我们的手机为什么“不耐冻”?

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所属分类:IT资讯

 

有一博友最近回天津,结果发现用的几台智能手机均告水土不服出现问题,主要包括电池不耐用、拨打电话反应慢、液晶屏响应滞后、屏闪等。其实手机等电子产品“不耐冻”并非个例,例如在去年冬天就有很多人反映自己的iPhone或者iPad因为天冷充不进电。在苹果的官网上,我们也可以看到类似关于低温工作不正常的提示:

其实我们使用的大多数电子产品在出厂前都会进行模拟环境试验,通常试验时要求的标准大气条件是:温度15~35℃、相对湿度45%~75%、气压860~1060毫巴,以保证在一般条件下产品可以正常使用。像手机这样包含了液晶屏、锂电池、芯片等元器件的精密电子产品相对来说就要娇气一些,这些元器件在低温下性能会受到不同程度的影响,从而导致了手机整体上的“不耐冻”。从网友反馈的手机在低温环境下的表现,我们从1)屏幕问题;2)性能问题;3)电池问题三方面进行分析。

1. 液晶屏

液晶屏的主要原件是液晶面板,其结构简单来说就是两层玻璃基板夹着一层液晶,而液晶材料在不同的温度下物理性能会产生不同的改变,当在高温条件下分子会活化,而低温时分子反应速度会较慢。一般来说液晶屏的操作温度大约在-20°C到70°C之间,当气温降到零度以下液晶屏还能工作,但液晶亮度和响应时间都会受到较大影响。

2. 芯片等电子元器件

芯片其实是在半导体基片上通过工艺手段做成的集成电路,当中包含的电子元器件一般都有特定的工作温度范围,通常商业级的是0°C到70°C,工业级为-25°C到85°C,军品级为-55°C到150°C,如果超出温度范围性能就会变差,甚至不工作。

为什么会这样呢?这是因为指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料,温度的改变对半导体的导电能力、极限电压、极限电流以及开关特性等都有很大的影响。而现在一个芯片往往包含了数百万甚至上千万个晶体管以及其他元器件,每一点小小的偏差的累加可能造成半导体外部特性的巨大影响。如果温度过低,往往会造成芯片在额定工作电压下无法打开其内部的半导体开关,导致其不能正常工作。

3.电池

目前手机采用的大多数为锂电池,采用锂化合物为正极材料、石墨为负极材料,在正负极之间有一层非水电解质溶液。目前商品化的锂离子电池中应用最广泛的电解液是将导电锂盐LiPF6溶解在以碳酸乙烯酯(EC)为基础的二元或三元混合溶剂中。这些溶剂一般是有机碳酸酯系列,包括:二甲基碳酸酯(DMC)、二乙基碳酸酯(DEC)、甲基乙基碳酸酯(EMC)等,其中最主要的成分碳酸乙烯酯(分子式: C3H4O3,熔点为35°C到38°C)低温性能较差,在低温下容易析出,从而导致电池性能下降。

由此可见,由于手机中的“三大件”液晶屏、芯片和电池,在低温条件下都会存在不同的性能问题,从而影响到手机的正常工作。其实不仅仅是温度的影响,手机毕竟还是属于比较”娇气“的电子产品,机友们在使用中一定要小心呵护,毕竟不是所有手机都叫诺基亚。

weinxin
恒拓机电
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