手机发热的原因及解决方法手机也是& ampquot怕冷& ampquot？冬天没电？原因原来是这样的

转眼间，天气又冷了。北方虽然有暖气，每天吃冰淇淋也够暖和，但是出门就面临40度左右的温差，有点尴尬。

如果你口袋里的智能手机真的是a & ampquot智能手机& ampquot，那么它肯定不& amp#039;我不想出去受凉。为什么？因为& ampquot生活酒吧& ampquot手机的力量，在这个季节总是以惊人的速度下降。

图库版权图片，未经授权转载。

这个季节，有一件事对折扣很有决定性。——电池的续航.北方冬季电动车续航里程可能不到夏季的30%。手机关机速度不要太多。

网上有一个生动的描述：我冬天有急事要出门。拿起手机一看，还有50%的电量。到了目的地，我拿起手机一看，刚才还是绿色的电池图标不知道什么时候变成了红色的20%.你惊讶地盯着它看，眼前就变成了1%。你大惊失色，怒不可遏，在手机上搓手，却还能& amp#039;不要停止手机变冷的身体.

难道我们就要眼睁睁看着手机的电量在大冷天里一点点耗尽吗？在讨论对策之前，让我们先看看。#039;让我们来看看电池是如何工作的。#039;标准普尔。quot停电的困境及对策。quot就形成了。

寒冬下的锂电池续航困境

电池，生活中不可或缺的东西。在每一个可以& amp#039;有线电力网覆盖不到，有电池。在手机、笔记本电脑、数码相机中，基本都使用可充电锂离子电池。目前，电动汽车的核心组件也是一种大型锂离子电池,电动汽车发展势头良好，其性能优于直接决定了汽车能跑多快、跑多远.

图库版权图片，未经授权转载。

电动汽车现在可以& ampquot卷土重来& ampquot，锂电池功不可没。为什么电动车会卷土重来？电动车曾经富可敌国。

电动汽车的历史可以追溯到19世纪末20世纪初的相比于内燃机汽车早了半个多世纪. 1834年，电动汽车在欧美等发达国家普及，电动汽车在美国的市场份额比内燃机高出16%。不禁叹了口气，真的满大街都是电动汽车啊!

随着经济的发展，公路网的建设越来越广泛，人们的生活范围也越来越大。#039;的活动越来越扩大。再加上石油开采提炼技术和内燃机技术的飞速发展，汽车的续航里程要求越来越高和使用成本、续航里程还是价格及性能都成了燃油汽车.从这个时候开始，电动车的热度慢慢下降，逐渐淡出人们的视线& amp#039;的视线。

更加具有优势

如今，电动汽车已在低温造成的几大挑战,上市，理论续航里程可达600-700公里。但是到了冬天，电动车可能会没电跑两三百公里，充电速度也没有平时快。电车的短板& amp#039;的生命似乎还不够长。

什么？#039;有什么问题吗？原来是在能够有足够长的续航里程.

在探讨电池内耗的原因之前，先了解一下电池的工作原理。

电池主要由以下几部分组成：温度太低，电池“内耗”(大部分以石墨为负极)、负极(以磷酸亚铁锂为例)、正极(锂离子可以通过，但电子可以& amp#039;t)和隔膜.

图片来源：作者自己做的。

锂离子电池充电时，锂离子会从正极的磷酸亚铁锂中逸出，在电解液中移动到负极，嵌入石墨中。负极的石墨将吸收从正极流出的锂离子和穿过导线的电子。放电时，储存在石墨中的锂离子再次跑出，穿过电解液，通过隔膜回到正极。电子可以& amp#039;t穿过隔膜，但只能从外部导线返回正极。这个动作使电线中的电流驱动电器工作。

低温会如何影响锂离子电池的运行？电池的外壳.就像手指

在电池的材料和运作过程均会受到低温环境的影响,锂离子嵌入阳极电极材料的速度很慢，它前面的锂离子可以在后面的锂离子到达之前嵌入材料中。锂离子开始卡在堵车的地方，大量的锂离子堆积在电极材料表面会加速钝化层(业内称为SEI膜，会减缓锂离子嵌入电极的速度)的生成，使得嵌入更加困难。宏观表现是低温环境下离子脱出、嵌入材料变得不容易了，穿过隔膜也更困难，离子的运动速度也会降低.

在低温放电,锂离子迁移到石墨阴极，但锂离子嵌入石墨的速度也会降低，而电子可以通过导线愉快地到达阴极。当电子在负极表面遇到锂离子时，会生成金属锂，形成锂枝晶，电池内阻变大，电池开始“内耗”，向外输出的电量就变小.

显微镜下的锂枝晶。画

只要思想不滑坡

办法总比困难多

锂电池低温性能短板，可是一众科研界大佬的“眼中钉肉中刺”啊，电池领域都快把元素周期表探索完了，区区一个低温就能把人给难住喽？科研人员在研究中有了克服困难的思路——目前，补齐这个短板可以从下面三条路入手。

第一条：换材料。可以换材料加工方式，换电池制作工艺。

低温环境下导致电池放电性能下降的原因是电池内部阻抗太大，通过更换新的电解质材料、电极材料，尽可能的降低低温情况下的电池内部阻抗，从而提升电池的低温性能。

第二条：内预热。人在觉得冷的时候靠自己跺脚、搓手来产生热量，电池也可以这样干。

图库版权图片，不授权转载

这条技术路线称为内部预热。在制造电池时，制造商会在电池结构中加上一片薄镍箔，并在上面覆盖有电绝缘聚合物（防止薄镍箔导致电池短路）。一旦电池温度过低，控制器会强制电流通过镍箔，产生大量的热能来迅速加热电池材料。让电池始终在比较良好的工作温度范围内放电。

要是想在低温情况下充电，充电设备会先给电池进行小功率充电，利用充电时电池本身产生的热量来预热电池，等到电池温度上升到一个合适的范围再进行大功率快速充电。

第三条：外加热。可以给电池加装预热设备(好比给人提供暖气、电热炉)。

电池先对预热器件进行小功率的供电，预热器件发热使电池温度上升，等到达合适的工作温度后，电池才进入正常工作状态。部分电动汽车配备了电池预热功能，冬天在使用汽车前对电池进行预热，才能使汽车进入正常的工作状态。

电池预热的方法。图片来源：参考文献

低温锂电池

未来可期

最近，国内首条采用磷酸铁锂电池的寒地电推船“领航一号”在松花江的某条支流成功下水，它能够克服零下三十度的低温。

“领航一号”寒地电推船。图片来源：中国科学报

低温电池的性能短板，正在被一步步补齐。说不定过几年就能有电动汽车在北极科考站驰骋了，到那时候，能在北极这种“怪物级别”通关的电池，再回我们日常使用环境这种“新手村”肯定就能稳定发挥啦！

参考文献：

[1] Luo S, Wang Z, Li X, 等. Growth of lithium-indium dendrites in all-solid-state lithium-based batteries with sulfide electrolytes[J]. Nature Communications, Nature Publishing Group, 2021, 12(1): 6968.

[2] 孙彤辉. 低温环境下锂电池加热方法研究[D]. 中国民用航空飞行学院, 2022.

[3] 陶政, 彭纪昌, 孟高军, 等. 锂离子电池低温预热方法研究综述[J]. 电源技术, 2022, 46(9): 949–953.

[4] 吴敬华, 杨菁, 刘高瞻, 等. 固态锂电池十年回顾与展望[J]. 储能科学与技术, : 1–30.

[5] 锂离子电池制造工艺原理与应用 (杨绍斌, 梁正) (z-lib.org).pdf[J]. .

[6] 王苏杭, 李建林, 李雅欣, 等. 锂离子电池系统低温充电策略[J]. 储能科学与技术, 2022, 11(5): 1537–1542.

[7] 苏林华, 高春辉, 陈明国, 等. LiFePO_4锂离子电池的低温性能改进[J]. 电池, 2022, 52(1): 63–66.

[8] Battery of tests_ Scientists figure out how to track what happens inside batteries _ Argonne National Laboratory.pdf[J].

出品｜科普中国

作者｜海里的咸鱼

监制｜中国科普博览

选送单位：中国科学院计算机信息网络中心

本文封面图片及文内图片来自版权图库

图片内容不授权转载

原创图文转载请后台回复“转载”