22 лет персонализации аккумуляторов

Температура литиевой батареи влияет на безопасность и старение

Feb 18, 2020   Вид страницы:402

На батареи влияет температура?

Батареи - это устройства, преобразующие химическую энергию в электрическую. Это происходит с помощью химических реакций, происходящих внутри самой батареи. Это преобразование происходит, когда клеммы аккумулятора подключены. Батареи бывают всех типов и форм; они также могут быть перезаряжаемыми и одноразовыми. Батареи в основном состоят из двух электродов: анода, который является положительным электродом, и катода, который является отрицательным электродом. Между ними находится электролит. Электролит - это то, что соединяет два электрода (анод и катод) вместе внутри батареи, поскольку два электрода не соприкасаются друг с другом. Электроны принимаются от катода и через этот электролит подводятся к аноду.

Производительность ионно-литиевых батарей зависит от влажности и температуры. Поскольку батарея вырабатывает электричество в результате химической реакции, при понижении температуры химическая реакция замедляется, что, в свою очередь, приводит к уменьшению выработки тока. Однако замедление химической реакции из-за более низкой температуры увеличивает срок службы батареи. При повышении температуры химическая реакция ускоряется, и вырабатывается больше тока. Однако этот быстрый процесс значительно сокращает срок службы батареи.

1560393521241081348.jpg

При этом очевидно, что тепло - убийца номер один для всех батарей. Ориентировочно при повышении температуры на каждые 8 C (15 F) срок службы герметичной батареи сокращается вдвое. Это означает, что герметичный аккумулятор, рассчитанный на 10 лет работы при температуре 25 ° C, прослужит 5 лет только при хранении при температуре 33 ° C. И его хватило бы всего на 30 месяцев, если бы его подвергли воздействию температуры 41 C. Стоит отметить, что разрушенную теплом емкость уже нельзя спасти.

3.2V 20Ah Низкотемпературная квадратная батарея LiFePO4
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

Однако есть некоторые сценарии, в которых невозможно избежать нагрева, например, от стартерных аккумуляторов в автомобилях. Технологии стали настолько продвинутыми, что эти типы батарей могут выжить в более суровых условиях. Согласно исследованию режима отказа BCI 2010 года, стартерные батареи стали более термостойкими, чем когда-либо. В 2000 году повышение температуры на 7 C повлияло на срок службы батареи примерно на один год. В 2010 году допуск был увеличен до 12 C. Технические усовершенствования в производстве стартерных батарей увеличили их ожидаемый срок службы с 41 месяца в 2000 году до 55 месяцев в 2010 году.

Какова безопасная рабочая температура литиевой батареи?

Использование литий-ионного аккумулятора возможно в диапазоне температур от 10 ° C до + 55 ° C. Однако зарядка должна происходить только при температуре аккумулятора от + 5 ° C до + 45 ° C. Идеальный температурный диапазон батарей - это температура. Датчик в батарее гарантирует, что ускоренная зарядка не будет осуществляться за пределами этого диапазона.

Как правило, наиболее эффективная рабочая температура литиевых батарей составляет около 20 ℃, но в высокотемпературной среде существуют различные типы литиевых батарей, которые могут хорошо работать вместо тепла. В условиях низких температур рекомендуемый рабочий диапазон для ионно-литиевых батарей составляет от -40 ℃ до 55 ℃.

Как температура влияет на календарное старение литиевых батарей?

В исследовании, проведенном IOP Conference Series: Materials Science and Engineering в 2015 году и посвященном влиянию температуры на календарный старение литий-ионных и никель-металлогидридных батарей, в этом исследовании использовались коммерческие литий-ионные батареи с графитом / LNMC, маркированные 4411-4711. изучение. Заряжались они с помощью литий-ионного зарядного устройства ASELSAN 4400. Другой аккумулятор типа Ni-MH заряжался с помощью зарядного устройства ASELSAN 4011 Ni-MH.

Испытания на календарное старение проводились путем хранения их при температурах -20 ° C, 20 ° C и 55 ° C и напряжениях холостого хода, относящихся к 100% SOC изначально. Во время хранения постоянный заряд не применялся, и напряжение батареи могло свободно меняться между двумя сегментами характеристики.

106.jpg

При каждой из указанных температур были испытаны две батареи, чтобы доказать воспроизводимость измерения. Чтобы определить старение батарей, измерения емкости проводились в начале теста, в конце теста и с интервалом в четыре недели. Измерения электрохимической емкости проводились при комнатной температуре с использованием специального аккумуляторного циклера (ASPILSAN Energy). Чтобы определить емкость литий-ионных аккумуляторов, стандартный заряд (заряд постоянным током C / 3 до 100% SOC (8,4 В), заряд постоянным напряжением (8,4 В) до тех пор, пока ток не станет ниже значения C / 10), который затем были проведены измерения разряда 1С (до 6,4 В). Для определения емкости Ni-MH аккумуляторов были проведены измерения стандартной зарядки (заряд C / 2 постоянным током до 100% SOC (11,0 В)) с последующим разрядом C / 2 (до 6,0 В).

Батарея 11.1В 7800мАх полимера ноутбука низкой температуры высокой плотности энергии изрезанная
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

После помещения батарей при 100% SOC и желаемой температуре и выдерживании в течение 4 недель, затем разрядите их, чтобы определить кажущуюся потерю емкости, а затем выполните один цикл заряда / разряда для определения постоянной потери емкости (необратимой емкости). Обратимые потери емкости (саморазряд) рассчитывались путем взятия разницы между двумя емкостями, кажущейся емкостью и необратимыми потерями емкости. Испытания на потерю емкости проводились с использованием испытательной системы батарей Digatron BTS500.

Потери кажущейся емкости литий-ионных и никель-металлгидридных батарей зависят от температуры, при которой они хранились; чем выше температура, тем больше кажущаяся потеря емкости батарей. Литий-ионные и никель-металлгидридные аккумуляторы, хранящиеся при -20 ° C и 20 ° C, теряют до 6% своего заряда в течение 4 недель. Если они хранятся при более высокой температуре (55 ° C), они будут терять заряд с еще большей скоростью (9% для Li-Ion и 24% для Ni-MH).

*
*
*
*
*
  • Самые горячие новости отрасли
  • Последние новости отрасли
  • Оставить сообщение

    Свяжитесь с нами

    * Пожалуйста, введите Ваше имя

    Требуется электронная почта. Этот адрес электронной почты недействителен

    * Пожалуйста, введите вашу компанию"

    Требуется массаж.
    Свяжитесь с нами

    Мы скоро свяжемся с вами

    Сделанный