Литиевые батареи для холодной погоды - Работа и уход

У устройств, как правило, возникают проблемы, когда зимой холодно, особенно в автомобилях. Это не намного лучше с электромобилями, которые при отрицательных температурах неизбежно теряют емкость своих литий-ионных аккумуляторов. Китайские исследователи разработали стратегию предотвращения падения кинетики батарей. Они разработали систему батарей с морозостойким анодом из твердого углерода и прочным богатым литием катодом, включающим в себя важную начальную стадию литирования.

В аккумуляторной технологии неграфитизируемый или «твердый» углерод является многообещающим недорогим анодным материалом. Он демонстрирует быструю кинетику интеркаляции ионов лития даже при низких температурах. Ионы лития мигрируют от катода через электролит к аноду во время зарядки / разрядки аккумуляторного элемента и наоборот. Когда предварительно сохраненный литий находится в анодном материале, которым часто является графит, объемные изменения поступающих ионов лития распределяются, чтобы обеспечить более длительный срок службы элемента и лучшую кинетику заряда / разряда. Предварительно литиированный твердый углерод в литий-ионных конденсаторах оказался прочным материалом. Тем не менее, процесс предварительного литиирования сложен и дорог, требуя чистого литиевого электрода. Таким образом, Юнкан Ван и его коллеги из Университета Фудань, Шанхай, Китай, поддерживают альтернативные подходы к предварительному литиированию.

Хорошо ли работают литиевые батареи в холодную погоду?

В холодную погоду аккумуляторные батареи плохо работают. Исследователи разработали новую литий-ионную батарею, которая до сих пор работает при температуре -70 ° C. Такие батареи могут улучшить характеристики электромобиля зимой, помогая питать высотную технику, космические станции и планетоходы.

Из-за плохой работы аккумулятора электромобили могут терять половину своего запаса хода в холодные зимние дни. Литий-ионные батареи сохраняют всего 12% своей энергии при –40 ° C. Поэтому аккумуляторные батареи необходимо защищать и охлаждать в Арктике, на больших высотах и в космосе, или вместо них необходимо использовать неперезаряжаемые батареи или суперконденсаторы.

3.2V 20A Низкотемпературная батарея LiFePO4 -40℃ 3C Разрядная емкость ≥70% Температура зарядки: -20~45℃ Температура разрядки: -40~+55℃ пройти тест на иглоукалывание -40℃ максимальная скорость разряда: 3C

ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ

Литий-ионные батареи плохо работают в условиях сильного холода из-за вязких или даже замерзших растворителей электролита, что затрудняет перенос ионов лития между анодом и катодом во время зарядки и использования. Ионы также не могут проникнуть внутрь графитового анода, когда он холодный, это фаза, называемая интеркаляцией. Затем ионы лития размещают горючий металлический литий на поверхности электрода.

Юнкан Ся, физико-химик из Университета Фудань, выбрал этилацетат в качестве морозостойкого растворителя электролита для создания перезаряжаемой батареи, которая будет безопасно работать и поддерживать эффективность в условиях сильного холода. Температура замерзания этилацетата составляет –84 ° C, и в холодном состоянии он не становится вязким. Предыдущая статья показала, что этилацетат можно использовать в литий-ионной батарее, но при низких температурах эти исследователи не исследовали его использование. Итак, Ся попробовала. Но батарея по-прежнему плохо работала при низких температурах, когда ее команда объединила растворитель с обычными электродами.

Во-первых, команда Ся смешала растворитель с электродами из органических материалов, а не с традиционными неорганическими. Во время зарядки аккумулятора материал полиимидного анода вступает в реакцию, которая позволяет ионам лития связываться с ним, в то время как противоанионы поглощаются катодом из политрифениламина. Реакция обратная, когда батарея разряжается, ионы лития высвобождаются, а анионы десорбируются. Получающаяся в результате органическая батарея работает при температуре от 50 ° C до -70 ° C. А при -70 ° C батарея сохраняет 70% своей емкости при комнатной температуре.

Замечательно поддерживать мощность в таком широком диапазоне температур.

Может ли литиевая батарея замерзнуть?

Разряженные литий-ионные батареи (0 процентов) никогда не должны разряжаться. Согласно исследованиям и исследованиям, литий-ионные батареи нельзя замораживать. Помните, что большинство электролитов литий-ионных аккумуляторов замерзают при температуре около -40 ° C, что намного ниже самой низкой температуры большинства бытовых морозильников.

Информация, которую я видел, показывает, что если вы заморозите полностью заряженную литиевую батарею, затем вернете ее к нормальному времени работы (комнатная температура) от 10% до 40%. Однако в тех же документах указывается, что любой необратимый ущерб незначителен (1-3%). Просто убедитесь, что когда он комнатной температуры, вы загрузите его и используете!

Литий-ионные батареи относятся к неводному типу химии (они не содержат воды), и, насколько мне известно, они в основном состоят из твердых электродов и электролитов, поэтому температура ниже точки замерзания не должна оказывать заметного механического воздействия на производительность или срок службы. . Более низкая температура снизит производительность, но также снизит скорость разряда элемента. Хотя высокие температуры могут легко разрушить литий-ионный элемент, я не думаю, что температура -40 ° C может повредить что-либо, например аккумулятор ноутбука или мобильного телефона.

Какой тип батареи лучше всего работает в холодную погоду?

Есть 3 батареи, которые лучше всего работают в холодную погоду;

Низкотемпературный прочный полимерный аккумулятор для ноутбука с высокой плотностью энергии Спецификация аккумулятора: 11,1 В 7800 мАч -40 ℃ 0,2 C разрядная емкость ≥80% Пыленепроницаемый, устойчивый к падению, антикоррозийный, антиэлектромагнитный

ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ

1-ULTIMATE ENERGIZER LITHIUM AA АККУМУЛЯТОР-L91

Energizer Ultra Lithium AA - это то, что вам нужно, если вы ищете лучшее время автономной работы для следящей камеры в течение всего сезона. Эта батарейка AA - вариант для опытных охотников, которые не хотят выходить к своим камерам, чтобы постоянно менять батарейки. У вас будет больше снимков и более длительный срок службы, чем с другими батареями дорожки для холодной погоды.

Литиевый Ultimate AA рассчитан на -40 ° F! Если станет так холодно, выйдя на улицу и возьмёшь замёрзшую оладью именно там, где вам сказала камера, вы сможете сэкономить на боеприпасах.

L91 дороже других в этом списке, но вы можете заказать оптом (12+), сэкономить немного денег и держать на полке запас ЛУЧШИХ батарей для холодной погоды.

БАТАРЕЯ 2-ENERGIZER ALKALINE AA, ПРОМЫШЛЕННАЯ - EN91

Если вы ищете что-то особенное для цифровых камер при экстремальных температурах, Energizer Industrial Alkaline AA E91 был разработан специально для светодиодных фонарей и цифровых камер при экстремальных температурах до 0 ° F.

Это следующий лучший вариант после L91. Вы не получите такой же долговечности и надежности, как L91. Если вы находитесь в Висконсине, Миннесоте или в более холодном климате, погода в ночное время может поставить под угрозу рейтинг EN91. Но это более чем подходит для прохладных вечеров и при понижении температуры ниже нуля для более мягкого климата.

ЭНЕРГИЗАТОР ЩЕЛОЧНОЙ БАТАРЕИ 3-MAX AA - E91

Батарея, такая как Max E91 AA Energizer, - хороший выбор для продолжительной работы в холодную погоду. E91 Max AA, который часто имеет температуру 0 ° F, не такой прочный, как EN91, и не предназначен специально для цифровых фотоаппаратов. Это на ступень ниже, чем у двух вышеперечисленных батарей, но по-прежнему один из лучших по сравнению с остальными игроками.

Как одна из лучших батарей типа AA для следящих камер, E91 может защищать от холода сколько угодно долго.