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爱体育网页:锂电池天冷失活原理剖析
来源:爱体育网页官方入口 作者:爱体育网页版 更新于:2021-08-31 09:40:09 阅读: 9

  之后,是越来越娇贵了,尤其是处在低温区的小伙伴们,一到隆冬时节,手机就简单呈现各式各样的问题,比方低温自动关机、充不进电、忽然跳电等问题。

  尤其是 iPhone,一到天冷就自动关机这件事众所周知,在知乎上就有这么个问题「iPhone 有什么让你抛弃的理由?」,最高赞的答案便是一位差人叔叔的血泪控诉。

  有一次到山东抓捕,用iphone6,在楼下冒着刀子相同的凉风几个小时蹲守,总算等到了嫌疑人,掏出手机给队长发信息,分明 5 分钟前还有 40% 的电量,成果就在我要发信息的时分手机关机了,无论如何都发动不了。我跟在嫌疑人的后边,尽量荫蔽盯梢,不断的企图发动手机,直到出了小区,到了下一个卡口站点,也没发动起来,幸而抓捕计划做了双保险,嫌疑人被卡口搭档发现并施行抓捕。

  我的辛苦工作被一部苹果手机悉数作废,要犯几乎逃跑,几乎构成严峻恶劣成果。其时我就下决计有必要修补好电池自动关机问题。我回天津找到了苹果专卖店保修,他们检测今后说没有问题,不予替换电池,也无法修补。

  从此刻起,我立誓,肯定不碰苹果手机,不管这个电池问题是否处理。由于在苹果化尽心血点缀的光鲜形象之下,从出产到售后,都客观存在严峻问题,而他们的官僚作风,不是出售个新产品就能处理的,而呈现严峻问题后,顾客的运用场景越严峻,苹果的过错带来的成果越严峻,而他们苹果公司既不会供认问题,也不会处理问题,连底子的情绪都没有。这样的公司出产的产品玩儿玩儿还行,不胜大用。

  当然 iPhone 的问题比较极点,首要仍是由于电池维护程序的设定问题,在低于某个温度的时分就会自动关机,假如你细心看下 iPhone 长长的说明书,里边就会有请在温度介于 0ºC 至 35ºC之间的环境中运用 iOS 设备的主张,自动关机问题终究也导致上一年「降速门」的迸发,终究逼得苹果也不得不必贱价替换电池的办法来拯救用户。

  其实在低温的状况下,不管是 iPhone 仍是安卓手机都是会呈现问题,只不过 iPhone 的电池容量相对比较小所以会进行自动关机进行维护,而安卓遍及选用了大容量电池,可是相同会呈现张狂跳电的现象,也有部分电池容量小的手时机自动关机。

  最近我国信息通讯研究院对这个问题进行了试验,试验人员预备了两块 3400mAh 的电池,将其充满电,然后将一块放在 23 摄氏度的环境中,另一块放在零下 10 摄氏度的环境中,以相同的速度进行放电。成果发现常温下电池放电的时刻为 5 小时 9 分钟,放电量为 3420mAh,而在零下 10 摄氏度的环境中,电池 4 小时 5 分钟时就耗电结束,放电量也只需 2716 mAh。

  原因便是在于低温会下降锂电池的化学反响速率,然后导致可容电量变小的状况。那么为什么不加大电池容量去让手机在冬季能够更经用呢?

  这儿就要牵扯到一个能量密度的概念,能量密度,指的是单位体积或单位分量的电池,能够存储和开释的电量,其单位有两种:Wh/kg,Wh/L,别离代表分量比能量和体积比能量。咱们能够用一个等式来愈加具象化能量密度这个概念:电池容量 x 电池电压 = 电池能量密度 x 电池体积。

  而锂电池的开展在阅历一个快速期后,近些年进入一个瓶颈期。像三星每年均匀也只能进步 6.5% 的能量密度,其实是远远落后于半导体工业的摩尔定律的 。并且关于手机而言,本质上是一个十分抱负的爆破体,爆破的首要原因正是由于能量集合在一个密闭的空间内分散不出去,而现在的手机为了防水性也是做得越来越密闭,越高的能量密度就或许带来越高的爆破威力,这种危险其实是很大的,当年三星的 note7 其实便是一个十分沉痛的经验。

  已然电池能量密度提高速度不高,那么就只能从电池体积下手了,而在手机日渐寻求轻浮的现在,电池体积想要做到更大势必会和潮流相悖,所以这也是行不通的。

  EDN China小编曾在一篇《锂离子电池安全运用指南》中看到:不要在温度过高或过低(低于零度)的环境中充电,温度过高简单引起电池过热,而温度过低时,金属锂会在负极外表分出构成锂结晶,锂结晶堆积会刺穿隔阂构成电池内短路(但现在有些电池现已加入了低温环境中阻挠充电的技能)。

  现在智能手机所选用的电池多为锂电池,归纳Note7/iphone7 “爆破门”,6S“关机门”来看,锂电池真的有这么软弱吗?

  据了解,对一般的手机规划来说,电池运转的最佳温度在 0°C 至 35°C,过高的温度(35°C)或许永久损坏电池容量,而在十分冰冷的环境下(低于 0°C)运用手机时,则会使电池的运用时刻下降,终究导致手机封闭,但当电池温度回来正常适用范围,其功用也会随之康复正常。

  而更极点的环境温度:-20°C或 45°C ,不光手机电池无法正常运用,并且影响电池的贮存寿数,导致其功用永久恶化。

  所以关于手机,在非抱负的工作环境下,真的会被“冻”关机,并且低端冰冷会对手机电池的寿数发生负面影响。

  不考虑手机自身是否存在低温维护功用,单就电池功用而言,温度过低的确会导致电池放电困难,然后导致手机关机。

  首要来看一下一般电池的放电特性:如下图,大都电池跟着放电进行,电压先缓慢下降,超越某一放电程度后,电压会突降。

  一般把电压比较平稳的那一段称为“放电渠道”,对应的用电器规划电压也会依据放电渠道的电压来规划。比方标称电压为4.2V左右的锂离子电池的放电至3.3V开端电压突降,那么对应的手机往往就得在3.3V以上供电电压下才干正常开机。

  包含锂电池在内,一切的化学电池都是运用电化学反响供给电能。其输出电压会契合能斯特方程,依据这个方程能够推得——温度越低电池电压越低。

  其实电池充好了电,可是低温下供给不了那么高的电压,跟着放电进行再降一降,就很快低于手机要求的最低电压了,所以你就看到手机自动关机。

  此外,低温下电池电解液黏度增大也会阻挠载流离子搬迁,这会导致电池内阻变大、路端电压下降。也是导致手机低温下自动关机的部分原因。

  就电池反响自身而言,它只随温度下降而电压下降,只需温度上升电压就会康复,这种类型的影响是可逆的。

  可是,在更低的温度下,电池中的电解液有或许分出晶体,这些晶体分出后不一定能在回暖后彻底溶解回去(充放电次数过多导致的电池容量下降也和晶体分出有关)。如前面答主@赤色荒漠 所说,“更极点的状况”或许导致电池永久恶化。

  当然,锂电池依据电极资料和电解液成分区分有许多种类型,每种类型的抗低温才能不一定相同,规划工作温度也会受设备中电池保温/散热功用影响。比方苹果手机等设备引荐运用温度在0~35℃,而MacBook则为10~35℃。据我了解,还有其他许多厂商的手机引荐工作温度则更广泛一些。 这些都或许和他们运用的电池类型不同有关。

  2、不要在温度过高或过低(低于零度)的环境中充电,温度过高简单引起电池过热,而温度过低时,金属锂会在负极外表分出构成锂结晶,锂结晶堆积会刺穿隔阂构成电池内短路(但现在有些电池现已加入了低温环境中阻挠充电的技能);

  3、假如你需要在充电时运用某些简单使手机发热的功用,或今夜充电,那么最好摘掉手机套,以确保电池正常散热;

  6、低温环境中,尽量保持电池温度在工作温度范围内,如长时刻把手机窝在温暖的口袋里。(有人问过加棉或许绒的保暖套管不管用——这些保暖配备的底子原理都只是尽量隔热,减缓手机温度下降,终究仍是能降到自动关机的程度。Ps.试试给你的手机贴个暖宝宝。)

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