22 Jahre Batterieanpassung
Dec 19, 2019 Seitenansicht：611
Geräte neigen dazu, Probleme zu haben, wenn es im Winter kalt ist, insbesondere Autos. Dies ist bei Elektroautos nicht viel besser, die bei Gefriertemperaturen unweigerlich die Kapazität ihrer wiederaufladbaren Lithium-Ionen-Batterien verlieren. Chinesische Forscher haben nun eine Strategie entwickelt, um das Eintauchen der Kinetik von Batterien zu verhindern. Sie entwarfen ein Batteriesystem mit einer kältebeständigen Hartkohlenstoffanode und einer starken lithiumreichen Kathode, die die wesentliche anfängliche Lithiierungsstufe enthält.
In der Batterietechnologie ist nicht graphitierbarer oder "harter" Kohlenstoff ein vielversprechendes, kostengünstiges Anodenmaterial. Es zeigt eine schnelle Interkalationskinetik von Lithiumionen, selbst bei niedrigen Temperaturen. Lithiumionen wandern während des Ladens / Entladens einer Batteriezelle von der Kathode durch einen Elektrolyten zur Anode und umgekehrt. Wenn vorgespeichertes Lithium in dem anodischen Material gefunden wird, das häufig Graphit ist, werden die Volumenänderungen durch die einfallenden Lithiumionen verteilt, um eine längere Zelllebensdauer und eine bessere Lade- / Entladekinetik sicherzustellen. Es wurde gezeigt, dass vorlithiierter Hartkohlenstoff in Lithium-Ionen-Kondensatoren ein dauerhaftes Material ist. Trotzdem ist der Vorlithiierungsprozess kompliziert und teuer und erfordert eine reine Lithiumelektrode. Daher unterstützen Yongkang Wang und seine Kollegen an der Fudan-Universität in Shanghai, China, alternative Ansätze vor der Lithiierung.
Funktionieren lithiumbatterien bei kaltem Wetter gut?
Wenn es kalt ist, arbeiten wiederaufladbare Batterien schlecht. Forscher haben jetzt eine neue Lithium-Ionen-Batterie entwickelt, die immer noch bei -70 ° C arbeitet. Solche Batterien könnten die Leistung von Elektroautos im Winter verbessern und dazu beitragen, Maschinen, Raumstationen und Planetenrover in großer Höhe anzutreiben.
Aufgrund der schlechten Batterieleistung können Elektrofahrzeuge an kalten Wintertagen die Hälfte ihrer Reichweite verlieren. Lithium-Ionen-Batterien behalten nur 12% ihrer Energie bei –40 ° C bei. Wiederaufladbare Batterien müssen daher in der Arktis in großen Höhen und im Weltraum abgeschirmt und gekühlt werden, oder es müssen stattdessen nicht wiederaufladbare Batterien oder Superkondensatoren verwendet werden.
Lithium-Ionen-Batterien arbeiten bei extremer Kälte aufgrund des viskosen oder sogar Gefrierens ihrer Elektrolytlösungsmittel schlecht und behindern den Transfer von Lithiumionen zwischen Anode und Kathode während des Ladens und der Verwendung. Die Ionen können auch nicht in die Graphitanode gelangen, wenn es kalt ist. Dies ist eine Phase, die als Interkalation bezeichnet wird. Dann positionieren die Lithiumionen brennbares Lithiummetall auf der Oberfläche der Elektrode.
Yongkang Xia, ein physikalischer Chemiker an der Fudan-Universität, wählte Ethylacetat als kältetolerantes Elektrolytlösungsmittel aus, um eine wiederaufladbare Batterie zu schaffen, die bei extremer Kälte sicher arbeitet und die Effizienz aufrechterhält. Der Gefrierpunkt von Ethylacetat beträgt –84 ° C, und wenn es kalt ist, wird es nicht viskos. Ein früherer Artikel zeigte, dass Ethylacetat in einer Lithium-Ionen-Batterie verwendet werden kann, aber bei niedrigen Temperaturen untersuchten diese Forscher seine Verwendung nicht. Also versuchte Xia es. Bei niedrigen Temperaturen war die Leistung der Batterie jedoch immer noch schlecht, als das Team das Lösungsmittel mit herkömmlichen Elektroden kombinierte.
Zunächst mischte das Team von Xia das Lösungsmittel mit Elektroden aus organischem Material und nicht mit herkömmlichen anorganischen. Während des Ladens der Batterie unterliegt das Material der Polyimidanode einer Reaktion, bei der Lithiumionen daran binden können, während Gegenanionen von einer Kathode aus Polytriphenylamin absorbiert werden. Die Reaktion wird umgekehrt, wenn sich die Batterie entlädt, Lithiumionen freigesetzt werden und die Anionen desorbiert werden. Die resultierende organische Batterie arbeitet von 50 ° C bis -70 ° C. Bei –70 ° C behält die Batterie 70% ihrer Speicherkapazität bei Raumtemperatur bei.
Es ist bemerkenswert, die Leistung über einen so großen Temperaturbereich aufrechtzuerhalten.
Kann eine Lithiumbatterie einfrieren?
Bei leeren Lithium-Ionen-Batterien (0 Prozent) sollte niemals entladen werden. Lithium-Ionen-Batterien sollten laut Untersuchungen und Studien nicht eingefroren werden. Denken Sie daran, dass die meisten Elektrolyte von Lithium-Ionen-Batterien bei etwa 40 ° C gefrieren, was viel kälter ist als die niedrigste Temperatur der meisten Haushaltsgefriergeräte.
Die Informationen, die ich gesehen habe, zeigen, dass wenn Sie einen voll aufgeladenen Lithiumakku einfrieren, Sie ihn wieder auf normale Betriebszeiten (Raumtemperatur) zwischen 10% und 40% Verschlechterung bringen. Dieselben Papiere geben jedoch an, dass jeder dauerhafte Schaden gering ist (1-3%). Stellen Sie einfach sicher, dass Sie es bei Raumtemperatur laden und verwenden!
Li-Ionen-Batterien sind eine nichtwässrige Art von Chemie (sie enthalten kein Wasser). Soweit ich weiß, bestehen sie hauptsächlich aus festen Elektroden und Elektrolyten. Daher sollten Temperaturen unter dem Gefrierpunkt keine merklichen mechanischen Auswirkungen auf Leistung oder Lebensdauer haben . Eine niedrigere Temperatur verringert die Leistung, aber auch die Entladungsrate der Zelle. Während hohe Temperaturen eine Li-Ion-Zelle leicht zerstören können, glaube ich nicht, dass Temperaturen von -40 ° C etwas wie einen Laptop- oder Handy-Akku beschädigen würden.
Welcher Batterietyp funktioniert am besten bei kaltem Wetter?
Es gibt 3 Batterien, die bei kaltem Wetter am besten funktionieren.
1-ULTIMATIVER ENERGIZER LITHIUM AA BATTERY-L91
Der Energizer Ultra Lithium AA ist der richtige Weg, wenn Sie die ganze Saison über die beste Akkulaufzeit für Rückfahrkameras suchen. Diese AA-Batterie ist die Option für erfahrene Jäger, die nicht zu ihren Kameras gehen möchten, um die Batterien ständig zu wechseln. Sie haben mehr Schnappschüsse und eine längere Lebensdauer als mit anderen Batterien mit Kaltwetterkamerapfad.
Das Lithium Ultimate AA ist für -40 ° F ausgelegt! Wenn es so kalt wird, können Sie Munition sparen, indem Sie Ihr gefrorenes Bucksicle genau dort aufheben, wo Ihre Kamera es Ihnen angekündigt hat.
Der L91 ist teurer als andere auf dieser Liste, aber Sie können in großen Mengen (12+) bestellen, etwas Geld sparen und einen Vorrat der BESTEN Kaltwetterbatterien im Regal aufbewahren.
2-ENERGIZER ALKALINE AA BATTERY INDUSTRIAL - EN91
Wenn Sie etwas Spezielles für Digitalkameras bei extremen Temperaturen suchen, wurde der Energizer Industrial Alkaline AA E91 speziell für LED-Leuchten und Digitalkameras bei extremen Temperaturen von nur 0 ° F entwickelt.
Dies ist nach dem L91 Ihre nächstbeste Option. Sie werden nicht die gleiche Langlebigkeit und Zuverlässigkeit wie der L91 erhalten. Wenn Sie sich in Wisconsin, Minnesota oder in kälteren Klimazonen befinden, kann das Nachtwetter die Bewertung der EN91 gefährden. Dies ist jedoch mehr als in der Lage, an kühlen Abenden zu arbeiten und in milderen Klimazonen unter den Gefrierpunkt zu fallen.
3-MAX AA ALKALINE BATTERY ENERGIZER - E91
Eine Batterie wie der Max E91 AA Energizer ist eine gute Wahl für die Batterielebensdauer bei kaltem Wetter. Die E91 Max AA wird oft mit 0 ° F bewertet und ist nicht ganz so langlebig wie die EN91 - und nicht speziell für Digitalkameras konzipiert. Es ist ein Schritt unter den oben genannten zwei Batterien, aber es ist immer noch eine der besten gegen den Rest des Feldes.
Als eine der besten AA-Batterien für Rückfahrkameras kann die E91 die Kälte so lange härten, wie Sie möchten.
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