電池放入開水中可喚醒的原理是？

01-13

前兩天準備用擱置一年的小米手環，可一直充不上電，百度看到有人提出放入開水中擱置幾分鐘拿出來擦乾可用，試後真的成功，問一個年長的人他說：熱分子激活正負電荷。百度沒搞懂這句話具體意思，誰能解釋一下？翻譯成白話？

@Patrick Zhang 的活化能概念是對的，但是引用的公式不對。

活化能概念對應的是波爾茲曼的形式 $k=k_0e^{-E_a/k_BT}$ 。可以看出，反應速率常數k是和T同一個走勢的。溫度越高，反應速率越快。

應用到電池是什麼原理呢？

電池的電壓並不是標示多少伏就有多少的伏的。通電的電流越大，電壓就越低。電壓消耗的方面包括陰陽活化極化( $eta_alog frac{I}{I_0}$ , $eta_clog frac{I}{I_0}$ )，濃度極化( $frac{RT}{nF}log(1-frac{I}{I_L})$ )和電池內阻(IR)。所以電池有效的電壓實際是

$V=V_0-eta_a log frac{I}{I_0}-eta_c log frac{I}{I_0}-frac{RT}{nF}log(1-frac{I}{I_L})-IR$

那麼溫度對這幾樣有什麼影響？

很多情況下，溫度越高V0越低，因為V0是跟自由能（G=H-TS=nFV）有關，溫度越高熵變的損失越高。

極化的公式裡面I0是跟溫度成正關聯的，即波爾茲曼方程。具體原理可以參考張工的回答。

濃度極化公式里IL也跟溫度成正關聯，溫度越高，擴散常數越高。

至於內阻R，因為溫度升高，離子遷移速率快，內阻也降低。

因此總結來說，升高溫度時，雖然V0會降低，但是消耗在極化和內阻的電壓損失小了，因此實際電壓會升高。冬天手機在褲兜里會很快沒電，但是放到室內暖暖就會復活。

以上內容看不懂沒關係，但請看懂以下這句話：

不要把鋰電池放進開水裡加熱！不然可能會三星的。

小米：我出5

蘋果：我出7

華為：我出9

三星：我炸！

小米：要不起

蘋果：要不起

華為：要不起

（網上看來的）

贊同 @nick加稍有補充。

不提那句沒頭沒尾的話，只討論小米手環放入熱水中可喚醒，原理大概是這樣的：

大家可能知道鋰電池本身都是帶保護的，就是有個專門的電路防止鋰電池過充電和過放電。因為鋰電池過充會炸，而過放之後就失去活性永遠沒法用了。所以，需要有一個保護電路檢查電池電壓，一旦高過或低過某個界限就斷開電池的輸入或者輸出，以防止出事。

這還沒完，鋰電池還是挺嬌貴的，防止出事之餘還要保護壽命。鋰電池有個特性，就是低壓狀態下充電放電電流太大會導致電池永久損傷，容量會下降，安全性會下降。怎麼保護呢？充電和放電的時候要限制電流，特別在低壓的時候。

但是這兩套保護不是那麼好做的，因為鋰電池有這樣的特性：

（來源：http://www.ibt-power.com/Battery_packs/Li_Ion/Lithium_ion_tech.html）

圖中橫軸是放電容量比例，縱軸是電壓，不同顏色是不同環境溫度，其中25攝氏度是標準室溫環境。重點是電池電量即將耗盡的時候（放電容量接近100%的時候，圖中右側）電壓下降很快。

這意味著什麼呢？意味著保護電路的截止電壓是個很麻煩的參數。如果定高了0.1V，很容易浪費容量；反過來，如果定低了0.1V，則很可能導致容量下降太多使得電池失去功能。

例如圖中25攝氏度曲線，從3.7到3.6之間差了約10%的容量，而3.6到3.5之間才不到3%；如果從3.6V起找再釋放10%容量之後的電壓的話是找不到的，因為已經低過了最低電壓。於是，如果截止在3.7V，就只能少提供10%的容量。如果定在3.6V，則要面對一旦電壓測量間隔太長或者測量不準，電池電壓會瞬間過低從而失去功能。

失去功能是什麼意思呢？還記得前面提到要保護電池壽命嗎？這個保護機制是需要用電的。可是，如果電池的電壓太低，充電需要的電路完成啟動、開始充電之前保護電路就關掉了鋰電池的話，電池就徹底不能用了。

小米手環的情況，我估計就是發生了過放電導致電池失去功能，連充電必須的電路也無法啟動。浸入熱水中提高溫度後，如圖上60攝氏度曲線所示，由於化學反應更活躍，電壓相比室溫時提高了，可能正好跨過了保護電路的截止電壓一點點，電路連通，於是就能正常充電了，充上電之後就能正常使用了。這是該手環設計上的缺陷導致的問題。至於是保護電路設置的問題，還是放電監控的問題，甚至是電池或電路質量的問題，我就不知道了。以及，這樣過放電的電池由於不知道之前過放電程度多深，有可能壽命已經大減。

不要把電池放水裡。

不是所有年長的人都可以談笑風生。

熱分子激活正負電荷？熱分子是什麼鬼？來提問問題的至少也是高中生了吧，基本的科學素養呢？

某專家裝逼裝大了

逼乎就是逼乎，別人問為什麼溫度高可喚醒電池，結果給扯到核融合去了。

分子運動，小時候玩玩具車，沒電用太陽晒晒又能玩會。

怎麼解釋這句話？這句話就是看著很專業其實一竅不通的話。

熱分子？對不起，熱量大部分時候是作為一種能量來催化反應，沒有熱分子這種說法。

@Patrick Zhang 對於這句論述「例如空氣中有氧氣和氫氣，它們為何不燃燒？是因為溫度。當溫度足夠時，兩者就燃燒產生水。」有些不科學。

燃燒，必須是有能量從某些和氧氣的反應中釋放出來才能進行的。至於空氣，每個成分都是相當的穩定了。當然假設要強行反應的話，必須有外界提供額外的能量來分離空氣中各組分的分子，從而和氧重新結合。

挨個排除下：

氮氣在空氣中所佔比例最高，N-N鍵的結合極其穩定，這個不怎麼喜歡和氧氣反應。當然這也是我們能活下來的原因，要不幾百萬年前這種反應發生以後，地球就沒有氧氣了。。。

空氣中的二氧化氮和水本身就是燃燒產物，不會再繼續反應。

當然你提到溫度足夠高，這個有點太可怕了，還是不推薦任何人嘗試！

打個比方，搞個足夠結實的封閉盒子，一直加熱。足夠的能量會使原子外圓的電子逃離原子核的束縛跑出來。最後這些電離的等離子體的原子核會融化。就像太陽一樣。如果足夠熱的話，氮氣會核聚變，釋放一部分能量。這就牽扯到另一個問題了，這會引起可以自發進行的聚變反應么，（空氣就像太陽表面那樣燃燒？）

不過幸運的是這種情況不會發生，早在最先研究原子彈的之前，物理學家費曼等人已經進行了核實。這些高溫氣體的膨脹(對外做功，消耗能量)的速率遠超過它從聚變反應中吸收能量的速率，也就是溫度會降下來。

不過怎麼說，還是不要嘗試對著空氣加熱觀察燃燒現象了，有比這更有意思的事情的。