Betriebstemperatur des Li-Ionen-Akkus

Lithium-Ionen-Batterien sind eine der wichtigsten Technologien der heutigen Initiative für grüne Energie. Dies liegt daran, dass sie eine hohe Energiedichte, einen sicheren Betrieb, eine lange Lebensdauer und erschwingliche Kosten aufweisen. Dies bedeutet, dass Li-Ionen-Batterien in unserer alltäglichen Handelektronik, in Elektrofahrzeugen und anderen Weltraumanwendungen enthalten sind.

Bei Lithiumbatterien ist die Temperaturregelung jedoch sehr wichtig. Der Grund dafür ist, dass die Sicherheit, Gesundheit und Leistung der Batterie stark von der Temperatur abhängt. Unterschiedliche Betriebstemperaturen der Lithiumbatterie wirken sich über einen langen Zeitraum tendenziell auf die Gesamtleistung aus. Im schlimmsten Fall führt dies zu einer Verschlechterung und dauerhaften Beschädigung der Batterie.

Und genau wie die meisten Menschen schneiden Lithiumbatterien bei angenehmen Temperaturen am besten ab. Dies bedeutet, dass extreme Kälte oder Hitze die Leistung sowie die Lade- und Entladerate der Batterien beeinträchtigen können. In diesem Artikel werden daher die Betriebstemperaturen von Lithium-Ionen-Batterien und deren Auswirkungen auf deren Leistung und Kapazität erläutert.

Einfluss der Temperatur auf die Alterungsrate von Lithium-Ionen-Batterien, die oberhalb der Raumtemperatur betrieben werden

Der Betrieb eines Li-Ionen-Akkus über Raumtemperaturen beeinflusst zweifellos die konventionelle Chemie des Lithium-Ionen-Akkus. Insbesondere Li-Ionen-Batterien sind Feinde mit extremer Hitze. Wie aus den zahlreichen Ansätzen der meisten Unternehmen hervorgeht, besteht eine der besten Möglichkeiten zur Verbesserung der Batterielebensdauer darin, extreme Hitze zu überwinden.

Laut den Untersuchungen, die unser Unternehmen an Lithium-Ionen-Batterien durchgeführt hat, halten diese länger, wenn sie zwischen -10 und +30 Grad Celsius betrieben werden. Bei sehr kalten Temperaturen erreichen die Batterien erst dann ihre volle Nennleistung, wenn die Batterien aufgewärmt sind. Andererseits verringern die Batterien bei extremen Temperaturen, die heißer als die durchschnittliche Raumtemperatur sind, ihre Fähigkeit, Energie zu speichern.

In einfachen Worten würden wir sagen, je heißer die Temperatur, desto schneller verliert die Batterie ihre Fähigkeit, Energie zu speichern. Dies bedeutet, dass Menschen, die in heißeren Gegenden leben, wahrscheinlich häufig ihre Batterien austauschen. Das heißt aber nicht, dass es keine Lösung gibt.

Es gibt eine Reihe von Möglichkeiten, um extremen Temperaturen entgegenzuwirken. Dies hilft, die Batterien über einen langen Zeitraum bei optimalen Temperaturen zu halten. Zum Beispiel; Sie können Wärmemanagementsysteme verwenden, die Flüssigkeits- und Luftkühlung verwenden. Die beste Option ist jedoch die Flüssigkeitskühlung, da die Kapazität der Batterie im Vergleich zum Luftkühlsystem erhalten bleibt.

Von Ford durchgeführte Untersuchungen zeigen, dass Flüssigkeiten, die in Kühlsystemen verwendet werden, die Temperatur über einen längeren Zeitraum besser halten. Deshalb verwendet Ford in seinem Ford Focus Ev Flüssigkeitskühlung. Einige andere weltweit bekannte Hersteller verwenden Flüssigkeitskühlung, um ihre Batterien zu schonen.

Neben der Beeinträchtigung der Lebensdauer der Batterie kann der Betrieb von Batterien mit extremen Lade- und Entladeraten die Batterie negativ beeinflussen. Das heißt, wenn es jeden zweiten Tag durchgeführt wird, kann es genug Wärme erzeugen, die am Ende die Kapazität des Akkus verringert.

Welchem Temperaturbereich kann eine Lithium-Ionen-Batterie vor einer Beschädigung standhalten?

Wie oben erläutert, können Li-Ionen-Batterien extremen Temperaturen nicht standhalten. Dies bedeutet, dass sie keinen extrem kalten oder heißen Temperaturen ausgesetzt werden sollten. In der Kälte nimmt die interne Abhängigkeit der Batterien zu, was zu einem Spannungsabfall in den Batterien führt. Dies wird deutlicher, wenn die Temperatur -20 Grad Celsius oder weniger erreicht.

Bei dieser Temperatur wird die Zellkapazität reduziert. Bei Temperaturen unter -50 Grad Celsius wird die Batterie in den internen Separatoren zwischen den Zellen irreparabel beschädigt.

Andererseits schädigt die Exposition gegenüber hohen Temperaturen auch die Zelle. Aus diesem Grund liegt die Obergrenze, die der Lithium-Ionen-Akku aushalten kann, bevor der Schaden zwischen 70 und 90 Grad Celsius liegt. Höhere Temperaturen können zu dauerhaften Schäden an den Lithiumzellen führen.

Aufgrund der anhaltend intensiven Forschung an Batterien haben die meisten Anbieter die Hochtemperatur-Expositionsgrenze jedoch auf 100 Grad Celsius angehoben. Und das Beste ist, dass dies geschieht, ohne den Lebenszyklus der Batterie zu beschädigen. Dies geschieht durch Herstellung einer Mischung aus Eisenphosphat- und Metalloxidformulierungen.

Daher haben diese neuen Zellsorten mit ein wenig Isolationstechnik und innovativer Verpackung Li-Ionen-Batterien auf den Markt gebracht.

Was tun Sie, um die Betriebstemperatur der Lithium-Ionen-Batterie zu steuern?

Die Betriebstemperatur beeinflusst ebenso wie das Radfahren die Lebensdauer eines Lithium-Ionen-Akkus. Dies bedeutet, dass es Selbstmord ist, einen voll aufgeladenen Lithium-Ionen-Akku bei extrem erhöhten Temperaturen zu halten. Während die Akkus nicht über Nacht sterben, beeinträchtigt eine solche Routine allmählich die Kapazität des Akkus.

Um die Betriebstemperatur Ihres Akkus zu steuern und seine Lebensdauer zu erhalten, müssen Sie daher die folgenden Tipps befolgen.

· Sie können die Ladespannungsraten senken, da sie die Batterielebensdauer verlängern. Dies nutzen Satelliten und Elektrofahrzeuge.

· Wenn Sie an ein Wechselstromnetz angeschlossen sind, können Sie die Ladespannung senken. Dies bedeutet jedoch, dass Ihr Gerät mindestens über einen langlebigen Modus verfügen sollte.

· Halten Sie die Batterien immer bei Raumtemperatur. Dies sollte zwischen 20 und 25 Grad Celsius liegen. Lithiumbatterien stimmen mit hohen Temperaturen nicht gut überein, wenn sie vollständig aufgeladen sind.

· Laden Sie Ihre Mobilgeräte niemals im Auto auf, wenn die Außentemperaturen zu hoch sind.

Abschließende Gedanken…

Ohne Zweifel ist die Temperatur ein sehr entscheidender Faktor für die Gesundheit und Sicherheit von Lithium-Ionen-Batterien. Sie werden feststellen, dass Li-Ionen-Akkus unterschiedlich stark altern, wenn sie einem weiten Temperaturbereich ausgesetzt werden. Eine Erhöhung der Betriebstemperatur von Lithium-Ionen-Batterien führt tendenziell zu einer Verschlechterung aller Komponenten im LiB.

Dies schließt die Fähigkeit des Akkus ein, maximale Ladung zu speichern. Um die Lebensdauer Ihres Lithium-Ionen-Akkus zu verlängern, vermeiden Sie in diesem Fall eine Überlastung, halten Sie sich von Hochspannung fern und verwenden Sie den Akku innerhalb des angegebenen gesunden Temperaturbereichs.