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1 # 瀟灑的雨53483888
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2 # 科技奇點
看到這個問題,我瞬間想到,褲兜裡放的手機太重了,感覺不方便,想把裡面5G的垃圾清理一下變輕一些……哈哈,開玩笑的,我們不是來講段子的,進入正題,充電寶充滿電量後,到底會不會變重呢?我們來全面分析一下。
首先,充電寶內部的組成結構主要是由電芯與電路板組成。電路板主要是用來調整輸入和輸出的電壓的,在給手機充電時,充電寶電路板會根據手機支援的輸入電壓來調節充電寶自身的電壓。
電芯則是儲能單元,決定充電寶的容量。就目前市場的充電寶電芯,鋰電芯已經逐漸的被替代,目前大部分品牌充電寶使用的都是聚合物鋰電芯。原因是鋰電芯儲能密度小,而且內部液態的電解液需要鋁殼包裹,在高溫或過充的情況下,內部發生劇烈的化學反應時會產生大量氣體,當金屬外殼承受不住時,就會發生破裂,甚至爆炸現象。
而聚合物鋰電芯採用了膠體或固體的電解質,形狀可以任意化、輕薄化。而且這種高分子化合物的電解質還有助於增加離子電導,大大改善電導率,使放電過程更平穩、高效,能量密度更高,可以達600Wh/L以上,而且在過充狀態下,只會膨脹、破裂不會爆炸,但依然會燃燒。
瞭解完了充電寶的內部主要結構後,我們再來講充電寶充電的原理,瞭解完了這個原理,你會發現充電寶在進行充電的過程中,內部其實只有電芯會發生變化,確切的是說是內部產生了化學反應過程。
聚合物鋰電芯是由Li+嵌入高分子化合物的正、負極組成。正極採用鋰化合物LiCoO2,LiNiO2或LiMn2O4,負極採用鋰-碳層間化合物LixC6。一旦充電寶開始充電時,其內部材料發生的化學反應過程是這樣的:
正極反應:LiCoO2=Li1-xCoO2+xLi++xe
負極反應:6C+xLi++xe-=LixC6
電池總反應:LiCoO2+6C=Li1-xCoO2+LixC6
既然我們已經搞清楚充電寶的充放電過程本質上是一種化學反應過程,那麼就好辦了。而根據質量守恆定律,任何一種化學反應,其反應前後的總質量是不會變的。也就是說,電池在充電和放電過程中發生的化學反應不會影響其重量。
而且,充電寶電芯中的能量由外部的電源提供,使得電芯內部發生化學變化,這一部分能量並沒有轉化成質量。電芯內部的正負極和電解液只是經過化學反應,經過電子的交換而儲存化學鍵能,所以其總質量是不變的,仍然遵循質量守恆定律。
因此,充電寶由虛電到充滿電量,其質量是不會發生變化的。
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看到這個問題,就讓我們想到人吃了飯,然後再上廁所,體重是否一樣,首先我們要了解一下充電寶的工作原理,充電寶一般由鋰電池或聚合物鋰電池作為儲電單元。它本身就是一個鋰電池聚合物的存電裝置,透過IC晶片進行電壓的調控,再透過連線電源線充電或儲電然後可以將貯存的電量釋放出來,同位電壓是不能直接給手機充電的。所以充電寶向外輸出電能是必須要有升壓系統,把2.7-4.2V 的鋰電電壓升壓到5V,這樣就可以給手機充電了。充電寶就是把電離子儲存起來,給手機充電的時候,是將充電寶的電離子充入手機電池中,既然有物資轉移,那就是有重量的,只是說電離子的重量是目前沒有任何裝置可以稱重的。所有充沒有充電,重量是目前裝置無法稱量出來。理論上,充電前和充電後重量會不一致,而根據目前的裝置,重量稱出來會一致。