鋰電池天冷失活的原理有哪些你了解嗎？
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-05-05 09:37
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我的辛苦工作被一部蘋果手機(jī)全部報(bào)廢，要犯險(xiǎn)些逃跑，險(xiǎn)些造成重大惡劣后果。當(dāng)時(shí)我就下決心必須修理好電池自動關(guān)機(jī)問題。我回天津找到了蘋果專賣店保修，他們檢測以后說沒有問題，不予更換電池，也沒法修理。
從此刻起，我發(fā)誓，絕對不碰蘋果手機(jī)，不論這個(gè)電池問題是否解決。因?yàn)樵谔O果費(fèi)盡心機(jī)粉飾的光鮮形象之下，從生產(chǎn)到售后，都客觀存在嚴(yán)重問題，而他們的官僚作風(fēng)，不是發(fā)售個(gè)新產(chǎn)品就能解決的，而出現(xiàn)嚴(yán)重問題后，消費(fèi)者的使用場景越重大，蘋果的錯(cuò)誤帶來的后果越嚴(yán)重，而他們蘋果公司既不會承認(rèn)問題，也不會解決問題，連基本的態(tài)度都沒有。這樣的公司生產(chǎn)的產(chǎn)品玩兒玩兒還行，不堪大用。
無獨(dú)有偶，EDN小編發(fā)現(xiàn)點(diǎn)贊排名靠前的大部分都在吐槽 不“抗凍”。
當(dāng)然 iPhone 的問題比較極端，主要還是因?yàn)殡姵乇Ｗo(hù)程序的設(shè)定問題，在低于某個(gè)溫度的時(shí)候就會自動關(guān)機(jī)，如果你仔細(xì)看下 iPhone 長長的說明書，里面就會有請?jiān)跍囟冉橛?0ºC 至 35ºC之間的環(huán)境中使用 iOS 設(shè)備的建議，自動關(guān)機(jī)問題最后也導(dǎo)致去年「降速門」的爆發(fā)，最后逼得蘋果也不得不用低價(jià)更換電池的措施來挽回用戶。
其實(shí)在低溫的情況下，不管是 iPhone 還是安卓手機(jī)都是會出現(xiàn)問題，只不過 iPhone 的電池容量相對比較小所以會進(jìn)行自動關(guān)機(jī)進(jìn)行保護(hù)，而安卓普遍采用了大容量電池，但是一樣會出現(xiàn)瘋狂跳電的現(xiàn)象，也有部分電池容量小的手機(jī)會自動關(guān)機(jī)。
最近中國信息通信研究院對這個(gè)問題進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)人員準(zhǔn)備了兩塊 3400mAh 的電池，將其充滿電，然后將一塊放在 23 攝氏度的環(huán)境中，另一塊放在零下 10 攝氏度的環(huán)境中，以相同的速度進(jìn)行放電。結(jié)果發(fā)現(xiàn)常溫下電池放電的時(shí)間為 5 小時(shí) 9 分鐘，放電量為 3420mAh，而在零下 10 攝氏度的環(huán)境中，電池 4 小時(shí) 5 分鐘時(shí)就耗電完畢，放電量也只有 2716 mAh。
原因就是在于低溫會降低鋰電池的化學(xué)反應(yīng)速率，從而導(dǎo)致可容電量變小的情況。那么為什么不加大電池容量去讓手機(jī)在冬天能夠更經(jīng)用呢?
這里就要牽扯到一個(gè)能量密度的概念，能量密度，指的是單位體積或單位重量的電池，能夠存儲和釋放的電量，其單位有兩種：Wh/kg，Wh/L，分別代表重量比能量和體積比能量。我們可以用一個(gè)等式來更加具象化能量密度這個(gè)概念：電池容量 x 電池電壓 = 電池能量密度 x 電池體積。
而鋰電池的發(fā)展在經(jīng)歷一個(gè)快速期后，近些年進(jìn)入一個(gè)瓶頸期。像三星每年平均也只能提高 6.5% 的能量密度，其實(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的摩爾定律的 。而且對于手機(jī)而言，本質(zhì)上是一個(gè)非常理想的爆炸體，爆炸的主要原因正是因?yàn)槟芰烤奂谝粋€(gè)密閉的空間內(nèi)擴(kuò)散不出去，而現(xiàn)在的手機(jī)為了防水性也是做得越來越密閉，越高的能量密度就可能帶來越高的爆炸威力，這種風(fēng)險(xiǎn)其實(shí)是很大的，當(dāng)年三星的 note7 其實(shí)就是一個(gè)非常慘痛的教訓(xùn)。
既然電池能量密度提升速度不高，那么就只能從電池體積入手了，而在手機(jī)日漸追求輕薄的現(xiàn)在，電池體積想要做到更大勢必會和潮流相悖，所以這也是行不通的。
三星怕熱，蘋果怕冷，智能手機(jī)電池真的這么脆弱?
EDN China小編曾在一篇《鋰離子電池安全使用指南》中看到：不要在溫度過高或過低(低于零度)的環(huán)境中充電，溫度過高容易引起電池過熱，而溫度過低時(shí)，金屬鋰會在負(fù)極表面析出形成鋰結(jié)晶，鋰結(jié)晶沉積會刺穿隔膜造成電池內(nèi)短路(但現(xiàn)在有些電池已經(jīng)加入了低溫環(huán)境中阻止充電的技術(shù))。
目前智能手機(jī)所采用的電池多為鋰電池，綜合Note7/ iphone 7 “爆炸門”，6S“關(guān)機(jī)門”來看，鋰電池真的有這么脆弱嗎?
“傲嬌”的鋰電池不止怕熱，還怕冷!
據(jù)了解，對一般的手機(jī)設(shè)計(jì)來說，電池運(yùn)行的最佳溫度在 0°C 至 35°C，過高的溫度(>35°C)可能永久損壞電池容量，而在非常寒冷的環(huán)境下(低于 0°C)使用手機(jī)時(shí)，則會使電池的使用時(shí)間降低，最終導(dǎo)致手機(jī)關(guān)閉，但當(dāng)電池溫度返回正常適用范圍，其性能也會隨之恢復(fù)正常。
而更極端的環(huán)境溫度：<-20°C或> 45°C ，不但手機(jī)電池?zé)o法正常使用，而且影響電池的儲存壽命，導(dǎo)致其性能永久惡化。
所以對于手機(jī)，在非理想的工作環(huán)境下，真的會被“凍”關(guān)機(jī)，而且低端寒冷會對手機(jī)電池的壽命產(chǎn)生負(fù)面影響。
化學(xué)學(xué)士，果殼實(shí)驗(yàn)室成員“賣口張要做技術(shù)青年”表示：
不考慮手機(jī)自身是否存在低溫保護(hù)功能，單就電池性能而言，溫度過低確實(shí)會導(dǎo)致電池放電困難，從而導(dǎo)致手機(jī)關(guān)機(jī)。
首先來看一下一般電池的放電特性：如下圖，多數(shù)電池隨著放電進(jìn)行，電壓先緩慢下降，超過某一放電程度后，電壓會突降。
