电池为什么会怕冷？

　　「立春」已过去十多天，也已经踩过了「雨水」的尾巴，理论上已时值初春，可广东等地区却再次迎来寒潮，这冬季似乎比以往要长一些，似乎还没有要迈入春季的意思。

　　冬季怕冷的又岂止是人，我们日常接触的数码产品其实也很怕冷的 —— 严格来说，怕冷的其实是里面的电池。

　　在北方的小伙伴或许能明显地感受到，在严寒（特别是零下）的户外，即使是本来满电的手机，裸露一段时间就很有可能会显示电量低，甚至直接自动关机。

　　一些电动汽车车主更是「唉声载道」，极寒地区明显感受到电动汽车的续航衰减，冬季续航 8 折起步，有的甚至低至 4、5 折。

　　Q1

　　电池为什么会怕冷？

　　我们知道，无论是哪种蓄电池，从铅酸蓄电池、镍铁电池，到镍镉电池、镍氢电池，还是如今的锂电池、锂离子电池，本质就是一个发生氧化还原反应的化学反应池，在这个过程中有电荷流动，电极间形成电势，正负极接通后形成电流才实现了对外的供电。

　　要知道，一个化学反应的速度一般还会受到环境的影响，简单来说温度低了，直接导致反应慢了，形成不了足够的电势，电池的输出表现就自然弱了。

　　而往细里看，温度下降直接导致电池里的电解质活性下降，这时候的电解液粘度增加，使得反应过程中带电离子在电池内阴阳极穿梭变得困难，即使是原本满电的电池也就被限制住，手机关机、电动汽车续航腰斩就「理所应当」。

　　想要解决问题，理论上其实可以提高电解质在低温的活性，降低电解质的粘度，提升电池内部两极之间带电离子穿梭的效率 —— 也就是添加催化剂，提升电池化学反应的速率。

　　磷酸铁锂电池和三元锂电池，作为电动汽车的两种动力电池，它们有着较为明显的特性 —— 磷酸铁锂电池（LiFePO4）的热稳定性高，大概在 500℃ 以上才会分解，安全性较高，而且寿命长，缺点在于不耐低温，电解质在低温的活性差，因此磷酸铁锂电池汽车在北方的续航打折严重；三元锂电池，即镍钴锰酸锂电池（LiNiMnCoO2）或镍钴铝酸锂电池（LiNiCoAlO2），它的电解液活性更高，比磷酸铁锂电池要耐低温，在北方的冬季续航衰减要低不少（但还是会有的），而且电池的容量密度也更高，不过不耐高温，300℃左右就开始分解，这在高温环境下更容易产生隐患。

　　当然以上提到的是单电芯的特性，将多个电芯组成电池组作驱动电池包时，汽车厂商会引入较为复杂的温控系统，有散热也有加热组件，在低温的时候主动加热电池以维持电池组在低温环境下的活性。

　　Q2

　　电池在放电使用时怕冷，那充电时也怕冷吗？

　　答案是确定的，蓄电池在放电和充电时发生的都是氧化还原反应，而低温时较低的电解质活性同样也会有影响。

　　但因锂电池的特性，在极低温充电时，内部的锂离子因为电解质活性低的问题，外接加电时，锂离子无法及时嵌入到石墨负极上，进而会在负极表面形成金属锂枝晶，一来让越来越多的锂离子失效，降低电池的容量，二来形成的金属锂枝晶会有刺穿阴阳极之间的膜，造成短路的风险，影响安全。

　　所以，我们普通的数码产品，如手机处在低于工作温度环境下，最好不要充电；而成熟的电动汽车、航拍无人机电池一般会有电源温度管理系统，在充电前一般会自动加热电池组，让电池达到适合充电的环境再给电池输电充电。另外，在低温环境下充电也尽可能用慢充，迁就锂离子的迁移速度，让电池内部充分反应。Referline参考线