Температура замерзания литиевой батареи: введение и методы

Если у вас есть литиевая батарея и вы живете в холодном климате, вы должны принять дополнительные меры безопасности, поскольку литий чувствителен к температуре. Прочтите и изучите эту статью, чтобы узнать, как ухаживать за литиевыми батареями при низких температурах.

Температура замерзания литий-ионного аккумулятора

Знаете ли вы, что холодная погода влияет на литиевые батареи и их производительность? Температуры ниже 32°C, как с точки зрения эффективности, так и с точки зрения удобства использования, резко ограничивают доступность, при этом доступное соотношение составляет 70-80% расчетной емкости. Бывают случаи, когда литиевые батареи могут с небольшими неудачами обеспечивать 95-98 процентов емкости при той же температуре.

При зарядке при температуре затвердевания проницаемый графит, служащий анодом батареи или отрицательной клеммой, поглощает частицы лития, как салфетка. Когда температура падает ниже уровня затвердевания, как бы то ни было, анод не может удерживать достаточное количество частиц лития. Кроме того, толстый слой частиц лития покрывает поверхность анода, снижая емкость батареи и количество лития, доступного для запуска потока энергии. Зарядка при скорости заряда moo под затвердеванием ослабляет механическую прочность батареи, делая ее более склонной к поразительному выходу из строя.

В условиях затвердевания заряда частицы лития в конечном итоге сбиваются с толку, когда они пробиваются «работать» внутри графитового анода. Вместо интеркалирования эти частицы в конечном итоге покрывают поверхность анода. Покрытие может образовываться при зарядке в условиях низкой освещенности, ограничивая емкость аккумулятора и увеличивая сопротивление. В случае, если образуется достаточное количество пластин, он может взломать сепаратор и вызвать смертельный кратковременный взрыв внутри клетки.

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

При какой температуре замерзают литиевые батареи?

Ваши руки могут быть повреждены, когда они нагреваются после того, как вы пришли с холода. То же самое можно сказать и о литиевых батареях. Когда внутренняя температура вашей батареи падает ниже 32 градусов по Фаренгейту, литиевые элементы не могут получить такую же сумму зарядного тока (тепла), как при более высокой температуре. Не заряжайте аккумулятор, если температура опускается ниже нуля.

Зарядка в холодном климате требует разнообразной стратегии, что важно, если вам нужно, чтобы ваши предположения были окончательными. Когда температура падает, почти каждая батарея требует более сложной стратегии зарядки. Время зарядки свинцово-кислотных аккумуляторов меньше, чем у литиевых. Оба, в любом случае, должны постоянно заряжаться и поддерживаться в своих индивидуальных температурных пределах.

При зарядке при более низких температурах аккумулятор подвергается вреду относительно скорости зарядки. Более медленная зарядка может уменьшить вред, но редко является разумным выбором. Аккумуляторы могут заряжаться при температуре 0,1 ° C, когда температура падает от 32 до 14 градусов по Фаренгейту. При температуре от 14 до -4 градусов по Фаренгейту батареи нельзя заряжать при температуре выше 0,05 градуса по Цельсию.

Эти скорости зарядки, без сомнения, растянут и усложнят стратегию, поскольку вы никогда не знаете, насколько холодно будет во время цикла зарядки. В тяжелых обстоятельствах вы ляжете спать при температуре 40 градусов, а проснетесь при температуре 18 градусов. Если вы зарядили аккумулятор быстрее за ночь, понижение температуры может нанести ему необратимый вред.

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

Основное правило зарядки в холодную погоду — избегать зарядки аккумуляторов, не уменьшая зарядный ток, когда температура падает ниже точки затвердевания. Это может быть проблемой до тех пор, пока ваша BMS не будет связана с вашим зарядным устройством, и зарядное устройство не сможет реагировать на предоставленную информацию. При зарядке при температурах ниже затвердевания поддерживайте ток заряда в пределах от 5 до 10% от емкости аккумулятора.

Можно ли оставлять литиевые батареи на морозе?

Температура 140°F. Литиевые батареи являются невероятным источником непрерывного и стабильного контроля для владельцев автономных солнечных батарей, домов на колесах и кемперов, которые живут и путешествуют в очень холодных регионах. Всем владельцам аккумуляторов следует избегать низких температур, поскольку они могут нанести ущерб их благополучию. Низкие температуры могут повредить самочувствию и прочности обычных свинцово-кислотных аккумуляторов. Литиевые батареи превосходят свинцово-кислотные батареи при более низких температурах.

Чем больше контроля затрачивает холодная свинцово-кислотная батарея, тем слабее она становится. При использовании аккумуляторов LFP они нагреваются, снижая сопротивление и повышая напряжение. Когда дело доходит до капитального ремонта или замены аккумуляторов для холодного климата, литий, без сомнения, является бесспорным победителем.

Как бы то ни было, в этом есть подвох. Когда литий-ионные батареи хранятся при температурах затвердевания, сегменты компонентов батареи могут сломаться и отделиться от окружающих компонентов, ограничивая емкость батареи, соглашаются с аналитиками Национальной лаборатории ускоряющих агентов SLAC Управления энергетики.

Чем больше контроля используется холодной свинцово-кислотной батареей, тем слабее она становится. Когда вы используете батареи LFP, они нагреваются, что снижает сопротивление и увеличивает напряжение. Когда дело доходит до модернизации или замены аккумуляторов для холодного климата, литий безоговорочно выигрывает.

Иджин Лю из SLAC и его постдокторский коллега Цзичжоу Ли обнаружили это открытие, изучив низкотемпературное исполнение катода, компонента, в который текут электроны во время работы батареи. Соглашаясь с предварительными соображениями, размещение катодов при температуре ноль градусов по Цельсию привело к потере емкости аккумуляторов не менее чем на 5% или более после максимум 10 зарядок по сравнению с аккумуляторами, хранившимися при более высоких температурах.

Аналитики использовали комбинацию инструментов для рентгеновского исследования, сделанных в Стэнфордском источнике синхротронного излучения SLAC, и стратегии машинного обучения, созданные Ли за последние несколько лет, чтобы выяснить, почему. С помощью этой комбинации они могут отделять катодные частицы, что позволяет им анализировать по крайней мере тысячи или даже больше частиц одновременно вместо изрядной горстки.

Эти исследования, как и Лю, показали, что низкие температуры уменьшают количество частиц, похожих на фрикадельки, внутри катода, разрушая их или уменьшая существующие разрывы. Более того, поскольку различные материалы расширяются и сжимаются неожиданным образом в ответ на изменения температуры, сильный холод изолировал катоды от их окружения.

Измерения, статически проведенные Лю, демонстрируют множество вариантов ответов. Исследователи могут пролить свет на проблему сегрегации, рассмотрев неиспользованные материалы аккумуляторов, чувствительные к температуре. Поскольку все батареи расширяются и сжимаются при нагревании и охлаждении, это может помочь другим батареям работать лучше. Аналитики могут уменьшить расщепление и повысить долгосрочную емкость литий-ионных аккумуляторов, создав более гладкие, менее похожие на фрикадельки частицы внутри аккумулятора.

Выполнение предложенных шагов может быть трудным для начала, но по мере того, как вы вырабатываете привычку к ним, вы можете в конечном итоге привыкнуть к инструкциям.