为什么电池在寒冷的温度下死亡是一个有趣而烦人的问题. 影响电池性能的最重要的变量之一是温度.
随着温度下降，电池的容量和放电速率下降，因为产生能量所需的化学反应变得较慢且效率较低. 此外, 电池失去了一些机械稳定性, 并且充电可能会导致额外的伤害.
阅读这篇博文，了解冬季电池保温的五种技巧，以及为什么寒冷的天气对电池寿命如此不利.
目录
为什么电池在寒冷的天气里会没电?
锂离子电池如何应对寒冷天气?
了解化学品在低温下如何反应
锂电池会结冰吗?
锂电池的不利温度是多少?
在寒冷天气下让锂电池保持温暖的五种奇妙方法
在严寒中使用更耐用的锂离子电池
为什么电池在寒冷的天气里会没电?
电池单元通常经过测试以承受各种温度，因为它们容易受到环境因素的影响. 然而, 温度的大幅变化可能会严重损害您的电池. 然而, 为什么电池在寒冷的天气里会退化?
随着温度下降，产生能量所需的化学反应会减慢并变得不那么有效. 由于这种持续的压力，电池的容量和放电率会下降. 此外, 电池的机械稳定性恶化, 增加发生意外故障的可能性.
此外, 如果电池在寒冷条件下充电，化学反应可能会进一步受到阻碍. 可逆还原反应为锂离子电池等电池提供动力, 当温度显着降低时，会发生快速电镀（锂离子在阳极上沉积而不嵌入碳位点）. 这可能会刺穿电池的隔膜并导致短路，从而耗尽电池电量.
锂离子电池如何应对寒冷天气?
您是否曾经因为寒冷的天气导致锂离子电池过早耗尽而不得不取消公路旅行或户外项目? 尽管它们被誉为最适合寒冷气候的电池之一, 锂离子电池会受到低温的影响, 这会大大降低他们的性能和效率.
当锂离子从石墨阳极移动时 (负极) 到阴极 (正极), 电池释放电流. 在寒冷的天气中, 这个过程会减慢, 这会降低他们的力量. 锂离子将简单地覆盖阳极 (锂电镀) 当温度下降时, 增加电解质的电阻并减少可用于产生电流的锂离子数量. 尽管锂离子电池理想情况下应以额定容量的 98-95% 运行, 这会使电池容量降低 20%–30%.
总之, 如果不使用锂电池，可能会出现严重的缺陷, 带电, 并按照寒冷天气标准保存, 即使它们在寒冷天气下仍然保留大部分性能并且可能仍然是寒冷天气下最好的电池. 组织任何项目时, 公路旅行, ETC. 在寒冷的天气里, 考虑锂电池的这些不利影响至关重要.
了解化学品在低温下如何反应
如前所述, 电池中电解质的电导率和锂离子在石墨电极嵌入的速率都会随着温度的降低而降低.
离子插入和离子吸附是插层反应的两个阶段. 锂离子从阴极表面转移到石墨碳位点称为离子插入. 锂离子在碳网表面的同化称为离子吸附. 随着气温下降, 插层的活化能也是如此, 这反过来又减慢了锂嵌入和吸附的速度.
锂离子在阴极表面形成长合金沟槽的过程, 减少可插入碳位点的锂离子数量, 称为镀锂反应. 该合金在较低温度下更容易形成, 这加快了电镀过程. 除了减少可嵌入的锂离子数量之外，这种镀层还降低了嵌入速率.
表来源: SicenceDirect 对低温下运行的锂离子电池的实验研究
从以上信息可以明显看出，低温会影响锂离子电池的性能.
锂电池会结冰吗?
问题, “锂电池会结冰吗?” 经常被问到. 事实上, 如果你要理解这个词的话答案一定是否定的 “冻结” 字面上地. 然而, 它会严重阻碍和降低电池在低于冰点的温度下为设备供电的能力.
低温导致锂离子进出锂电池阳极的速率急剧下降. 镀在阳极表面并阻止离子进入阳极碳位点的锂离子合金是锂离子转移速率下降的原因. 最后, 这会阻止电流流动并显着降低电池容量. 另有说法, 如果锂离子无法通过阳极, 电池 “冻结。”
除了降低产能外, 冰冻条件对一些电池组件有更不利的影响. 例如, 电解液可能会变硬并且循环不顺畅, 这会减慢锂离子的转移. 电池的电压和输出功率随着容量的减小而降低.
总之, 虽然电池不能 “冷冻的,” 冰冻温度确实对锂电池有不利影响. 低温会阻碍锂离子移入和移出阳极的能力，并损害电池组成部件的性能.
锂电池的不利温度是多少?
如果您想在宽温度范围的设备中使用锂电池, 了解什么温度对它们有害至关重要. 为了最佳安全, 锂电池只能在 32°F 至 131°F 之间充电 (0°C 和 55°C), 即使它们的理想温度范围是 -4°F 至 140°F. 收费之前, 确保温度在安全范围内，因为较高的温度可能会引起爆炸.
锂电池什么温度过低, 然后? 很遗憾, 任何低于 32°F 的温度都会对电池造成严重损坏. 当锂电池在冰点以下充电时, 化学反应减慢，直到几乎不产生可用能量. 此时电池可能最终完全停止工作.
锂电池不应在冰点以下的温度下充电，因为这可能会导致不可逆转的损坏.
在寒冷天气下让锂电池保持温暖的五种奇妙方法
在寒冷的天气里如何让锂电池保持温暖, 冬季是一个需要格外注意和工作的时期. 当你外出享受冬天时, 您需要采取一些预防措施以确保您的锂电池保持温暖. 这五个极好的建议将帮助您在寒冷的天气里让锂电池保持温暖.
1.先盖上电池毯. 在寒冷的天气中, 电池通过电池毯保温, 哪些是隔热毯. 防止电池受冷, 它们紧密地贴合在它周围. 通过保留电池产生的热量并使其免受天气影响, 它们提供有效的绝缘，以减少电池单元暴露在寒冷环境中.
- 将电池存放在电池盒或其他绝缘存储物品中. 袖珍的, 可重复使用的, 由一系列材料制成, 绝缘存储单元和电池盒通过减少与电池组成部分接触的冷冻空气量来保持锂电池温暖. 此外, 它们的绝缘层增加了温暖并有助于保留电池产生的热量.
- 在寒冷中离开之前, 使用太阳能电池板给它们充电. 锂电池在寒冷气候下比在温暖气候下消耗得更快. 在你离开家之前, 利用太阳能电池板给锂电池充电是一个绝妙的主意. 即使在最冷的日子里, 太阳能电池板是定期可靠供电的绝佳方式，可以让您的电池保持充电并保持理想温度.
- 将锂电池存放在车库或其他温暖的地方. 即使在寒冷的天气里, 将电池放置在加热的位置可以极大地帮助保持电池温暖和功能, 这样的车库. 通过执行此操作, 您可以降低低温损坏电池的速度.
- 利用电池的热量. 锂电池绝缘和保温的绝佳方法, 即使在最冷的天气, 带有电池加热器. 使用专门为锂电池设计的电池加热器，可以在寒冷的天气下延长电池的使用寿命, 具有可编程温度和设置.
或者阅读这篇文章 “如何储存锂电池 & 锂电池的保养” 如果您想了解更多有关如何存储锂电池的信息.
在严寒条件下使用锂离子电池可延长使用寿命
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