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摘要:为什么简而言之,电池的工作依赖于化学反应,而冷冻的温度会减缓或阻止这些反应。锂离子电池是一种普通的充电电池,为我们现代生活提供动力,几乎生活在每个手机里,当单个锂离子通过溶液从电池的一端(阳极)移动到另一端(阴极)时,放电电流。,但事实上,极冷会减缓所有类型电池的反应,使其爬行。当我手机的充电表在那个平台上显示“1%”时,所有的离子并没有突然跳到阴极。这个过程会破坏电池的性能和使用寿命。
芝加哥在冬季是一个不可饶恕的地方。想在城里转转吗?没有车?准备站在一个升高的火车站台上10分钟,尽量少让你的皮肤暴露在刺骨的风中。温度又降到零度以下了吗?上周六(12月30日),当气温降到3华氏度(零下16摄氏度)时,我发现自己站在其中一个平台上,在其中一个台灯下发抖。我刚吃过午饭,在午餐期间,我劫持了一家餐馆的一个分店,给手机充电,使其电池容量达到100%;我的下一个目的地是市中心,在一个我不熟悉的地区,我正在确保手头有GPS导航。然而,当我从那个平台上的口袋里掏出我的设备来查看我的路线时,费用已经暴跌:屏幕右上角的读数闪烁着红色,“1%…1%…1%。”片刻之后,设备死机了。
为什么
简而言之,电池的工作依赖于化学反应,而冷冻的温度会减缓或阻止这些反应。
锂离子电池是一种普通的充电电池,为我们现代生活提供动力,几乎生活在每个手机里,当单个锂离子通过溶液从电池的一端(阳极)移动到另一端(阴极)时,放电电流。当电池耗尽时,所有这些离子都嵌入阴极的多孔石墨中。密歇根州电池技术初创公司Sakti3的联合创始人兼首席执行官安玛丽•萨斯特里(Ann Marie Sastry)表示,当电池充满电时,它们都嵌入了阳极,他在过去的一篇文章中接受了Live Science的采访。
化学家们对锂离子电池内部发生的反应究竟有多冷还不清楚导致锂离子电池在低温下性能不佳的确切机制仍不清楚,一组电池工程师在2011年的《电化学学会杂志》上发表了一篇论文。
,但事实上,极冷会减缓所有类型电池的反应,使其爬行。
当我手机的充电表在那个平台上显示“1%”时,所有的离子并没有突然跳到阴极。事实上,低温可以防止电池离子在室温下缓慢放电,正如工程网站litiumpros解释的那样。但由于严寒减缓或停止了电池内部的反应,电池的放电电流小于手机保持工作所需的电流,拥有生物医学博士学位并在不同学术水平教授化学的化学家安妮·玛丽·赫尔门斯汀(Anne-Marie Helmenstine)2017年在thoughtco上写道。手机把微弱的放电解释为电池快没电了,不久就自动关机了。
幸运的是,手机还在结冰的时候,我没有试图给电池充电。劳伦斯伯克利国家实验室化学家斯蒂芬J哈里斯在他的网站上写道,在非常寒冷的温度下,锂离子充电过程可能会发生可怕的失败。在正常情况下,向电池施加电流会将离子输送回阳极石墨的孔隙中。不过,当电池冻结时,离子不会进入石墨。相反,它们离开溶液并以固体锂的形式穿过石墨表面。这个过程会破坏电池的性能和使用寿命。
当我的手机再次预热时,它证明了它根本不需要充电;它只需要足够的温度来启动反应。当我按下新加热设备上的电源按钮时,它打开了,电池表显示“94%。
离子没有消失。它们只是不能在寒冷中正常移动。
最初发表在《生命科学》杂志上。
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