Домет електричних возила је преполовљен зими, а пуњење током лета изазива забринутост за безбедност; батерије се не пуне на ниским температурама, а капацитет значајно опада након излагања високим температурама-„осјетљива“ природа литијумских батерија, основног извора енергије за возила са новом енергијом, роботе и дигиталне производе, је широко позната. У ствари, температура је кључна варијабла која утиче на перформансе литијумске батерије, уско повезана са свиме, од излазног капацитета и животног циклуса до сигурносне стабилности и ефикасности пуњења/пражњења. Батерија Пионеер, као стручњак у области батерија, користиће једноставан језик и чврсте податке да разбије фундаментални утицај температуре на литијумске батерије и пружиће водич за избегавање уобичајених замки у свакодневној употреби.
И. Прво разумевање: „Зона удобности“ за литијумске батерије је само 20-30 степени
Литијумске батерије су као „цвеће стакленика“, изузетно осетљиве на температуру. Индустрија генерално верује да је њихов оптимални опсег радне температуре 20 до 30 степени (тј. собна температура), при чему батерија постиже најбољу равнотежу између капацитета, животног века и безбедности.
Из перспективе капацитета, литијумске батерије достижу 100% употребљив капацитет на 25 степени, што представља врхунске перформансе. Како температура одступа од овог удобног опсега, капацитет значајно варира:
АЦЕИ{0}БЦТ506-512Х18650 тестер капацитета батеријекористи савремене електронске уређаје за надзор и контролу уместо ручног рада за праћење-напона, струје, капацитета, енергије, формације и других параметара формирања дистрибуиране батерије у реалном времену, дијагностикује и обрађује кварове, бележи и анализира релевантне податке, како би се реализовала ненадзирана и серијска обрада у процесу формирања, софтвер за компјутерско управљање за централизовано праћење и одржавање опреме.
Испод 0 степени:корисни капацитет пада на 85%; на -10 степени остаје само 70%; на -30 степени губитак капацитета прелази половину; а на -40 степени, то је мање од 50% собне температуре.
Изнад 45 степени:иако може краткорочно продужити време пражњења, дугорочно убрзава старење батерије. Пуњење изнад 50 степени значајно убрзава корозију електролита и старење кућишта.
Основна логика иза овога је да је пуњење и пражњење литијумских батерија у суштини „миграција“ литијум јона између позитивне и негативне електроде. Претерано високе или ниске температуре ометају ово „кретање“-ниске температуре спречавају ефикасно „кретање“ литијум јона, док високе температуре доводе до њиховог „неправилног рада“, што на крају доводи до лоших перформанси батерије.
ИИ. Утицај ниских температура на батерије
Утицај ниских температура на литијумске батерије је далеко сложенији него што замишљамо: не ради се само о краћем домету, већ може изазвати и трајна оштећења.
1. Три кључна проблема на ниским температурама
Реверзибилно смањење капацитета:На ниским температурама, вискозитет електролита се повећава, а проводљивост се смањује, слично као код „замрзнуте реке“. Дифузија литијум{1}}јона се успорава, што отежава њихово успешно уградњу у електроде, што доводи до значајног смањења употребљивог капацитета. Међутим, овај губитак капацитета је реверзибилан и може се повратити након враћања на собну температуру. На пример, домет електричног возила може бити краћи зими, али се може вратити у нормалу када се температуре загреју у пролеће.
Ограничена снага пуњења и пражњења:Што је температура нижа, већа је унутрашња импеданса (отпор) батерије. Када температура падне испод -10 степени, међуфазна импеданса између позитивне и негативне електроде брзо расте. После -20 степени, импеданса електролита такође нагло расте, што доводи до смањења капацитета пражњења батерије и немогућности да произведе велику снагу. Ово се манифестује као споро убрзање код електричних возила и тромо кретање код робота.
Трајно оштећење услед пуњења на ниским{0}}температурама:Ово је највећи ризик! Приликом пуњења на ниским температурама (нарочито испод 0 степени), литијум јони се не могу на време уградити у графитну аноду и таложиће се на површини електроде, формирајући металне литијумске дендрите. Ови кристали попут дрвета- троше активне литијумове јоне, што доводи до трајног губитка капацитета. Још опасније, литијум дендрити могу да пробуше сепаратор батерије, узрокујући кратке спојеве и пожаре.
(Однос између капацитета батерије и проводљивости електролита на различитим температурама)
(Нивои импедансе различитих делова унутар батерије на различитим температурама)
2.-Смернице за коришћење при ниским температурама
- „Загрејте{0}}“ пре пуњења: Пре пуњења на отвореном зими, паркирајте електрична возила или роботе у затвореном простору на 30 минута да се претходно загреју док температура батерије не порасте изнад 0 степени пре пуњења;
- Избегавајте високо{0}}пражњење при ниским температурама: У окружењима са ниским-температурама избегавајте честа нагла убрзања и рад са великим-оптерећењем да бисте смањили оптерећење батерије;
- Немојте присиљавати пуњење на ниским температурама: Ако уређај приказује „Не може се пунити на ниским температурама“, немојте присиљавати пуњење јер у супротном може изазвати неповратну штету.
ИИИ. Високе температуре у батеријама
У поређењу са „спорим трошењем и хабањем“ ниских температура, високе температуре изазивају изненаднија и озбиљнија оштећења литијумских батерија-не само да значајно скраћују њихов животни век већ и потенцијално изазивају безбедносне несреће.
1. 5-степена "ланчана реакција" на високим температурама
Литијумске батерије, под високим температурама, покрећу низ опасних егзотермних реакција, попут домино ефекта:
1. 90-120 степен : СЕИ филм („заштитна одећа“ која штити литијумске плоче) на површини батерије се распада, ослобађајући топлоту;
2. Изнад 120 степени: СЕИ филм поквари, а литијум уграђен у негативну електроду реагује директно са електролитом, ослобађајући велику количину топлоте;
3. Изнад 200 степени: електролит се потпуно распада, а брзина ослобађања топлоте драматично се убрзава;
4. Наредне реакције: Активни материјал позитивне електроде се разлаже и ослобађа кисеоник, који даље реагује са електролитом. Истовремено, уграђени литијум и везиво такође ослобађају топлоту.
5. Коначни резултат: Топлота се не може распршити на време, што доводи до цурења батерије, дима, ау тешким случајевима до сагоревања и експлозије.
2. Фатални утицај високих температура на животни век батерије
Високе температуре убрзавају старење батерије: продужено излагање околини изнад 40 степени драстично скраћује животни век батерије. Студије показују да се за сваких 10 степени пораста изнад 40 степени живот циклуса преполови.
Експеримент француске компаније Сафт пружа још илустративнији пример: цилиндрична батерија од 2Ах која је 26 пута кружила под углом од 85 степени имала је губитак капацитета од 7,5% и повећање импедансе од 100%; док је на 120 степени током 25 циклуса губитак капацитета достигао невероватних 22%, а импеданса је порасла за 1115%! На високим температурама, више СЕИ филма се формира на површини негативне електроде, континуирано трошећи активне литијумове јоне.
Истовремено, везиво позитивне електроде мигрира и губи се, спречавајући активне материјале да правилно учествују у реакцији, што доводи до наглог пада перформанси батерије.
(Крива циклуса батерије под високом температуром)
(Крива која показује повећање импедансе батерије у условима високе температуре)
3.-Смернице за избегавање употребе високе температуре
- Избегавајте директну сунчеву светлост и окружења са високим{0}температурама: Не паркирајте електрична возила или батеријску опрему на директној сунчевој светлости. Обезбедите правилно хлађење у радионицама са високим{2}}температурама и спољашњим окружењима изложеним директној сунчевој светлости.
- Контролишите температуру пуњења: Не пуните у окружењима изнад 50 степени. Избегавајте истовремено коришћење друге опреме током пуњења (нпр. вожњу током пуњења или управљање роботом током пуњења).
- Оптимизујте дизајн одвођења топлоте: Нова енергетска возила и индустријски роботи морају бити опремљени ефикасним системима за расипање топлоте како би се спречило локализовано акумулирање високе{0}}температуре у батерији.
ИВ. „Скривена штета“ температурне разлике
Поред високих и ниских температура, температурна разлика је такође „скривена убица“ која се лако превиђа, углавном подељена у две ситуације: разлика у температури унутрашње батерије (уједначеност температуре) и разлика у температури између{0}}ћелија (конзистентност температуре).
1. Проблеми ланчане реакције узроковани температурном разликом
Унутрашња температурна разлика: Често се јавља приликом загревања или хлађења једне стране, што доводи до неуједначене унутрашње импедансе, струје и стварања топлоте у батерији, убрзавајући локализовано старење.
Разлика између{0}}елијских температура: узрокована неправилним распоредом батеријског модула и дизајном управљања топлотом, што доводи до недоследних стопа деградације међу појединачним ћелијама унутар батерије. Пошто су батеријски пакети повезани у серију, „ефекат најслабије карике“ је веома изражен-смањење перформанси једне ћелије може да умањи перформансе целог комплета батерија, што на крају доведе до његовог квара. Још опаснији је „зачарани круг“ створен температурним разликама: ћелије са вишом температуром брже старе, стварају више топлоте, додатно проширујући температурну разлику у односу на друге ћелије, што на крају доводи до опасности по безбедност.
2. Технике контроле температурне разлике
Оптимизујте дизајн управљања топлотом: Смањите температурне разлике унутар батеријског пакета рационалним распоређивањем система воденог{0}}хлађења и ваздушног{1}}хлађења;
Избегавајте екстремне услове рада: Пуњење и пражњење јаке{0}}струје и продужени рад са тешким-оптерећењем погоршавају температурне разлике, што захтева разумну контролу интензитета рада опреме;
Редовни прегледи: Индустријска опрема и нова енергетска возила захтевају редовну инспекцију температуре сваке ћелије у пакету батерија да би се благовремено идентификовале и отклониле све абнормалности.
В. Резиме: Основни принципи за продужење животног века литијумских батерија
Прилагодљивост литијумских батерија на температуру је као потреба људског тела за околином-и претерано високе и ниске температуре су штетне за њихове оптималне перформансе. Да бисте били сигурни да је батерија и моћна и издржљива, фокусирајте се на три кључна аспекта:
1. Придржавајте се температурних ограничења: Одржавајте температуру пуњења између 0 степени и 45 степени, а радну температуру између -20 степени и 60 степени што је више могуће, избегавајући продужена одступања од зоне удобности;
2. Избегавајте опасне услове рада: Немојте присиљавати пуњење на ниским температурама, не пуните одмах након излагања високим температурама и немојте радити под великом снагом и великим оптерећењима током дужег периода;
3. Нагласите управљање топлотом: Било да се ради о дигиталним производима за потрошаче или индустријској опреми, добар дизајн топлотне дисипације/изолације је кључан за продужење века батерије.
О нама
Ацеи Интеллигентспецијализована је за пружање-решења на једном месту за полу-аутоматске/потпуно-аутоматске линије за склапање литијумских батерија које се користе у ЕСС, УАВ, Е-бициклима, Е-скутерима, електричним алатима, дво/три точковима, итд. Поред тога, нудимо комплетну опрему за склапање, као додатак за монтажу батерија, Машина, машина за сортирање батерија, машина за лепљење изолационог папира, ЦЦД тестер, машина за ручно/аутоматско заваривање, БМС тестер, свеобухватни тестер батерија и систем за тестирање батерије итд.
