22 лет персонализации аккумуляторов
Feb 18, 2020 Вид страницы：387
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.
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.
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.
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).
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).
Оставить сообщение
Мы скоро свяжемся с вами
