主页(http://www.175shouji.com):锂电池天冷失活原理分析
首先来看一下一般电池的放电特性:如下图,多数电池随着放电进行,电压先缓慢下降,超过某一放电程度后,电压会突降。
苹果不同设备推荐使用温度
三星怕热,苹果怕冷,智能手机电池真的这么脆弱?
所以对于手机,在非理想的工作环境下,真的会被“冻”关机,而且低端寒冷会对手机电池的寿命产生负面影响。
有一次到山东抓捕,用 iphone 6,在楼下冒着刀子一样的冷风几个小时蹲守,终于等到了嫌疑人,掏出手机给队长发信息,明明 5 分钟前还有 40% 的电量,结果就在我要发信息的时候手机关机了,无论如何都启动不了。我跟在嫌疑人的后面,尽量隐蔽跟踪,不停的试图启动手机,直到出了小区,到了下一个卡口站点,也没启动起来,幸亏抓捕方案做了双保险,嫌疑人被卡口同事发现并实施抓捕。
不考虑手机自身是否存在低温保护功能,单就电池性能而言,温度过低确实会导致电池放电困难,从而导致手机关机。
这里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重量的电池,能够存储和释放的电量,其单位有两种:Wh/kg,Wh/L,分别代表重量比能量和体积比能量。我们可以用一个等式来更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。
此外,低温下电池电解液黏度增大也会阻碍载流离子迁移,这会导致电池内阻变大、路端电压降低。也是导致手机低温下自动关机的部分原因。
EDN China小编曾在一篇《锂离子电池安全使用指南》中看到:不要在温度过高或过低(低于零度)的环境中充电,温度过高容易引起电池过热,而温度过低时,金属锂会在负极表面析出形成锂结晶,锂结晶沉积会刺穿隔膜造成电池内短路(但现在有些电池已经加入了低温环境中阻止充电的技术)。
3、如果你需要在充电时使用某些容易使手机发热的功能,或彻夜充电,那么最好摘掉手机套,以保证电池正常散热;
一般把电压比较平稳的那一段称为“放电平台”,对应的用电器设计电压也会根据放电平台的电压来设计。比如标称电压为4.2V左右的锂离子电池的放电至3.3V开始电压突降,那么对应的手机往往就得在3.3V以上供电电压下才能正常开机。
当然,锂电池根据电极材料和电解液成分划分有很多种型号,每种型号的抗低温能力不一定相同,设计工作温度也会受设备中电池保温/散热性能影响。比如苹果手机等设备推荐使用温度在0~35℃,而MacBook则为10~35℃。据我了解,还有其他很多厂商的手机推荐工作温度则更宽泛一些。 这些都可能和他们使用的电池型号不同有关。
而锂电池的发展在经历一个快速期后,近些年进入一个瓶颈期。像三星每年平均也只能提高 6.5% 的能量密度,其实是远远落后于半导体产业的摩尔定律的 。而且对于手机而言,本质上是一个非常理想的爆炸体,爆炸的主要原因正是因为能量聚集在一个密闭的空间内扩散不出去,而现在的手机为了防水性也是做得越来越密闭,越高的能量密度就可能带来越高的爆炸威力,这种风险其实是很大的,当年三星的 note7 其实就是一个非常惨痛的教训。
如何与“锂电池”愉快地玩耍?
2、不要在温度过高或过低(低于零度)的环境中充电,温度过高容易引起电池过热,而温度过低时,金属锂会在负极表面析出形成锂结晶,锂结晶沉积会刺穿隔膜造成电池内短路(但现在有些电池已经加入了低温环境中阻止充电的技术);
1、使用手机生产商提供的原配电池,不要因贪图便宜而使用不知名的厂商生产的电池;
5、注意充电环境,尽量不要在易燃物附近、车内或安全通道内充电;
当然 iPhone 的问题比较极端,主要还是因为电池保护程序的设定问题,在低于某个温度的时候就会自动关机,如果你仔细看下 iPhone 长长的说明书,里面就会有请在温度介于 0C 至 35C之间的环境中使用 iOS 设备的建议,自动关机问题最后也导致去年「降速门」的爆发,最后逼得苹果也不得不用低价更换电池的措施来挽回用户。
从此刻起,我发誓,绝对不碰苹果手机,不论这个电池问题是否解决。因为在苹果费尽心机粉饰的光鲜形象之下,从生产到售后,都客观存在严重问题,而他们的官僚作风,不是发售个新产品就能解决的,而出现严重问题后,消费者的使用场景越重大,苹果的错误带来的后果越严重,而他们苹果公司既不会承认问题,也不会解决问题,连基本的态度都没有。这样的公司生产的产品玩儿玩儿还行,不堪大用。
化学学士,果壳实验室成员“卖口张要做技术青年”表示:
现在的电子产品在大面积应用锂电池之后,是越来越娇贵了,尤其是处在低温区的小伙伴们,一到寒冬时节,手机就容易出现各种各样的问题,比如低温自动关机、充不进电、突然跳电等问题。
其实在低温的情况下,不管是 iPhone 还是安卓手机都是会出现问题,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保护,而安卓普遍采用了大容量电池,但是一样会出现疯狂跳电的现象,也有部分电池容量小的手机会自动关机。
低温对电池有无伤害?
目前智能手机所采用的电池多为锂电池,综合Note7/ iphone 7 “爆炸门”,6S“关机门”来看,锂电池真的有这么脆弱吗?