這是一個真實的故事：在幾年前的一個冬夜，在柴司打了一天工的小陳，走進了零下十度的寒風，掏出手機準備打個車。
在苦等 15 分鍾後，他的手機 ....凍關機了……
你可能也經曆過類似的場景。這就是小陳要做這期選題的最初想法，到底爲什麽他的破手機在冬天掉電這麽快？能解決嗎？
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那天小陳到家的第一件事，就是拿起充電線插進手機。然後發現，手機的電量，幾乎是滿的……
所以 ...... 有沒有可能，手機并沒有被凍 " 沒電 "，隻是誤以爲自己沒電了呢？
在一頭紮進知識的海洋之後，小陳發現自己是對的。問題的關鍵，在于 "電壓"。
我們的手機之所以知道自己還剩多少電，主要靠測量電池的電壓。小陳當年用的 iPhone6S Plus 在滿電時，會對外産生大約 4.2～4.4 伏特的電壓；随着電量降低，電池對外産生的電壓也會像這樣下降。
在這個過程中，手機會不斷測量電池的電壓。并通過算法，反推出一個 " 電池電量 "。
所以手機顯示電量在 15 分鍾内就從 100% 降到 1%，其實根本不是因爲電量真的耗完了，而是電池的電壓撐不住了。
那爲什麽溫度一降，電壓就撐不住了呢？這個問題的答案，就寫在小陳查到的這篇論文上：因爲低溫會降低電池内電荷的傳遞速度。
我們之前在這期視頻中介紹過锂電池的原理：很簡單，就是電解液中的锂離子可以通過隔膜，由負極移向正極。爲了保持電荷平衡，電子會從正極移向負極。所以電流就産生了。
而問題在于，在低溫環境下，電解液會變得粘稠，甚至凝固；同時，锂離子在電極内和電極表面的移動速度也會變慢。在這兩方面的作用下，锂電池的内阻會增大，導緻電荷的傳遞速度下降，所以電池的電壓就下降了。
當電壓一路降到 3.3～3.4 伏特以下時，你的手機就會判斷，自己可能應該大抵是沒電了，于是就會自動關機。
直到恢複至室溫，锂離子正常轉移，電量顯示才會恢複正常。
講到這裏，小陳最初的疑問，" 爲什麽他的破手機在冬天掉電這麽快 "，已經解決了，就是低溫讓手機電池的内阻增大了而已。
不過，這個原因聽起來沒什麽特别的，按說手機廠商稍微優化一下電量算法，就能讓電池在低溫下工作吧？手機廠商們卷得這麽厲害，爲什麽沒人去做低溫模式，拿出來好好吹一波呢？
反正稿子篇幅還沒湊夠，小陳二頭紮進了知識的海洋。這次他找到的答案，叫 "死锂" ——會導緻爆炸的那種～
" 死锂 " 是由正常的锂離子沉積而來的，但卻無法還原成锂離子，一旦形成，就隻能爛在那，越積越多，無法再參加正常的充放電反應。
我們的手機，之所以用一段時間後續航就沒以前那麽好了，很大程度上就是因爲電池裏的 " 死锂 " 變多，讓電池的總容量下降了。
而低溫，正是催生 " 死锂 " 的罪魁禍首之一。而且相比于電池掉容量，" 死锂 " 的另一個危害更緻命——它會增加電池的自燃風險。
在低溫環境下，锂離子會更容易在負極聚沉形成 " 死锂 "，這部分死锂往往會長成枝晶的結構，不斷生長；直到某一天，它有可能刺穿電池内部的隔膜，讓正負兩極直接連通，形成短路，從而引發自燃。
但一個手機電池的短路能有多大危險 ..... 好吧是挺危險的。
由于 " 死锂 " 的存在，低溫會增加手機爆炸的風險。所以絕大多數廠商要麽禁止手機在低溫環境下充電，要麽直接觸發低溫保護功能，自動關機。說到底，還是爲了别出安全事故～
而且再想一下，冬天手機凍關機似乎也不算太大問題。真想用的話，用自己的體溫溫暖溫暖它不就行了？也許這就是用愛發電吧……
本來，這期視頻就可以到此結束了。手機電池不抗凍，是因爲低溫會降低電池的電壓。同時低溫會增加電池自燃的風險，所以大多數廠商并不會強行讓手機在低溫下工作。
不過 ...... 尴尬的是，當小陳把整個思路跟我們溝通完之後，大家卻表示，好像并不是所有手機在低溫下都會掉電或者關機。
爲了嚴謹起見，小陳還征用了 7 台手機放進冰箱，結果發現其中有 6 台的電量都絲毫未變……
這是爲什麽？難道是手機廠商已經偷偷改進了電池在低溫下的表現，但又很低調地拒絕宣傳？
按照我們對手機營銷力度的了解，這比柴司明年就上市更不可能 ...... 所以小陳三頭紮進了知識的海洋，想看看爲什麽現在的手機不那麽容易像以前那樣被凍關機了。
而這一次他刨出來的東西，居然是 "快充技術"。
快充技術和電池耐低溫有什麽關系？隻能說，是陰差陽錯的關系 ...... 具體來說，是這麽一段話。
翻譯一下就是，想要做一款 " 快充電池 "，最關鍵的就是把電池裏的電解液、隔膜和負極材料，都做得更方便锂離子移動，減小電池内阻。
還記得剛才說的嗎？低溫時電池 " 掉電快 "，就是因爲電池的内阻變大，電壓降低，導緻手機以爲自己沒電了。而快充技術要求減少電池内阻，這不就順便緩解了低溫掉電快的問題嗎？
具體來說，在快充技術中，爲了匹配更大的充電功率，锂電池需要用更高電導率的電解液，和更薄厚度的隔膜，提升锂離子的傳遞速度。
另外，也可以在傳統的石墨負極中，添加硬碳等更高級的材料，用來提升锂離子嵌入和脫離的效率；相比于結構規則的石墨，硬碳更加無序複雜，锂離子可以更輕易地在電極與電解液之間移動，避免沉積，這就剛好解決了容易形成 " 死锂 " 的問題。
所以，原本是爲了提升充電速度的快充技術，卻恰好捎帶手緩解了很多手機電池冬天容易掉電的問題。這何嘗又不是一種買一贈一～
當然了，低溫還是會降低我們手機的電池性能。但畢竟整體性能擡高了，正負一抵消，現在大冬天的至少也能用了呀～
以上這些，這就是我們在探索 " 爲什麽手機電池不抗凍 " 時的故事。除了知道了電池不抗凍，是因爲低溫會降低電池電壓之外，還意外的發現雖然低溫仍會影響電池性能，但随着快充技術的發展，它們現在已經沒那麽不抗凍了。
而锂電池，可不光是用在手機裏，你可以在無窮無盡的産品中發現它們的身影——包括車。我們在查資料時偶然發現，爲了讓電池在冬天維持續航，各類電車用上了很多 ...... 奇形怪狀的技術。
比如雖然是電動車，但有的車也會在車身上安一個柴油機燒點熱水給電池加熱，當然這就是下一個話題啦～如果你有興趣的話，可以關注我們，我們會填上這個坑的～
