苹果手机低温关机?手机为什么会被“冻”关机?低温对电池有伤害

栏目:百科 发表于:2019-3-3 11:37查看: 316653
在寒冷的冬天大家有没有觉得手机的电量越来越不耐用呢?尤其是苹果手机,在低温下还有可能关机,那么手机为什么会被“冻”关机?寒冷会对手机造成什么伤害?放肆吧为您解答~
低温时的电池表现
不考虑手机自身是否存在低温保护功能,单就电池性能而言,温度过低确实会导致电池放电困难,从而导致手机关机。
首先来看一下一般电池的放电特性:多数电池随着放电进行,电压先缓慢下降,超过某一放电程度后,电压会突降。
一般把电压比较平稳的那一段称为“放电平台”,对应的用电器设计电压也会根据放电平台的电压来设计。比如标称电压为4.2V左右的锂离子电池的放电至3.3V开始电压突降,那么对应的手机往往就得在3.3V以上供电电压下才能正常开机。
包括锂电池在内,所有的化学电池都是利用电化学反应提供电能。其输出电压会符合能斯特方程,根据这个方程可以推得——温度越低电池电压越低。
能斯特方程
其中:任一电池中的电化学反应都可以写成aA+bB==cC+dD的形式。
方程中,E表示某温度下实际电压,E*表示这个电池标准状况下的电压,R,n,F均为正常数,T为热力学温度(单位:K,数值恒为正)。
整个这一块称为这个电池反应的浓度幂,一般记为Q。只要电池处于放电状态,就说明这个反应还在向右进行,那么Q<1。
所以lnQ<0,
-RTlnQ/nF>0,
所以T越小,-RTlnQ/nF越小,则E*-RTlnQ/nF越小,也就是E在低温时比正常温度要小。
此外,低温下电池电解液黏度增大也会阻碍载流离子迁移,这会导致电池内阻变大、路端电压降低。其实电池充好了电,但是低温下提供不了那么高的电压,随着放电进行再降一降,就很快低于手机要求的最低电压了,于是你就看到手机自动关机。
低温对电池有无伤害?
就电池反应本身而言,它只随温度降低而电压下降,只要温度回升电压就会恢复,这种类型的影响是可逆的。但是,在更低的温度下,电池中的电解液有可能析出晶体,这些晶体析出后不一定能在回暖后完全溶解回去(充放电次数过多导致的电池容量下降也和晶体析出有关)。如前面答主@红色荒漠 所说,“更极端的情况”可能导致电池永久恶化。
当然,锂电池根据电极材料和电解液成分划分有很多种型号,每种型号的抗低温能力不一定相同,设计工作温度也会受设备中电池保温/散热性能影响。比如苹果手机等设备推荐使用温度在0~35℃,而MacBook则为10~35℃。据我了解,还有其他很多厂商的手机推荐工作温度则更宽泛一些。这些都可能和他们使用的电池型号不同有关。
低温中如何保护手机电池
核心还是尽量维持电池温度在工作温度范围内。要解决根本问题还是长时间把手机窝在温暖的口袋里。有人问过加棉或者绒的保暖套管不管用——这些保暖装备的根本原理都只是尽量隔热,减缓手机温度降低,最终还是能降到自动关机的程度。如果你大冷天地长期拿出手机玩ingress之类,用保温套不见得过半小时还管用。