鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1316次 | 2020年11月26日
為何鋰離子電池怕極寒和酷暑?
現(xiàn)象:手機(jī)被凍自動(dòng)關(guān)機(jī)
上周,陳女士駕車出門,一不小心追尾了前面一輛車。被追尾的車主掏出手機(jī)拍照取證,拍了沒幾張,手機(jī)就自動(dòng)關(guān)機(jī)了。這位車主還很納悶,因?yàn)槭謾C(jī)電量不少,可怎么也打不開了。等到了4S店,暖風(fēng)一吹,原本罷工的手機(jī)很快就恢復(fù)了正常。車主這才意識(shí)到,手機(jī)是被凍關(guān)機(jī)了。
記者隨機(jī)采訪身邊的朋友發(fā)現(xiàn),在上周最冷的幾天里,假如在戶外使用手機(jī),確實(shí)非常明顯地能夠感覺到手機(jī)的電量用得特別快。
老家在壩上草原的李小姐告訴記者,家鄉(xiāng)冬季氣溫經(jīng)常在零下二十多度,手機(jī)被凍關(guān)機(jī)是常見的事兒。冬天回老家的時(shí)候,手機(jī)運(yùn)行就會(huì)變得很慢,有時(shí)在外面打著打著電話,手機(jī)自己就關(guān)了。不過她也不忘補(bǔ)充道,我們那里冬天在外面打電話的人還真是不多,手機(jī)有沒有事不說,手和耳朵也受不了。
其實(shí)不單單是手機(jī),一位攝影記者也反映,大冷天在外面拍新聞,相機(jī)電量用得差不多比平時(shí)快一倍。他用的可不是小小的手機(jī),而是專業(yè)級(jí)別的單反相機(jī)到南極拍企鵝差不多用的也是這一級(jí)別的相機(jī)。
電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航里程縮水
手機(jī)不抗凍大不了回屋再用,可另外一種高科技產(chǎn)品在嚴(yán)寒中的反常表現(xiàn)就讓使用者頭疼得厲害了,那就是電動(dòng)汽車。當(dāng)寒冷的天氣襲來,為數(shù)不少的電動(dòng)汽車車主都會(huì)碰到一個(gè)非常棘手的問題,那就是車輛的續(xù)航里程會(huì)縮水很多。
充電不便、續(xù)航受限,原本就是電動(dòng)汽車最重要的一個(gè)短板,而遇到了寒冷的氣溫,這一短板又被放大了不少。北京郊區(qū)的區(qū)域出租車,很多都是用新能源的電動(dòng)汽車。一位常跑通州的出租車司機(jī)告訴記者,他所使用的電動(dòng)汽車,官方宣稱的續(xù)航里程是200公里,但實(shí)際正常情況下充一次電也就能跑150、160公里左右。這幾天天冷就更差了,假如打開空調(diào)暖風(fēng),能堅(jiān)持跑到100公里就不錯(cuò)。這么冷的天,不開暖風(fēng),坐在車?yán)飳?shí)在受不了,可開了暖風(fēng),老得去充電也確實(shí)讓人崩潰。我只能多穿點(diǎn)衣服,沒客人的時(shí)候就關(guān)了暖風(fēng),有人坐車再打開,盡量多堅(jiān)持一段。這位司機(jī)無奈地說。
記者查看了一些電動(dòng)汽車論壇,發(fā)現(xiàn)有不少有關(guān)冬天電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航里程大為縮水的抱怨。曾有專業(yè)汽車媒體做過冬季使用電動(dòng)汽車的續(xù)航衰減測(cè)試,冬季電動(dòng)汽車的續(xù)航里程普遍會(huì)出現(xiàn)明顯的減少,不同品牌的車輛,最低的里程折損在5%左右,而最多的折損可達(dá)到30%左右。
而且,這種問題也并不是僅出現(xiàn)在價(jià)格較為便宜的國(guó)產(chǎn)電動(dòng)汽車上。據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道,電動(dòng)汽車?yán)镲L(fēng)頭最強(qiáng)的特斯拉,在氣候寒冷的北歐國(guó)家挪威,也被不少車主抱怨充電和續(xù)航都遇到了問題。
探因:怕冷又怕熱的鋰離子電池
其實(shí)不管是手機(jī)、相機(jī)還是電動(dòng)汽車,真正讓它們?cè)趪?yán)寒里性能受到影響的并不是機(jī)器本身,而是這些產(chǎn)品所共同使用的能量來源鋰離子電池。正是因?yàn)殇囯x子電池體虛畏寒,才讓這些電子設(shè)備在低溫時(shí)無法正常使用。
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)差從而出現(xiàn)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,并不是鋰離子電池真的沒電了,而是有電卻不能正常釋放出來。有分析數(shù)據(jù)稱,普通的鋰離子電池在零攝氏度時(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相同,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x子電池的非工作狀態(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。
另外,手機(jī)公司的技術(shù)人員也表示,機(jī)身材質(zhì)、工業(yè)設(shè)計(jì)、產(chǎn)品性能等方面的差異,也會(huì)造成不同的手機(jī)產(chǎn)品在低溫下的表現(xiàn)有所差異,例如玻璃材質(zhì)、金屬材質(zhì)和塑料材質(zhì)的機(jī)身,自身的熱傳導(dǎo)能力并不相同,手機(jī)暴露在外到電池溫度達(dá)到臨界值的時(shí)間也會(huì)有差別;有的手機(jī)處理器散熱不好,平時(shí)用容易發(fā)熱,但在寒冷的天氣里反而能堅(jiān)持更長(zhǎng)時(shí)間。
追問:手機(jī)能不能做得更抗凍
手機(jī)公司就不能多花點(diǎn)心思,把手機(jī)做得更耐寒一些?
帶著這樣的問題,記者咨詢了一些手機(jī)硬件工程師,得出的結(jié)論是,未來手機(jī)肯定會(huì)更抗凍。
從手機(jī)制造的方面,可以通過使用特別材質(zhì)和工藝來新增手機(jī)的防寒功能,但是這樣的手機(jī)很難真正走向市場(chǎng)。一位專業(yè)人士說,新增手機(jī)防寒能力,手機(jī)可能會(huì)變得更厚、更沉、成本更高,這與當(dāng)前手機(jī)追求輕薄的趨勢(shì)是不相符的。而且防凍對(duì)手機(jī)來說是一個(gè)小眾需求,關(guān)于大多數(shù)人來說,手機(jī)要防凍,一年可能只有幾天,有多少人會(huì)因?yàn)榉纼龅脑蛉セǜ嗟腻X買一臺(tái)更笨重的手機(jī)?況且,這種方式也無法從根本上解決手機(jī)防凍的問題,無非就是能在寒冷天氣里堅(jiān)持的時(shí)間再長(zhǎng)一些罷了。
從實(shí)用角度,電池技術(shù)的革新才是解決手機(jī)等電子產(chǎn)品抗寒性能最好的方式。有消息稱,已經(jīng)有研究機(jī)構(gòu)開發(fā)出能夠在低溫環(huán)境下正常使用的電池技術(shù)。這無疑是電池發(fā)展的一個(gè)方向,低溫環(huán)境下正常使用的電池肯定會(huì)被應(yīng)用在手機(jī)上。一位手機(jī)硬件工程師說,當(dāng)然,一種新技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室走向?qū)嵱眠€是要經(jīng)過一段時(shí)間的。
不過據(jù)華為終端內(nèi)部人士透露,華為的新機(jī)Mate8在所使用的電池材料中就使用了特別的配方,能夠防止電池的電量和電壓在低溫下快速下降。這也表明,手機(jī)公司確實(shí)在電池技術(shù)上進(jìn)行著革新的嘗試。估計(jì)能夠適應(yīng)更加復(fù)雜和惡劣環(huán)境的手機(jī)或者電子產(chǎn)品,距離走進(jìn)我們的生活,應(yīng)該為時(shí)不遠(yuǎn)了。
貼士:給手機(jī)貼暖寶不可取
記者的一位朋友,在上周最冷的幾天里正好到東北去出差,在其他人的手機(jī)都在嚴(yán)寒中罷工時(shí),只有她的手機(jī)因?yàn)橛昧艘环N特別的裝備,戰(zhàn)風(fēng)雪斗嚴(yán)寒,絲毫沒影響使用。到底是什么黑科技呢?說穿了其實(shí)并不稀罕她在手機(jī)背面貼了一張暖寶寶。
不過話說回來,雖然暖寶寶加持的方式被證實(shí)確實(shí)有效,但是手機(jī)技術(shù)人士還是表示,這種辦法并不推薦。因?yàn)槭謾C(jī)不僅僅怕冷,同時(shí)也怕熱。手機(jī)電池在外界溫度太高時(shí),有可能會(huì)發(fā)生爆炸;手機(jī)主板、芯片、顯示屏等精細(xì)電子元件,在溫度太高時(shí),有可能發(fā)生損壞,即便當(dāng)時(shí)沒有出現(xiàn)任何問題,其使用壽命可能已經(jīng)打了折扣。據(jù)專業(yè)人士介紹,暖寶寶這種東西,其溫度是無法進(jìn)行控制的,很有可能會(huì)超過手機(jī)能夠承受的上限。
安全網(wǎng)支招:
既然自取暖的方式不可取,那又有什么靠譜的電子產(chǎn)品防凍竅門呢?專業(yè)人士也給記者支了幾招:
1.盡量不要讓手機(jī)暴露在低溫的環(huán)境下。當(dāng)我們外出時(shí),可把手機(jī)貼身放置,或者放在有保溫效果的包里,要接打電話時(shí)可以通過藍(lán)牙耳機(jī)或者線控耳機(jī),實(shí)在沒有條件,就盡量縮短每次使用的時(shí)間。
2.為手機(jī)配置更厚更保暖的手機(jī)殼,理論上講,手機(jī)外面包裹的東西越多,溫度傳導(dǎo)得就越慢,在低溫天氣里能支持的時(shí)間就越長(zhǎng)。
3.假如手機(jī)在低溫下自動(dòng)關(guān)機(jī)了,回到室內(nèi)時(shí)不要馬上打開手機(jī),這樣會(huì)對(duì)手機(jī)的元件帶來?yè)p傷,要等到手機(jī)溫度恢復(fù)正常時(shí)再開機(jī)。
4.關(guān)于一些體積較大、不便貼身攜帶進(jìn)行保暖的電子設(shè)備,如單反相機(jī)、攝像機(jī)等,可將鋰離子電池取出放在保溫的地方,保持電池的溫度不會(huì)太低,要使用時(shí)再取出安裝上使用。
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