Литий-ионный аккумулятор нагревается в холодных условиях для поддержания производительности
Энергия
Просмотр 2 изображений
Экстремальные температуры могут серьезно ухудшить работу литиевых батарей. Мы видели ряд разработок, обещающих снизить риск их перегрева и возгорания, но, с другой стороны, отрицательные температуры также не слишком благоприятны, что часто приводит к существенной потере мощности. В ходе продвижения, которое может иметь последствия для всего, от электромобилей до исследования космоса, исследователи построили литиевую батарею, которая согревается, чтобы бороться с зимним холодом.
Несмотря на то, что батарея, которая сохраняет свои характеристики при низких температурах, может оказаться полезной во многих приложениях, включая космические путешествия и полеты на высоких дронах, по мнению исследователей из Пенсильванского государственного университета, снижение беспокойства по поводу запаса хода для электромобилей является одним из наиболее многообещающих. Потеря мощности электромобилей при отрицательных температурах может привести к медленной зарядке, нарушению рекуперативного торможения и сокращению запаса хода на целых 40 процентов.
Мы видели, как производители электромобилей предпринимают шаги для устранения этих недостатков. В 2010 году, например, Ford анонсировал полностью электрический Focus с системой терморегулирования, которая либо нагревает, либо охлаждает охлаждающую жидкость и прокачивает ее через аккумуляторную систему для регулирования температуры. Но в целом холодная среда по-прежнему представляет собой реальную проблему для производительности электромобилей.
Команда Penn State подошла к этой проблеме, установив литиевую батарею с никелевой фольгой, прикрепленной на одном конце к отрицательной клемме. Встроенный датчик температуры перенаправляет ток через никелевую фольгу, нагревая батарею изнутри за счет резистивного нагрева до тех пор, пока она не вернется к температуре выше точки замерзания, а затем выключается и оставляет батарею для нормальной работы.
При тестировании батарея смогла нагреться от -4°F до 32°F (от -20°C до 0°C) за 20 секунд и от -22°F до 32°F (от -30°C до 0°С) за 30 секунд. И это произошло при потреблении всего 3,8% и 5,5% емкости батареи соответственно. Для сравнения, отмечает команда, это значительное улучшение по сравнению с 40-процентной потерей емкости, которую испытывают обычные литиевые батареи при низких температурах. Кроме того, батарея Penn State всего на 1,5% тяжелее и стоит на 0,04% дороже, чем обычная литий-ионная батарея.
Исследование опубликовано в журнале Nature .
Источник: Университет штата Пенсильвания
Ник Лаварс
Ник пишет и редактирует в New Atlas уже более шести лет, где он освещал все, начиная от далеких космических зондов и заканчивая беспилотными автомобилями и странными науками о животных.
Ранее он работал в The Conversation, Mashable и The Santiago Times, получив степень магистра в области коммуникаций в Мельбурнском университете RMIT.
термодинамика — Как холод заставляет батареи разряжаться быстрее, но в то же время их нужно охлаждать, чтобы сохранить заряд?
Задавать вопрос
спросил
Изменено 2 года, 3 месяца назад
Просмотрено 633 раза
$\begingroup$ Я всегда знал из общеизвестных фактов, что батареи разряжаются быстрее, когда холодно. Мне сказали, что лучше всего держать их во внутреннем кармане рядом с теплом тела на улице (например, батареи для налобных фонарей или фотоаппаратов, когда вы идете в поход в холодную ночь).
И я сам был свидетелем такого поведения, и мне казалось, что мои батареи разряжаются быстрее. Кроме того, я также слышал, что это может помочь «предварительно прогреть» батареи.
Еще на днях я также узнал, что хороший способ сохранить заряд аккумуляторов — охладить их!
Эти два утверждения кажутся прямо противоречащими друг другу? Может кто-нибудь объяснить мне, как они оба верны? Например: дело в том, что, когда устройство не используется, заряд лучше всего сохраняется в холодных условиях, но в устройстве холод заставляет батареи разряжаться быстрее (поэтому разница заключается в использовании/в устройстве)? (С добавлением того, что предварительный нагрев помогает, отсюда общий совет держать его близко к теплу тела, так как предполагается, что вскоре будут использоваться эти батареи?)
Возможно, эти два утверждения относятся к разным типам батареи?
- термодинамика
- электричество
- температура
- батареи
- электрохимия
Я всегда знал из общеизвестных фактов, что батареи разряжаются быстрее когда холодно.
..
..Да, потому что при понижении температуры окружающей среды химические реакции протекают медленнее, поэтому батарея, используемая при низкой температуре, производит меньший ток, чем при более высокой температуре. Когда холодные батареи разряжаются, они быстро достигают точки, когда они не могут обеспечить достаточный ток, чтобы не отставать от спроса.
Еще на днях я тоже узнал, что хороший метод чтобы сохранить заряд аккумуляторов, нужно охладить их! …Эти двое утверждения кажутся прямо противоположными? Может кто-нибудь объяснить мне, как они оба верны?
Да, потому что их охлаждение замедляет непродуктивные химические реакции, когда батарея не используется. Но утверждения не противоречат друг другу, потому что даже когда батарея не используется, химические реакции могут происходить с использованием химической энергии. Охлаждение батарей снижает потребление химической энергии, когда батарея не используется.
Надеюсь, это поможет.