Wie wirkt sich die Temperatur auf Lithium-Ionen-Batterien aus?

Wenn wir die Anzahl der täglichen Batterien vergleichen, werden Lithium-Ionen-Batterien unter allen am häufigsten vorkommen. Diese sind nicht nur günstig, sondern bieten auch tolle Leistungsdaten. Das einzige, was diese zu einer ungeeigneten Option macht, ist ihre Sicherheit. Diese Batterien sind physikalisch nicht stark, und sie sind auch nicht beständig gegen große Hitze.

Bevor Sie sie also verwenden, wäre es sehr hilfreich zu wissen, wie sich die Temperatur auf diese Batterien auswirkt und wie Sie Schäden vermeiden können.

Temperaturbereich des Lithium-Ionen-Akkus in Celsius

Wie alle anderen Batterien verfügen auch diese Batterien über einen sicheren Betriebstemperaturbereich. Dies ist der Bereich, in dem die Batterie die beste Leistung erbringen kann in Bezug auf:

Leistung

Kapazität

Lebensdauer

Die sichere Betriebstemperatur von Lithiumbatterien liegt zwischen 5 Grad Celsius und 20 Grad Celsius. Ein Überschreiten dieses Bereichs auf beiden Seiten hat negative Auswirkungen.

Was passiert, wenn wir die Mindestgrenze dieses Bereichs überschreiten?

Die Mindesttemperatur von Lithium-Ionen-Akkus liegt bei 5 Grad Celsius, und wenn Sie diese unterschreiten, wird es für den Akku zu kalt. Wenn Sie also auf 0 Grad Celsius absinken, werden die chemischen Reaktionen in der Batterie verlangsamt.

Dadurch sinkt sowohl die Ausgangsleistung als auch die Kapazität. Diese nehmen weiter ab, je mehr Sie die Batterie auf einer niedrigeren Temperatur halten und je niedriger die Temperatur wird. Im schlimmsten Fall kann Ihr Akku im Inneren dauerhaft beschädigt werden, wodurch er in kürzester Zeit unbrauchbar wird.

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

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Was passiert, wenn wir die maximale Grenze dieses Bereichs überschreiten?

Diese Batterien sind nicht dafür ausgelegt, extreme Wetterbedingungen über einen längeren Zeitraum zu bewältigen. Wenn Sie also einer höheren Temperatur ausgesetzt werden, verliert Ihre Batterie ihre Kapazität und Leistungsabgabe, da sich die chemischen Reaktionen beschleunigen. Die Batterie wird auch bei längerer Einwirkung dauerhaft beschädigt; Das erste Anzeichen dieses Schadens wird das Anschwellen der Batterien sein.

Dies liegt daran, dass das Überschreiten des Temperaturbereichs Gase in den Batterien erzeugt. Da diese in verschlossenen Beuteln vorliegen, können die Gase nicht entweichen und quellen auf. Diese Schwellung kann einen Brand verursachen, wenn sie durchstochen wird. Schwellungen können auch empfindliche Geräte wie Smartphones beschädigen, da sie sich durch Druck öffnen und oft ihre Displays brechen.

Wie viel Wärme erzeugt ein Lithium-Ionen-Akku?

Bei der Verwendung von Lithium-Ionen-Akkus müssen Sie nicht nur auf die Außen-, sondern auch auf die Innentemperatur achten. Denn wenn in diesen Batterien eine chemische Reaktion stattfindet, erzeugen sie etwas Wärme. Die Wärmemenge ist unter verschiedenen Bedingungen unterschiedlich, ebenso wie die Auswirkungen.

Wie viel Wärme entwickelt ein Lithium-Ionen-Akku beim Laden?

Der häufigste Fall, in dem ein Lithium-Ionen-Akku Wärme erzeugt, ist beim Laden. Die Hitze ist fast vernachlässigbar, wenn der Akku langsam geladen wird, da die chemischen Reaktionen sehr langsam sind. Beim Schnellladen steigt jedoch die Wärmeentwicklung. Deshalb haben wir oft das Gefühl, dass unsere Smartphones heiß werden, wenn sie schnell aufgeladen werden.

Typischerweise kennzeichnen Batteriehersteller ihre Batterien so, dass sie während des Ladevorgangs etwa 0,5 Grad Celsius Wärme erzeugen. Dieser Wert kann jedoch je nach Hersteller und Batteriemodell variieren.

Wie viel Wärme entwickelt ein Lithium-Ionen-Akku beim Entladen?

Die Wärmemenge, die Lithium-Ionen-Akkus beim Entladen erzeugen, ist unterschiedlich. Das Grundkonzept ist, dass die gleichen schnelleren chemischen Reaktionen mehr Wärme erzeugen. Wenn die Batterie also mehr Leistung abgibt, ist die Wärmeerzeugung höher. Wir können diesen Heizwert durch die folgenden Werte berechnen:

Hohe Energiedichte bei niedriger Temperatur Robuster Laptop-Polymer-Akku Batteriespezifikation: 11,1 V 7800 mAh -40℃ 0,2C Entladekapazität ≥80% Staubdicht, sturzsicher, korrosionsbeständig, elektromagnetische Interferenz

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Innenwiderstand

Batteriestrom

Energie verschwendet.

Wenn man bedenkt, dass die verschwendete Leistung etwa 0,5 Watt beträgt, die Batterie 500 mA Strom liefert und einen Innenwiderstand von 0,2 Ohm hat, ist die erzeugte Wärme ein Produkt all dieser Werte. In diesem Fall werden also 50 mW Wärme erzeugt, wenn der Akku entladen oder verwendet wird.

Kann die intern erzeugte Wärme Probleme verursachen?

Ja, wenn die Batterie weiterhin Wärme produziert und die Außentemperatur ebenfalls hoch ist, ist dies für die Lebensdauer einer Batterie nicht sehr günstig. Der Akku kann durch entzündliche Gase im Inneren aufquellen oder Feuer fangen. Der beste Weg, Ihre Batterien zu schützen, wenn sie während des Ladevorgangs viel Wärme produzieren, ist die Aufrechterhaltung eines niedrigeren Außentemperaturbereichs.

Sind Lithium-Ionen-Akkus temperaturempfindlich?

Ja, Lithium-Ionen-Akkus sind nicht nur temperaturempfindlich, sondern die Temperatur ist ein kritischer Faktor für diese Akkus. Die Temperatur kann die Leistung erhöhen oder verringern und diese Batterien für bestimmte Anwendungen einschränken. Die Nichtüberwachung der Temperatur führt bei diesen Batterien zu Nebenwirkungen in mehrfacher Hinsicht, einschließlich der folgenden.

Leistung

Das erste, was die Temperatur bei einem Lithium-Ionen-Akku stört, ist seine Leistung. Diese Batterien führen innerhalb der Batterie eine chemische Reaktion zwischen dem Elektrolyt und anderen Materialien durch. Wenn die Temperatur des Akkus ungünstige Bereiche erreicht, führt dies zu Problemen mit der chemischen Reaktion, was die Leistung beeinträchtigt. Daher kann die Ausgangsleistung Ihres Akkus beeinträchtigt werden.

Lebensdauer

Als nächstes kommt die Lebensdauer. Obwohl diese Akkus für etwa 500 Ladezyklen ausgelegt sind, können sich diese Werte durch die Temperatur ändern. Wenn diese Batterien in ungünstigen Temperaturbereichen betrieben werden, nimmt das Innere der Batterien Schaden. Infolgedessen können sie die volle Ladekapazität nicht erreichen, und diese Abnahme führt dazu, dass die Ladezyklen schnell enden.

Ladekapazität

Die Ladekapazität hängt hier von der Betriebstemperatur ab. Bei niedrigen Temperaturen nimmt die Fähigkeit von Lithiumbatterien, Ladungen zu halten, erheblich ab. In solchen Situationen können Sie diese Akkus nicht aufladen oder ihre volle Leistung erbringen. Dasselbe passiert bei hohen Temperaturen, die die Innenteile weiter beschädigen und die Ladekapazität verringern können.

Sicherheit und Zuverlässigkeit

Die Sicherheit und Zuverlässigkeit von Lithium-Ionen-Batterien kann bei hohen Temperaturen riskant werden. Diese Batterien fangen aufgrund der hohen Hitze Feuer, wenn sie sich mit selbst erzeugten brennbaren Gasen füllen. Diese Batterien können aufgrund des Feuers sogar explodieren und das Gerät beschädigen und die Person, die die Batterie verwendet, verletzen.

Letzte Worte

Lithium-Ionen-Batterien sind derzeit die besten Batterien, wenn man ihre Eigenschaften und Vorteile betrachtet. Diese sind billig und bieten dennoch eine großartige Sicherung in kleinen Größen. Je nach Anforderung der Anwendung können diese kleiner oder größer, dünner oder dicker und in unterschiedlichen Formen ausgeführt werden.

Bei einer so langen Liste von Vorteilen müssen Sie nur auf die Betriebstemperatur dieser Batterien achten, da sie sehr temperaturempfindlich sind. Stellen Sie daher sicher, dass Sie niemals den sicheren Betriebstemperaturbereich von Lithium-Ionen-Akkus überschreiten.