Qishda elektr transport vositalarining diapazoni ikki baravar qisqaradi va yozda zaryadlash xavfsizlikni tashvishga soladi; batareyalar past haroratlarda quvvatlanmaydi va yuqori harorat taʼsiridan keyin quvvati sezilarli darajada pasayib ketadi-litiy batareyalarning “nozik” tabiati, yangi energiya vositalari, robotlar va raqamli mahsulotlar uchun asosiy quvvat manbai. Aslida, harorat lityum batareyaning ishlashiga ta'sir qiluvchi asosiy o'zgaruvchi bo'lib, quvvat chiqishi va aylanish muddatidan tortib, xavfsizlik barqarorligi va zaryadlash / tushirish samaradorligigacha bo'lgan hamma narsa bilan chambarchas bog'liq. Batareya Pioneer batareya sohasida mutaxassis sifatida haroratning lityum batareyalarga asosiy ta'sirini aniqlash uchun oddiy til va qattiq ma'lumotlardan foydalanadi va kundalik foydalanishda keng tarqalgan tuzoqlardan qochish uchun qo'llanma beradi.
I. Avval tushunish: Lityum batareyalar uchun "Comfort Zone" faqat 20-30 daraja.
Lityum batareyalar "issiqxona gullari" kabi, haroratga juda sezgir. Sanoat odatda ularning optimal ish harorati oralig'i 20 ° ~ 30 ° (ya'ni, xona harorati) deb hisoblaydi, bunda batareya quvvati, ishlash muddati va xavfsizlik o'rtasidagi eng yaxshi muvozanatga erishadi.
Imkoniyatlar nuqtai nazaridan, lityum batareyalar 25 daraja haroratda 100% foydalanish mumkin bo'lgan quvvatga etadi, bu eng yuqori ishlashni anglatadi. Harorat ushbu qulay diapazondan chetga chiqqanda, sig'im sezilarli darajada o'zgaradi:
ACEY-BCT506-512H18650 batareya quvvati sinov qurilmasireal vaqt rejimida taqsimlangan akkumulyator hosil bo‘lishining haqiqiy-vaqt kuchlanishi, toki, sig‘imi, energiya, hosil bo‘lish holati va boshqa parametrlarini kuzatish, nosozliklarni aniqlash va qayta ishlash, tegishli ma’lumotlarni qayd etish va tahlil qilish, shakllantirish jarayonida qarovsiz va partiyaviy qayta ishlashni amalga oshirish uchun qo‘lda ishlash o‘rniga zamonaviy elektron monitoring va nazorat qurilmalaridan foydalanadi.
0 darajadan past:foydalanish imkoniyati 85% gacha kamayadi; -10 daraja, faqat 70% qoladi; -30 daraja, quvvatni yo'qotish yarmidan oshadi; va -40 darajada bo'lsa, u xona haroratining 50% dan kamroq.
45 darajadan yuqori:qisqa muddatda zaryadsizlanish vaqtini uzaytirishi mumkin bo'lsa-da, uzoq muddatda batareyaning qarishini tezlashtiradi. 50 darajadan yuqori zaryadlash elektrolitlar korroziyasini va korpusning qarishini sezilarli darajada tezlashtiradi.
Buning ortidagi asosiy mantiq shundan iboratki, lityum batareyalarni zaryadlash va zaryadsizlantirish, asosan, lityum ionlarining ijobiy va salbiy elektrodlar o'rtasida "ko'chishi" dir. Haddan tashqari yuqori yoki past haroratlar bu "harakat"-past haroratlar litiy ionlarining samarali "harakatlanishiga" to'sqinlik qiladi, yuqori harorat esa ularning "noto'g'ri ishlashiga" olib keladi va natijada batareyaning yomon ishlashiga olib keladi.
II. Past haroratning batareyalarga ta'siri
Past haroratlarning lityum batareyalarga ta'siri biz tasavvur qilganimizdan ancha murakkab: bu nafaqat qisqa masofa, balki doimiy shikastlanishga ham olib kelishi mumkin.
1. Past haroratlarda uchta asosiy muammo
Qayta tiklanadigan sig'imning pasayishi:Past haroratlarda elektrolitlar yopishqoqligi oshadi va o'tkazuvchanlik pasayadi, xuddi "muzlatilgan daryo" kabi. Litiy{1}}ionining tarqalishi sekinlashadi, bu ularning elektrodlarga muvaffaqiyatli kiritilishini qiyinlashtiradi, bu esa foydalanish imkoniyatini sezilarli darajada pasayishiga olib keladi. Biroq, bu sig'imning yo'qolishi qayta tiklanadi va xona haroratiga qaytgandan so'ng tiklanishi mumkin. Misol uchun, qishda elektr transport vositasining masofasi qisqaroq bo'lishi mumkin, lekin bahorda harorat isishi bilan normal holatga qaytishi mumkin.
Zaryadlash va tushirish quvvati cheklangan:Harorat qancha past bo'lsa, batareyaning ichki qarshiligi (qarshiligi) shunchalik katta bo'ladi. Harorat -10 darajadan pastga tushganda, musbat va manfiy elektrodlar orasidagi interfasial impedans tez sur'atlar bilan oshadi. -20 darajadan keyin elektrolitlar empedansi ham keskin ko'tariladi, bu esa batareyani zaryadsizlantirish hajmining pasayishiga va yuqori quvvatni chiqarishga qodir emasligiga olib keladi. Bu elektr transport vositalarida sekin tezlashuv va robotlarda sust harakatlar sifatida namoyon bo'ladi.
Past haroratda zaryadlashdan-doimiy zarar:Bu eng xavfli xavf! Past haroratlarda (ayniqsa, 0 darajadan past) zaryad olayotganda, litiy ionlari o'z vaqtida grafit anodiga singib keta olmaydi va elektrod yuzasida cho'kadi va metall lityum dendritlarni hosil qiladi. Ushbu "daraxtga o'xshash" kristallar faol litiy ionlarini iste'mol qiladi va doimiy quvvatni yo'qotadi. Yana xavflisi, lityum dendritlar batareya ajratgichni teshib, qisqa tutashuv va yong'inga olib kelishi mumkin.
(Turli haroratlarda batareya quvvati va elektrolitlar o'tkazuvchanligi o'rtasidagi bog'liqlik)
(Turli haroratlarda batareya ichidagi turli qismlarning empedans darajalari)
2. Past-haroratdan foydalanish bo‘yicha ko‘rsatmalar
- Zaryadlashdan oldin “isinish{0}}: Qishda ochiq havoda quvvat olishdan oldin, zaryadlashdan oldin batareya harorati 0 darajadan oshguncha isitish uchun elektr transport vositalari yoki robotlarni 30 daqiqa davomida yopiq joyga qo‘ying;
- Past haroratlarda yuqori-quvvat zaryadsizlanishiga yo'l qo'ymang: past{1}}haroratli muhitda batareya yukini kamaytirish uchun tez-tez tez tezlashdan va og'ir{2}}yuklashdan saqlaning;
- Past haroratlarda zaryadlashni majburlamang: Agar qurilmada "Past haroratlarda zaryad qilish mumkin emas" ko'rsatilsa, zaryadlashni majburlamang, aks holda bu qaytarib bo'lmaydigan zararga olib kelishi mumkin.
III. Batareyalarda yuqori harorat
Past haroratlarning “sekin eskirishi” bilan solishtirganda, yuqori haroratlar litiy batareyalarga to‘satdan va jiddiyroq shikast yetkazadi-nafaqat ularning ishlash muddatini sezilarli darajada qisqartiradi, balki xavfsizlik bilan bog‘liq baxtsiz hodisalarni ham keltirib chiqarishi mumkin.
1. Yuqori haroratlarda 5 bosqichli "zanjirli reaktsiya"
Lityum batareyalar yuqori haroratlarda domino effekti kabi bir qator xavfli ekzotermik reaktsiyalarni keltirib chiqaradi:
1. 90-120 daraja : Batareya yuzasidagi SEI plyonkasi (litiy plitalarini himoya qiluvchi "himoya kiyimi") parchalanib, issiqlikni chiqaradi;
2. 120 darajadan yuqori: SEI plyonkasi ishlamay qoladi va salbiy elektrodga o'rnatilgan lityum to'g'ridan-to'g'ri elektrolitlar bilan reaksiyaga kirishib, katta miqdorda issiqlik chiqaradi;
3. 200 darajadan yuqori: Elektrolit butunlay parchalanadi va issiqlik chiqarish tezligi keskin tezlashadi;
4. Keyingi reaktsiyalar: musbat elektrod faol moddasi parchalanadi va kislorodni chiqaradi, bu esa elektrolitlar bilan yanada reaksiyaga kirishadi. Bir vaqtning o'zida o'rnatilgan lityum va bog'lovchi ham issiqlikni chiqaradi.
5. Yakuniy natija: issiqlikni o'z vaqtida tarqatib bo'lmaydi, bu batareyaning oqishi, tutun va og'ir holatlarda yonish va portlashga olib keladi.
2. Yuqori haroratning batareyaning ishlash muddatiga halokatli ta'siri
Yuqori haroratlar batareyaning qarishini tezlashtiradi: 40 darajadan yuqori muhitga uzoq vaqt ta'sir qilish batareyaning ishlash muddatini keskin qisqartiradi. Tadqiqotlar shuni ko'rsatadiki, har 10 daraja o'sish 40 darajadan yuqori bo'lsa, tsikl muddati ikki baravar kamayadi.
Frantsiyaning Saft kompaniyasi tomonidan o'tkazilgan eksperiment yanada yorqinroq misol keltirdi: 26 marta 85 gradusda aylangan 2Ah silindrsimon akkumulyator sig'imning 7,5% ga yo'qolishi va empedansning 100% ga ortishi; 25 tsikl uchun 120 daraja bo'lsa, sig'imning yo'qolishi hayratlanarli 22% ga yetdi va impedans 1115% ga oshdi! Yuqori haroratlarda salbiy elektrod yuzasida ko'proq SEI plyonkasi hosil bo'lib, doimiy ravishda faol lityum ionlarini iste'mol qiladi.
Bir vaqtning o'zida musbat elektrod bog'lovchisi ko'chib o'tadi va yo'qoladi, bu faol moddalarning reaktsiyada to'g'ri ishtirok etishiga to'sqinlik qiladi, natijada batareyaning ishlashi keskin pasayadi.
(Yuqori haroratda batareyaning aylanish egri chizig'i)
(Yuqori harorat sharoitida batareya empedansining oshishini ko'rsatadigan egri chiziq)
3. Yuqori -haroratdan foydalanishning oldini olish boʻyicha koʻrsatmalar
- Toʻgʻridan-toʻgʻri quyosh nuri tushadigan va yuqori{0}}haroratli muhitlardan saqlaning: toʻgʻridan-toʻgʻri quyosh nuri tushadigan joyda elektr transport vositalari yoki akkumulyator qurilmalarini toʻxtatmang. Yuqori haroratli ustaxonalarda va toʻgʻridan-toʻgʻri quyosh nuri tushadigan-tashqi muhitda toʻgʻri sovutishni taʼminlang.
- Zaryadlash haroratini nazorat qilish: 50 darajadan yuqori muhitda zaryad qilmang. Zaryad olayotganda bir vaqtning o'zida boshqa jihozlardan foydalanmang (masalan, zaryad olayotganda haydash yoki zaryad olayotganda robotni boshqarish).
- Issiqlik tarqalishi dizaynini optimallashtirish: Yangi energiya vositalari va sanoat robotlari batareyalar paketida mahalliy yuqori harorat to‘planishining oldini olish uchun samarali issiqlik tarqatish tizimlari bilan jihozlangan bo‘lishi kerak.
IV. Harorat farqining "yashirin zarari"
Yuqori va past haroratlardan tashqari, harorat farqi ham osonlikcha e'tibordan chetda qoladigan "yashirin qotil" bo'lib, asosan ikkita holatga bo'linadi: batareyaning ichki harorati farqi (haroratning bir xilligi) va-hujayralararo harorat farqi (harorat mustahkamligi).
1. Harorat farqidan kelib chiqadigan zanjirli reaksiya muammolari
Ichki harorat farqi: ko'pincha bir tomonni isitish yoki sovutish paytida yuzaga keladi, bu esa notekis ichki impedans, oqim va batareyada issiqlik hosil bo'lishiga olib keladi, mahalliy qarishni tezlashtiradi.
Hujayralararo harorat farqi: batareya modulining notoʻgʻri joylashuvi va issiqlik boshqaruvi dizayni tufayli kelib chiqadi, bu esa batareya paketidagi alohida hujayralar oʻrtasida nomuvofiq degradatsiyaga olib keladi. Batareya to'plamlari ketma-ket ulanganligi sababli, "eng zaif havola effekti" juda aniq bo'ladi-bir hujayraning ishlashining pasayishi butun batareya to'plamining ishlashini pastga tushirishi va oxir-oqibat uning ishdan chiqishiga olib kelishi mumkin. Harorat farqlari tufayli yuzaga keladigan "shafqatsiz tsikl" yanada xavfliroqdir: yuqori haroratli hujayralar tezroq qariydi, ko'proq issiqlik hosil qiladi va boshqa hujayralar bilan harorat farqini yanada kengaytiradi va natijada xavfsizlik uchun xavf tug'diradi.
2. Harorat farqini nazorat qilish usullari
Issiqlik boshqaruvi dizaynini optimallashtiring: suv-sovutish va havo{1}}sovutish tizimlarini oqilona tartibga solish orqali batareyalar paketidagi harorat farqlarini kamaytiring;
Ekstremal ish sharoitlariga yo'l qo'ymang: yuqori{0}}joriy zaryadlash va zaryadsizlanish va uzoq vaqt davomida og'ir yuk bilan ishlash harorat farqlarini kuchaytiradi, bu esa uskunaning ish intensivligini oqilona nazorat qilishni talab qiladi;
Muntazam tekshirish: Sanoat uskunalari va yangi energiya vositalari har qanday anormalliklarni tezda aniqlash va bartaraf etish uchun batareya paketidagi har bir hujayraning haroratini muntazam tekshirishni talab qiladi.
V. Xulosa: Lityum batareyalarning ishlash muddatini uzaytirishning asosiy tamoyillari
Lityum batareyalarning haroratga moslashishi inson tanasining atrof-muhitga bo'lgan ehtiyojiga o'xshaydi-ham haddan tashqari yuqori, ham past haroratlar ularning optimal ishlashiga salbiy ta'sir qiladi. Batareyaning kuchli va bardoshli bo'lishini ta'minlash uchun uchta asosiy jihatga e'tibor qarating:
1. Harorat chegaralariga rioya qiling: Zaryadlash haroratini 0 darajadan 45 darajagacha va ish haroratini imkon qadar -20 daraja va 60 daraja oralig'ida saqlang, qulaylik zonasidan uzoq vaqt og'ishlarga yo'l qo'ymang;
2. Xavfli ish sharoitlaridan qoching: past haroratlarda zaryadlashni majburlamang, yuqori harorat ta'siridan keyin darhol zaryad qilmang va uzoq vaqt davomida yuqori quvvat va og'ir yuk ostida ishlamang;
3. Issiqlik boshqaruvini ta'kidlang: iste'molchi raqamli mahsulotlar yoki sanoat uskunalari uchun bo'ladimi, batareyaning ishlash muddatini uzaytirish uchun yaxshi issiqlik tarqalishi / izolyatsiyasi dizayni juda muhimdir.
Biz haqimizda
Acey IntelligentESS, UAV, E-Velosiped, E-Skuter, elektr asboblari, Ikki/uch g'ildirakli g'ildiraklar va h.k.larda qo'llaniladigan lityum batareya paketlarining yarim-to'liq-yig'ish liniyalari uchun -to'xtovsiz yechimlarni taqdim etishga ixtisoslashgan. Hujayralarni tasniflash mashinasi, batareyani saralash mashinasi, izolyatsiya qog'ozini yopishtirish mashinasi, CCD sinov qurilmasi, qo'lda / avtomatik nuqta payvandlash mashinasi, BMS sinov qurilmasi, batareyani keng qamrovli sinov qurilmasi va batareya to'plami sinov tizimi va boshqalar.
