我們從正極、負(fù)極、電液、粘結(jié)劑四塊提高磷酸鐵鋰電池包的低溫性能。

正極方面，現(xiàn)在都是納米化，它的粒徑、電阻力，AB平面軸長(zhǎng)大小三方面會(huì)影響到整個(gè)電池低溫的特性。不同工藝對(duì)正極也有不同的影響，100到200納米粒徑磷酸鐵鋰做出的電池低溫放電特性比較好，在－20度可以釋放94％，也就是粒徑的納米化縮短了遷移的路徑，也提高了低溫放電的性能，因?yàn)榱姿徼F鋰放電主要是跟正極有關(guān)。

從負(fù)極方面考慮充電特性，鋰電池低溫充電主要是負(fù)極影響，包括粒徑大小還有負(fù)極的間距變化，選取了三種不同的人造石墨作為負(fù)極，來研究不同的層間距和粒徑對(duì)低溫特性的影響。從三種材料來看，層間距大的顆粒石墨，從阻抗來講，本體阻抗和離子遷移阻抗比較小一點(diǎn)。

充電方面，鋰電池包在冬天低溫下放電問題不大，主要是低溫充電。因?yàn)樵跈M流比方面，1C或者0．5C的橫流比非常關(guān)鍵，到恒壓需要非常長(zhǎng)時(shí)間，通過改進(jìn)三種不同石墨的對(duì)比，發(fā)現(xiàn)其中一種在－20度充電恒流比有比較大的改善，從40％提高到70％多，層間距的增大，還有粒徑的減小。

電解液這一塊，在－20度，－30度下電解液結(jié)冰，黏度增大，形成性能惡化。電解液從三方面：溶劑，鋰鹽，添加劑。溶劑對(duì)磷酸鐵鋰電池包低溫影響從70％多影響到90％多，有十幾個(gè)點(diǎn)的影響；其次，不同鋰鹽對(duì)低溫的充放電的特性有一定的影響。我們固定了溶劑體系和鋰鹽基礎(chǔ)上，低溫添加劑可以使放電容量從85％提高到90％，也就是說，整個(gè)電解液體系中，溶劑、鋰鹽還有添加劑都對(duì)我們的動(dòng)力電池低溫特性有一定的影響，包括其他的材料體系一樣適用。”

粘結(jié)劑方面，20度充放電情況下，兩種點(diǎn)狀大概做了70多到80的循環(huán)以后，整個(gè)極片是有粘結(jié)劑失效的現(xiàn)狀，而采用線狀的粘結(jié)劑不會(huì)存在這個(gè)問題。在整個(gè)體系上，從正極、負(fù)極、電解液到粘結(jié)劑的改善以后，磷酸鐵鋰電池單體這塊做得比較好的效果，一個(gè)是充電特性，－20、－30、－40度溫度下0．5C充電恒流比可以達(dá)到62．9％，－20度溫度下放電可以放出94％，這是倍率跟循環(huán)的一些特性

 

據(jù)了解，鋰離子電池的工作原理是內(nèi)部的電解質(zhì)通過化學(xué)反應(yīng)的變化，在正負(fù)極出現(xiàn)電勢(shì)差從而產(chǎn)生電流。在低溫環(huán)境下電解質(zhì)移動(dòng)得相當(dāng)慢，從而影響鋰離子在正負(fù)極之間的轉(zhuǎn)移活性，導(dǎo)致電池充放電性能下降。簡(jiǎn)單地說，在低溫環(huán)境下，并不是鋰電池真的沒電了，而是有電卻不能正常釋放出來。有分析數(shù)據(jù)稱，普通的鋰電池在零攝氏度時(shí)，其容量會(huì)減少20%，當(dāng)達(dá)到零下10攝氏度時(shí)，容量可能只有一半左右。

 

按照蘋果官方給出的數(shù)據(jù)，iPhone的理想使用溫度帶介于16℃至22℃之間，可以正常使用的溫度區(qū)間是0℃至35℃，而可以存放的溫度范圍是-20℃至45℃。記者查看了其他一些手機(jī)產(chǎn)品的說明書，對(duì)溫度的要求也和iPhone一樣，包括相機(jī)，也都要求在0℃至35℃之間使用。低于0℃或者高于35℃，都有可能出現(xiàn)無法正常使用的情況。

 

從網(wǎng)友反饋的情況來看，似乎手機(jī)被凍關(guān)機(jī)更多地發(fā)生在iPhone身上，其他手機(jī)如安卓手機(jī)看起來比蘋果更“抗凍”一些。有手機(jī)硬件技術(shù)人士告訴記者，iPhone手機(jī)更怕凍并不能說明iPhone在做工上不如其他手機(jī)。事實(shí)上，iPhone在低溫下會(huì)自動(dòng)關(guān)機(jī)，并不是電池達(dá)到了無法工作的溫度，而是為了防止因?yàn)榈蜏貙?duì)手機(jī)電池和其他硬件造成損壞，廠商設(shè)定當(dāng)溫度低于一定值時(shí)，手機(jī)會(huì)進(jìn)行自動(dòng)關(guān)機(jī)保護(hù)，因?yàn)殇囯姵氐姆枪ぷ鳡顟B(tài)對(duì)溫度的要求范圍要比工作狀態(tài)下溫度要求范圍更大。多數(shù)其他手機(jī)并沒有類似的低溫保護(hù)設(shè)置，因此看起來對(duì)低溫并沒有iPhone那么敏感。