8月24日 10:40 锂离子电池的正极材料通常有锂的活性化合物组成，负极则是特殊分子结构的碳。常见的正极材料主要成分为licoo2，充电时，加在电池两极的电势迫使正极的化合物释出锂离子，嵌入负极分子排列呈片层结构的碳中。放电时，锂离子则从片层结构的碳中析出，重新和正极的化合物结合。锂离子的移动产生了电流。
化学反应原理虽然很简单，然而在实际的工业生产中，需要考虑的实际问题要多得多：正极的材料需要添加剂来保持多次充放的活性，负极的材料需要在分子结构级去设计以容纳更多的锂离子；填充在正负极之间的电解液，除了保持稳定，还需要具有良好导电性，减小电池内阻。
虽然锂离子电池很少有镍镉电池的记忆效应，记忆效应的原理是结晶化，在锂电池中几乎不会产生这种反应。但是，锂离子电池在多次充放后容量仍然会下降，其原因是复杂而多样的。主要是正负极材料本身的变化，从分子层面来看，正负极上容纳锂离子的空穴结构会逐渐塌陷、堵塞；从化学角度来看，是正负极材料活性钝化，出现副反应生成稳定的其他化合物。物理上还会出现正极材料逐渐剥落等情况，总之最终降低了电池中可以自由在充放电过程中移动的锂离子数目。
过度充电和过度放电，将对锂离子电池的正负极造成永久的损坏，从分子层面看，可以直观的理解，过度放电将导致负极碳过度释出锂离子而使得其片层结构出现塌陷，过度充电将把太多的锂离子硬塞进负极碳结构里去，而使得其中一些锂离子再也无法释放出来。这也是锂离子电池为什么通常配有充放电的控制电路的原因。
不适合的温度，将引发锂离子电池内部其他化学反应生成我们不希望看到的化合物，所以在不少的锂离子电池正负极之间设有保护性的温控隔膜或电解质添加剂。在电池升温到一定的情况下，复合膜膜孔闭合或电解质变性，电池内阻增大直到断路，电池不再升温，确保电池充电温度正常。
而深充放能提升锂离子电池的实际容量吗？专家明确地告诉我，这是没有意义的。他们甚至说，所谓使用前三次全充放的“激活”，在他们两位博士的知识里，也想不通这有什么必要。然而为什么很多人深充放以后battery information里标示容量会发生改变呢? 后面将会提到。
笔记本电脑用锂离子电池一般都带有管理芯片和充电控制芯片。其中管理芯片中有一系列的寄存器，存有容量、温度、id、充电状态、放电次数等数值。这些数值在使用中会逐渐变化。我个人认为，在笔记本电脑的使用说明中的“使用一个月后应该全充放一次”的做法主要的作用应该就是修正这些寄存器里不当的值，使得电池的充电控制和标称容量吻合电池的实际情况。
充电控制芯片主要控制电池的充电过程。锂离子电池的充电过程分为两个阶段，恒流快充阶段（电池指示灯呈黄色时）和恒压电流递减阶段(电池指示灯呈绿色闪烁。恒流快充阶段，电池电压逐步升高到电池的标准电压，随后在控制芯片下转入恒压阶段，电压不再升高以确保不会过充，电流则随着电池电量的上升逐步减弱到0，而最终完成充电。
电量统计芯片通过记录放电曲线（电压，电流，时间）可以抽样计算出电池的电量，这就是我们在battery information里读到的wh.值。而锂离子电池在多次使用后，放电曲线是会改变的，如果芯片一直没有机会再次读出完整的一个放电曲线，其计算出来的电量也就是不准确的。所以我们需要深充放来校准电池的芯片。
最后我对电池的保养的看法是：
1. 不必刻意保证每一次都放完电了再充；
2. 一段时间可做一次保护电路控制下的深充放以修正电池的电量统计，但这不会提高你电池的实际容量。
3. 长期不用的电池，应放在阴凉的地方以减弱其内部自身钝化反应的速度。
4. 保护电路也无力监控电池的自放电，长期不用的电池，应充入一定的电量以防电池在存贮中自放电过量导致过度放电的损坏。
其实电池没有太多要顾及的使用注意，换句话说是顾及也没有太大用。一个电池能使用多少次，也许差别更多的来自电池本身制造中的个体差异，而不是使用方法。选择具有良好口碑的笔记本电脑品牌，无疑是日后电池使用长寿命的保障之一。
对于笔记本电脑来说，电池可以说是一个比较重要的部件，它的状态直接关系到了笔记本电脑在缺少电源的环境中的工作能力。而电池在笔记本电脑中又算是一个不折不扣的消耗部件，因此涉及到笔记本电脑电池的保养和合理使用问题也是经常被讨论到的话题。
由于现在搭在镍氢电池的机型已经很难见到，所以在这一部分我将着重介绍普遍被应用锂离子电池。一般锂离子电池的寿命周期为300至500次的充放。但是这并不表示你很少使用电池它就可以延寿。电池作为一个物理原件易受工作环境中各种因素的影响，而导致电池损耗的主要原因便是氧化所引起的电池内部电阻增加，这也是为什么很多用户会抱怨他们充满电的电池在使用中为什么一下子就没电了。因此不妨这样理解此问题，那就是当电池装配结束走下生产线后，它的内部生命时钟就随即开始走动，即便你将电池搁置不用，也只能是在一定程度上延缓电池的损耗速度而已。不过话又说回来了，总是把电池搁一边，那笔记本电脑的移动意义又从何谈起？
但适当的保养并不是没有必要，于是很多人会提到究竟该如何去保护一个电池而让它在寿命期内不要早早就退役这样的问题。由于电池的寿命主要是由充电次数来决定的，所以避免频繁地使用电池应该说是最根本的一个方法，也就是说在用电源的环境尽量不要使用电池来供电。
这样便又会引出一个问题，那就是在使用电源的时候电池是否该从机器上取下，这的确是让人很头痛的一个问题。为了说明这个问题，让我们先来看一张表格，这张表格中给出了在不同的充电状态习惯和环境温度下保存电池一定时间后电池容量的变化。
由表格可见，高充电状态和过高的温度加快了电池容量的下降。那么现在大家不妨来想象一下电池如果不取下是一个什么样的状态，此时由于笔记本电脑的充电保护电路作用，使电池维持在95-100％的高充电状态，而此时电池所处的环境温度至少在30°c左右，如果是炎热的天气，这个温度会更高，返回到上面的表格中你会得到什么结论？
因此在ac供电稳定的前提下，尽量取下电池使用电脑。如果打算长期不使用电池，应将电池充到40％后放置于阴凉地方保存，而如果充满电后将电池置于高温下，这样会对电池造成极大的损害。表中也已经看出，充电100％在60°c环境保存，3个月后电池容量就下降了40％。对于保存搁置的电池至少1个月内将电池装上去使用一次，充一下电，这样可以避免电池离子失去活性。
同样灰尘和湿气也在充当着电池杀手的角色，它们会破坏电池板电路并加速电池内部的氧化，因此对于那些长期保存的电池，可以套上一层薄膜来低档灰尘和湿气的侵害。
最后一个值得一提的问题便是锂电池究竟该如何合理充电和放电这个问题。由于锂离子电池的电记忆效应小的可以忽略不计，所以半途充电对它的损伤并不是很大，而它最怕的是过度放电（完全放电）。经常对锂离子电池过度低放电的结果只能是让电池提前报废，那些诸如bios放电，程序放电，甚至是接上小灯泡放电的方式不到迫不得已是最好不要尝试。因此对于锂离子电池你大可不必等到0％时再去充电。
再追加一篇：
1．认识记忆效应
2．电池需要激活吗
3．前三次要充12小时吗
4．充电电池有最佳状态吗
5．真的是充电电流越大，充电越快吗
6．直充标的输出电流就等于充电电流吗
7．循环充放电一次就是少一次寿命吗
8．电池容量越高越好吗
9．充饱的电池进行存储好吗
10．座充的绿灯亮了以后在多充一个小时有用吗
11．座充充电比直充饱吗
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1．认识记忆效应
电池记忆效应是指电池的可逆失效,即电池失效后可重新回复的性能.记忆效应是指电池长时间经受特定的工作循环后,自动保持这一特定的倾向.这个最早定义在镍镉电池,镍镉的袋式电池不存在记忆效应,烧结式电池有记忆效应.而现在的镍金属氢(俗称镍氢)电池不受这个记忆效应定义的约束. 因为现代镍镉电池工艺的改进,上述的记忆效应已经大幅度的降低,而另外一种现象替换了这个定义,就是镍基电池的"晶格化",通常情况,镍镉电池受这两种效应的综合影响,而镍氢电池则只受"晶格化"记忆效应的影响,而且影响较镍镉电池的为小.
在实际应用中,消除记忆效应的方法有严格的规范和一个操作流程.操作不当会适得其反.
对于镍镉电池,正常的维护是定期深放电:平均每使用一个月(或30次循环)进行一次深放电(放电到1.0v/每节,老外称之为exercise),平常使用是尽量用光电池或用到关机等手段可以缓解记忆效应的形成,但这个不是exercise,因为仪器(如手机)是不会用到1.0v/每节才关机的,必须要专门的设备或线路来完成这项工作,幸好许多镍氢电池的充电器都带有这个功能. 对于长期没有进行exercise的镍镉电池,会因为记忆效应的累计,无法用exercise 进行容量回复,这时则需要更深的放电(老外称recondition),这是一种用很小的电流长时间对电池放电到0.4v每节的一个过程,需要专业的设备进行. 对于镍氢电池,exercise进行的频率大概每三个月一次即可有效的缓解记忆效应. 因为镍氢电池的循环寿命远远低于镍镉电池,几乎用不到recondition这个方法.
▲建议1:每次充电以前对电池放电是没有必要,而且是有害的,因为电池的使用寿命无谓的减短了.
▲建议2:用一个电阻接电池的正负极进行放电是不可取的,电流没法控制,容易过放到0v,甚至导致串联电池组的电池极性反转.
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2．电池需要激活吗
回答是电池需要激活,但这不是用户的要做的事.我参观过锂离子电池的生产厂, 锂离子电池在出厂以前要经过如下过程:
锂离子电池壳灌输电解液---封口----化成,就是恒压充电,然后放电,如此进行几个循环,使电极充分浸润电解液,充分活化,以容量达到要求为止,这个就是激活过程---分容,就是测试电池的容量选取不同性能(容量)的电池进行归类,划分电池的等级,进行容量匹配等.这样出来的锂离子电池到用户手上已经是激活过的了.
我们大家常用的镍镉电池和镍氢电池也是如此化成激活以后才出厂的.其中有些电池的激活过程需要电池处于开口状态,激活以后再封口,这个工序也只可能有电芯生产厂家来完成了.
这里存在一个问题,就是电池厂出厂的电池到用户手上,这个时间有时会很长,短则1个月,长则半年,这个时候,因为电池电极材料会钝化,所以厂家建议初次使用的电池最好进行3~5次完全充放过程,以便消除电极材料的钝化,达到最大容量.
在2001年颁布的三个关于镍氢.镍镉和锂离子电池的国标中,其初始容量的检测均有明确规定,对电池可以进行5次深充深放,当有一次符合规定时,试验即可停止.
这很好的解释了我说的这个现象.
★那么称之为"第二次激活"也是可以的,用户初次使用的"新"电池尽量进行几次深充放循环.
●然而据我的测试(针对锂离子电池),存储期在1~3个月之内的锂离子电池, 对它进行深充深放的循环处理,其容量提高现象几乎不存在.(我在专题讨论区有关于电池激活的测试报告)
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3．前三次要充12小时吗
这个问题是紧扣上面的电池激活问题的,姑且设出厂的电池到用户手上有电极钝化现象,为了激活电池进行深充深放电循环3次.其实这个问题转化为深充是不是就是要充12个小时的问题.那么我的另一片文章"论手机电池的充电时间" 已经回答了这个问题.
★★★答案是不需要充12小时.
早期的手机镍氢电池因为需要补充和涓流充电过程,要达到最完美的充饱状态,可能需要5个小时左右,但是也是不需要12个小时的.而锂离子电池的恒流恒压充电特性更是决定了它的深充电时间无需12个小时.
对于锂离子电池有人会问,既然恒压阶段锂离子电池的电流逐渐减小,是不是当电流小到无穷小的时候才是真正的深充.我曾经画出恒压阶段电流减小对时间的曲线,对它进行多次曲线拟合,发现这个曲线可以用1/x的函数方式接近与零电流,实际测试时因为锂离子电池本身存在的自放电现象,这个零电流是永远不可能到达的. 以600mah的电池为例,设置截至电流为0.01c(即6ma),它的1c充电时间不超过150 分钟,那么设置截至电流为0.001c(即0.6ma),它的充电时间可能为10小时---这个因为仪器精度的问题,已经无法精确获得,但是从0.01c到0.001c获的容量经计算仅为1.7mah,以多用的7个多小时来换取这仅仅的千分之三不到的容量是没有任何实际意义的.
何况,还有其它的充电方式,比如脉冲充电方式使锂离子电池来达到4.2v的限制电压,它根本没有截止最小电流判断阶段,一般150分钟后它就是100%充饱了.许多手机都是用脉冲充电方式的．
有人曾经用手机显示充饱后,再用座充进行充电来确认手机的充饱程度,这个测试方法欠严谨.
首先座充显示绿灯不是检测真正充饱与否的一个依据.
★★检测锂离子电池充饱与否的唯一最终的方法就是测试在不充电(也不放电)状态时的锂离子电池的电压.
所谓恒压阶段电流减小其真正的目的就是逐渐减小在电池内阻上因充电电流而产生的附加电压,当电流小到0.01c,比如6ma,这个电流乘与电池内阻(一般在200毫欧之内)仅为1mv,可以认为这时的电压就是无电流状态的电池电压.
其次,手机的基准电压不一定等于座充的基准电压,手机认为充饱的电池到了座充上,座充却不认为已经充饱,却继续进行充电.
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4．充电电池有最佳状态吗
有一种说法就是，充电电池使用得当，会在某一段循环范围出现最佳的状态，就是容量最大．这个要分情况，密封的镍氢电池和镍镉电池，如果使用得当（比如定期的维护，防止记忆效应的产生和累计），一般会在100～200个循环处达到其容量的最大值，比如出厂容量为1000mah的镍氢电池用了120次循环后,其容量有可能达到1100mah．几乎所有的日本镍氢电池生产商的技术规格书中描述镍基电池的循环特性的图上我都能看到这样的描述．
★镍基电池有最佳状态,一般在100~200循环次数之间达到其最大容量对于液态锂离子电池，却根本不存在这样一个循环容量的驼峰现象，从锂离子电池出厂到最终电池报废为止，其容量的表现就是用一次少一次．我在对锂离子电池做循环性能的时候也从来没有看到过有容量回升的迹象．
★锂离子电池没有最佳状态.
值得一提的是,锂离子电池更容易受环境温度的变化而表现不同的性能,在25~40 度的环境温度会表现其最好性能,而低温或高温状态,他的性能就大打折扣了.要使你的锂离子电池充分展现它的容量,一定要细心的注意使用环境,防止高低温现象,比如手机放在汽车的前台上,中午的太阳直射很容易就可以使其超过60度,北方的用户的电池待机时间,同等网络情况下,就没有南方的用户长了.
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5．真的是充电电流越大，充电越快吗
\"论手机电池的充电时间\"一文中已经讲了这个问题,对于恒流充电的镍基电池, 可以这么说,而对应锂离子电池,这个是不完全正确的。
★★对于锂离子电池的充电，在一定电流范围内(1.5c~0.5c),提高恒流恒压充电方式的恒流电流值,并不能缩短充饱锂离子电池的时间.
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6．直充标的输出电流就等于充电电流吗
这就要讨论手机的充电方式了,对于充电管理在手机里面的,设定同样一个直充( 实际应称为电源适配器)的输出如:5.3v 600ma
a.充电管理是开关方式(高频脉宽调整pwm方式),这个充电方式,手机并没有完全利用直充的输出能力,直充工作在恒压段,输出5.3v,此时真正的充电电流由手机的充电管理进行调整,而且肯定要小于600ma,一般在300~400ma.这个时候,大家看到的直充的输出电流就不是手机的充电电流.比如motorola的许多直充其输出为 5.0v 1a,真正对电池充电的也就用到了500ma足矣,因为手机的电池容量也不过 580mah.
★这时直充上标的输出电流就不等于实际充电电流
b.充电管理为脉冲方式的,这个充电方式,手机完全利用了直充的限流电流,就是用了600ma在电池上,这个时候,直充的输出电流就是充电电流了. 当然以上的都是指在锂离子电池的恒流阶段或镍氢电池的充电而言.
如果手机没有充电管理,把充电的管理移到了直充上,比如许多的cdma手机都是如此,这个就没什么好说的,它的输出写的很明白,比如输出:4.2v 500ma,这个就是锂离子电池恒流恒压两个数据了
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7．循环充放电一次就是少一次寿命吗
循环就是使用,我们是在使用电池,关心的是使用的时间,为了衡量充电电池的到底可以使用多长时间这样一个性能,就规定了循环次循环就是使用,我们是在使用电池,关心的是使用的时间,为了衡量充电电池的到底可以使用多长时间这样一个性能,就规定了循环次数的定义.实际的用户使用千变万化,因为条件不同的试验是没有可比性的,要有比较就必须规范循环寿命的定义.
国标如是规定锂离子电池的循环寿命测试条件及要求:在25度室温条件下以恒流恒压方式1c的充电制度充电150分钟,以恒流1c的放电制度放电到2.75v截止为一次循环.当有一次放电时间小于36分钟时试验结束,循环次数必须大于300次.
解释:
a.这个定义规定了循环寿命的测试是以深充深放方式进行的
b.规定了循环寿命按照这个模式执行后必须超过300次以后容量仍然有60%以上实际上,不同的循环制度得到的循环次数是截然不同的,比如以上其它的条件不变, 仅仅把4.2v的恒压电压改为4.1v的恒压电压对同一个型号的电池进行循环寿命测试,这样这个电池就已经不是深充方式了,最后测试得到循环寿命次数可以提高近 60%.那么如果把截止电压提高到3.9v进行测试,其循环次数应该可以增加数倍. 这个关于循环一次就少一次寿命的说法已经有许多友人进行了讨论,我只是补充说明一下而已,大家在谈论循环次数的时候不能忽视循环的条件,
●抛开规则谈论循环次数是没有任何意义的,因为循环次数是检测电池寿命的手段,而不是目的!
▲误区:许多人喜欢把手机锂离子电池用到自动关机再充电.这个完全没有必要. 实际上,用户不可能按照国标测试模式对电池进行使用,没有一个手机会在2.75v 才关机,而其放电模式也不是大电流恒流放电,而是gsm的脉冲放电和平时的小电流放电混合的方式. 有另外一种关于循环寿命的衡量方法,就是时间.有专家提出一般民用的锂离子电池的寿命是2~3年,结合实际的情况,比如以60%的容量为寿命的终止,加上锂离子
电池的时效作用(参考第9点),用时间来表述循环寿命我认为更为合理.
铅蓄电池的充电机理就类似与锂离子电池,是限流限压方式,使用的方式就是浅充浅放,他的寿命表述就是时间,没有次数,比如10年.
★★★所以,对于锂离子电池,没有必要用到关机再充电,锂离子电池本来就适合用随时充电的方式进行使用,这也是他针对镍氢电池的最大优势之一,请大家善加利用这个特性.
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8．电池容量越高越好吗
不同型号(特别是不同体积)的电池,他的容量越高,提供使用的时间越长.抛开体积和重量的因素,当然容量越高越好.
但是同样的电池型号,标称容量(比如600mah)也相同,实际测的初始容量不同:比如一个为660mah,另一个是605mah,那么660mah的就比605mah的好吗.
实际情况可能是容量高的是因为电极材料中多了增加初始容量的东西,而减少了电极稳定用的东西,其结果就是循环使用几十次以后,容量高的电池迅速容量衰竭, 而容量低的电池却依然坚挺.许多国内的电芯厂家往往以这个方式来获得高容量的电池.而用户使用半年以后待机时间却是差得一塌糊涂.
民用的那些aa镍氢电池(就是五号电池),一般是1400mah,却也有标超高容量的 (1600mah),道理也是一样.
★提高容量的代价就是牺牲循环寿命,厂家不在电池材料的改性上下文章,是不可能真正\"提高\"电池容量的.
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9．充饱的电池进行存储好吗
锂离子电池有一个特性非常不好,就是锂离子电池的时效(或称老化,老外称为 aging),就是锂离子电池在存储一段时间后,即使不进行循环使用,其部分容量也会永久的丧失,这是因为锂离子电池的正负极材料从一出厂就已经开始了它的衰竭历程.不同的温度和电池充饱状态,其时效后果不同,以下数据摘自参考文献[1], 以容量的百分比形式列出:
存储温度--40%充电状态-------100%充电状态
0度-------98%(一年以后)-----94%(一年以后)
25度------96%(一年以后)-----80%(一年以后)
40度------85%(一年以后)-----65%(一年以后)
60度------75%(一年以后)-----60%(3个月以后)
由此可见,存储温度越高和电池充的越饱,其容量损失就越厉害.所以不推荐长期的保存锂离子电池,反之,厂家应该象对待腐烂的食物一样将其回收.用户要密切留意电池的生产日期.
★如果用户手中有闲置的电池,那么专家推荐的存储条件为充电水平是40%,存储温度低于15度或更低.
而镍氢电池和镍镉电池则几乎不受这个时效作用,长期存储的镍基电池在进行几个深充深放以后就可以恢复其原始容量了.
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10．座充的绿灯亮了以后在多充一个小时有用吗
绿灯只是一个指示,真正充饱与否在于座充对电池充电过程的控制和判断.以4.2v 的锂离子电池为例讨论这个问题.
首先是控制,控制对电池的输出是先恒流,后恒压(电流逐渐减小).
然后是判断,判断电流小于某个电流值时,显示绿灯,因为模数转换的精度和本身的电压精度是受限制的,座充通常设定这个电流值为50ma,此时显示绿灯,那么电池确实离它真正的充饱还有10%不到(据我所测,现在的锂离子电池以50ma截止充电的话,其容量已经可以达到95%,充电接受能力大大提高).现在的问题是座充接下去在干什么:
a.如果接下去,座充彻底关断充电回路,没有继续进行恒压充电,那么在座充上再放置10个小时也是于事无补.许多的座充设计方案就是这样的,比如ti(德州仪器) 的bq2057系列充电芯片,linear(凌特)的lt1800系列都是如此.
b.座充继续进行恒压充电,并严格控制电压不超出4.2v,无疑再多充一个小时,确实可以增加电池的容量.
c.座充继续充电,但是它的电流控制很糟糕,不小心就使电池超出了4.2v,而且继续往上跑.因为锂离子电池不能吸收任何过充.持续对电池施加电流,就会造成这个后果,那么过充就发生了.这个当然是设计不好的座充,比如常见的即可充锂离子电池又可充镍氢电池的十几块钱的\"蛋充\".
d.还有一种充电管理芯片,比如maxim(美信)的1679芯片,与许多手机充电管理相同,它采用脉冲方式充电,它在显示绿灯的时候,就是锂离子电池已经100%充饱了, 当然再放置一个小时,它也不会过充,显然又是在做无用功.
用户实际上不知道绿灯亮了以后座充到底在干什么,a或b或d,都有可能,座充说明书不写这些东西的.排除不合格的座充,我们其实应该相信合格和原装的座充,绿灯亮着的话,为什么不取下来用呢?这对用户实际没有什么太大的影响,充的不饱又不影响循环寿命(如上第7点所述),95%的容量也是可以接受的.除非有爱好者能深入分析自己的座充到底是以那种方式的在充电,否则我们不妨------
★亮绿灯后就取下来用.
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11．座充充电比直充饱吗
看完了前面的婆婆妈妈的话,这个问题就是最好回答的了,问题的实质就是充电方式的区别.
★不存在座充一定比直充充的饱的说法,也不存在直充一定比座充充的饱的说法.
重要的是它们的充电方式是不是能最快最大的充饱
揪错 ┆
