Почему литий-ионные аккумуляторы лучше всего подходят для холодной и жаркой погоды
Почему литий-ионные аккумуляторы лучше всего подходят для холодной и жаркой погоды
Опубликовано: вторник, 30 марта, 11:00:00 по Гринвичу 2021
by Bodyguardz
Цветы распускаются. Дни становятся длиннее. После холодной, казалось бы, бесконечной зимы наконец-то наступила весна. Но по мере того, как температура начинает повышаться и все больше людей выманивается на улицу, важно помнить, что мы еще не вышли из леса. Конечно, может светить солнце и (большая часть) снега к настоящему времени растаял, но температура все еще может падать довольно низко, особенно ночью. Как энтузиаст активного отдыха, вы хотите знать: какие аккумуляторы для холодной погоды лучше всего подходят для моих технических и мобильных устройств? Экстремальные температуры негативно влияют на все батареи, но вы можете быть удивлены, узнав, что литий-ионные батареи, как правило, работают лучше, чем альтернативы.
Учитывая, что экстремальные температуры все еще возможны, важно быть готовым ко всему, а это значит, что в любом приключении нужно брать с собой необходимые вещи с батарейным питанием (такие как сотовые телефоны, фонари, смарт-часы, беспроводные наушники и многое другое). Хотя литиевые батареи действительно являются технологическим открытием по сравнению с их предшественниками (они заряжаются быстрее, дольше держат заряд и т. д.), они все же не идеальны. Тем не менее, с небольшим предварительным планированием и некоторыми полезными советами от нас, мы поможем вам получить максимальную отдачу от ваших батарей, независимо от погоды.
Использование литиевых батарей в холодную погоду
Если вы похожи на нас, как только растает снег (а может быть, даже раньше), вам не терпится выйти на улицу. Это также означает, что вы весной за весной сталкивались с проблемами производительности наружных устройств. Хотя литиевые батареи лучше работают в холодную погоду, чем многие из их предшественников, экстремальные температуры по-прежнему заметно влияют на многие современные устройства.
Кроме того, когда литиевые батареи часто заряжаются при низких температурах, на аноде вашего устройства может образоваться металлическое покрытие лития, что приведет к короткому замыканию и выходу из строя внутренней батареи.
По этой причине многие современные литиевые аккумуляторы имеют защиту, предотвращающую их зарядку в слишком холодную погоду. Хотя это защищает ваши устройства в долгосрочной перспективе, это может разочаровать в тот момент, когда ваша технология не работает на том уровне, к которому вы привыкли. К счастью, небольшая подготовка может изменить мир.
Даже с самыми лучшими батареями для холодной погоды вам нужно планировать заранее
Ниже приведены вопросы, которые вы должны задать себе, прежде чем отправиться в свое следующее приключение. Ваши ответы могут помочь вам получить максимальную отдачу от ваших технологий в стихиях.
· В какое время суток вы заряжаете устройство?
Мы знаем, что зарядка литиевых батарей при отрицательных температурах может иметь долгосрочные негативные последствия.
Итак, когда следует заряжать устройство? Независимо от температуры всегда лучше заряжать устройства с литиевыми батареями в середине дня, а не на ночь. Для начала, если вас беспокоит температура, препятствующая зарядке вашего устройства, то днем оно, как правило, теплее, чем ночью. Кроме того, для вашего устройства может быть вредно оставлять его подключенным к сети слишком долго после завершения зарядки. Учитывая, что для полной зарядки многих устройств с литиевыми батареями может потребоваться всего час или около того, вы не хотите оставлять их подключенными к сети всю ночь.
· У вас есть чехол для телефона, который лучше всего подходит вам и вашему стилю жизни?
Если у вас есть смартфон, скорее всего, у вас есть чехол для него. Хотя мы все знаем, что некоторые чехлы более долговечны, чем другие, знаете ли вы, что все премиум-кейсы не созданы одинаковыми? Не смотрите дальше дела Lander Torrey®. Чехлы Torrey, оснащенные современной технологией ThermoLine®, предназначены для защиты вашего телефона от пагубного воздействия климата при температуре от 0°F до 120°F.
· Вы действительно упаковали всю необходимую технику?
Вы уже знаете, что вам нужно упаковать свой мобильный телефон, фонарь, фонарик, наушники и многое другое, но вы думаете, что вам нужно взять с собой что-то еще? Если вы будете работать в течение нескольких дней, вы можете подумать о том, чтобы упаковать несколько портативных блоков питания. Блок питания Lander Cascade поддерживает беспроводную зарядку Qi для одного устройства или проводную зарядку для дополнительных устройств, и его можно использовать несколько раз перед подзарядкой.
Батарея умирает в холодную погоду: что низкие температуры делают с вашей батареей
Интригующий, но разочаровывающий, почему батареи умирают в холодную погоду? Температура является одним из наиболее важных факторов, влияющих на работу батареи.
Когда температура падает, химические реакции, необходимые для выработки энергии, становятся медленнее и менее эффективными, что приводит к снижению емкости и скорости разряда батареи.
Из этой записи блога вы узнаете, почему холодная погода так губительна для срока службы батареи, и пять способов согреть батареи на морозе.
Содержание
- Аккумулятор умирает в холодную погоду: почему?
- Как холодная погода влияет на литий-ионные аккумуляторы?
- Понимание химических реакций при низких температурах
- Могут ли литиевые батареи замерзнуть?
- Какая температура вредна для литиевых батарей?
- Как сохранить литиевые батареи теплыми в холодную погоду (5 отличных способов)
- Используйте литий-ионные аккумуляторы, которые служат дольше в условиях сильного холода
Аккумулятор умирает в холодную погоду: почему?
Аккумуляторные элементы чувствительны к условиям окружающей среды и обычно тестируются на устойчивость к широкому диапазону температур.
Когда температура падает, химические реакции, необходимые для выработки энергии, становятся медленнее и менее эффективными. Этот продолжительный стресс вызывает снижение емкости и скорости разряда батареи. Кроме того, аккумулятор становится менее механически стабильным, что повышает вероятность внезапного отказа.
Кроме того, если процесс зарядки аккумулятора осуществляется в холодную погоду, химические реакции могут быть еще более нарушены. Батарейные элементы, такие как литий-ионные, работают на основе обратимых восстановительных реакций, и при значительном падении температуры происходит быстрое осаждение ( осаждение иона лития на аноде без интеркалирования в углеродные центры). При этом сепаратор внутри элемента может быть пробит и вызвать короткое замыкание, которое убьет батарею.
Как холодная погода влияет на литий-ионные батареи?
Вам когда-нибудь приходилось отказываться от проекта на открытом воздухе или поездки, потому что ваши литий-ионные батареи преждевременно разрядились из-за холодной погоды? Что ж, холодная погода тяжело сказывается на литий-ионных батареях и может значительно снижают эффективность и производительность , несмотря на их репутацию одних из лучших аккумуляторов в холодную погоду.
Литиевые батареи разряжают электрический ток, когда происходит перенос иона лития от графитового анода (отрицательного электрода) к катоду (положительному электроду). Этот процесс замедляется в холодную погоду, что ослабляет их силу. Когда температура падает, ионы лития просто покрывают анод (литиевое покрытие), тем самым увеличивая сопротивление электролита и делая меньше ионов лития доступными для создания потока электричества. Это может снизить номинальную емкость батареи на 20-30%, хотя в идеале литий-ионные аккумуляторы должны работать при 98-95% от номинальной мощности.
Короче говоря, мы можем сказать, что, хотя литиевые батареи по-прежнему сохраняют большую часть своей производительности в холодную погоду и, вероятно, по-прежнему являются лучшими батареями в холодную погоду, они могут иметь значительные недостатки, если они не используются, не заряжаются и не хранятся в соответствии со спецификациями для холодной погоды. Поэтому важно учитывать эти негативные последствия литиевых батарей в холодную погоду при планировании любого проекта, дорожных поездок и так далее в холодную погоду.
Понимание химических реакций при низких температурах
Как упоминалось выше, при понижении температуры скорость интеркаляции ионов лития на графитовом электроде и проводимость электролита внутри батареи уменьшаются.
Реакция интеркаляции делится на две стадии: внедрение ионов и адсорбция ионов. Процесс введения ионов представляет собой перемещение ионов лития с поверхности катода в углеродные центры графита. Процесс адсорбции ионов представляет собой ассимиляцию ионов лития на поверхности углеродной сетки.
Энергия активации интеркаляции уменьшается с понижением температуры и, следовательно, уменьшается скорость внедрения и адсорбции лития.
Реакция литиевого покрытия — это процесс, при котором ионы лития образуют протяженную бороздку сплава на поверхности катода, уменьшая количество ионов лития, доступных для внедрения в углеродные позиции.
Источник таблицы: Экспериментальное исследование работы литий-ионного элемента в условиях низких температур от SicenceDirect
Учитывая приведенную выше информацию, становится ясно, что при понижении температуры работоспособность литий-ионного аккумулятора снижается.
Могут ли литиевые батареи замерзнуть?
Распространенный вопрос: «Замерзают ли литиевые батареи?» Дело в том, , если вы буквально понимаете термин «замораживание», ответ должен быть отрицательным.
Однако способность батареи питать устройства при отрицательных температурах может быть сильно затруднена и сокращена.
Когда литиевые батареи подвергаются воздействию низких температур, скорость переноса ионов лития в анод и из него быстро снижается. Это снижение скорости переноса ионов лития вызвано ионно-литиевым сплавом, который оседает на поверхности анода, предотвращая проникновение ионов в углеродную область анода. В результате это предотвращает протекание тока и резко снижает емкость батареи. Другими словами, батарея «замерзает», если литий-ион не может пройти через анод.
Помимо снижения емкости, отрицательные температуры также более разрушительно влияют на некоторые компоненты батареи. Например, электролит может стать жестким и циркулировать менее плавно, что приведет к снижению скорости переноса ионов лития. Уменьшение емкости приводит к уменьшению напряжения батареи и выходной мощности.
Короче говоря, отрицательные температуры негативно влияют на литиевые батареи, хотя технически вы не можете «заморозить» батарею.
Какая температура вредна для литиевых батарей?
Важно понимать, какие температуры вредны для литиевых батарей, если вы хотите использовать их в оборудовании с широким диапазоном температур. Хотя оптимальный температурный диапазон для литиевых батарей составляет от -4°F до 140°F, для максимальной безопасности литиевые батареи следует заряжать только при температуре от 32°F до 131°F (от 0°C до 55°C). Более высокие температуры могут фактически привести к взрыву, поэтому перед зарядкой важно убедиться, что температура находится в безопасном диапазоне.
Итак, насколько холодно для литиевых батарей? К сожалению, любая температура ниже 32°F может привести к заметному повреждению батарей. Химические реакции при зарядке литиевых батарей ниже точки замерзания замедляются до такой степени, что практически не производится полезной энергии.
В этот момент батареи могут в конечном итоге вообще перестать работать.Если вы планируете использовать литиевые батареи при температурах ниже нуля, следует избегать зарядки, так как это может привести к необратимому повреждению.
Как сохранить литиевые батареи теплыми в холодную погоду (5 отличных способов)
Зима — это время, которое требует особой осторожности и усилий, когда речь идет о сохранении литиевой батареи в тепле в холодную погоду. Важно принять определенные меры, чтобы ваша литиевая батарея оставалась теплой, пока вы находитесь вне дома и наслаждаетесь зимними месяцами. Вот 5 отличных советов, как сохранить литиевые батареи в тепле в холодную погоду.
1. Используйте одеяло для батареи. Аккумуляторные одеяла — это изолирующие одеяла, которые используются для сохранения тепла аккумуляторов в холодную погоду. Они предназначены для плотного прилегания к батарее, чтобы защитить ее от воздействия низких температур. Они обеспечивают хорошую изоляцию, уменьшая воздействие холода на аккумуляторные элементы, улавливая тепло, выделяемое аккумулятором, а также защищая аккумулятор от элементов.
2. Храните аккумулятор в изолированном хранилище или аккумуляторном ящике. Изолированные блоки хранения и аккумуляторные ящики представляют собой компактные многоразовые блоки, изготовленные из различных материалов и предназначенные для сохранения температуры литиевых аккумуляторов за счет ограничения количества ледяного воздуха, контактирующего с компонентами аккумуляторов. Изоляция в них также помогает удерживать любое тепло, выделяемое батареей, и обеспечивает дополнительное тепло.
3. Используйте солнечные батареи, чтобы зарядить их перед выходом на мороз. В холодную погоду литиевые батареи разряжаются быстрее, чем обычно. Перед выходом из дома рекомендуется зарядить литиевые батареи с помощью солнечных батарей. Солнечные панели — отличный способ генерировать устойчивый и последовательный поток энергии, который может поддерживать ваши батареи заряженными и поддерживать оптимальную температуру даже в самые холодные дни.
4.
Храните литиевые батареи в отапливаемом помещении, например в гараже. Хранение аккумулятора в отапливаемом помещении, например в гараже, может иметь огромное значение для поддержания его работоспособности и тепла даже в холодную погоду. Делая это, вы сможете уменьшить скорость повреждения батареи, вызванного низкими температурами.
5. Используйте аккумуляторный обогреватель. Батарейные нагреватели — отличный вариант для изоляции литиевых батарей и поддержания их в тепле даже в самых холодных условиях. Нагреватели батарей, разработанные специально для литиевых батарей, имеют регулируемую температуру и настройки, которые вы можете использовать для обеспечения долговечности вашей батареи в холодную погоду.
Или, если вы хотите узнать больше о способах хранения литиевых батарей, ознакомьтесь с этой статьей « Как хранить литиевые батареи и уход за литиевыми батареями ».
Используйте литий-ионные батареи, которые дольше работают в условиях сильного холода
Чтобы противостоять воздействию холодной погоды, вам необходимо инвестировать в высококачественную батарею, которая будет надежной и эффективной.
Нужна ли литиевая батарея с подогревом? Да, конечно, если вам нужно использовать литиевую батарею при экстремально низких температурах.
В Renogy , мы предлагаем самые лучшие передовые литий-ионные аккумуляторы, которые обеспечивают максимальную производительность в экстремально холодную погоду. Наша умная литий-железо-фосфатная батарея 12 В 100 Ач с функцией самонагрева предназначена не только для выживания, но и для работы при температурах до -41°F. Эта усовершенствованная батарея имеет функцию автоматического самонагрева, которая начинается при -41°F и останавливается при 50°F.
Кроме того, литий-ионный аккумулятор Renogy обеспечивает постоянную безопасность и работоспособность вашего устройства благодаря системе автоматической балансировки и эффективной системе управления батареями. Он также предлагает защиту от низких температур, которая срабатывает, когда температура зарядной среды падает ниже 32 ° F.