23 лет персонализации аккумуляторов
Aug 01, 2022 Вид страницы：275
Если у вас есть литиевая батарея и вы живете в холодную погоду, вам необходимо принять дополнительные меры предосторожности, потому что литий немного чувствителен к холодной погоде. Если вы хотите узнать, как обращаться с литиевыми батареями в холодную погоду, ознакомьтесь с этим!
Температура замерзания литий-ионного аккумулятора
Низкие температуры также влияют на литиевые батареи. Температуры ниже 32 °C резко ограничивают эффективность свинцово-кислотных аккумуляторов и полезную емкость, при этом доступно всего 70–80 процентов номинальной емкости. Литиевые батареи могут обеспечить 95-98 процентов своей емкости с небольшими потерями при той же температуре.
При зарядке при температурах выше точки замерзания пористый графит, служащий анодом батареи или отрицательной клеммой, поглощает ионы лития, как губка. Однако, когда температура падает ниже точки замерзания, анод не может поглощать достаточное количество ионов лития. Вместо этого несколько ионов лития покрывают поверхность анода, снижая емкость батареи и делая меньше лития доступным для индукции потока энергии. Зарядка с низкой скоростью заряда ниже точки замерзания ослабляет механическую стабильность батареи, делая ее более подверженной неожиданному выходу из строя.
В условиях холодной зарядки ионы лития дезориентируются, поскольку они «работают» внутри графитового анода. Вместо интеркалирования эти ионы в конечном итоге покрывают поверхность анода. Зарядка при низких температурах может привести к образованию гальванического покрытия, что снижает емкость аккумулятора при увеличении сопротивления. Если образуется достаточное количество покрытия, оно может пробить сепаратор и вызвать фатальное короткое замыкание внутри ячейки.
При какой температуре замерзают литиевые батареи?
Ваши руки могут болеть, когда они согреваются, когда вы приходите с холода. То же самое можно сказать и о литиевых батареях. Когда внутренняя температура вашей батареи падает ниже 32 градусов, литиевые элементы не могут получать такое же количество зарядного тока (тепла), как при более высокой температуре. Не заряжайте аккумулятор, если температура опускается ниже нуля.
Зарядка в холодную погоду требует другой стратегии, которая жизненно важна, если вы хотите, чтобы ваши инвестиции выжили. Когда температура падает, почти каждый аккумулятор требует более сложного процесса зарядки. Свинцово-кислотные аккумуляторы имеют более ограниченный диапазон условий зарядки, чем литиевые аккумуляторы. Оба, однако, должны заряжаться медленно и поддерживаться в соответствующих температурных пределах.
При зарядке при более низких температурах аккумулятор получает повреждения, пропорциональные скорости зарядки. Более медленная зарядка может уменьшить урон, хотя это редко является реальной альтернативой. Аккумуляторы можно заряжать только при температуре 0,1°C при температуре 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, безусловно, удлинят и усложнят процедуру, потому что вы никогда не знаете, насколько холодно будет на протяжении всего цикла зарядки. В тяжелых случаях вы можете лечь спать при 40-градусной температуре, а проснуться при 18-градусной погоде. Если вы заряжали быстрее в течение ночи, падение температуры может необратимо повредить аккумулятор.
Первое правило зарядки в холодную погоду — избегать зарядки аккумуляторов без снижения зарядного тока, когда температура опускается ниже нуля. Это может быть проблемой до тех пор, пока ваша BMS не будет подключена к зарядному устройству и зарядное устройство не сможет реагировать на предоставленные данные. При зарядке при отрицательных температурах поддерживайте зарядный ток в пределах от 5 до 10 % от емкости аккумулятора.
Можно ли оставлять литиевые батареи на морозе?
Аккумуляторы LFP подходят для использования в любых погодных условиях при температуре от -4 до 140 градусов по Фаренгейту. Владельцы автономных солнечных батарей, автофургонов и кемперов, которые живут и путешествуют в очень холодных местах, найдут литиевые батареи отличным решением для непрерывного и стабильного электричества. Всем владельцам батарей следует избегать низких температур, поскольку они могут нанести вред здоровью батареи. Низкие температуры могут быть вредны для здоровья и долговечности стандартных свинцово-кислотных аккумуляторов. Литиевые батареи превосходят свинцово-кислотные батареи при более низких температурах.
Чем больше энергии вы используете от холодной свинцово-кислотной батареи, тем слабее она становится. При использовании аккумуляторов LFP они нагреваются, снижая сопротивление и повышая напряжение. Когда дело доходит до модернизации или замены аккумуляторов в холодную погоду, литиевые батареи, без сомнения, являются явным победителем.
Однако в этом есть одна загвоздка. По словам исследователей из Национальной ускорительной лаборатории SLAC Министерства энергетики, когда литий-ионные батареи хранятся при температуре ниже нуля, секции элементов батареи могут разрушаться и отделяться от окружающих компонентов, что ограничивает способность батареи накапливать энергию.
Иджин Лю из SLAC и его постдокторский коллега Цзичжоу Ли обнаружили открытие, исследуя характеристики катода в холодную погоду, компонента батареи, в который текут электроны, когда батарея работает. Согласно раннему исследованию, хранение катодов при температуре ниже нуля градусов Цельсия привело к тому, что батареи потеряли на 5% больше емкости после 100 зарядок, чем батареи, хранящиеся при более высоких температурах.
Исследователи использовали комбинацию инструментов рентгеновского анализа, созданных в Стэнфордском источнике синхротронного излучения SLAC, и методов машинного обучения, разработанных Ли за последние несколько лет, чтобы выяснить, почему. Комбинация позволяет им различать отдельные катодные частицы, что позволяет им анализировать тысячи частиц одновременно, а не только горстку одними глазами.
По словам Лю, эти эксперименты продемонстрировали, что низкие температуры сжимали частицы, похожие на фрикадельки, внутри катода, разрушая их или усугубляя существующие трещины. Кроме того, поскольку разные материалы расширяются и сжимаются по-разному в ответ на изменения температуры, сильный холод отделял катоды от окружающих материалов.
Выводы, по словам Лю, указывают на многочисленные жизнеспособные решения. Ученые могут решить проблему отсоединения, исследуя более чувствительные к температуре материалы аккумуляторов. Поскольку все батареи расширяются и сжимаются при нагревании и охлаждении, это может помочь улучшить производительность других батарей. Разрабатывая различные формы частиц внутри батареи, в том числе более гладкие, менее похожие на фрикадельки частицы, исследователи могут свести к минимуму растрескивание и увеличить емкость литий-ионных батарей в течение длительного времени.
Поначалу это может быть сложно, но как только вы привыкнете к ним, вы привыкнете к приведенным выше инструкциям.
Оставить сообщение
Мы скоро свяжемся с вами
