Что произойдет, если литийная батарея замерзает

ВВЕДЕНИЕ: Почему холодные температуры имеют значение для литиевых батарей

Холодная погода может связываться с вашими устройствами. Если вы когда -либо пытались использовать свой телефон или электромобиль зимой и заметили, что он ведет себя странно или умирает быстро, вы не одиноки. Температура играет огромную роль в производительности лития батареи . По мере того, как замораживание литиевых аккумуляторов становится реальной проблемой, особенно в EV, солнечном хранении, дронах и электроинструментах, людям нужны ответы.

Замороженные проблемы с аккумулятором лития - это не только потеря мощности. Мы говорим о постоянном повреждении, рисках безопасности и снижении продолжительности жизни. По мере увеличения использования в холодной погоде лития , особенно в таких регионах, как Канада, Скандинавия или Северная США, понимание того, что происходит при низких темпах, становится важным. Вы все еще можете его использовать? Безопасно ли заряжать? Может ли это взорваться? Давайте разберем это.

Что такое литийная батарея и как она работает?

Основная химия и структура литий-ионных батарей

Литийная батарея хранит энергию с использованием литий -ионов, которые перемещаются между положительными и отрицательными электродами. Эти ионы протекают через электролит, генерируя электричество. Он легкий, мощный и быстро заряжается, что делает его идеальным для портативной электроники и электрон.

Но химия чувствительна. Электролит представляет собой смесь органических растворителей, а сепаратор представляет собой тонкую пленку, удерживающую электроды. Заморозить любое из них, и баланс отбрасывается.

Почему литий-ионные батареи используются в холодном климате

Несмотря на риски, люди по -прежнему используют системы Почему? Они предлагают лучшую плотность энергии, более легкий вес и более длительный срок службы по сравнению с такими альтернативами, как свинцовый. Подумайте о EV в Норвегии, дронах на Аляске или электроинструментах на снежных строительных площадках. холодной погоды лития .

Различия между литий-ионом, LIFEPO4 и другими химиями

Не все типы лития аккумулятора ведут себя одинаково в холоде. Вот как они сравнивают:

Тип	батареи	.	Производительность
Литий-ион (NMC)	Умеренный	Сниженная мощность	Телефоны, ноутбуки, электромобили
LifePo4	Низкий	Может вообще не взимать	Солнечное хранилище, RVS
LTO (литий титанат)	Высокий	Поддерживает производительность	Промышленные, военные

Замораживание литий-ионных аккумуляторов варьируется, поэтому выбор правильной химии имеет значение.

Может ли литийная батарея заморозить?

Что означает замораживание »с точки зрения электрохимической функции

Когда мы говорим, что литийная батарея замерзает , мы не говорим о кристаллах льда, как вода. Это означает, что внутренние компоненты перестают работать в соответствии с разработкой. Ионы замедляются или останавливаются. Электролит может стать вязким или кристаллизованным.

Фактическая точка замерзания литиевых батарей против воды

Вода замерзает при 0 ° C. Но электролиты лития замерзают от -20 ° C до -40 ° C. Таким образом, замороженная литиевая батарея не выглядит замороженной - она ​​просто перестает работать или заряжать опасно.

Физическое и функциональное замораживание

• Физическое замораживание : электролит становится твердым

• Функциональное замораживание : аккумулятор останавливает зарядку/правильно разряд

Это функциональное замораживание может произойти даже при -5 ° C, в зависимости от использования.

Что произойдет, если литийная батарея замерзает?

Внутренние реакции и риски сепаратора во время замораживания

Замораживание нарушает поток ионов. Это увеличивает внутреннее давление. Это вызывает нагрузку на сепаратор - тонкий слой внутри аккумулятора. Если это разрывается, могут возникнуть короткие замыкания.

Потенциал для покрытия лития и постоянной потери мощности

Когда заряжено ниже 0 ° C, ионы лития не полностью встроены в анод. Вместо этого они 'пластина ' на его поверхности. Это литиевое покрытие может уменьшить срок службы батареи и создать опасные шипы в высвобождении энергии.

Обухание, растрескивание и опасность короткого замыкания

Замороженная литиевая батарея может набухать. Трещины могут образовываться. После оттаивания и перезаряжаются эти поврежденные участки, которые могут зажечь короткие цирки, пожары или даже взрывы.

Влияние низких температур на компоненты литий-ионной батареи

холодной	допуска	ниже
Электролит	Становится вязким	Уменьшенный ионный поток
Сепаратор	Хрупкие, стрессовые трещины	Короткие цирки
Анод	Литиевое покрытие	Постоянная потеря мощностей
Катод	Более низкая активность	Производительность

Насколько холодно слишком холодно для литийных батарей?

Рекомендуемые минимальные рабочие температуры по типу

0	°	C
Литий-ион (NMC)	-20 ° C.	0 ° C Минимум
LifePo4	0 ° C.	5 ° C Минимум
LTO	-30 ° C.	-10 ° C Минимум

Руководящие принципы производителя и тематические исследования в реальном мире

Тесла предупреждает от обвинения в своих электромобилях ниже 0 ° C. DJI дроны теряют время полета ниже нуля. Производители аккумуляторов, такие как Panasonic и LG Chem, рекомендуют предварительно нагреть перед зимой.

Тип батареи по сравнению с минимальной безопасной рабочей температурой

Используйте диаграмму выше, чтобы выбрать правильную батарею для вашего климата.

Могут ли литийные батареи быть повреждены за счет температуры замерзания?

Долгосрочное влияние на срок службы батареи и здоровье

Повторное замораживание и оттаивание вызывает микросмешение. Вы теряете способность, увеличиваете сопротивление и снижаете срок службы цикла. Со временем этот урон складывается.

Уменьшенное принятие заряда и увеличение внутреннего сопротивления

Холодные батареи не заряжаются хорошо. Они противостоят потоку энергии, делая процесс зарядки неэффективным и потенциально вредным.

Высокий риск пожара или неудачи при зарядке замороженных литийных батарей

Зарядка замороженная литиевая батарея может вызвать термический сбег. Батарея перегревается, зажигает или взрывается. Никогда не заряжайтесь ниже 0 ° C, если это не самостоятельно.

Признаки того, что литийная батарея подвергалась воздействию температуры подмерного уровня

• Медленная зарядка

• Внезапные отключения

• Выпуклый или опухоль

• Коды ошибок из смарт -устройств

• Емкость падает даже после разогрева

Безопасно ли заряжать литиевую батарею при температуре замерзания?

Что происходит во время зарядки ниже 0 ° C

Ионы движутся медленно. Они не интегрируются в анод. Это приводит к литиевому покрытию и постоянному повреждению.

Почему зарядка замороженных литиевых батарей может быть опасной

Зарядка холодная батарея создает внутренние горячие точки. Объедините это с наращиванием давления, и у вас есть рецепт пожара.

Предупреждения производителя и результаты тестовой лаборатории

Samsung, Panasonic и Byd все предупреждения о выпуске: никогда не заряжайтесь ниже замерзания, если упаковка не нагревается в первую очередь. Лабораторные тесты показывают снижение емкости на 25-35% от зарядки при -10 ° C.

Рекомендации по температуре зарядки крупными брендами батареи

Примеры	использования
Тесла	Выше 0 ° C (с бортовым нагревом)
DJI	5 ° C - 40 ° C.
Цель ноль	0 ° C - 45 ° C.
Renogy (LifePo4)	0 ° C Минимум

Преимущества использования самопогревающей литиевой батареи

Как работают пакеты самостоятельного отопления

Они включают внутренние нагревательные колодки, запускаемые при падении темпов. Эти системы нагревают батарею до безопасного уровня до начала зарядки.

Применение: электромобили, промышленное оборудование, солнечное хранение, наружные инструменты

Технология самообслуживания используется в:

• Электромобили

• Солнечные батареи вне сети

• Арктические дроны

• Военнослужащие силовые пакеты

Сравнение: Стандартный против самостоятельной литиевой батареи

компонент	низкий	уровень
Холодная зарядка	Небезопасно	Безопасный
Расходы	Ниже	Выше
Безопасность	Рискованно ниже 0 ° C.	Контролируется
Идеально подходит для	Теплый климат	Весь климат

Как хранить литийные батареи зимой

Идеальный диапазон температуры хранения (краткосрочный и долгосрочный)

повреждения	риск
Краткосрочный (1-4 недели)	0 ° C - 20 ° C.
Долгосрочный (1+ месяц)	10 ° C - 15 ° C.

Советы для зимнего хранения: уровень заряда, вентиляция, изоляция

• Держите температуру хранения лития батареи между 10-20 ° C

• Хранить в плате 40-60%

• Используйте огнеупорные пакеты или коробки

• Держаться подальше от прямых холодных черновиков

Делайте и не делают зимнего хранения лития батареи

Делать :

• Тепло перед зарядкой

• Используйте сухие контейнеры

• Магазин в помещении

Не :

• Уйти в холодную машину

• Заряд ниже 0 ° C.

• Заморозить намеренно

Инфографика: контрольный список хранения зимнего лития батареи

• ✅ 50% плата

• ✅ The Room Temp Хранение

• ✅ Огненное безопасное дело

• ✅ Нет металлического контакта

• ✅ Ежемесячный визуальный осмотр

Холодная погода против жаркой погоды: что хуже для литиевых батарей?

Термический сбег при высоких температурах по сравнению с потерей производительности в холоде

Горячие температуры вызывают пожары. Холодные температуры вызывают неудачу. Оба плохие, но по -разному. Холодные ограничения функционируют. Тепло разрушает.

Сравнительные риски и советы по профилактике для обеих крайностей

риска	батарея	​
Холодный	Литиевое покрытие	Самостоятельные пакеты
Горячий	Термический сбег	Вентиляция, затенение
Оба	Потеря емкости	BMS, климат -контроль

Лучшие практики для круглогодичной защиты температуры

• Используйте изолированные случаи

• Не храните в автомобилях

• Получить модели с оценкой температуры

• Проверьте характеристики перед покупкой

Общие советы по безопасности для использования литийных батарей в холодной среде

Техники разминки перед использованием

Используйте ручные тепления. Позвольте устройству сидеть в помещении. Используйте функции разминки BMS.

Мониторинг температуры батареи во время работы

Приложения и системы BMS показывают температуру батареи в реальном времени. Внимательно следить за ними.

Избегание внезапной сброса или быстрой зарядки

Медленный заряд/сброс безопаснее в холоде. Используйте 'Eco ', если таковые имеются.

Использование интеллектуальных систем управления аккумуляторами (BMS)

Хорошие системы BMS регулируют температуру, блокируют небезопасную зарядку и предупреждают пользователей о холодных рисках.

Часто задаваемые вопросы о замораживании лития аккумулятора

Можно ли использовать литиевые батареи после замерзания?
Да, но только после разогрева до комнатной температуры. Никогда не заряжайте замороженную.

Как я узнаю, была ли замороженная моя литиевая батарея?
Внезапная потеря мощности, отеки, коды ошибок или медленная зарядка являются признаками.

Могу ли я оставить литийную батарею в холодном автомобиле на ночь?
Не рекомендуется. Температура может падать ниже безопасного диапазона хранения.

Продолжает ли положить литиевые батареи в морозильную камеру?
Нет. Это миф. Это на самом деле рискует повреждением.

Литиевые батареи работают в снегу или замерзающем дожде?
Они могут - но вместимость будет низкой. Сначала согрейте их.

Заключение: защита литиевых батарей от холодного повреждения

Резюме воздействия на холодную погоду на литий-ионные батареи

Замораживание литиевых аккумуляторов вызывает снижение производительности, покрытие лития, набухание и риск пожара. Холод нарушает химию.

Окончательные рекомендации для потребителей и пользователей отрасли

Используйте технологию самостоятельного нарыва. Избегайте зарядки ниже 0 ° C. Хранить в умеренной температуре. Выберите правильную батарею для вашего климата.

Ключевые выводы для замораживания, зарядки и предотвращения хранения

• Никогда не заряжайте замороженную литиевую батарею

• Используйте BMS и самостоятельные системы

• Хранить около 15 ° C, наполовину заряженные

• Избегайте экстремальных темпов, как горячей, так и холодной

Следуя лучшим практикам, ваша литиевая батарея будет длиться дольше - даже зимой.