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[数码]为什么手机在冬天耗电特别快呢?怎么解决呢?

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为什么手机在冬天耗电特别快呢?怎么解决呢?
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手机
耗电
为什么手机在冬天耗电特别快呢?怎么解决呢?
圆桌收录
数码盐究所 #生产力焕新指南
「致知」
其实不仅仅是手机在冬天耗电特别快,你会发现笔记本电脑、耳机、电车、手电筒等一切使用电池进行储能和供能的设备都会在气温降低时发生类似的现象,具体体现就可能是续航时间的缩短以及峰值供能的下降(比如手机降频、手电筒变暗,电动自行车变慢等)。


甚至部分设备在温度过低的时候为了保护电池是会主动禁止充电的,就比如iPad
这个现象其实也并不仅仅局限于现在手机等设备使用的锂电池,像更早的镍氢电池等也是会在冬天出现衰减的现象的。这主要是还是因为电池的基本原理:
中学课本就告诉我们,电池的原理是正负极之间的氧化还原反应,在这个过程之中伴随着电子的迁移,这就是充电和放电。
而化学反应,温度就势必是是一个很大的影响因素,我们也都知道不同的温度对于化学反应的速率是会有影响的,甚至在不同的温度条件下会导致反应的产物发生变化,就更不要提温度还能使得不同的材料在物理上发生变化了。而对于锂电池来说比较合适的一个工作温度是0-40摄氏度,过低的温度会使得:
离子的扩散速度下降,这点很好理解,温度越低,不论是各种分子还是粒子的扩散运动肯定时间换的。电池的内阻升高,电池的内阻包含多个组成部分,这里的组成比较复杂,有兴趣的同学可以自行了解,不过这个内阻可以直接看成电池内部的等效阻抗,阻抗升高也会减慢电子的运动。温度影响电池隔膜的通透性,温度越低,电池隔膜通透性越差。
这就导致电池充放电时化学反应速率低下。甚至更低的温度还可能会使负极锂离子产生结晶刺穿隔膜,导致更严重的后果。


不过相较于低温来说,高温其实才是更加可怕的,因为户外环境低温下对锂电池造成的伤害一般是可逆的,只需要电池回到合适的工作温度就可以恢复其化学反应的速率。但是高温,比如高温器件附近、手机内部靠近主板、夏日车辆……这种情况下会产生非预期的化学反应进而降低电池容量甚至产生危险,很可能对锂电池造成难以恢复的损伤,所以这种场景还是需要尽力去避免一下的。就比如下面就是Apple给出的适宜温度范围


而且电子产品体积限制和能效限制,就导致其实内部没有太多的空间加入诸如散热和加热来保障电池处在一个最佳的环境之中,好在手机电池的维修价格也不贵,我个人依旧建议是放心大胆使用。




原问题
手机使用的电池是锂离子电池,是锂电池的一种


手机电池
题目中提到的冬天耗电特别快这个现象不只是手机,凡是使用锂电池的用电设备都会有这个情况,例如电动车在冬天续航能力同样会下降,耗电快,充电也更困难。
这是由锂离子电池的工作原理决定的。锂离子电池通常由正极、负极、隔膜和电解液等组成。


正极材料通常采用锂合金金属氧化物,常见的有钴酸锂(LiCoO?)、锰酸锂(Li?Mn?O?)、镍酸锂(LiNiO?)、磷酸铁锂(LiFePO?)等;
负极材料多采用石墨,也有硅碳负极、硅氧负极、石墨烯负极等其他材料。
在放电时,锂离子从负极材料中脱出,通过电解液在隔膜上的传输,逐渐插入正极材料中,这个过程叫锂离子嵌入,这时,负极材料中的锂离子被氧化,转化为继续在负极材料中留下的金属离子。这形成了逆电极化学反应,并通过电路输出电能。
正极:Li1−xFePO4+xLi+xe−→LiFeO4" role="presentation">正极:正极:Li1?xFePO4+xLi+xe?→LiFeO4正极:Li_{1-x}FePO_{4} + xLi + xe^{-} → LiFeO_{4}
负极:LixC6→xLi++xe−+6C" role="presentation">负极:负极:LixC6→xLi++xe?+6C负极:Li_{x}C_{6}→ xLi^{+} + xe^{-} + 6C
充电过程则相反,锂离子从正极材料中逸出,通过电解质在隔膜上溶解,然后插入负极材料中,这个过程叫锂离子脱嵌,同时,正极材料中的金属离子被氧化转化为继续在正极材料中留下的锂离子,从而形成了电极化学反应。
正极:LiFeO4→Li1−xFePO4+xLi+xe−" role="presentation">正极:正极:LiFeO4→Li1?xFePO4+xLi+xe?正极:LiFeO_{4} → Li_{1-x}FePO_{4} + xLi + xe^{-}
负极:xLi++xe−+6C→LixC6" role="presentation">负极:负极:xLi++xe?+6C→LixC6负极:xLi^{+} + xe^{-} + 6C → Li_{x}C_{6}
在化学反应中,会有一些条件能够影响化学反应的过程,这个中学的时候课本上就讲过,例如催化剂、加热条件下,可能会让反应变得更快,更剧烈。
锂电池的充放电过程作为化学反应的一种同样也不例外,温度正是能影响这个化学反应过程的一个重要条件,在冬天的低温环境下,电池内的反应速率会下降,放电能力下降,这就意味着在相同的负载下会更快的把电耗尽。同时,这也会导致电极的化学反应不完全,可能导致电池电压偏低。
另外,低温会导致电解液变得更粘稠,阻力增加,也就意味着电池内阻增加,这样电解液内部也会消耗一部分电流,进一步减弱了电池的负载能力。


这些因素叠加在一起,就表现为锂电池耗电快,充电困难。
有效的改善方法是提前预热,电动汽车就会用这个方法,但是对手机来说预热显然不现实,冬天在户外的时候,尽量给手机保温,不要长期暴露在冷空气中,使用保温的手机壳、手机用完就放进口袋里或者包的内层都可以起到给手机保温的效果。
冬天的时候,特别是在户外使用手机的时候,电量会掉得特别快,而且手机会变卡屏幕反应速度也会减慢。尤其是在户外环境低于0℃的情况下,手机卡顿死机的情况会出现的比较普遍。这其实是手机的通病,因为目前市面上大部分的手机电池采用的都是锂电池,锂电池是一种化学电池,他放电的过程属于是一个化学反应。锂电池的负极通过化学反应产生锂离子,并通过电池中的电解质溶液将锂离子传输到正极,从而通过氧化还原反应产生的电流给手机供电。而这样的锂电池,它的放电性能不仅依赖于正负极的材料和电解质溶液的性质,跟电池放电时的温度和电流也有很大的关系。在低温条件下,电解质溶液的粘度会增加,从而导致锂离子穿过溶液到达正极的能力变差,电池的活性也会降低,电池电阻增加,所以电池放电产生的电压也降低,而电池的可用容量也会减少,从而使手机的耗电变快。


其实不管是手机,还是用锂电池的电动车都会出现这种问题。像电动车的动力电池在冬天的时候,耗电速度也会增加,导致续航里程减少。这根手机电池在冬天掉电快的原因是一样的。如果想要在冬天的户外自如的使用手机,可以尽量再不用手机的时候,把手机放在兜里面御寒,而在手机使用的时候尽量给他套上比较厚的手机壳,比如说比较厚的硅胶壳或者其他的保暖罩。像这种情况下,虽然能够一定程度上抵御外界的低温对手机电池的影响,但是也不可能完全隔绝。
另外就是如果手机已经出现了,快速掉电的情况就尽量不要再继续使用了。如果在温度过低的情况下继续使用手机,会更加的缩短手机电池的寿命。而且在低温下给手机充电,也是一个不好的选择,一样要尽量避免。


最后还有一点需要提醒大家的,不仅低温会对电池的寿命和续航有影响,其实高温对电池的伤害也是很大的。但电池的温度超过55℃的时候,锂电池的腹肌材料和电解质溶液都会受到比较大的影响,如果让电池长期的在这样的高温条件下工作,那么电池的寿命也会受到很大的伤害。像iPhone建议充电的时候不要使用手机,就是因为iPhone充电的时候产热量就比较大,如果在使用手机的话,手机的温度就会变得挺高的,这样手机电池的寿命就会降低。
反正就是尽量避免在低温和高温的条件使用手机吧。


有没发现不仅仅是手机,连电动车冬天续航也大幅下降,耗电特别快?
两者的共同点是啥?都是锂电池...
另外,冬天你得在冷的地方才下降的快,如果是在有暖气的室内或温度不太低的室内,也不会显著的变快。
原因是锂离子电池的能量来源是锂离子在正负电极之间运动来实现充放电,其构成除了正负极,剩下就是电解液和隔膜,温度降低,电解液会变得粘稠,锂离子活动能力也会降低,因此不论充电还是放电,其性能都会下降。
表现的现象就比较多了,类似:
续航时长比以前的短看着还有百分之三四十的电量,结果很快就变成低电量了有时候可能都开不开机甚至可能充不上电...
比如 iPhone 在官网[1]特意说了「介于 16°C 至 22°C (62°F 至 72°F) 之间是理想的温度带」,至于低温环境也特意说了「在非常寒冷的环境下使用设备时,你可能会发现电池使用时间的降低」,然后还特意提醒,「当电池温度返回正常操作范围,其性能也会随之恢复正常」。


怎么解决?其实方法就是让手机的温度不要太低。
类似不要在寒冷的室外使用肯定不用说,肯定都知道。
但是如果就是要在寒冷的天气中在室外,怎么办?
最简单的就是使用后快速放到口袋,冬天大家穿羽绒服比较多,所以哪怕是外面的口袋也不会让温度太低,但比较好的方法是衣服有个贴身口袋,这样不用的时候就能更好的保持温度。
或者也可以考虑给手机连上充电宝,即可以补充电量,充电的时候也有一定发热更好保持温度,原本夏天发愁甚至可能还得带散热器的场景,冬天反而对保持温度有点帮助。


如果是女生,也可以考虑搞一个毛绒或类似的保暖手机壳,同样在夏天是降低电池健康度的杀手手机壳,如果非要在冬天室外使用,反而能更好保持温度。


当然,最简单直接的方法是,冬天在外面放口袋少用,毕竟如果手机掉电很快的天气,在寒冷的室外使用,手也冻的挺难受,还是别为难自己了。
真的有续航问题,还是充电宝准备上,比直接解决耗电快更方便,也更直接,毕竟连电动车的这个问题也没有解决好,几十万的车也没搞定,咱们还是老老实实用充电宝好了。
真的碰到低温充不上电、开不了机,想方法把温度升上去。
iPhone 和 iPad 快充充电宝购买可以参考我这篇几千个赞同的文章:
快充充电宝哪个牌子好?2023 年苹果手机iPhone/iPad快充移动电源推荐
部分其他品牌的的充电产品选择可以参考我这 2 篇文章:
2023 年华为和荣耀手机快充充电头(充电器)和充电宝选购指南(更新 135W充电头)
2023 年 vivo 、OPPO、一加(OnePlus)、Realme、iQOO 快充充电器(充电头)、充电线和充电头选购指南
(完)
参考^1 https://www.apple.com.cn/batteries/maximizing-performance/
不仅是手机手机在冬天耗电特别快,而且现在的电动汽车冬天的续航能力了不达标。这是由于锂离子电池的特性决定的。
几年前那时用的苹果5s手机,每次温度一低到零下几度就直接充不进去电。要先放在衣服口袋里热一下才可以充电。要不就是晚上放在被窝里热一下再充才能充进去。经过这几年电池技术的发展,锂离子电池的怕低温有所好转了。但如果在东北的室外估计还是不行。
锂离子电池可以在0~35℃的范围内工作使用,16~25℃是理想的工作温度地带,并且可以在一定的限制条件下,在-20~45℃的范围内存放。


锂离子电池自从进入市场以来,以其寿命长、比容量大、无记忆效应等优点,获得了广泛的应用。但锂离子电池低温使用存在容量低、衰减严重、循环倍率性能差、析锂现象明显、脱嵌锂不平衡等问题。据测试,-20℃时锂离子电池放电容量只有室温时的31.5%左右。


制约锂离子电池低温性能的因素
低温环境下,电解液的黏度增大,甚至部分凝固,导致锂离子电池的导电率下降。低温环境下电解液与负极、隔膜之间的相容性变差。 低温环境下锂离子电池的负极析出锂严重,并且析出的金属锂与电解液反应,其产物沉积导致固态电解质界面(SEI)厚度增加。低温环境下锂离子电池在活性物质内部扩散系统降低,电荷转移阻抗(Rct)显著增大。


几乎所有智能手机制造商都警告不要在低于零度的温度下长期使用或存放手机。苹果建议的理想温度在-20到45摄氏度之间。三星同时也给出了-10到50摄氏度的建议使用温度。如果你是冬天在东北的室外等公交车,最好把智能手机放在夹克口袋中,以防止低温损害。


根据一些极端的案例,零下35 度的天气下使用手机可能会导致电池在大约5分钟内完全耗尽,每年冬天都有用户反馈他们发现智能手机因冬天的寒冷而永久损坏。
没有什么比在低温下关闭手机电源更能保护电池的了。不过,当你回到室内时,可能需要给它再次充电。如果不想关闭手机,还可以尝试将手机调整为省电模式,然后将设备尽可能靠近你的身体,最好放在贴身口袋中让手机保持温暖。如果手机在低温环境下自动关机了,当你回到室内后,可以稍等片刻,等到手机温度恢复正常后,再开启手机为佳。
因为我们一般使用的电池是锂电池,而锂电池属于化学电池,会受到环境温度影像,而锂离子电池在低温下放电效率降低,进而电池容量降低,所以自然导致手机耗电更快。
而且甚至有一些过于智能的手机,在低温环境下还会主动在后台跑一些运算,提升负载来提升机身温度,感觉就是免得它被“冻死了”,所以不如化被动变主动。
如何主动呢?
比如你开车的时候会开热风,那么把手机放出风口的支架上,比放包里或者工具箱更好。比如你在室内过冷的情况下使用暖气、地暖、电暖器、空调,尽量将手机也放到能提升温度的场地。
对于一些办公室人群,有一些经验老道的同事会选择这种桌面加热垫子:


它的原理很简单,就类似于电热毯一样,只不过基于USB供电即可,甚至好一些的也支持给手机转换充电,那么把手机至于垫子上,本身也会让手机机身温度提高,手机保持充电状态就行。
反正现在的手机电池管理都非常先进,不会因为持续充电就会导致电池衰减和损坏,不过我个人更简易使用手机的原装充电头来充电,因为这种垫子几十元,就成本而言是很难做好的充电芯片的。
你看就是改变个人使用习惯
与其要没电了再充,不如一直保持比较好的电量习惯;反正电池的寿命是循环累计次数,并不是按插入次数算的,所以不用太担心这个。
当然上面那种垫子并不是最好的,因为如果弄脏了就不好清理了,基本就报废了,所以老同事喜欢比较丑的钢化玻璃老款,但是现在加入了一些白色主体元素,也没那么丑了:


选择这种玻璃的一定要选3C强制认证的,才是真正的钢化玻璃,质量可靠,但是也就不便宜了。
不过需要注意一点哈,热辐射虽然叫辐射,但是和有害辐射差距甚远,这种加热的辐射还没天上挂着的太阳辐射厉害呢。
其它主动提升续航
一般没有必要的时候我们可以关闭手机的定位功能,这个后台一直开着会比较耗电;可以的情况优先选择4G上网,这样耗电也会减少,当网络不太理想的时候再手动切换5G模式即可。
手机的屏幕点亮后本身是一个很耗电的操作,所以结合我们目前的手机主要是OLED屏幕,基于这种特性我们可以选择“深色模式”,即背景为黑色,因为OLED是自发光,既然是黑色背景,那么这些黑色区域就不需要发光,自然就没有耗电,而背景通常面积还不小,所以可以很好的提升续航。


如果在外面本身电量比较低,没有合适的充电场景,那么也可以在紧急状况选择上面的“低电量模式”,这种模式下会自动关闭所有第三方APP的消息通知和后台处理,但是可以接受正常的电话和短信等主流通讯。当你打开微信界面也可以正常收发,但是关闭后就会暂停收发。
给手机贴一个暖宝宝?
首先,手机电池的工作温度有一定的范围,一般在0℃~35℃之间,低于或者超过这个温度都会影响到续航时间。
目前手机都采用的是锂电池,由于锂离子电池在低温下,会降低化学反应速率,这是工作原理造成的无法解决,所以在严寒环境下手机续航时间会缩短。


锂离子电池又称为二次电池(充电电池),可充电锂离子电池在现代数码电子产品中应用最广泛。它与锂电池最大的区别在于,后者采用金属锂作为负极,而锂离子电池是以含锂元素的材料(石墨和石油焦炭)作电极,在很大程度上克制了锂的高活性,解决了传统锂电池存在的安全问题。


虽然,锂电池优点有很多,缺点也很明显。
锂电池优点:锂电池的能量密度相对较高,可以提供更大的电量。同时,自然放电率比较低,电量存储时间长,并且充电时间长无记忆效应,不需要等到电池没电的时候再充电,随时都可以充,并且可以循环充电五百到一千次左右。


锂电池缺点:在我看来最大的缺点就是在低温环境下,会导致续航时间缩短。
尤其对于手机这种手持移动设备而言,影响很严重,手机作为通讯设备正当用户需要打电话的时候,发现手机没电了,容易耽误事情,某些手机品牌检测到设备温度过低还会停止工作,同时锂电池在高温环境下容易发生膨胀、燃烧等安全问题。


无法解决除非你把手机捂热,这样可以使问题得到缓解,但是你就没办法在户外玩手机了。
我经常要外出工作,为了延长续航时间,都是把手机装在棉袄里面的口袋里,除了接打电话我尽量不拿出来。
就在前几天西安比较冷的时候,有一次我在路边等车,手机拿出来刷了会知乎电掉的哗哗的,再加上温度比较低冻得手机都拿不住,我就赶紧放回口袋里了。
我现在出门带个充电宝,把充电宝装在棉袄口袋里捂着,这样充电宝就不容易被冻得跑电了,手机装在裤子口袋,随时可以给手机充电,这个方法题主可以参考一下。
或者买个那种毛茸茸的手机壳,给手机套上,虽然丑了点但是保温效果可以的。
还有一点,如果手机在冬天续航时间短,也不能只怪天气,最好看一下手机电池寿命。
寿命太低的话还是要换电池的,尤其是苹果手机,电池寿命过低还会影响手机流畅度导致手机卡顿。
理论上来看,手机在冬天耗电特别快的原因主要有3个:
低温影响电池性能:
电池的性能受温度影响较大。在低温环境下,电池的化学反应速度减缓,导致电池的放电效率下降,这使得手机在寒冷的环境下需要更多的电能来维持正常运行。
屏幕亮度调高:
在冬天,由于环境光线较暗,大家通常会增加手机屏幕的亮度,以更清晰地看清屏幕上的内容。高亮度需要更多的电力支持,因此会导致电池更快地耗尽。
电池自我保护机制:
一些手机电池在极端温度下(过低或过高)会启动自我保护机制,限制电流输出,以防止电池损坏。
为了减缓手机在冬天的电池消耗,建议在低温环境下尽量少用手机,最好把手机供起来,开春再拿出来用..........
开玩笑的,
经常准备充电宝,或者买个电池容量较大的手机,差不多就能解决了,少玩是不可能少玩的。
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因为电池的物理特性导致的。
电池充电慢,耗电快,这一点不仅是手机电池的通病,也是新能源汽车面临的问题。
电池的原理
大致上来说,根据不同的材料,锂电池常见的大概有钴酸锂(LCO)、锰酸锂(LMO)、磷酸铁锂(LFP)和三元材料(NCM)四种。
目前手机上的电池多为钴酸锂材料的锂电池。钴酸锂电池的有点事能量密度高,耐高温,耐腐蚀,耐磁性,可回收;缺点是价格贵,循环周期短。 所以钴酸锂电池通常用在小型电子设备上,比如手机之类的产品。


比如苹果在官网中针对电池的描述:
Apple 在过去三年里大幅推进了对100% 认证再生钴的使用,这将使到 2025 年在所有 Apple 设计的电池中使用此材料成为可能。2022 年,Apple 产品中四分之一的钴来自再生材料,此前一年这一比例为 13%。钴是包括 Apple 设备在内的大多数消费类电子产品的电池中所使用的关键材料,具备高能量密度,同时符合 Apple 对于耐用性和安全性的严苛标准。


锂离子电池一般是由四个部分组成,分别是电池的正极(比如之前提到的集中常见材料,如钴酸锂)和负极(石墨),隔膜材料,以及有机电解液。
从原理上来说,充电时,负极材料会把储存的锂离子,经过电解质、隔膜,传送到正极;放电时,锂离子的传递过程则相反。
如果遇到低温场景,电池内部的锂离子化学反应速度会减慢,同时由于电解质的凝固,传递锂离子的阻力增加,从而降低电池输出电能的效率。相比常温情况下,设备完成相同的任务要需要更多的电量。甚至由于温度过低还会造成无法充电的情况。
怎么延长手机的使用时间
由于清楚了原理,进一步的对应措施也就相对清晰了,开源和节流。


首先是开源:
那么最明显的就是随身携带移动电源,及时补能。
其次是节流:
第一个就是是尽可能的给手机保暖。比如尽量在气温较高的室内使用,或者给手机增加一个冬季的保暖手机壳,尽可能的降低低温的传递速度。
第二个是是减少手机的电量消耗。比如开启手机的省电模式。既然温度低完成相同任务需要更多的电量消耗,那就减少任务的电量消耗。
现在的手机基本都采用锂离子电池,和最早的镍铬电池,镍氢电池相比,能量密度更高,没有记忆效应,自然放电率更低,而且重量也较轻。


直接好处就是
能降低手机重量,节约手机内部空间,可以随用随充,不用担心电池容量的减小,电池使用效率更高,循环次数(使用寿命)也更长。
但是,由于锂离子电池在低温下,会降低化学反应速率,导致充放电较常温时都有一定缩水,所以,严寒环境下,电池会感觉不耐用,简单说,一是电池电量可能确实少了。二是有电也不能完全释放出来,造成了电量变少的情况。
从使用习惯来说
1、恢复锂离子电池在正常温度下的充放电会好一些,避免长时间低温环境使用。
2、减少耗电应用/配置的耗电,包括但不限于
降低屏幕亮度
清空后台
避免游戏
避免视频录制
降低屏幕分辨率
降低屏幕刷新率
关闭息屏显示
关闭触感反馈
关闭系统提示音
关闭蓝牙等数据连接传送功能
停用后台同步功能等
有些功能,开启省电模式的同时自动生效,有些需手动开启。
3、信号不好的情况下,尽量避免频繁使用网络和电话功能。


如果类似低温场景的使用无法避免,诸如长时间室外(低温)工作的人员,手机选择的时候,建议考虑单电芯电池手机,可能充电速度上算不上快。但同样的场景下,待机时间可能会稍好一些。
注意,是同样情况下,如果单电芯4500mAh,双电芯5500mAh,肯定选更大的。


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天冷手冷,手机也冷。数九寒天的室外,接一通电话,手机就刷刷掉电,上一眼还是30%多,下一眼就快归零,有时还很卡顿;更糟心的是,本以为还有电,没留神直接耗尽关机。为什么低温环境下手机电池这么不抗用呢?这篇小文给大家答疑解惑。
先说说锂电池的放电原理。目前主流智能手机都采用(聚合物)锂离子电池,锂电池由“正极+电池隔膜+负极”构成,放电时,负极碳层脱出锂离子,运动到正极与氧化物反应,这个过程中,电子也从负极出发,经过负载、流入正极,从而产生方向与电子运动相反的电流,给手机供电。放电过程可以参考下图(实线部分为放电过程)。


随着锂电池持续放电,正极的氧离子浓度变低,电压下降,直至电量耗尽。通常电池的放电量是固定的,但随着充放电次数增加,电量也会衰减。而日常使用电池的环境温度会对电池内的化学反应产生影响,锂离子穿越电解质的能力变差,电阻提升,放电电压降低,最终导致电池可用容量降低,直观的表现就是耗电变快,电池不抗用了。


这种情况,不只发生在智能手机之上,目前大火的新能源车同样面临着低温环境耗电变快、续航里程大幅缩水的尴尬。
如何解决?只有保证手机的用电环境温度,能暖和一点当然好。最典型的处理方案就是将手机及时放回比较保暖的衣物内层或者箱包内层,尽量降低它被“冻冷”的程度,随用随拿,快用快放回。如果你有户外专用的保温锡纸(铝箔纸),也可以用它临时包裹手机(会屏蔽手机信号、不方便取用)。


还有一种提升手机使用温度的方案是使用将手机与暖宝宝等放在一起,但不是贴在一起,尤其是密闭空间内,热量集中蓄积之后导致手机温度过高,同样会造成手机电池寿命下降,严重时还会导致手机自燃乃至爆炸。因此除非急着让“失温”的手机可以缓过来、能够正常开启的应急情况,不要直接用暖宝宝等设备对手机“加热”,即使这样“加热”也要考虑用隔热物将二者分开,且密闭空间(比如背包内)不能太小,并时刻关注手机回温情况,防止过热,做好安全防范工作。


不得不说,除了用其他设备给手机周围环境加热升温,大多数情况下我们只能用手机肉身硬抗低温环境。那么这时还有一个救命手段就是一直插着充电宝(或像下图这样采用无线磁吸充电宝),保证手机能够持续回电。


虽然低温环境下,手机充电速度也会变慢、效率变低,但充电的过程中手机会有小幅升温,这小小的温度提升还是可以略微减缓手机的耗电速度的。再加上持续充电,边掉电、边充电也会缓解电池加速掉电的弊端,至少这么处理,比让手机一直掉电到关机要好得多。
总结一下低温环境下持续使用手机的可行解决方案:要么用充电宝长时间插着充电,要么用安全地加热提升手机附近温度的方式来减缓手机温度降低,除此之外,也只有尽早离开低温环境,才能不让手机过早耗尽电量了。
讲道理的话,这种问题可能都不需要数码博主的专业解答,到东北随便抓个老铁都能给你整的明明白白。
因为东北的冬天是真的冬天,动不动零下几十度。而近期前往哈尔滨旅游的小土豆们的手机,那必然是从没经历过这种极寒环境。别说耗电了,一个个甚至都是被冻关机了。都晓得人要做保暖,却忽略了手机的保暖问题。
不过另一方面来说,东北老铁虽然知道怎么解决问题,但多数人想必也是知其然,未必知其所以然。因此本文咱们还是一起来深入聊聊寒冷环境下的手机电池那些事~
一、锂电池的工作原理
众所周知,手机的电池目前基本都是用的锂电池。因此咱们有必要初步了解一下锂电池的工作原理。
锂金属电池通常是用二氧化锰为正极的电池、金属锂或其合金为负极的电池,并使用非水电解液进行组分化。锂电池的放电反应是Li+MnO2=LiMnO2。锂电池的特点是自放电率极低、放电电压平稳、使用寿命长等特点,所以常被用于手机等数码产品上。[1]


而在低温状态下,电解液会变稠或凝固,这就容易导致手机的锂电池活性下降、化学反应慢。然后引起电池放电电压降低、电池容量降低,于是乎手机的耗电也随之变得更快,最终的结局就是出现了手机电量变少、寒冷环境下耗电过快的现象。
二、如何应对寒冷环境下的手机耗电问题
明白了手机锂电池的工作原理后,我们就知道了手机在冬天耗电特别快的原因如果说人话那就是,锂电池“怕冷”啊。其实和手机锂电池类似的道理,现在的电车也都是锂电池,因此在东三省极寒的冬天环境下,电池里程是会受影响的。说句扎心的话,电车在冬天的东北这种极寒之地用起来理论上不如油车方便。不过考虑到一些电池会做一些专门的“保暖”措施所以其实也还好,总之选购电车时还是建议在这方面有特别应对的电动车型。
那么既然锂电池怕冷,又如何应对呢?最简单的方法就是大幅减少室外使用场景,安心揣兜里。
当然,小土豆们跨越两三千公里去大东北,不是为了逛一圈就完事了。为的自然是目睹那极为鲜见的冰天雪地,所以是不可能不用手机进行记录留念滴。
这种情况下又该如何是好?事实上,东北老铁们早就在各大平台支过招了。这里我就给各位再总结总结。
其一,使用保暖效果好的手机壳。比如厚一些的硅胶壳或毛茸茸的保暖手机壳。这些材质不仅可以在一定程度上隔绝外部低温,还能在手机发热时更好地护住散发的热量。


网图侵删


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其二,极寒必备神器之手机暖宝宝,东北俗称“热帖”。对于需要在极寒的室外环境拍照的小伙伴们,可以在使用时贴上热帖,一次大概能持续2~3个小时左右,基本也足够拍照片了。


其三,选择电池技术优秀手机品牌。据我所知,部分国产手机厂商,这些年在电池技术方面一直有持续的投入与研究,在极寒环境下的关机阈值也更加宽松,再加之国产手机即便电池坏了换个电池一般仅需百来块钱。这么看来的话,电池技术更优秀+极寒环境更不容易关机+换电池价格更低,确实也是应对冬天环境的一个方法……
三、最后总结几句
本文第二部分的应对思路针对的主要是极寒环境下的应对方法,比如零下十几或二三十摄氏度。而对于南方的小伙伴而言,如果温度还有个位数的话,一般不需要做特殊应对。耗电快点就快点呗,在室外适当减少使用就行啦。实在担心就换个保暖的手机壳即可,南方手机贴热帖那是完全没必要的。
最后的最后,也给宝宝们提个醒。如果近期有计划去东北旅游的话,除了自身的保暖要注意之外,请别忘了给你的土豆手机也做好保暖工作哟。
参考^锂电池的工作原理 https://baijiahao.baidu.com/s?id=1753527317735545281
想要耗电慢一点点,可以考虑开启低电量模式,限制一些App后台刷新、推送等高刷,这里体验有一点影响。


@粉墨人生
@penddy
两位老师已经说明了锂电池充电原理,这里不展开。
在 iPhone 或 iPad 上使用低电量模式延长电池续航能力
http://apple.com官方网站有介绍低电量模式延长电池续航能力。低电量模式会在电池电量较低时降低 iPhone 或 iPad 的用电量。
打开低电量模式支持ProMotion的设备会锁定在60Hz,平时习惯动态120Hz刷新率,这里体验会有一点点不适应。
要打开或关闭低电量模式,请前往“设置”>“电池”。你也可以从控制中心打开和关闭低电量模式。前往“设置”>“控制中心”>“自定义控制”,然后选择“低电量模式”,以将它添加到控制中心。


低电量模式打开后,iPhone 或 iPad 可以使用更长时间才需要充电,但完成或更新某些功能所需的时间可能会变长。另外,在关闭低电量模式或将 iPhone 或 iPad 电量充到至少 80% 之前,部分任务可能无法进行。
低电量模式会减弱或影响以下功能:
iPhone 12 和 iPhone 13 各款机型上的 5G(视频流播放除外)1
自动锁定(默认为 30 秒)
显示屏亮度
显示屏采用了 ProMotion 自适应刷新率技术的 iPhone 和 iPad 机型的显示屏刷新率(最高限制为 60 Hz)2
部分视觉效果
iCloud 照片(暂停)
自动下载
电子邮件获取
后台 App 刷新
低电量模式打开后,状态栏中的电池会呈黄色显示。你将看到黄色的电池图标
和电池百分比。将 iPhone 或 iPad 电量至少充到 80% 之后,低电量模式会自动关闭。
1.在 iPhone 12 和 iPhone 13 各款机型上,如果你打开“低电量模式”,那么除了流播放视频和下载大型文件等一些情况外,5G 会被停用。在 iPhone 12 各款机型上,“低电量模式”会停用“独立 5G”(如果适用)。
2.以下设备的显示屏采用了 ProMotion 自适应刷新率技术:iPhone 13 Pro 及更新机型、iPhone 13 Pro Max 及更新机型、10.5 英寸 iPad Pro、所有 11 英寸 iPad Pro 机型、12.9 英寸 iPad Pro(第 2 代)及更新机型。
事实上我个人觉得冬天耗电快还可以接受可以通过「低电量模式」搞定,但是充电慢就非常影响日常使用了,尤其是温度在16°以下,Apple Watch充满100%可能需要两个小时,如果在16°以上可能60-70分钟就充满100%了,这影像是非常大的。


iPhone、iPad日常续航表现还可以接受,主要是Apple Watch温度低充满100%时间更长,这更影响日常使用。
如果开启省电模式,iPhone续航有一定提升,限制一些App后台刷新、推送、高刷等,这里体验有一点影响,如果不介意可以考虑考虑。
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锂电池之父——吉野彰博士
2019年,吉野彰博士因发明世界第一款可商用的锂离子电池,而获得了当年的诺贝尔化学奖。正是因为锂电池这种轻便的、可充电的“微型”能源系统的诞生,才推动了智能手机等一众移动电子产品的快速发展。


但锂电池一到冬天就掉电飞快,这是为什么呢?尽管很多答案都提及原因是“寒冷天气会降低锂电池内部的化学反应速率”,但此前化学家对这个现象的机制也不太清楚。一组电池工程师在2011年的《The Electrochemical Society》杂志上就曾发表说“关于锂离子电池在低温下性能不佳的确切机制仍然不太清楚。”(The exact mechanisms leading to poor performance of lithium-ion batteries at cold temperatures are still not well understood)。
为了搞懂原理,我也去搜集整理了一些网络资料,主要参考EDN(电子技术设计)网ID:山寺暮的一篇科普文章,要点如下:




锂电池主要由正极(Cathode Electrode)、负极(Anode Electrode)、电解液(Electrolyte)、隔膜(Separator)以及外壳(Case)组成。
由于手机“寸土寸金”,所以锂电池正极都是钴酸锂,负极是石墨。而锂电池的运行机制,正是基于锂离子在电池正负极之间的迁移来实现充放电:充电时,锂离子从正极脱出,经过电解液再嵌入负极的石墨层,与外电路过来的电子结合;放电时,锂离子与电子的运动方向与充电时相反。
事实上,电池放电时,锂离子要从负极运动到正极的“搬家过程”并不容易。首先,锂离子要先从石墨层中扩散,透过石墨与电解液的界面,然后再电解液中迁移,在经过电解液与钴酸锂的介面,最后在钴酸锂中扩散。


从上图可以看出,根据W=QU(能量=电量X电压),锂离子电池随着温度的降低,释放能量在减少,同时容量、电压也降低。
综合来看,锂离子电池的性能会受到温度变化影响。其中,温度下降会导致锂离子在石墨和钴酸锂中的扩散系数降低,同时电解液的粘度增加,而这些变化使得锂离子在活性物质和电解液中的迁移遇到更大的阻力。再具体点,由于电解液的溶剂通常是碳酸乙烯酯(EC)和碳酸二甲酯(DMC)的混合物,它们的熔点都偏高,在低温时会迅速凝固或变得更加粘稠。这种情况下,锂离子在电解液中的迁移变得更加困难。
因此,当锂离子电池处于低温环境下,锂离子的迁移受阻,导致电池的内阻增大。这会使电池的端电压降低(端电压=开路电压-电流×电池内阻)。当手机检测到锂离子电池处于低电压状态时,会误以为电池快没电了,从而显示电量不足,甚至为了保护电池,可能会自动关机。实际上,电池中可能还有一定的电量,只是由于低温环境的影响而无法充分发挥。
那该如何解决呢?
无外乎几种可能“正确且废话”的方法:
去温暖的地方(例如室内)使用保持电池充满电,就是出门前确保电量100%充满。带移动充电宝(温馨小tips:你的锂电池每充电1000次电池寿命将缩短20%)更节能的使用。去关闭耗电的后台们——GPS、数据、位置服务、wifi、蓝牙等给手机保暖(最好使用体热)
希望对题主有帮助!
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加:2024-01-09 10:32:43  更:2024-01-09 10:39:16 
 
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