也来冰桶挑战 电池容量杀手低温之谜

　　我们可以在很多数码设备的使用说明书上看到产品的工作温度，其中大部分为-10摄氏度至40摄氏度，高温限制很好理解，锂电池在充电时和工作时都会发出热量，在高温环境下存在安全隐患，而低温的设定则是锂电池内部的电解液在低温时的效率更低，影响用户的使用，严重的低温甚至会让电池失效。

　　如果曾经在北方的冬天使用手机等数码产品或电池，您可能曾经发现低温时电池的表现变差，甚至会有电子产品出现无法开机的情况，那么下面我们就来看看电池在低温环境下的表现。

　　我们现在使用的电池主要是锂离子电池，从理论上来讲，不同锂离子电池受温度的影响基本上是一致的，为了更直观地对比低温影响，我们采用可以量化放电表现的移动电源为例进行测试。

面临低温考验的移动电源

　　考虑到移动电源采用的不同电池，我们也在此设置了两种常见的锂离子电芯移动电源做数据采样，包括18650电芯及软包锂离子电芯（俗称的“聚合物电芯”）。

　　为了做出基准便于后面的对比，我们先在常温下对移动电源的放电表现做测试，以此为对照组的数据，对照组放电的环境温度为30摄氏度。

　　需要注意的是，我们在这里比较的是相同电芯在不同温度下的表现，我们测试的不同电芯的移动电源并没有做统一标准，因此两种电芯之间不具有可比性，我们也会将它们的表现分别呈现。

软包锂离子电芯常温放电曲线

　　可以看到，软包锂离子电池在30摄氏度的室温环境放电较为稳定，整体电压保持在4.95V左右，参照的输出能量为35.1瓦时。

18650电芯常温放电曲线

　　18650电芯在室温环境中放电波动很小，整体电压高于4.9V，稳定性的表现良好，参照的输出能量为29.6瓦时。

常温环境下放电的移动电源

　　可以看出，在常温环境下两者都有良好的表现，在常温环境下稳定的放电也可以提供良好的续航保障，当然这也是移动电源以及电池的设计使用标准，那么接下来就是测试电池在低温环境时的放电表现了。

　　0摄氏度是通常情况下冰水混合物的温度，也是北方地区入冬前必经的温度，我们就首先在0摄氏度对移动电源的放电表现进行测试。

冰水混合物中的移动电源

　　虽然0度的温度已经属于较低的环境温度，但仍然落在了电池的工作温度区间内，电池应该可以正常使用。我们将移动电源置于冰水混合物中，待温度稳定后进行放电，并加入冰块保持温度，最后将放电数据导出。

软包锂离子电芯常温与零度环境放电曲线

　　从放电曲线中可以看到，软包锂离子电池的放电曲线有较为明显的变化，整体的电压和放电时间都有所降低，放电能量也降至32.1瓦时。

18650电芯常温与零度环境放电曲线

　　18650的放电曲线受到的影响并不明显，反而在初期的电压有所升高，不过其容量则受到了明显的影响，降至16.8瓦时。

　　可以发现，在0摄氏度时电池受到的影响较小，电压的变化幅度也不大，整体上来看可以为用户提供正常的使用，在这样的环境中也无需专门为电池提供保护。

　　零下20摄氏度属于非常寒冷的天气，在这样的温度下户外活动大幅减少，不过在这样的恶劣环境下电池的表现也是十分重要的，这一温度也是我们测试的低温。

软包锂离子电芯不同温度环境放电曲线

　　软包锂离子电池在零下20度的放电表现受到的影响明显，放电曲线出现了较为明显的波动，不但电压降低，放电时间也减少，总放电能量为28.5瓦时。

　　18650电池在零下20度时受到质的影响，移动电源只能开机而无法正常放电，我们也就无法得到其放电曲线。由于成本的原因，我们暂时不能对多款产品做这个环境下的测试，所以不排除遇到了个别情况。

冻冰的移动电源

　　-20℃已经超出了电池的正常使用温度，在这样的环境下电池内电解质的活性受到明显影响，放电表现和常温相比有了较大的差距，这样的环境中即使可以工作，电池提供的续航也非常有限，需要及时充电并减少让电池及电子产品暴露在环境中。

　　看到这里，一定有很多朋友觉得不过瘾，自己在家里的冰箱就能这么测，甚至有些地方冬天的户外都能飚到零下30摄氏度，那么我们就在这里追加了更低温度的测试。

至于干冰中的两款移动电源

　　我们将被测的两款移动电源放在干冰（即固态二氧化碳，温度约零下78.5℃）环境中静置3小时，待温度完全降至环境温度再进行测试。

低温超出了热成像仪的量程

　　不出所料，两款移动电源在零下70摄氏度的环境下都无法开机，也就不用说正常放电了。其实也很好理解，电池内的电解液在极低的温度中活性大幅降低甚至会结冰，也就不能对外放电了。

移动电源在极寒环境中无法工作

　　其实我们在日常环境中一般不会遇到这样的低温，所以即使电池无法工作也不必担心。值得注意的是，极寒环境可能会让电池/电芯损坏，我们在寒冷的环境中可以将电池及数码设备贴身放置，避免使其在恶劣的环境中工作，这对于电池和设备来说都是有必要的。

　　限于产品和测试环境，我们对移动电源及电池的测试只能进行单次测试，这样避免不了随机情况的发生，也在此予以说明。低温对电池及电芯的损伤是不可逆的，您也不要自己尝试冷冻电池。如果对我们的文章有任何意见及建议，也欢迎在下面的评论中说明，我们会尽量满足您的要求。

电池在低温下的容量降低很多人都遇到过，本文通过在不同温度下的测试来体现电池的放电表现，不同温度的曲线图也能直观地反映出电池受低温的影响，文末据此得出的结论也有实用意义。

赵悟省