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      為什么手機冬天容易沒電?原因在鋰電池的“電

      作者:admin????來源:未知????發布時間:2019-12-27 10:38????瀏覽量:
      冬天來了!如果你身在日本、美國、德國等北方國家,你可能會發現,手機的電量莫名其妙地降低,用沒多久就沒電,這個時候就會想“手機的電池是不是該換了?”;但當你手柄機拿到室內“吹暖氣”,它馬上就恢復正常,電力也回來了。為什么?
       
      鋰電池充放電時,鋰離子會通過電解液
       
      鋰電池由正極、負極、電解液、隔膜組成,正極是鈷酸鋰,負極是石墨。電池充放電時,會有外部電路的“外電流”與電池內部的“內電流”;外電流提供手機設備電力,而內電流負責抵銷外電流造成的正負極電荷變化,以維持電池整體的電中性。鋰電池的內電流是這樣的:
       
      “充電時,鋰離子從正極離開,進入負極的石墨層;放電時,鋰離子從負極發布,回到正極的鈷酸鋰。”
       
      在充放電的過程中,鋰離子皆必須通過“電解液”。以放電為例,鋰離子會先在石墨層中擴散,通過石墨與電解液的接口,再經過電解液,到達電解液與鈷酸鋰的邊界,最后通過邊界抵達鈷酸鋰,并在鈷酸鋰中擴散,才成功完成整個放電過程。
       
      溫度降低提升電解液粘度,鋰離子移動因而受阻
       
      而“電解液”就是導致手機在低溫下很快就沒電的原因。鋰電池的電解液溶劑是碳酸乙烯酯(Ethylene Carbonate)和碳酸二甲酯(Dimethyl Carbonate)的混合物,它們的熔點分別是:
       
      碳酸乙烯酯:攝氏34到37度。
       
      碳酸二甲酯:攝氏2到4度。
       
      碳酸乙烯酯在室溫是固體的狀態,當氣溫低于0度以下,碳酸二甲酯也會變成固體。因此鋰電池在低溫環境下,電解液的粘度會增加。上文提到,鋰電池放電的時候,鋰離子必須通過電解液,若電解液的粘度增加,鋰離子的移動就會受到阻礙。
       
      因此,電解液粘度增加導致了“內電阻”提升,降低電池的端電壓(電池輸出給外部電路的電壓。公式:端電壓 = 開路電壓–電流x內電阻)。鋰電池的電壓會隨著放電而下降,手機會通過檢測電池電壓,估算電池的剩余電量。溫度降低,內電阻增加,電池的端電壓就會降低,讓手機“以為”電池快沒電了。
       
      電池存儲的能量不變,但電壓與能量輸出下降
       
      此外,內電阻增加會導致電池內部的能量消耗增加(電池內消能耗量= 電流x內電阻),因此整體輸出的能量降低。在低溫下,電池發布的電壓與能量都會降低。
       
      但實際上電池存儲的能量不變,只不過溫度降低導致電解液粘度增加,降低了電池電壓和發布能量。只要把電池放到室溫,它就會恢復正常。
       

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