Kot bi mignil, se je vreme spet ohladilo. Čeprav je na severu ogrevanje v zaprtih prostorih, je tako toplo, da bi rad vsak dan jedel sladoled, a ko grem ven, se soočim s temperaturno razliko okoli 40 stopinj, kar je vseeno malo strašljivo.
Če je pametni telefon v vašem žepu resnično »pametni telefon«, potem noče ven in ga zebe. zakaj Ker moč "življenjske lestvice" mobilnih telefonov v tej sezoni vedno upada z alarmantno hitrostjo.
To sezono je ena stvar močno znižana – življenjska doba baterije. Doseg križarjenja električnih vozil pozimi na severu je morda le manj kot 30 % manjši kot poleti.
Na internetu je nazoren opis: pozimi moram ven zaradi nujnih zadev. Vzamem telefon in vidim, da imam še 50+ baterij. Ven grem samozavestno. Ko pridem na cilj, vzamem telefon in ne vem, kdaj se je spremenila ikona baterije, ki je bila ravno zdaj zelena. Postala je 20% rdeča. Presenečeno strmite in pred vami se spremeni v 1%. Bili ste šokirani, dihali ste v telefon in si meli roke, vendar še vedno niste mogli preprečiti, da bi telefon postal hladnejši ...
Nekaj večjih izzivov, ki jih povzroča nizka temperatura
V čem je problem? Izkazalo se je, da je bila temperatura prenizka in baterija "notranje izrabljena".
Preden raziščemo vzroke za porabo notranje baterije, najprej razumemo, kako baterija deluje.
Baterija ima v glavnem te glavne komponente: negativno elektrodo (kot negativno elektrodo se večinoma uporablja grafit), pozitivno elektrodo (na primer litijev železov fosfat), separator (litijevi ioni lahko prehajajo skozi, elektroni pa ne) in baterijo ohišje.
Ko je litij-ionska baterija napolnjena, se litijevi ioni sprostijo iz litijevega železovega fosfata v pozitivni elektrodi, se v raztopini elektrolita premaknejo do negativne elektrode in se vgradijo v grafit. Grafit v negativni elektrodi bo absorbiral litijeve ione, ki tečejo iz pozitivne elektrode, in elektrone, ki se premikajo skozi žico. Med praznjenjem litijevi ioni, shranjeni v grafitu, spet pobegnejo, gredo skozi separator skozi elektrolit in se vrnejo na pozitivno elektrodo. Elektroni ne morejo skozi separator in se lahko vrnejo na pozitivno elektrodo samo iz zunanje žice. To dejanje ustvari tok v žici, zaradi česar električna naprava deluje.
Kako bodo nizke temperature vplivale na delovanje litij-ionskih baterij? Nizkotemperaturno okolje bo vplivalo na materiale in delovne procese baterije. Tako kot prsti, ki so pozimi predolgo izpostavljeni vremenskim vplivom, postanejo manj prožni, lahko postanejo tudi materiali v bateriji. V nizkotemperaturnem okolju ioni težje uidejo in se vgradijo v materiale, postane težje prehajati skozi membrano, zmanjšana pa bo tudi hitrost gibanja ionov.
Med nizkotemperaturnim praznjenjem se hitrost, s katero se litijevi ioni vgradijo v material katodne elektrode, upočasni. Litijevi ioni na sprednji strani prispejo, preden imajo litijevi ioni na sprednji strani čas, da se vgradijo v material. Litijevi ioni se začnejo zatikati in velika količina litijevih ionov se nabere na površini materiala elektrode, kar bo pospešilo proizvodnjo pasivacijske plasti (ki se v industriji imenuje film SEI, ta film bo upočasnil vstavljanje litijevih ionov v elektrodo). Na ta način je vdelava še težja. Makroskopska manifestacija je, da se notranji upor baterije poveča, baterija začne "notranje porabljati" in izhodna moč navzven postane manjša.
Med nizkotemperaturnim polnjenjem litijevi ioni migrirajo proti grafitni negativni elektrodi, vendar se upočasni tudi hitrost, s katero so litijevi ioni vgrajeni v grafit, medtem ko lahko elektroni z veseljem dosežejo negativno elektrodo skozi žico. Ko elektroni naletijo na litijeve ione na površini negativne elektrode, nastane kovinski litij, ki tvori litijeve dendrite. Ko litijevi dendriti zrastejo, bodo prebodli separator, kar bo povzročilo kratek stik in okvaro baterije.
Notranje predgretje
Ta tehnična pot se imenuje notranje predgretje. Proizvajalec pri izdelavi baterije strukturi baterije doda tanek kos nikljeve folije in jo prekrije z električno izolacijskim polimerom (da prepreči, da bi tanka nikljeva folija povzročila kratek stik v bateriji). Ko je temperatura akumulatorja prenizka, krmilnik prisili tok skozinikljeva folija, ki ustvarja veliko količino toplotne energije za hitro segrevanje materiala baterije. Pustite, da se baterija vedno izprazni v razmeroma dobrem delovnem temperaturnem območju.
Če želite polniti pri nizkih temperaturah, bo polnilna oprema najprej napolnila baterijo z nizko močjo, uporabila toploto, ki jo med polnjenjem proizvede sama baterija, za predgretje baterije in počakala, da se temperatura baterije dvigne na primerno območje, preden bo izvedla visoko moč hitro polnjenje.
3. člen: Zunanje ogrevanje. Bateriji lahko dodate opremo za predgretje (na primer zagotavljanje grelnikov in električnih peči).
Baterija najprej napaja napravo za predgretje z nizko močjo. Naprava za predgretje proizvaja toploto in povzroči dvig temperature baterije. Ko doseže ustrezno delovno temperaturo, baterija preide v normalno delovno stanje. Nekateri električni avtomobili so opremljeni s funkcijo predgretja baterije. Pozimi je treba pred uporabo avtomobila ogreti akumulator, da se avto spravi v normalno delovno stanje.
