前文（如何正確理解蘋果“降速門”中降速的意思？到底降了多少呢？）我們討論了蘋果降速門中事件的起因：低溫下iPhone忽然關(guān)機(jī)的問題。實(shí)際上，鋰（離子）電池在低溫下不僅僅給蘋果造成了麻煩，曾經(jīng)三星的手機(jī)也因?yàn)榈蜏叵鲁洳贿M(jìn)去電而被詬病。我老婆的老iPad，在這個(gè)冬天充電達(dá)到滿充后會(huì)忽然斷電，插入充電器也無法開機(jī)，只有在暖氣上烤上一陣后才會(huì)恢復(fù)工作，被我女兒譽(yù)為最”貴氣“的電子設(shè)備。

本文就重點(diǎn)討論下溫度，尤其是低溫對(duì)鋰電池的影響，并對(duì)鋰電池使用的誤區(qū)做一些厘清。本文不科普電池的基本原理和發(fā)展歷史，有興趣的請(qǐng)Google，這里頭有很多有趣的故事。我們先來看一組概念。

能量密度

鋰電池容量的單位一般為“mAh”（毫安時(shí)）或“Ah”（安時(shí)），在使用時(shí)又有額定容量和實(shí)際容量的區(qū)別。能量密度，指的是單位體積或單位重量的電池，能夠存儲(chǔ)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。在應(yīng)用的時(shí)候，能量密度這個(gè)指標(biāo)比容量更具有指標(biāo)意義。容量不夠，做大一點(diǎn)即可，而能量密度的提高則需要技術(shù)的進(jìn)步。

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)緩慢增長(zhǎng)期。例如三星每年平均提高6.5%的能量密度，遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的摩爾定律：

手機(jī)的鋰電池能量密度已經(jīng)相當(dāng)?shù)母撸?/p>

鋰電池的使用條件

如此高能量密度的鋰電池，它的使用要非常小心。稍有不慎，輕則影響壽命，重則可能爆炸起火，例如三星的電池門。在所有的使用條件中，電壓和溫度是兩個(gè)最重要的相關(guān)條件，如下圖：

橫軸是電壓，縱軸是溫度，可以看到在這個(gè)象限中，大片標(biāo)明了各種可怕后果的紅色不宜警告中，只有中間短短一小塊安全區(qū)域。它才是鋰電池的舒適區(qū)，脫離它都會(huì)造成風(fēng)險(xiǎn)：

• 高電壓和低電壓：

鋰離子電池的電壓，有開路電壓和工作電壓，這里不再細(xì)述。開路電壓通常被定義為3.7V，但是全新的電池充飽后，能夠達(dá)到4.2V；鋰電池在達(dá)到3.4V后就可以說沒電了，實(shí)際上3.0V才真正被稱作完全沒電。鋰電池的放點(diǎn)曲線圖：

高于4.2V和低于3.4V都會(huì)對(duì)鋰電池壽命產(chǎn)生影響。高于4.2V被稱為過充，會(huì)對(duì)電池壽命產(chǎn)生不可逆影響，嚴(yán)重的會(huì)造成thermal runaway（熱失控），可能引起漲泡、漏液、起火爆炸等。 

鋰離子電池的壽命分為循環(huán)壽命和日歷壽命兩個(gè)參數(shù)。日歷壽命運(yùn)算復(fù)雜和應(yīng)用場(chǎng)景關(guān)聯(lián)緊密，故一般使用循環(huán)壽命（Cycle Life)，以次數(shù)為單位，表征電池可以循環(huán)充放電的次數(shù)。現(xiàn)在一般的電池循環(huán)壽命是數(shù)百次不等。國(guó)標(biāo)300次。

低于2.0V被成為過放，會(huì)嚴(yán)重影響電池壽命。

• 高低溫度：

高溫和低溫都會(huì)影響電池壽命，如圖：

低溫造成電池單元Cell電解液凝滯內(nèi)阻降低，并可能在陰極形成鋰凝結(jié)，不可逆的影響電池壽命。高溫則可能引發(fā)爆炸等thermal runaway。十分危險(xiǎn)。

低溫造成的影響

低溫會(huì)讓充電困難和危險(xiǎn)，故充電需要遵照J(rèn)EITA：

同時(shí)低溫下放電十分迅速：

鋰電池的保護(hù)

所有的鋰電池都帶有自我保護(hù)電路。一個(gè)最簡(jiǎn)單的保護(hù)電路至少需要包含以下這些要素：

Protection IC: 帶有雙向充電和放電保護(hù)，在過充或者過放時(shí)斷開電路，以策安全。

Fuse: 在緊急時(shí)刻熔斷電流，是最后一道保險(xiǎn)。

結(jié)論

低溫下使用鋰電池，無論充電或者放電都性能不佳，而且有可能對(duì)壽命造成影響，還是應(yīng)該避免。下面是一些鋰電池使用中的大眾說法，我們來一一鑒別一下：

1. 第一次使用要滿充滿放三次，以激活鋰電池。錯(cuò)誤，鋰電池沒有記憶效應(yīng)，不需要激活。
2. 最好用完光再充電。錯(cuò)誤，循環(huán)壽命并不是庸俗的充電次數(shù)，而是一次整體Cycle，即將電池電量用光然后再充滿的過程，而不是插上充電器再拔掉就算1次?？梢噪S用隨充。如果用光再?zèng)_，放置過久還可能導(dǎo)致過放，影響電池壽命。
3. 不要一直充電，沖好了就拔下來。小部分正確，大部分錯(cuò)誤。一般的手機(jī)在充電時(shí)并不是簡(jiǎn)單的恒定電壓充電，而是為了延長(zhǎng)電池壽命，有優(yōu)化的充電算法，包括CC， CV和MC等等。在判斷沖飽后并不會(huì)一直不停地沖，完全不用擔(dān)心，可以一直插著電源用。部分山寨和低價(jià)設(shè)備由于缺少充電管理設(shè)備，建議充好即止。
4. 閑置手機(jī)要及時(shí)充電。正確。鋰電池放置不用，電力也會(huì)悄悄流逝，在低于2.0V后會(huì)過放，嚴(yán)重影響電池壽命。最好定時(shí)充電。

其他

最后是上期（如何正確理解蘋果“降速門”中降速的意思？到底降了多少呢？）最后的問題：

為什么蘋果會(huì)爆出來降頻問題，而其他手機(jī)廠商并沒有？電池不是都要老化嗎？

這里是我的一些思考（很難說是答案，答案在大家心中）。首先是事實(shí)：

1. 鋰電池隨著循環(huán)周期次數(shù)的增多，其能夠提供的峰值開路電壓在緩慢下降，也就是說沖飽后電壓下降了。能提供的峰值電流也會(huì)下降。
2. 峰值電流下降到某個(gè)程度就不能提供手機(jī)峰值功耗所需的電能。
3. 低溫會(huì)導(dǎo)致問題嚴(yán)重很多。包括起始電壓下降，放電曲線陡峭等等。

所以這是個(gè)業(yè)內(nèi)普遍問題。那為什么僅僅蘋果公司會(huì)被迫降頻呢？我認(rèn)為是蘋果公司手機(jī)比較穩(wěn)定，很難出現(xiàn)死機(jī)等問題；同時(shí)用戶基數(shù)大，各代手機(jī)都在用，我老婆還有個(gè)iPhone4還可以拿來玩游戲；蘋果公司不得不支持長(zhǎng)尾用戶。而普通安卓手機(jī)，在老化后各種問題頻出，例如三星原來就有閃存門（其實(shí)很多安卓手機(jī)都有類似問題，我就不點(diǎn)名了），用上一年后經(jīng)常死機(jī)，誰也不知道為啥死了（據(jù)我所知，某手機(jī)也有電池老化問題，只不過選擇忽略）。

其實(shí)電池充電還有很多有趣的問題和算法，如CC、CV和MC等等，還有最新出現(xiàn)的快速充電標(biāo)準(zhǔn)。我不確定大家都愛看不愛看，如果你愛看，請(qǐng)?jiān)谠u(píng)論區(qū)留言，謝謝！