iPhone 在低温下突然关机。 事实上,锂(离子)电池不仅在低温下给苹果带来了麻烦,三星的手机也曾因无法在低温下充电而饱受诟病。 我老婆的旧iPad,今年冬天充满电后,突然没电了,插上充电器就无法开机了。 它只有在加热器上烘烤一段时间后才能恢复工作。 我女儿称它为最“精致”的电子设备。
本文重点关注温度,尤其是低温对锂电池的影响,澄清锂电池使用中的一些误区。 本文不解释电池的基本原理和发展历史。 如果你有兴趣,请谷歌。 这里有很多有趣的故事。 让我们从一组概念开始。
能量密度
锂电池容量的单位一般为“mAh”(毫安时)或“Ah”(安时),使用时额定容量与实际容量存在差异。 能量密度是指电池每单位体积或单位重量所能储存和释放的电量。 有两个单位:Wh/kg和Wh/L,分别代表重量比能和体积比能。 在应用中,能量密度的指标比容量更有意义。 如果容量不够,可以做大,能量密度的提高需要技术进步。
锂电池的发展在经历了高速发展期后,近几年进入了缓慢增长期。 例如,三星以平均每年 6.5% 的速度提高其能量密度,远远落后于半导体行业的摩尔定律:
手机中锂电池的能量密度已经相当高了,
锂电池的使用条件
如此高能量密度的锂电池,它的使用要非常小心。 稍有不慎就会影响寿命,也可能会爆炸起火,比如三星的电池门。 在所有使用条件中,电压和温度是最重要的两个相关条件,如下图所示:
横轴是电压,纵轴是温度。 可以看出,在这个象限中,只有在表示各种可怕后果的大红色警告中间,有一个很小的安全区域。 这是锂电池的舒适区,走出去会带来风险:
- 高低压:
锂离子电池的电压包括开路电压和工作电压,这里不再详述。 开路电压通常定义为3.7V,但全新电池充满电后可达到4.2V; 锂电池达到3.4V可以说是没电了,其实3.0V才真正叫彻底没电。 锂电池放电曲线
高于4.2V和低于3.4V都会对锂电池的寿命产生影响。 高于4.2V称为过充,会对电池寿命产生不可逆转的影响。 严重时会引起热失控(热失控),可能引起气泡、液体泄漏、火灾和爆炸。
低温导致电芯电解液内阻降低,可能在正极上形成锂凝结,对电池寿命造成不可逆影响。 高温可能导致热失控,例如爆炸。 非常危险。
结论
低温下使用的锂电池无论充放电性能都很差,可能会影响其寿命,应避免使用。 以下是锂电池使用中的一些流行说法,我们来一一辨认:
首次使用应充满电XNUMX次,以激活锂电池。 错了,锂电池没有记忆效应,不需要激活。
最好用完后再充电。 错了,循环寿命不是粗俗的充电次数,而是一个完整的循环,也就是电池电量用完再重新充电的过程,而不是插上充电器再拔一次。 可以随时充电。 如果用完再充电,放置时间过长也可能导致过放,影响电池寿命。
不要一直充电,用完就拔掉。 少数是正确的,大多数是错误的。 一般手机充电不是简单的恒压充电,而是为了延长电池寿命,都有优化的充电算法,包括CC、CV、MC等。 判断满了之后,就不会一直不停的冲了。 完全不用担心,您可以随时插上电源。 由于部分山寨和低价设备缺乏充电管理设备,建议尽快充电。
不使用时为手机充电。 正确的。 锂电池不使用时,电量会安静地流动,低于2.0V就会过放,严重影响电池寿命。 最好定期充电。