Gefriertemperatur von Lithiumbatterien: Einführung und Methoden

Aug 04, 2022   Seitenansicht:1

Für den Fall, dass Sie eine Lithiumbatterie besitzen und in einem kalten Klima leben, müssen Sie zusätzliche Sicherheitsmaßnahmen ergreifen, da Lithium temperaturempfindlich ist. Lesen und studieren Sie diesen Artikel, um zu erfahren, wie Sie Lithiumbatterien bei kalten Temperaturen pflegen.

Gefriertemperatur der Lithium-Ionen-Batterie

Wussten Sie, dass sich kaltes Wetter auf Lithiumbatterien und ihre Leistung auswirkt? Temperaturen unter 32 °C führen in Bezug auf Effizienz und Benutzerfreundlichkeit zu drastischen Einschränkungen, wobei ein angemessener Prozentsatz zwischen 70 und 80 % der bewerteten verfügbaren Kapazität verfügbar ist. Es gibt Zeiten, in denen lithium-batterien bei gleicher Temperatur 95-98 Prozent Kapazität bieten, mit kleinem Unglück.

Beim Laden bei Temperaturen über dem Erstarren nimmt der durchlässige Graphit, der als Anode oder Minuspol der Batterie dient, Lithiumpartikel wie ein Wischtuch auf. Wenn die Temperaturen unter die Verfestigung sinken, kann die Anode jedoch nicht genügend Lithiumpartikel zurückhalten. Spann, eine dicke Schicht aus Lithiumpartikeln bedeckt die Oberfläche der Anode, wodurch die Batteriekapazität und die Menge an Lithium verringert werden, die verfügbar ist, um den Vitalitätsstrom zu initiieren. Das Aufladen mit einer niedrigen Laderate unter Verfestigung schwächt die mechanische Festigkeit der Batterie und macht sie anfälliger für überraschende Ausfälle.

Unter sich verfestigenden Ladebedingungen werden Lithiumpartikel verwirrt, wenn sie sich auf den Weg machen, um in der Graphitanode zu „arbeiten“. Anstatt sich einzulagern, plattieren diese Partikel schließlich die Oberfläche der Anode. Die Beschichtung kann während des Ladevorgangs bei schlechten Lichtverhältnissen entstehen, die Batteriekapazität einschränken und den Widerstand erhöhen. Für den Fall, dass sich eine ausreichende Beschichtung aufbaut, hat sie die Fähigkeit, den Separator zu knacken und einen tödlichen kurzen Innenraum der Zelle auszulösen.

3,2 V 20 Ah quadratische LiFePO4-Batteriezelle für niedrige Temperaturen
3,2 V 20 A Niedertemperatur-LiFePO4-Batteriezelle -40 ℃ 3 C Entladekapazität ≥ 70 % Ladetemperatur: -20 ~ 45 ℃ Entladetemperatur : -40 ~ + 55 ℃ Akupunkturtest bestehen -40 ℃ maximale Entladerate: 3 C

Bei welcher Temperatur gefrieren Lithiumbatterien?

Ihre Hände können verletzt werden, wenn sie sich erwärmen, nachdem Sie aus der Kälte kommen. Dasselbe gilt für Lithiumbatterien. Wenn die Innentemperatur Ihres Akkus unter 32 Grad Fahrenheit fällt, können die Lithiumzellen nicht die gleiche Summe an Ladestrom (Wärme) erhalten wie bei einer höheren Temperatur. Laden Sie den Akku nicht auf, wenn die Temperatur unter den Gefrierpunkt fällt.

Das Aufladen in kalten Klimazonen erfordert eine abwechslungsreiche Strategie, was wichtig ist, falls Ihre Spekulation endgültig sein soll. Wenn die Temperatur sinkt, erfordert fast jede Batterie eine problematischere Ladestrategie. Die Ladedauer von Blei-Säure-Akkus ist geringer als die von lithium-akkus. Beide müssen in jedem Fall kontinuierlich geladen und innerhalb ihrer jeweiligen Temperaturgrenzen gehalten werden.

Beim Laden bei niedrigeren Temperaturen erleidet der Akku relativ zur Laderate Schaden. Ein langsameres Aufladen kann den Schaden verringern, ist aber selten ein sinnvolles Wahlfach. Batterien können sozusagen bei 0,1 ° C geladen werden, wenn die Temperaturen zwischen 32 und 14 Grad Fahrenheit fallen. Wenn die Temperatur zwischen 14 und -4 Grad Fahrenheit liegt, können Batterien nicht bei Temperaturen über 0,05 Grad Celsius geladen werden.

Diese Laderaten werden die Strategie zweifellos dehnen und verkomplizieren, da Sie nie wissen, wie kühl es während eines Ladezyklus sein wird. Unter schwierigen Umständen gehen Sie bei Temperaturen von 40 Grad ins Bett und wachen bei Temperaturen von 18 Grad auf. Wenn Sie Ihren Akku über Nacht schneller aufgeladen haben, können die sinkenden Temperaturen ihn irreversibel beschädigen.

Robuster Laptop-Polymer-Akku mit niedriger Temperatur und hoher Energiedichte, 11,1 V, 7800 mAh
Robuster Laptop-Polymer-Akku mit niedriger Temperatur und hoher Energiedichte Akkuspezifikation: 11,1 V , 7800 mAh, -40 °C, 0,2 °C, Entladekapazität ≥ 80 % , staubdicht, sturzfest, korrosionsbeständig, elektromagnetische Interferenz

Die Hauptregel für das Laden bei kaltem Wetter besteht darin, das Laden Ihrer Batterien zu vermeiden, ohne den Ladestrom zu verringern, wenn die Temperatur unter den Gefrierpunkt sinkt. Dies kann ein Problem sein, bis Ihr BMS mit Ihrem Ladegerät verbunden ist und das Ladegerät auf die bereitgestellten Informationen reagieren kann. Halten Sie beim Laden bei Temperaturen unterhalb des Erstarrens den Ladestrom zwischen 5 und 10 % der Batteriekapazität.

Ist es in Ordnung, Lithiumbatterien in der Kälte zu lassen?

Die Temperatur beträgt 140°F. Lithiumbatterien sind eine unglaubliche Quelle für ununterbrochene, stetige Kontrolle für Eigentümer von netzunabhängigen, sonnenbasierten Wohnmobilen und Wohnmobilen, die in sehr kalten Gebieten leben und reisen. Kalte Temperaturen sollten von allen Batteriebesitzern vermieden werden, da sie das Wohlbefinden der Batterie beeinträchtigen können. Kalte Temperaturen können das Wohlbefinden und die Stabilität herkömmlicher Blei-Säure-Batterien beeinträchtigen. lithium-batterien überflügeln Blei-Säure-Batterien bei kühleren Temperaturen.

Je mehr Kontrolle ein kalter Bleiakku aufwendet, desto schwächer wird er. Wenn LFP-Batterien verwendet werden, erwärmen sie sich, verringern den Widerstand und erhöhen die Spannung. Wenn es um die Überholung oder den Austausch von Batterien bei kaltem Klima geht, ist Lithium ohne Frage der unangefochtene Sieger.

Wie dem auch sei, das hat einen Haken. Wenn Lithium-Ionen-Batterien Temperaturen ausgesetzt werden, die sich verfestigen, können Segmente der Batteriekomponenten brechen und sich von den umgebenden Komponenten trennen, was die Energiekapazität der Batterie einschränkt, stimmen Analysten des SLAC National Quickening Agent Laboratory des Office of Energy zu.

Je mehr Kontrolle eine kalte Blei-Säure-Batterie beansprucht, desto schwächer wird sie. Sobald Sie LFP-Batterien verwenden, erwärmen sie sich, was den Widerstand verringert und die Spannung erhöht. Wenn es um Batterie-Upgrades oder -Ersetzungen für kaltes Klima geht, ist Lithium ohne Adresse der klare Gewinner.

Yijin Liu vom SLAC und Postdoc-Kollege Jizhou Li fanden das Ergebnis, indem sie die zitternde Temperaturentwicklung der Kathode untersuchten, der Komponente, in die Elektronen strömen, während die Batterie in Betrieb ist. In Übereinstimmung mit vorbereitenden Überlegungen führte das Weglegen von Kathoden unter der Temperatur von null Grad Celsius dazu, dass Batterien nach maximal 10 Ladevorgängen mindestens 5 % oder mehr Kapazität verloren als Batterien, die bei höheren Temperaturen gehalten wurden.

Die Analysten verwendeten eine Kombination aus Röntgenuntersuchungsinstrumenten, die an der Stanford Synchrotron Radiation Lightsource von SLAC hergestellt wurden, und maschinellen Lernstrategien, die von Li in den letzten Jahren entwickelt wurden, um herauszufinden, warum. Mit dieser Kombination können sie Kathodenpartikel trennen, sodass sie statt einer Handvoll mindestens Tausende oder sogar mehr Partikel auf einmal analysieren können.

Diese Untersuchungen, die Liu zustimmen, zeigten, dass niedrige Temperaturen die fleischbällchenartigen Partikel in der Kathode verringerten, sie brachen – oder bestehende Brüche verringerten. Da sich außerdem verschiedene Materialien als Reaktion auf Temperaturänderungen auf unerwartete Weise ausdehnen und zusammenziehen, schloss die starke Kälte die Kathoden von ihrer Umgebung ab.

Statisch von Liu durchgeführte Messungen zeigen eine Fülle von Wahlantworten. Forscher können das Trennungsproblem möglicherweise beleuchten, indem sie unbenutzte temperaturempfindliche Batteriematerialien betrachten. Da sich alle Batterien beim Erwärmen und Abkühlen ausdehnen und zusammenziehen, kann dies helfen, dass andere Batterien viel besser funktionieren. Analysten können möglicherweise die Spaltung verringern und die langfristige Kapazität von Lithium-Ionen-Batterien erhöhen, indem sie glattere, weniger fleischbällchenartige Partikel in einer Batterie erzeugen.

Es mag anfangs anstrengend sein, die vorgeschlagenen Schritte auszuführen, aber wenn Sie sich daran gewöhnen, gewöhnen Sie sich möglicherweise an die Anweisungen.

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