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手机都被冻关机了 你觉得这是真的吗?

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最近几天,全国大范围内可都是冷得够可以的了,有一种说法是“有一种冷,叫手机都被冻关机了! ”,你觉得手机冻关机这样的事情是真的吗?

问题:手机真的会被“冻”关机么?寒冷会对手机造成什么伤害?


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红色荒漠 超声波无损检测员

极端的温度,对电池的影响最大,因为电池充放电的本质是一种化学反应

对一般的手机设计来说,电池运行的最佳温度在 0°C 至 35°C,过高的温度(>35°C)可能永久损坏电池容量,而在非常寒冷的环境下(低于 0°C)使用手机时,则会使电池的使用时间降低,最终导致手机关闭,但当电池温度返回正常适用范围,其性能也会随之恢复正常。

而更极端的环境温度:<-20°C或> 45°C ,不但手机电池无法正常使用,而且影响电池的储存寿命,导致其性能永久恶化。

所以对于手机,在非理想的工作环境下,真的会被“冻”关机,而且低端寒冷会对手机电池的寿命产生负面影响。

有兴趣的朋友可以查查自己手机的工作环境,目前查到,我自己使用的某苹果手机的工作环境温度是0°C 至 35°C,而我爸使用的某国产手机的工作环境温度是-15 至 55°C。

卖口张要做技术青年 化学学士,果壳实验室成员

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:如下图,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



化学电池放电曲线示意图 图片来源:power.21ic.com

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。

低温时的电池表现

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。

推导过程如下(太长可以不看):


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。

所以不同温度下电池放电曲线会下面这样



不同温度下锂电池放电曲线示意图 图片来源:www.atchip.com

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。

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。也是导致手机低温下自动关机的部分原因。


低温对电池有无伤害?

相信大家比较关心这个问题。

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。


苹果不同设备推荐使用温度 资料来源:苹果(中国)官网

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。

不过电池和人一样,天太冷就会冻成傻X。不同在于电池的傻X真的是被冻的,而回温之后很快就不傻X了。但是我觉得像小编这用小米的,冬天都是能暖被窝的货,肯定是不会被冻关机的。

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