首先，你要了解，手機(jī)里面的是鋰離子電池，對(duì)，就是今年得了諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)的那個(gè)鋰離子電池。

鋰離子電池緊要由正極（CathodeElectrode）、負(fù)極（AnodeElectrode）、電解液（Electrolyte）、隔膜（Separator）、外殼（Case）組成。

因?yàn)槭謾C(jī)里面的空間狹小，為了充足利用空間，手機(jī)上的鋰離子電池正極都是鈷酸鋰（壓實(shí)密度高，體積更小，少占地方），負(fù)極是石墨。

鋰離子電池的原理相信大家都已經(jīng)比較了解了，就是依賴鋰離子在正極與負(fù)極之間的遷移來存儲(chǔ)與釋放能量。鋰離子的遷移行為酷似搖椅，又被稱為搖椅電池。充電時(shí)，鋰離子從正極脫出，經(jīng)過電解液再嵌入負(fù)極的石墨層中，與外電路過來的電子結(jié)合；而在放電時(shí)，鋰離子與電子的運(yùn)動(dòng)方向則與充電時(shí)相反。

放電時(shí)，鋰離子從負(fù)極運(yùn)動(dòng)到正極，要先在石墨層中的擴(kuò)散，通過石墨與電解液的界面，然后在電解液中遷移，通過電解液與鈷酸鋰的界面，最后在鈷酸鋰中擴(kuò)散。這一步步的，真的可以說是跨越山和大海，鋰離子搬一次家也真是不容易

首先要看的自然是它的坐標(biāo)軸了，橫坐標(biāo)是容量Q（電量），縱坐標(biāo)是電壓U，看到這，不禁想起一個(gè)公式：

W=QU（能量=電量×電壓）

利用一點(diǎn)點(diǎn)微積分的知識(shí)，可以了解，圖中曲線和坐標(biāo)軸圍成的面積就是能量。這張圖告訴我們，鋰離子電池隨著溫度的降低，它所能釋放的能量是在減少的，不僅如此，它的容量在減少、電壓也變低了。

這就是為甚么鋰離子電池在冬天不耐用。好奇心爆棚的小可愛肯定不滿足于僅僅了解這個(gè)現(xiàn)象，更想了解里面深層次的原由。

前面已經(jīng)說到了，鋰離子電池放電的時(shí)候，鋰離子從石墨遷移到正極，要跨越山和大海。當(dāng)鋰離子電池的溫度降低的時(shí)候，鋰離子的遷移會(huì)更加地艱難。溫度降低的時(shí)候，鋰離子在石墨和鈷酸鋰中的擴(kuò)散系數(shù)會(huì)減小，而電解液的粘度增大，鋰離子在活性物質(zhì)和電解液中的遷移都受到了很大的妨礙。

這樣聽起來不太直觀，我們來看一下無添加電解液的成分就了解是怎么回事了。電解液的溶劑是碳酸乙烯酯（EC）和碳酸二甲酯（DMC）的混合物。

碳酸乙烯酯（EthyleneCarbonate），熔點(diǎn)：34~37℃

碳酸二甲酯（DimethylCarbonate），熔點(diǎn)：2~4℃

看到這兩種物質(zhì)的熔點(diǎn)了嗎？室溫下碳酸乙烯酯就凝固了，0℃下碳酸二甲酯成了固體。那么當(dāng)鋰離子電池處于低溫環(huán)境下，輕則電解液粘度增大，嚴(yán)重的甚至?xí)糠帜獭ｄ囯x子在凍成固態(tài)的電解液中遷移，想想就非常不容易。

在低溫下，鋰離子的遷移受阻，最顯著的影響就是電池的內(nèi)阻會(huì)大大新增，鋰離子電池的端電壓（端電壓=開路電壓-電流×電池內(nèi)阻）下降，當(dāng)手機(jī)測試到鋰離子電池處于低電壓的時(shí)候，以為電池快沒電了，就提醒你電量不足，甚至為了保護(hù)電池，會(huì)自動(dòng)關(guān)機(jī)。實(shí)際上鋰離子電池明明是有那么多電量的，可就是發(fā)揮不出來。

為了克服這個(gè)問題，科學(xué)家也在努力，研發(fā)電解液添加劑和低溫電解液，讓鋰離子電池在低溫下也能正常使用。

那有關(guān)手機(jī)上的鋰離子電池，有方法讓它在冬天的時(shí)候別掉電掉那么快嗎？

方法當(dāng)然有，你別在寒冷的戶外用手機(jī)就找個(gè)暖和的地方，比如在暖氣房里，保管你的小手機(jī)不耍小脾氣。話說，在暖氣房里玩手機(jī)不好嘛？倘若確實(shí)是要在寒冷的戶外用手機(jī)，那就抓緊用，用完之后趕緊揣兜里。萬一手機(jī)被凍傻了，也別擔(dān)心，放到暖和的地方它就可以恢復(fù)過來，又能正常使用。

其確實(shí)冬天更應(yīng)當(dāng)留意的是別在低溫下給手機(jī)充電。前面說到，鋰離子在低溫下的遷移速率會(huì)降低，低溫下給鋰離子電池充電時(shí)，鋰離子嵌入到石墨層中的速率比較慢，就會(huì)有鋰離子來不及嵌入到石墨層中，而筆直在石墨表面得到電子形成金屬鋰，這個(gè)過程叫做析鋰，析出的金屬鋰有一部分變得不具有活性，也就是不會(huì)參與以后的鋰離子遷移，成為了死鋰。