jī)電池之所以能供電，靠的是電池中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)。從理論上來(lái)說(shuō)，我們只要測(cè)量一下反應(yīng)物還剩多少，就能精確知道還剩多少電量了。

這個(gè)過(guò)程聽(tīng)起來(lái)就像測(cè)一測(cè)水箱里還有多少水一樣簡(jiǎn)單，但實(shí)際上非常困難?，F(xiàn)在的手機(jī)是沒(méi)有辦法直接測(cè)量電池內(nèi)部的反應(yīng)物多少的，只能通過(guò)檢測(cè)電路中的一些參數(shù)，對(duì)手機(jī)電量進(jìn)行推測(cè)。

所以我們看到手機(jī)上顯示的剩余電量其實(shí)是一個(gè)推測(cè)值。

手機(jī)需要檢測(cè)的電池參數(shù)非常多，在這里主要介紹兩個(gè)跟手機(jī)推測(cè)剩余電量有關(guān)的參數(shù)。

電壓

如果你在網(wǎng)上搜手機(jī)電池，可能會(huì)看到很多電池上標(biāo)注了一個(gè)參數(shù)——標(biāo)準(zhǔn)電壓（也有寫(xiě)作“標(biāo)稱(chēng)電壓”的），這個(gè)電壓一般在 3.7V 左右，但實(shí)際上手機(jī)中的鋰電池在工作時(shí)，并不是從頭到尾一直穩(wěn)定地輸出這個(gè)電壓。

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鋰電池標(biāo)注的標(biāo)準(zhǔn)電壓（圖片來(lái)源：某網(wǎng)店截圖）

比如，這張圖片顯示的就是某型號(hào)的鋰電池在放電過(guò)程中的電壓變化情況。在剛剛開(kāi)始放電的時(shí)候，電壓接近 4.2V，在電池放電將結(jié)束時(shí)，電壓迅速下降。

某型號(hào)鋰電池放電電壓變化，圖片來(lái)源：參考資料1

所以，手機(jī)也可以通過(guò)檢測(cè)內(nèi)部的電池電壓變化，來(lái)判斷電量的多少。比如，可以定義電池電壓 4.2 V 時(shí)候?yàn)闈M(mǎn)電狀態(tài)，即 100%，定義 3.3 V 時(shí)候?yàn)殡娏亢谋M狀態(tài)，即 0%，這時(shí)候手機(jī)就自動(dòng)關(guān)機(jī)了（一般手機(jī)很少會(huì)真的把電池電壓用到 3 V）。

基于這樣的曲線(xiàn)，手機(jī)就可以向我們顯示剩余電量了。這個(gè)方法聽(tīng)起來(lái)很簡(jiǎn)單直接，但是也會(huì)有一些問(wèn)題。

最明顯的一個(gè)問(wèn)題是，在使用過(guò)程中，電壓的下降并不是一個(gè)線(xiàn)性過(guò)程，從圖中的曲線(xiàn)也能看出來(lái)，在電量快要用盡的時(shí)候，電池電壓下降得比較快。如果嚴(yán)格按照這個(gè)曲線(xiàn)來(lái)顯示，可能電量會(huì)突然從 15%掉到 0%，這可能會(huì)帶來(lái)很多麻煩。

不過(guò)這個(gè)問(wèn)題還算比較好解決的，只要對(duì)顯示的數(shù)據(jù)進(jìn)行一些修正就可以。除此之外，光靠電壓判斷電量還會(huì)面臨一個(gè)問(wèn)題，那就是它會(huì)受到很多因素的影響。

比如，在不同工作電流的條件下，電壓下降的曲線(xiàn)也是不同的。不同工作電流的條件下，電池的放電曲線(xiàn)不同，我們稱(chēng)之為倍率性能，下面圖片中就是在不同倍率條件下，電池電壓的下降情況。

不同倍率條件下電池電壓變化，圖片來(lái)源：Lithium-ion Battery DATA SHEET ,Battery Model : LIR18650 2600mAh（EEMB Co., Ltd.）

假如現(xiàn)在正在用手機(jī)聊天，電池工作電流比較小，根據(jù)當(dāng)前的情況估出一個(gè)剩余電量就可能偏高。而當(dāng)你打開(kāi)手機(jī)游戲，手機(jī)工作電流將變大，手機(jī)重新估算之后，會(huì)發(fā)現(xiàn)剩余電量沒(méi)有那么高了，顯示的電量就可能會(huì)變來(lái)變?nèi)ァ?/p>

因此，除了檢測(cè)電池電壓，手機(jī)可能還需要檢測(cè)其它參數(shù)。

電荷

在很多手機(jī)的內(nèi)置芯片中有一種叫做庫(kù)侖計(jì)的東西，它能幫手機(jī)更精確地判斷剩余電量。

雖然很多人已經(jīng)把高中電學(xué)知識(shí)還給物理老師了，但相信大家對(duì)“毫安時(shí)”這個(gè)單位并不陌生，畢竟手機(jī)電池容量都是用毫安時(shí)（mAh）做單位的。一般說(shuō)來(lái)，毫安時(shí)越大，儲(chǔ)存的電荷量就越多。

“庫(kù)侖計(jì)”名字中的“庫(kù)倫”也是電荷量的單位，庫(kù)侖計(jì)能夠檢測(cè)電池在使用的過(guò)程中釋放出了多少電荷。用電池能夠儲(chǔ)存的電荷量減去已經(jīng)消耗的電荷量，就能知道還剩多少電了。

在庫(kù)侖計(jì)的幫助下，手機(jī)也能夠做出更加準(zhǔn)確的電量預(yù)測(cè)，但即便如此，依然會(huì)存在誤差。所以，我們看到的剩余電量只是一個(gè)估算值，并不是精確值。

產(chǎn)品考量

既然預(yù)測(cè)手機(jī)電量會(huì)存在誤差，不同的手機(jī)廠商也會(huì)有自己的考慮。

比如，有些廠商會(huì)考慮到，既然電池電量估測(cè)并不那么精確，干脆讓手機(jī)盡早顯示1%，這樣一來(lái)，可以讓用戶(hù)盡早給手機(jī)充電，避免造成不必要的麻煩。

而且，在電量快耗盡的時(shí)候，很多手機(jī)也會(huì)自動(dòng)進(jìn)入低電量模式，調(diào)低屏幕亮度，停止后臺(tái)不重要的程序運(yùn)行，這些都會(huì)讓最后的1%顯得更加耐用。

圖片來(lái)源：手機(jī)截圖

而還有一些廠商呢，采取的策略就是在電量進(jìn)入 2%的時(shí)候，讓你進(jìn)行一次 30 秒沖刺，沖向充電器。

所以，蘋(píng)果的 1%電量能用很久，華為 2%只能用 30 秒，并不具有可比性，不能說(shuō)誰(shuí)最后的電量更抗用。

1%電量之下的應(yīng)急模式

雖然華為的“死亡 30 秒”看起來(lái)很可怕，但是在 2022 年 9 月 mate 50 發(fā)布時(shí)候，華為也增加了一項(xiàng)“聚能泵”技術(shù)，讓手機(jī)在 30 秒倒計(jì)時(shí)結(jié)束后進(jìn)入應(yīng)急模式而不是直接關(guān)機(jī)。在應(yīng)急模式下，仍然可以通話(huà)十幾分鐘，進(jìn)行幾次掃碼操作，以解燃眉之急。

這項(xiàng)技術(shù)剛出現(xiàn)的時(shí)候，有些人認(rèn)為這稱(chēng)不上什么新技術(shù)，只是手機(jī)故意藏著一部分電不顯示。但隨后，越來(lái)越多的測(cè)評(píng)出現(xiàn)了，發(fā)現(xiàn)手機(jī)并不是把電量藏起來(lái)。

測(cè)評(píng)發(fā)現(xiàn)，一般安卓手機(jī)電壓在 3.3 V 左右就無(wú)法維持手機(jī)正常運(yùn)行了，只能自動(dòng)關(guān)機(jī)?！熬勰鼙谩奔夹g(shù)能在電池電壓低于 3.3V 之后，繼續(xù)用低壓為手機(jī)供電，榨出電池的最后一點(diǎn)電用來(lái)應(yīng)急。

這也緩解了“死亡 30 秒”倒計(jì)時(shí)帶來(lái)的緊張感，也給華為最后 2%電量的“抗用性”上扳回一分。

不過(guò)話(huà)說(shuō)回來(lái)，為了電池健康著想，還是不建議大家把手機(jī)用到?jīng)]電再來(lái)充，在電量用到 50%左右，就可以給手機(jī)充上電了。

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參考文獻(xiàn)

[1]https://www.richtek.com/Design%20Support/Technical%20Document/AN024

[2]Lithium-ion Battery DATA SHEET ,Battery Model : LIR18650 2600mAh（EEMB Co., Ltd.）

[3]測(cè)評(píng)視頻https://www.bilibili.com/video/BV1b84y117yr/?vd_source=4de26bbe48ce5be01ed7193227fe526f

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本文為科普中國(guó)-星空計(jì)劃作品

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作者丨科學(xué)邊角料 科普?qǐng)F(tuán)隊(duì)

審核丨周曉亮 北京交通大學(xué)物理學(xué)實(shí)驗(yàn)室高級(jí)工程師

策劃丨符思佳

責(zé)編丨符思佳