锂电池为何“惧怕”极端环境温度

难不成人怕冷手机也怕冷？其实，不止是手机，任何使用锂电池的电子设备在寒冬里都会碰到同样的问题，内行人说了，锂电池其实是个既怕冷又怕热的东西。

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【现象】手机被冻自动关机

驾车出门，一不小心追尾了前面一辆车。被追尾的车主掏出手机拍照取证，拍了没几张，手机就自动关机了。这位车主还很纳闷，因为手机电量不少，可怎么也打不开了。等到了4S店，暖风一吹，原本罢工的手机很快就恢复了正常。这才意识到，手机是被冻关机了。

随机采访身边的朋友发现，在最冷的几天里，如果在户外使用手机，确实非常明显地能够感觉到手机的电量用得特别快。

其实不单单是手机，一位摄影记者也反映，大冷天在外面拍新闻，相机电量用得差不多比平时快一倍。他用的可不是小小的手机，而是专业级别的单反相机——到南极拍企鹅差不多用的也是这一级别的相机。

电动汽车续航里程缩水

手机不抗冻大不了回屋再用，可另外一种高科技产品在严寒中的反常表现就让使用者头疼得厉害了，那就是电动汽车。当寒冷的天气袭来，为数不少的电动汽车车主都会碰到一个非常棘手的问题，那就是车辆的续航里程会缩水很多。

充电不便、续航受限，原本就是电动汽车最重要的一个短板，而遇到了寒冷的气温，这一短板又被放大了不少。北京郊区的区域出租车，很多都是用新能源的电动汽车。一位常跑通州的出租车司机告诉记者，他所使用的电动车，官方宣称的续航里程是200公里，但实际正常情况下充一次电也就能跑150、160公里左右。“这几天天冷就更差了，如果打开空调暖风，能坚持跑到100公里就不错。”这么冷的天，不开暖风，坐在车里实在受不了，可开了暖风，老得去充电也确实让人崩溃。“我只能多穿点衣服，没客人的时候就关了暖风，有人坐车再打开，尽量多坚持一段。”这位司机无奈地说。

曾有专业汽车媒体做过冬季使用电动车的续航衰减测试，冬季电动汽车的续航里程普遍会出现明显的减少，不同品牌的车辆，最低的里程折损在5%左右，而最多的折损可达到30%左右。

而且，这种问题也并不是仅出现在价格较为便宜的国产电动汽车上。电动汽车里风头最强的特斯拉，在气候寒冷的北欧国家挪威，也被不少车主抱怨充电和续航都遇到了问题。

【探因】怕冷又怕热的锂电池

其实不管是手机、相机还是电动汽车，真正让它们在严寒里性能受到影响的并不是机器本身，而是这些产品所共同使用的能量来源——锂电池。正是因为锂电池“体虚畏寒”，才让这些电子设备在低温时无法正常使用。

据了解，锂离子电池的工作原理是内部的电解质通过化学反应的变化，在正负极出现电势差从而产生电流。在低温环境下电解质移动得相当慢，从而影响锂离子在正负极之间的转移活性，导致电池充放电性能下降。简单地说，在低温环境下，并不是锂电池真的没电了，而是有电却不能正常释放出来。有分析数据称，普通的锂电池在零摄氏度时，其容量会减少20%，当达到零下10摄氏度时，容量可能只有一半左右。

按照苹果官方给出的数据，iPhone的理想使用温度带介于16℃至22℃之间，可以正常使用的温度区间是0℃至35℃，而可以存放的温度范围是-20℃至45℃。记者查看了其他一些手机产品的说明书，对温度的要求也和iPhone一样，包括相机，也都要求在0℃至35℃之间使用。低于0℃或者高于35℃，都有可能出现无法正常使用的情况。

从网友反馈的情况来看，似乎手机被冻关机更多地发生在iPhone身上，其他手机如安卓手机看起来比苹果更“抗冻”一些。有手机硬件技术人士告诉记者，iPhone手机更怕冻并不能说明iPhone在做工上不如其他手机。事实上，iPhone在低温下会自动关机，并不是电池达到了无法工作的温度，而是为了防止因为低温对手机电池和其他硬件造成损坏，厂商设定当温度低于一定值时，手机会进行自动关机保护，因为锂电池的非工作状态对温度的要求范围要比工作状态下温度要求范围更大。多数其他手机并没有类似的低温保护设置，因此看起来对低温并没有iPhone那么敏感。

另外，手机企业的技术人员也表示，机身材质、工业设计、产品性能等方面的差异，也会造成不同的手机产品在低温下的表现有所差异，例如玻璃材质、金属材质和塑料材质的机身，自身的热传导能力并不相同，手机暴露在外到电池温度达到临界值的时间也会有差别；有的手机处理器散热不好，平时用容易发热，但在寒冷的天气里反而能坚持更长时间。

【追问】手机能不能做得更抗冻

手机企业就不能多花点心思，把手机做得更耐寒一些？

带着这样的问题，记者咨询了一些手机硬件工程师，得出的结论是，未来手机肯定会更“抗冻”。

从手机制造的方面，可以通过使用特别材质和工艺来增加手机的防寒功能，但是这样的手机很难真正走向市场。一位专业人士说，“增加手机防寒能力，手机可能会变得更厚、更沉、成本更高，这与当前手机追求轻薄的趋势是不相符的。而且防冻对手机来说是一个小众需求，对于大多数人来说，手机需要防冻，一年可能只有几天，有多少人会因为防冻的原因去花更多的钱买一台更笨重的手机？”况且，这种方式也无法从根本上解决手机防冻的问题，无非就是能在寒冷天气里坚持的时间再长一些罢了。从实用角度，电池技术的革新才是解决手机等电子产品抗寒性能最好的方式。

【贴士】给手机贴暖宝不可取

记者的一位朋友，在上周最冷的几天里正好到东北去出差，在其他人的手机都在严寒中罢工时，只有她的手机因为用了一种特别的装备，战风雪斗严寒，丝毫没影响使用。到底是什么“黑科技”呢？说穿了其实并不稀罕——她在手机背面贴了一张暖宝宝。

不过话说回来，虽然暖宝宝“加持”的方式被证实确实有效，但是手机技术人士还是表示，这种办法并不推荐。因为手机不仅仅怕冷，同时也怕热。既然“自取暖”的方式不可取，那又有哪些靠谱的电子产品防冻窍门呢？专业人士也给记者支了几招：

1.尽量不要让手机暴露在低温的环境下。当我们外出时，可把手机贴身放置，或者放在有保温效果的包里，需要接打电话时可以通过蓝牙耳机或者线控耳机，实在没有条件，就尽量缩短每次使用的时间。

2.为手机配置更厚更保暖的手机壳，理论上讲，手机外面包裹的东西越多，温度传导得就越慢，在低温天气里能支持的时间就越长。

3.如果手机在低温下自动关机了，回到室内时不要马上打开手机，这样会对手机的元件带来损伤，要等到手机温度恢复正常时再开机。

4.对于一些体积较大、不便贴身携带进行保暖的电子设备，如单反相机、摄像机等，可将锂电池取出放在保温的地方，保持电池的温度不会太低，需要使用时再取出安装上使用。

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温度低了就“趴窝”，锂电池为何会怕冷？会不会受伤害呢？

文/桃李

新能源汽车作为目前汽车消费市场的主力产品，其在市场上的占比随着国家政策的支持以及消费者接受程度的提升而不断不断提高。虽然目前我国的新能源汽车的保有量已经突破了一千万辆，但是后续的进展似乎有所放缓。这里面有多方面原因的影响，比如电池的安全性、电动汽车的续航能力、电池的充电效率等问题，除此之外，电动汽车的使用限制也是一大问题。

我们都知道，电动汽车的实际续航跟官方标明的续航是存在一定的差距的，而这些差距会随着外部环境的改变而不断拉大，其中最大的一个影响因素就是温度。当温度低于零下10摄氏度时，电池的容量可能就只有正常情况下的一半左右，那么问题来了，电动汽车为什么会怕冷呢？低温又会对其产生什么样的影响呢？

首先我们需要知道，锂离子电池是由正极、负极、电解液以及隔膜组成。锂离子电池的充放电过程，就是锂离子的嵌入和脱嵌过程，简单来说就是锂离子在正负极之间来回的运动过程。在充电过程中，电池的正极有锂离子生成，生成的锂离子从正极“跳进”电解液里，并穿过隔膜到达负极，与早就通过外部电路跑到负极的电子结合在一起。

而在放电过程中，电子和锂离子同时朝着正极运动，它们方向相同但路径不同，电子从负极通过外部电路跑到正极；锂离子则是从负极“跳进”电解液里，再次经过隔膜游回正极，与早就跑过来的电子结合在一起。至于我们所说的电池容量其实指的就是放电容量。

在电池中既有固体材料也有液体材料，固体材料摆脱不了热胀冷缩的原理，面对低温状态，正负极材料会收缩，其所能嵌入的锂离子数量就会降低，大量的锂离子就只能呆在电解液之中没办法和电子相遇；同时电解液在低温下会变得粘稠甚至是凝固，锂电池的导电锂盐的活力会下降，锂离子的运动也会变得更加缓慢，相应的，锂电池的充电过程也会变得缓慢。

对于锂离子电池而言，长时间处在低温状态下会对自身产生不可逆的损伤。刚才说到在低温下正负极材料嵌入锂离子的能力会下降，导致大量的锂离子堆积在电解液之中，充电时，锂离子挤不进石墨层里就会直接在负极表面得到电子变成金属锂，堆积成锂枝晶，大量的锂枝晶会刺穿隔膜；放电时，锂离子挤在正极晶格表面，又容易造成正极的破裂，出现“死锂”。