手机真的会被“冻”关机么?寒冷会对手机造成什么伤害?

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26个答案
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卖口张化学学士,摄影爱好者,果壳实验室成员

2016-01-24 19:26

不考虑手机自身是否存在低温保护功能,单就电池性能而言,温度过低确实会导致电池放电困难,从而导致手机关机。

首先来看一下一般电池的放电特性:如下图,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。



化学电池放电曲线示意图 图片来源:power.21ic.com

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

包括锂电池在内,所有的化学电池都是利用电化学反应提供电能。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。

推导过程如下(太长不看):



能斯特方程

其中:任一电池中的电化学反应都可以写成aA+bB==cC+dD的形式。

方程中,E表示某温度下实际电压,E*表示这个电池标准状况下的电压,R,n,F均为正常数,T为热力学温度(单位:K,数值恒为正)。

整个这一块称为这个电池反应的浓度幂,一般记为Q。只要电池处于放电状态,就说明这个反应还在向右进行,那么Q<1。

所以lnQ<0,

-RTlnQ/nF>0,

所以T越小,-RTlnQ/nF越小,则E*-RTlnQ/nF越小,也就是E在低温时比正常温度要小。


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。

综合以上原因,不同温度下电池放电曲线会下面这样:



不同温度下锂电池放电曲线示意图 图片来源:www.atchip.com

其实电池充好了电,但是低温下提供不了那么高的电压,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。


低温对电池有无伤害?

相信大家比较关心这个问题。

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)。如前面答主@红色荒漠 所说,“更极端的情况”可能导致电池永久恶化。

当然,锂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。



苹果不同设备推荐使用温度 资料来源:苹果(中国)官网


低温中如何保护手机电池

核心还是尽量维持电池温度在工作温度范围内。

要解决根本问题还是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。如果你大冷天地长期拿出手机玩ingress之类,用保温套不见得过半小时还管用。

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莫俊宏超声波无损检测员

2016-01-23 22:27

极端的温度,对电池的影响最大,因为电池充放电的本质是一种化学反应。

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

所以对于手机,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产生负面影响。

有兴趣的朋友可以查查自己手机的工作环境,目前查到,我自己使用的iPhone 6s Plus的工作环境温度是0°C 至 35°C,而我爸使用的Meizu Pro5的工作环境温度是-15 至 55°C。

参考资料:

1、电池-充分发挥性能-Apple(中国)

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达不溜G金属材料工程/应用电子

2016-01-24 00:55

就在昨天,室外活动,我的手机就被冻关机了两次。将电池放内衣口袋里捂热了才能重新开机。

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寒冷对手机发动攻击,手机受到了500点冰霜伤害,锂电池退出了战斗,手机自动关机了了!

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支持者: Zoymin snail1234

= =我一东北人,大冬天的从来不敢在室外长时间打手机……

为啥?1、天冷你手疼2、天冷手机冬眠了

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支持者: 秦蛋 慕广陵

《自然》上发表过一个成果,是关于手机电池之类的,解决了电池因温度过低而损失电量的问题,解决问题的方法就是在电池外面包一层镍箔,通过温感开关连接到电池上。当电池表面温度下降到零度时,开关打开,镍箔通电后发热,温度上升,超过开关设置的温度后,开关断开。通过这种方式一直让电池保持在合适的温度里持续放电。虽然加热时同样也损耗电量,但相对于电池在低温下损失的电量来说,,那太划算了。还不用担心手机突然变砖。

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支持者: 635279310

看过以后对冬季的特斯拉非常同情……

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支持者: Zoymin

上学的时候同学手机的液晶屏被冻坏过,当时什么都显示不了,解冻后有无法消除的斑纹,型号是诺基亚某型,蓝色背光的那种。

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支持者: 635279310

小米手机从来不为这个问题而担忧。

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支持者: 荼靡忘川

高通说:装我家处理器的能当暖手宝

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支持者: MineJohn

我的手机,去年8月份才买的,电池容量为3000毫安,寿命应该在正常范围,之前用的很稳定,充满电能管三天(低度使用),偶尔还能管四天。结果这半个月内性情大变,100%至40%都还稳定,低于40%后瞬息万变,有时能从40%直降至20%,有时(低于)20%时直接关机,有时前后五分钟就无端掉电15%。我以为电池鼓包了,拿出来一看好好的,这应该跟这段时间的低温天气有关系

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电池和液晶屏对低温敏感。

锂电池在低温下内阻会迅速增加导致实际输出电压下降, 当输出电业低于手机电路阈值后就关机了,由于在低温下内阻不稳定, 所以手机对电量的预测会变的很不稳定.

液晶屏在低温下会响应慢甚至失去功能,但是不会损坏。

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Nubia Z7 Max 从未想过此问题,随便拍个视频或看看片儿,骁龙810就可以持续暖手。

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那这么说,如今在东北的大街上溜达一圈,手机是不是就永久恶化了?

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温度低,降低了离子的活跃度,导致电量急速下降,直到达到保护限额或者0电量,温度回升后电量也会回升

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低温对芯片也会有影响

一般消费级芯片0℃~+70℃,工业级的是-40℃~+85℃,军品级的是-55℃~+150℃

总之就是高低温影响半导体里载流子迁移率,然后影响到iv特性,最后使得功能紊乱。

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扬帆大海给排水工程师,DIY爱好者,技术宅

2016-11-21 21:32

我跟你们讲,屏幕也是个事,电池最多冻后容量减少,屏幕过冷直接就报废有木有,刷新率下降啊,流液啊,裂屏啊。。。


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在无锡 每年冬天手机都会还剩30%左右的电就自动关机 搓热了才能打开

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陆白白生物工程博士

2016-11-30 21:41

话说低温状态下充满电,回到室温会不会能多用一段时间...也就是说低温增加充电量?

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我把我的note3放冰箱里冻了一段时间,结果就自动关机了,回温到9℃才能开机,手机性能也不如以前了,2000rmb呢,楼主我饶不了你

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感觉手机冷的时候放在温水里泡一下不就好了......

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小日专攻材料学

2016-11-22 09:05

为什么我想到了回阳救逆?

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laomao0000爱DIY的数学怪蜀黍

2016-01-28 22:09

不懂点反对的人是什么心态

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刚从哈尔滨回来,零下三十度冻成狗

同行的苹果电话打着打着就突然关机了,专车司机表示经常见到客户在室外打着电话就断了,然后各种联系不上。我的华为揣在冲锋衣外口袋似乎没事,同行的另一个华为经常性倒数十秒就关机了,看来还有个体差异。另一台小米低端机倒是没事,夹在自拍竿上拍个不停也没事。感觉电子设备要可靠防冻,一要有保暖层,二要有外加热源。我的单反加了个内胆包,电池位置贴了个暖宝宝,室外几个小时也不掉链子

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怪不得我在广州能用到百分之二的手机在江西百分之四五十就自动关机了……还有一星期宝宝就回广州了!手机你挺住!千万不要有事!

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