天冷手机耗电快！为何锂离子电池这么怕冷？

现在的电子产品在大面积应用锂离子电池之后，是越来越娇贵了，尤其是处在低温区的小伙伴们，一到寒冬时节，手机就容易出现各种各样的问题，比如低温自动关机、充不进电、突然跳电等问题。

原因就是在于低温会降低锂离子电池的化学反应速率，从而导致可容电量变小的情况。那么，为何不加大电池容量去让手机在冬天能够更经用呢？

这里就要牵扯到一个能量密度的概念，能量密度，指的是单位体积或单位重量的电池，能够存储和释放的电量，其单位有两种：Wh/kg，Wh/L，分别代表重量比能量和体积比能量。我们可以用一个等式来更加具象化能量密度这个概念：电池容量电池电压=电池能量密度电池体积。

而锂离子电池的发展在经历一个快速期后，近些年进入一个瓶颈期。像三星每年平均也只能提高6.5%的能量密度，其实是远远落后于半导体产业的摩尔定律的。

而且关于手机而言，本质上是一个非常理想的爆炸体，爆炸的重要原因正是因为能量聚集在一个密闭的空间内扩散不出去，而现在的手机为了防水性也是做得越来越密闭，越高的能量密度就可能带来越高的爆炸威力，这种风险其实是很大的，当年三星的note7其实就是一个非常惨痛的教训。

既然电池能量密度提升速度不高，那么就只能从电池体积入手了，而在手机日渐追求轻薄的现在，电池体积想要做到更大势必会和潮流相悖，所以这也是行不通的。

据了解，对一般的手机设计来说，电池运行的最佳温度在0C至35C，过高的温度(>35C)可能永久损坏电池容量，而在非常寒冷的环境下(低于0C)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：小于-20C或大于45C，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。

所以关于手机，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出现负面影响。

首先来看一下一般电池的放电特性，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。

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

包括锂离子电池在内，所有的化学电池都是利用电化学反应供应电能。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。

其实电池充好了电，但是低温下供应不了那么高的电压，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？

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)。更极端的情况可能导致电池永久恶化。

当然，锂离子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。

如何与锂离子电池愉快地玩耍？

使用手机生产商供应的原配电池，不要因贪图便宜而使用不知名的厂商生产的电池；

不要在温度过高或过低(低于零度)的环境中充电，温度过高容易引起电池过热，而温度过低时，金属锂会在负极表面析出形成锂结晶，锂结晶沉积会刺穿隔膜造成电池内短路(但现在有些电池已经加入了低温环境中阻止充电的技术)；

假如你要在充电时使用某些容易使手机发热的功能，或彻夜充电，那么最好摘掉手机套，以保证电池正常散热;

保持手机有一半以上的电量对延长电池寿命很有帮助，因为锂离子电池在低电压下容易受损;

注意充电环境，尽量不要在易燃物附近、车内或安全通道内充电;

低温环境中，尽量维持电池温度在工作温度范围内，如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。