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为什么手机冬季简单没电原因在锂电池的电解液

放大字体  缩小字体 2019-12-25 22:42:33  阅读量:1833 作者:责任编辑NO。许安怡0216

冬季来了!假如你身在日本、美国、德国等北方国家,你可能会发现,手机的电量不可思议地下降,用没多久就没电,这样一个时间段就会想“手机的电池是不是该换了?”;但当你手柄机拿到室内“吹暖气”,它立刻就康复正常,电力也回来了。为什么?

答案在电解液。

锂电池充放电时,锂离子会经过电解液

锂电池由正极、负极、电解液、隔阂组成,正极是钴酸锂,负极是石墨。电池充放电时,会有外部电路的“外电流”与电池内部的“内电流”;外电流供给手机设备电力,而内电流担任抵销外电流形成的正负极电荷改变,以保持电池全体的电中性。锂电池的内电流是这样的:

“充电时,锂离子从正极脱离,进入负极的石墨层;放电时,锂离子从负极发布,回到正极的钴酸锂。”

在充放电的进程中,锂离子皆有必要经过“电解液”。以放电为例,锂离子会先在石墨层中分散,经过石墨与电解液的接口,再经过电解液,抵达电解液与钴酸锂的鸿沟,最终经过鸿沟抵达钴酸锂,并在钴酸锂中分散,才成功完结整个放电进程。

温度下降提高电解液粘度,锂离子移动因而受阻

而“电解液”便是导致手机在低温下很快就没电的原因。锂电池的电解液溶剂是碳酸乙烯酯(Ethylene Carbonate)和碳酸二甲酯(Dimethyl Carbonate)的混合物,它们的熔点分别是:

碳酸乙烯酯:摄氏34到37度

碳酸二甲酯:摄氏2到4度

碳酸乙烯酯在室温是固体的状况,当气温低于0度以下,碳酸二甲酯也会变成固体。因而锂电池在低温环境下,电解液的粘度会添加。上文说到,锂电池放电的时分,锂离子有必要经过电解液,若电解液的粘度添加,锂离子的移动就会遭到阻止。

因而,电解液粘度添加导致了“内电阻”提高,下降电池的端电压(电池输出给外部电路的电压。公式:端电压 = 开路电压–电流x内电阻)。锂电池的电压会跟着放电而下降,手时机经过检测电池电压,预算电池的剩下电量。温度下降,内电阻添加,电池的端电压就会下降,让手机“认为”电池快没电了。

电池存储的能量不变,但电压与能量输出下降

此外,内电阻添加会导致电池内部的能量消耗添加(电池内消能耗量= 电流x内电阻),因而全体输出的能量下降。在低温下,电池发布的电压与能量都会下降。

但实际上电池存储的能量不变,只不过温度下降导致电解液粘度添加,下降了电池电压和发布能量。只要把电池放到室温,它就会康复正常。

在台湾,就算寒流来,温度至少也会有5到10度,因而手机电量下降程度不明显;但在中高纬度国家,电量下降就会很明显,假如要手柄机带到低于摄氏0度的室外,能够放口袋保温,保证电池正常运转。

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