De ce bateriile mor la temperaturi scăzute este o întrebare interesantă, dar enervantă. Una dintre cele mai importante variabile care afectează performanța unei baterii este temperatura.
Capacitatea și rata de descărcare a bateriei scad pe măsură ce temperatura scade, deoarece reacțiile chimice necesare pentru a produce energie devin mai lente și mai puțin eficiente. În plus, bateria își pierde o parte din stabilitatea mecanică, iar încărcarea poate duce la daune suplimentare.
Descoperiți cele cinci tehnici pentru a menține bateriile calde iarna și de ce vremea rece este atât de dăunătoare pentru durata de viață a bateriei în această postare de blog.
Cuprins
De ce moare o baterie pe vreme rece?
Cum reacţionează bateriile cu litiu-ion la vremea rece?
Cunoașterea modului în care substanțele chimice reacționează la temperaturi scăzute
Bateriile din litiu pot îngheța?
Care este temperatura adversă pentru bateriile cu litiu?
Cinci moduri fantastice de a menține bateriile cu litiu calde pe vreme rece
Folosiți baterii cu ioni de litiu cu durată mai lungă de frig
De ce moare o baterie pe vreme rece?
Celulele bateriei sunt de obicei testate pentru a rezista la o gamă largă de temperaturi, deoarece sunt susceptibile la factorii de mediu. Cu toate acestea, o schimbare mare a temperaturii vă poate dăuna grav bateriilor. Cu toate acestea, de ce se degradează bateriile pe vreme rece?
Reacțiile chimice necesare pentru a produce energie încetinesc și devin mai puțin eficiente pe măsură ce temperatura scade. Capacitatea și rata de descărcare a bateriei se deteriorează ca urmare a acestui stres continuu. În plus, stabilitatea mecanică a bateriei se deteriorează, crescând probabilitatea unui eșec neașteptat.
În plus, reacțiile chimice pot fi îngreunate și mai mult dacă o baterie este încărcată în condiții reci. Reacțiile de reducere reversibile alimentează celulele bateriei, cum ar fi bateriile cu litiu-ion, și placarea rapidă - depunerea ionilor de litiu pe anod fără intercalare în locurile de carbon - are loc atunci când temperatura scade considerabil. Acest lucru ar putea perfora separatorul celulei și ar putea duce la un scurtcircuit care consumă bateria.
Cum reacţionează bateriile cu litiu-ion la vremea rece?
Ați fost nevoit vreodată să anulați o excursie pe drum sau un proiect în aer liber, deoarece vremea rece a făcut ca bateriile cu litiu-ion să piardă prea devreme? În ciuda reputației lor ca fiind una dintre cele mai mari baterii pentru climatele reci, bateriile litiu-ion suferă foarte mult din cauza temperaturilor scăzute, ceea ce le poate reduce drastic performanța și eficiența.
Când ionii de litiu se deplasează din anodul de grafit (electrod negativ) la catod (electrod pozitiv), un curent electric este eliberat din baterie. Pe vreme rece, acest proces încetinește, ceea ce le reduce puterea. Ionii de litiu vor acoperi anodul pur și simplu (placare cu litiu) când temperatura scade, creșterea rezistenței electrolitului și reducerea numărului de ioni de litiu disponibili pentru a genera curent electric. Deși bateriile litiu-ion ar trebui să funcționeze în mod ideal la 98–95% din capacitatea lor nominală, acest lucru poate reduce capacitatea bateriei cu 20%-30%.
În concluzie, bateriile cu litiu pot suferi dezavantaje serioase dacă nu sunt folosite, încărcat, și păstrate în conformitate cu standardele de vreme rece, chiar dacă încă își păstrează cea mai mare parte a performanței pe vreme rece și sunt probabil încă cele mai bune baterii pe vreme rece. La organizarea oricărui proiect, excursie rutieră, etc.. pe vreme rece, este crucial să luăm în considerare aceste efecte adverse ale bateriilor cu litiu.
Cunoașterea modului în care substanțele chimice reacționează la temperaturi scăzute
După cum sa spus anterior, conductivitatea electrolitului din baterie și viteza cu care ionii de litiu se intercalează la electrodul de grafit scad ambele odată cu scăderea temperaturii.
Inserția și adsorbția ionilor sunt cele două etape ale reacției de intercalare. Transferul ionilor de litiu de la suprafața catodului în locurile de carbon grafit este cunoscut sub numele de inserție de ioni. Asimilarea ionilor de litiu pe suprafața rețelei de carbon este cunoscută sub numele de adsorbție ionică. Pe măsură ce temperatura scade, la fel și energia de activare pentru intercalare, care la rândul său încetinește viteza de inserție și adsorbție a litiului.
Procesul prin care ionii de litiu creează un șanț lung de aliaj la suprafața catodului, scăderea cantității de ioni de litiu care pot fi introduși în locurile de carbon, este cunoscută sub numele de reacție de placare cu litiu. Aliajul se formează mai ușor la temperaturi mai scăzute, ceea ce accelerează procesul de placare. Această placare încetinește viteza de intercalare în plus față de scăderea numărului de ioni de litiu accesibili pentru intercalare.
Sursa tabelului: Investigația experimentală de la SicenceDirect a unei baterii cu ioni de litiu care funcționează la temperaturi scăzute
Din informațiile de mai sus este evident că performanța unei baterii litiu-ion este împiedicată de temperaturile scăzute.
Bateriile din litiu pot îngheța?
Întrebarea, “Bateriile cu litiu îngheață?” este frecvent întrebat. În realitate, răspunsul ar trebui să fie nu dacă ar fi să înțelegi cuvântul “îngheţa” literalmente. Cu toate acestea, poate împiedica și reduce semnificativ capacitatea bateriei de a alimenta gadgeturile la temperaturi subîngheț.
Temperaturile scăzute provoacă o scădere bruscă a vitezei de transport litiu-ion în și din anodul bateriilor cu litiu. Aliajul de litiu-ion care se întinde pe suprafața anodului și blochează intrarea ionilor în locul de carbon al anodului este motivul acestei scăderi a ratei transferului de ioni de litiu.. în consecinţă, aceasta oprește fluxul de curent și scade semnificativ capacitatea bateriei. Afirmat diferit, dacă ionul de litiu nu poate trece prin anod, bateria “îngheață.”
Pe lângă reducerea capacității, condițiile de îngheț au un efect mai dăunător asupra mai multor componente ale bateriei. De exemplu, electrolitul se poate rigidiza și circula mai puțin lin, care ar încetini transferul ionilor de litiu. Tensiunea și puterea de ieșire a bateriei scad pe măsură ce capacitatea scade.
În concluzie, deși o baterie nu poate fi “îngheţat,” temperaturile de îngheț au un efect negativ asupra bateriilor cu litiu. Temperaturile scăzute vor împiedica capacitatea litiu-ionului de a intra și ieși din anod și vor afecta performanța părților constitutive ale bateriei..
Care este temperatura adversă pentru bateriile cu litiu?
Dacă doriți să utilizați baterii cu litiu în echipamente care au o gamă largă de temperatură, este esențial să știm ce temperaturi sunt dăunătoare pentru ei. Pentru cea mai bună siguranță, bateriile cu litiu trebuie încărcate numai între 32°F și 131°F (0°C și 55°C), chiar dacă intervalul de temperatură ideal pentru ei este de la -4°F până la 140°F. Înainte de încărcare, asigurați-vă că temperatura este în limita de siguranță, deoarece temperaturile mai ridicate pot provoca o explozie.
Ce temperatură este prea scăzută pentru bateriile cu litiu, apoi? Din păcate, bateriile pot suferi daune semnificative la orice temperatură sub 32°F. Când bateriile cu litiu sunt încărcate sub punctul de îngheț, reacțiile chimice încetinesc până când aproape nu se produce energie utilizabilă. Bateriile pot înceta în sfârșit să funcționeze în acest moment.
Bateriile cu litiu nu trebuie încărcate la temperaturi sub zero, deoarece acest lucru poate duce la daune ireversibile.
Cinci moduri fantastice de a menține bateriile cu litiu calde pe vreme rece
Când vine vorba de menținerea caldă a bateriei cu litiu pe vreme rece, iarna este o perioadă care necesită un plus de atenție și muncă. Când ești afară și te bucuri de iarnă, trebuie să luați câteva măsuri de precauție pentru a vă asigura că bateria cu litiu rămâne caldă. Aceste cinci sugestii excelente vă vor ajuta să vă mențineți bateriile cu litiu calde pe vreme rece.
1.Puneți mai întâi o pătură de baterie. Pe vreme rece, bateriile sunt ținute calde de pături pentru baterii, care sunt pături izolante. Pentru a preveni expunerea bateriei la frig, sunt făcute pentru a se potrivi strâns în jurul lui. Prin reținerea căldurii produse de baterie și protejarea acesteia de intemperii, oferă o izolare eficientă pentru a reduce expunerea celulelor bateriei la mediul rece.
- Păstrați-vă bateria într-o cutie de baterii sau alt obiect izolat de depozitare. Compact, reutilizabile, și construit dintr-o gamă largă de materiale, unitățile de depozitare izolate și cutiile pentru baterii mențin bateriile cu litiu calde prin reducerea cantității de aer înghețat care intră în contact cu părțile constitutive ale bateriei. În plus, izolația din acestea adaugă căldură și ajută la reținerea oricărei călduri produse de baterie.
- Înainte de a pleca în frig, încărcați-le folosind panouri solare. Bateriile cu litiu se epuizează mai repede în climatele mai reci decât în cele mai calde. Înainte să pleci din casă, este o idee fantastică să folosești panouri solare pentru a încărca bateriile cu litiu. Chiar și în zilele cele mai reci, panourile solare sunt o modalitate excelentă de a produce o sursă regulată și fiabilă de energie electrică, care vă va menține bateriile încărcate și la temperatura lor ideală..
- Depozitați bateriile cu litiu într-un garaj sau alt loc cald. Chiar și pe vreme rece, menținerea bateriei calde și funcționale poate fi mult ajutată prin plasarea acesteia într-un loc încălzit, un astfel de garaj. Făcând această acțiune, puteți reduce rata la care temperaturile scăzute dăunează bateriilor.
- Aplicați căldură de la o baterie. O modalitate excelentă de a izola bateriile cu litiu și de a le menține cald, chiar și pe vremea cea mai rece, este cu încălzitoare de baterii. Puteți prelungi durata de viață a bateriei pe vreme rece utilizând încălzitoare de baterii create special pentru bateriile cu litiu, care au temperaturi și setări programabile.
Sau citește acest articol “Cum se depozitează bateriile cu litiu & Îngrijirea bateriilor cu litiu” dacă doriți să aflați mai multe despre cum să depozitați bateriile cu litiu.
Folosiți bateriile litiu-ion pentru o viață prelungită în condiții de frig puternic
Trebuie să faci o investiție într-un produs de înaltă calitate, de încredere, și baterie eficientă pentru a combate impactul vremii reci. Este necesară o baterie cu litiu fierbinte? Dacă trebuie să folosiți bateria cu litiu la temperaturi foarte scăzute, atunci răspunsul este cu siguranță da.
Cele mai de ultimă oră baterii litiu-ion sunt disponibile de la Maxworld Power, oferind performanțe optime chiar și la temperaturi extrem de scăzute. La temperaturi de până la -41°F, Bateria noastră inteligentă de fosfat de fier de litiu de 12V 100Ah cu funcție de autoîncălzire este făcută nu doar pentru a supraviețui, ci și pentru a înflori. Caracteristica automată de auto-încălzire a acestei baterii de ultimă generație începe la -41°F și se termină la 50°F.
În plus, bateria litiu-ion Maxworld Power are un sistem eficient de gestionare a bateriei și o tehnologie de echilibrare automată pentru a garanta că gadgetul dvs. este întotdeauna sigur și funcțional. În plus, are protectie la temperaturi scazute, care se activează atunci când temperatura mediului de încărcare scade sub 32°F.
Cele mai recente progrese în tehnologia cu celule de pungă sunt, de asemenea, utilizate de bateria litiu-ion Maxworld Power. Spre deosebire de carcasele metalice, celulele pungă ajută la dispersia gazelor și căldurii. Este mai usoara, are performanțe mai bune la călărie, si rezista mai bine in climatele mai reci. În plus, este posibil să fiți garantat cu privire la performanța sa pe termen lung, deoarece vine cu o garanție de 5 ani.
Prin urmare, de ce sa nu incerci? Garantam asta in conditii de frig, nu veți regreta că dețineți o baterie cu litiu fier fosfat de încredere și eficientă.
