
低温会影响电池的寿命和性能。尤其是锂电池,在低温环境下,电池的化学反应会变得更缓慢,导致电池的放电能力降低,容量减少。此外,低温还可能导致电池内部电解液的黏度增大,从而增加内阻,导致电池发热并且效率下降。气温太低会让手机电池暂时出问题,如果从过低的室外温度进入到室内,会使得水汽凝结到手机上,进入主板中使手机受潮,因此会发生突然死机甚至无法开机现象。
因此,在气温骤变的情况下,尽量不要使用手机通话,或者改用耳机通话,避免手机直接暴露,或者给手机买个较厚的套儿,能起到一定保护作用。
对于锂离子电池而言,不论是国标还是企标,对放电的下限温度都有着严格的限制:不低于-20℃。而对于充电温度而言,则不仅会像放电一样规定最低温度,甚至明确规定低温下只能小倍率充电、且不能满充(例如0~15度时只能0.2C充电,且上限电压是4.0V)。
锂离子电池低温放电容量会降低,但是经过常温充放电后可以恢复,是可逆的容量损失;但是低温充电会造成析锂,是永久性的容量损失。
由于低温充电析锂的危害更大,因此锂离子电池的低温充电要比低温放电管控的更严。目前很多电池厂都会用“阶梯充电”的方式描述锂离子电池的充电条件。
锂离子电池的容量单位一般是毫安(mAh)或Ah(Ah),在使用中附加容量与实际容量的差别。能量密度是指电池每单位体积或重量所能储存和释放的能量量。有两个单位:Wh/kg和Wh/L,分别表示重量比能和体积比能。在应用中,能量密度比容量更重要。容量不够,可以做得更大,并且要能量密度来推进技术。
近年来,锂离子电池的发展经历了一个快速发展的时期,也进入了一个缓慢上升的时期。以三星为例,其年平均能量密度为6.5%,远远落后于半导体行业的摩尔定律:
手机锂离子电池的能量密度已经相当高了:
锂离子电池的工作条件
锂离子电池具有如此高的能量密度,因此在使用时要格外小心。一个小错误可能会影响使用寿命或引起火灾,如三星。在所有的工作条件中,电压和温度是两个最重要的相关条件,如下图所示:
横轴是电压,纵轴是温度,你可以看到在这一象限,有大面积的红色警告和各种可怕的结果,中间只有一个很短的安全区域。这是锂离子电池的舒适区,离开它可能会很危险:
高低压:
锂离子电池的电压,有开路电压和工作电压,这里就不详细介绍了。开路电压通常含义为3.7v,但充满电后,新电池可以达到4.2v。锂离子电池可以说是在3.4v时就没电了,实际上3.0v是真的没电了。锂离子电池放置曲线:
高于4.2v,低于3.4v会影响锂离子电池的使用寿命。高于4.2v称为过充,会对电池寿命出现不可逆的影响。会形成严重的热失控,可能会导致起泡、漏液、火灾爆炸等。
锂离子电池的寿命分为两个参数:循环寿命和日历寿命。日历寿命的计算比较繁琐,与应用场景密切相关,所以通常用循环寿命来表示电池可以循环充放电的次数。电池的平均寿命现在是以前的数百倍。Gb300倍。
低于2.0V称为过放电,严重影响电池寿命。