技術(shù)宅解惑時間：手機(jī)為啥低溫自動關(guān)機(jī)

　　【手機(jī)中國 評測】近日鬧得沸沸揚揚的“iPhone和iPad低溫自動關(guān)機(jī)”的事件，讓不少科技宅對這個話題十分感興趣，小編先用一篇文章預(yù)熱一下，讓大伙對手機(jī)正常工作的溫度究竟是多少有一個初步的認(rèn)識。相比iPhone和iPad，Android陣營方面耐受能力或許表現(xiàn)得更強(qiáng)一些，主要是因為Android陣營手機(jī)將手機(jī)電池自我保護(hù)機(jī)制放寬了。根據(jù)高中化學(xué)知識，溫度下降，電池是首當(dāng)其沖的受害者，壽命將會縮短，表現(xiàn)為耗電十分快，但是充電速度變得緩慢，這對于科技宅來說應(yīng)該不陌生，尤其是北方冬天的時候帶著單反相機(jī)外出，除了要防止雨雪天氣讓單反鏡頭和機(jī)身造成傷害，還要多備幾塊電池，雖然加重了行裝，但是總比拍照正值興高采烈之際才發(fā)現(xiàn)電池沒電了。

手機(jī)廠商表態(tài)

　　我們先來看看其它廠商對iPhone這件事件是如何看待的。

Smartisan OS 2.5.3系統(tǒng)更新

　　前不久，錘子科技低調(diào)地推送了Smartisan OS 2.5.3系統(tǒng)更新，針對環(huán)境溫度較低時候，可能導(dǎo)致手機(jī)進(jìn)入保護(hù)模式而無法充電的情況，做了特別優(yōu)化。更新后，錘子Smartisan T系列和U系列手機(jī)就能夠更好地適應(yīng)低溫環(huán)境。這讓“果粉們”的臉往哪擱？

科技達(dá)人折騰

　　生命貴在折騰，科技達(dá)人們總是喜歡為咱們排憂解難，近日網(wǎng)上有位科技達(dá)人把華為Mate 8和iPhone 6s Plus同時進(jìn)行了低溫測試實驗，他把兩臺手機(jī)同時從23℃的室內(nèi)環(huán)境拿到-14℃的室外，兩臺手機(jī)在冰天雪地的環(huán)境中相處了10分鐘之后，兩臺手機(jī)都能夠正常工作。

室溫為23℃

室外溫度為-14℃

和iPhone做對比的華為手機(jī)

室外溫度為-14℃

兩臺手機(jī)安然無恙

極限測試（放入積雪之中10分鐘）

　　接著，科技達(dá)人將兩臺手機(jī)裝入塑料袋并且塞入積雪之中，過了10分鐘后，iPhone 6s Plus意料之中關(guān)機(jī)了，反復(fù)按下開機(jī)鍵也沒有用，而華為Mate 8則依然正常工作。把它們拿回到室內(nèi)之后，iPhone 6s Plus恢復(fù)正常工作了。

華為Mate 8依然安然無恙

iPhone就已經(jīng)點不亮了

“低溫警告”

　　為什么要拿華為Mate 8作為比較，估計是因為近日華為高級副總裁余總（余承東）在微博上發(fā)表的段子，引起了外界對其真實表現(xiàn)的興趣。

余承東微博截圖

官方回應(yīng)和原理剖析

　　接下來我們看看蘋果客服人員是如何回應(yīng)這次iPhone和iPad在低溫下充電緩慢和自動關(guān)機(jī)事件的，回復(fù)主要內(nèi)容：iPhone和iPad的電池設(shè)置了低溫保護(hù)機(jī)制，這是正?，F(xiàn)象，并非設(shè)備本身出現(xiàn)了故障，無須維修。

　　所謂充電時候的低溫保護(hù)，其實是在氣溫過低的情況下，電池（聚合物鋰離子電池）中的金屬鋰會產(chǎn)生沉積現(xiàn)象，蘋果人為地讓Li+立刻停止發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而避免發(fā)生電池內(nèi)短路情況。

　　什么是沉積現(xiàn)象？我們先來看看鋰離子電池的充、放電原理，作為可重復(fù)使用的充電電池（二次電池），根據(jù)百度百科的解釋，主要依靠鋰離子在正極和負(fù)極之間移動來工作的。充、放電過程中，Li+在兩個電極之間往返嵌入和脫嵌。

　　充電時候，Li+從正極脫嵌，經(jīng)過電解質(zhì)插入負(fù)極，負(fù)極處于富鋰狀態(tài)。

　　放電時候，Li+從負(fù)極脫插，經(jīng)過電解質(zhì)嵌入正極，正極處于富鋰狀態(tài)。

鋰離子電池充、放電原理

　　如上圖所示，沉積現(xiàn)象發(fā)生在充電環(huán)節(jié)，當(dāng)溫度過低，Li+穿越薄膜后無法插入負(fù)極，只能夠在負(fù)極表面沉積，沉積和插入是兩種明顯不同現(xiàn)象，沉積帶來的危害就是析出金屬鋰，Li+和金屬鋰是兩種不同物質(zhì)，這個時候強(qiáng)制充電就會導(dǎo)致金屬鋰刺穿正負(fù)極之間的薄膜，繼而發(fā)生短路現(xiàn)象（直接相連正負(fù)極還不短路），短路現(xiàn)象對元器件或者電池來說都是殺手，蘋果啟用低溫保護(hù)機(jī)制，強(qiáng)制停止電池充電，從而導(dǎo)致充電效率大大降低，這就是為什么溫度升高了充電效率快了，溫度降低了充電效率慢了，并不是電池本身擁有保護(hù)機(jī)制，而是蘋果設(shè)定了程序控制充電狀態(tài)，保護(hù)充電電路。

　　另一方面，對于突然關(guān)機(jī)的問題，蘋果客服人員解釋到，當(dāng)iPhone手機(jī)處于0℃以下時，電池正負(fù)電極的離子擴(kuò)散性變差，鋰離子活性逐漸降低，當(dāng)鋰離子不再和物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時候，電阻變大，電池放電能力變?nèi)?，系統(tǒng)便會自動識別為沒電，使手機(jī)自動關(guān)閉。加上，從上面工作原理圖也能夠看到，在放電時候也會面臨和充電時候的顧慮，擔(dān)心Li+發(fā)生沉積現(xiàn)象，雖然蘋果沒有正面回應(yīng)，但是也不排除蘋果和充電時候一樣啟用了低溫保護(hù)機(jī)制，從而切斷放電過程，不過這一次就不是單純充不進(jìn)電那么簡單，而是直接關(guān)機(jī)，連電都沒了，還不關(guān)機(jī)。

蘋果設(shè)備最佳工作條件

　　蘋果對旗下電子產(chǎn)品的操作環(huán)境的要求是：iPhone、iPad、iPod和Apple Watch的最佳操作環(huán)境為0℃-35℃，MacBook的最佳操作環(huán)境為10℃-35℃。而最近，全國很多地區(qū)的氣溫均已低于上述最佳操作溫度，所以蘋果產(chǎn)品的充電速度就會受到影響。這也是為什么在氣溫額外寒冷時，許多用戶的iPhone和iPad充不進(jìn)電，還開不了機(jī)的原因。

iPhone、iPad和iPod適宜溫度帶

隱性危害

　　溫度過低，除了會讓手機(jī)電池活性降低，延長充電時間，乃至出現(xiàn)iPhone上的自動關(guān)機(jī)現(xiàn)象以外，還會像上面科技達(dá)人視頻演示那樣，從溫度過低的室外進(jìn)入充滿暖氣的室內(nèi)時，手機(jī)表面和機(jī)身內(nèi)部都會或多或少出現(xiàn)霧氣凝結(jié)。

上述實驗截圖

　　戴眼鏡的伙伴們最清楚，北方冬天室內(nèi)外溫差較大，從冰天雪地室外進(jìn)入室內(nèi)時候，在眼鏡片上會形成一層霧氣，根據(jù)初中物理知識，這是空氣中的水蒸氣遇到低溫的眼鏡片之后，水蒸氣放熱液化成小水滴（霧氣）現(xiàn)象。

眼鏡鏡片充滿霧氣

　　對于眼鏡片而言，用眼鏡布擦一擦就好，但是對于手機(jī)而言，表層的霧氣可能還不足以造成威脅，致命的是機(jī)身內(nèi)部的霧氣凝聚，如果進(jìn)入主板中并讓手機(jī)受潮，就會造成手機(jī)內(nèi)部元件損壞，電子元件是很怕水的，短路之類的現(xiàn)象對于手機(jī)或者消費者人身安全而言其實都造成了一定威脅。

那些主打防潮功能機(jī)箱

　　南方人家中有臺式機(jī)用戶肯定了解，進(jìn)入春季之后的“梅雨天”，這時候不僅大部分時間都在下著毛毛細(xì)雨，空氣中的濕度十分重，地面、墻壁布滿了水滴，類似上面提到的問題，空氣中大量水蒸氣對臺式機(jī)主板上面的元器件虎視眈眈，隨時都想奪去它們的性命。為了對抗潮氣，南方人就會經(jīng)常有意無意地開啟電腦，讓機(jī)箱內(nèi)部溫度提高，從而驅(qū)散水蒸氣積聚。在春季長時間不使用電腦的讀者，個人建議還是偶爾開一下機(jī)，不然可能會被積聚水蒸氣讓主板受潮，損壞元器件。

電子設(shè)備一年四季都有隱患

　　南方人其實也挺悲催的，針對電子設(shè)備，尤其是電腦而言，春天防止受潮、夏天防止雷陣雨帶來的短暫停電、秋天防止靜電、冬天防止低溫，所以說無論是電腦還是手機(jī)，關(guān)愛我們的這些伙伴任何時候都很重要。

　　總結(jié)：換個角度看，iPhone的自動保護(hù)機(jī)制看似嬌弱，但是其實是對手機(jī)內(nèi)部元器件的深層次保護(hù)。相反，Android陣營很多手機(jī)都能夠在低溫環(huán)境中正常工作（設(shè)置了更低的保護(hù)溫度/自動關(guān)機(jī)臨界線更低），雖然外表強(qiáng)大，但是也會放縱一小部分消費者在冰天雪地環(huán)境下長時間玩手機(jī)，還真有這種人，所以Android手機(jī)安全性存在隱患，很容易因為持續(xù)在低溫環(huán)境工作，導(dǎo)致電池等元器件壽命縮短或者造成不可逆轉(zhuǎn)的創(chuàng)傷，所以小編還是建議各位讀者在室外應(yīng)該盡量減少玩手機(jī)的次數(shù)，回到室內(nèi)再做回“低頭族”吧。對于手機(jī)或者個人健康也有好處。

　　手機(jī)中國資訊中心近期也在準(zhǔn)備一個手機(jī)在極限低溫環(huán)境下的待機(jī)實驗，測試報告應(yīng)該會在近日公布，和上面科技達(dá)人的實驗方式不同，記得密切關(guān)注我們的動向！

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