本文就重點討論下溫度，尤其是低溫對鋰電池的影響，并對鋰電池使用的誤區(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）或“Ah”（安時），在使用時又有額定容量和實際容量的區(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)用的時候，能量密度這個指標(biāo)比容量更具有指標(biāo)意義。容量不夠，做大一點即可，而能量密度的提高則需要技術(shù)的進步。

鋰電池的發(fā)展在經(jīng)歷一個快速期后，近些年進入一個緩慢增長期。例如三星每年平均提高6.5%的能量密度，遠遠落后于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的摩爾定律：

手機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)，脫離它都會造成風(fēng)險：

• 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，能夠達到4.2V；鋰電池在達到3.4V后就可以說沒電了，實際上3.0V才真正被稱作完全沒電。鋰電池的放點曲線圖：

高于4.2V和低于3.4V都會對鋰電池壽命產(chǎn)生影響。高于4.2V被稱為過充，會對電池壽命產(chǎn)生不可逆影響，嚴重的會造成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參數(shù)。日歷壽命運算復(fù)雜和應(yīng)用場景關(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)?，F(xiàn)在一般的電池循環(huán)壽命是數(shù)百次不等。國標(biāo)300次。

低于2.0V被成為過放，會嚴重影響電池壽命。

• 高低溫度：

高溫和低溫都會影響電池壽命，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。

低溫造成的影響

低溫會讓充電困難和危險，故充電需要遵照JEITA：

同時低溫下放電十分迅速：

鋰電池的保護

所有的鋰電池都帶有自我保護電路。一個最簡單的保護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，在過充或者過放時斷開電路，以策安全。

Fuse: 在緊急時刻熔斷電流，是最后一道保險。

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。如果用光再沖，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，大部分錯誤。一般的手機在充電時并不是簡單的恒定電壓充電，而是為了延長電池壽命，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. 閑置手機要及時充電。正確。鋰電池放置不用，電力也會悄悄流逝，在低于2.0V后會過放，嚴重影響電池壽命。最好定時充電。

其他

為什么蘋果會爆出來降頻問題，而其他手機廠商并沒有？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：

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下降。
2. 峰值電流下降到某個程度就不能提供手機峰值功耗所需的電能。
3. 低溫會導(dǎo)致問題嚴重很多。包括起始電壓下降，放電曲線陡峭等等。

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

其實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，請在評論區(qū)留言，謝謝！