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Qual è la tecnologia a bassa temperatura della batteria agli ioni di litio? - Prestazioni

26 Aug 2021

In cosa consiste la tecnologia a bassa temperatura delle batterie agli ioni di litio?

EverExceed ha recentemente introdotto una nuova tecnologia a bassa temperatura Batteria al litio ferro fosfato , che può essere caricata anche a temperature inferiori a 0°C e negative. In una serie di 5 articoli tecnici descriveremo in dettaglio i dettagli di questa tecnologia rivoluzionaria. In questo articolo parleremo delle "prestazioni" della batteria al litio con tecnologia a bassa temperatura.

Prestazione:

Per batterie agli ioni di litio Che si tratti di uno standard nazionale o aziendale, esiste un intervallo rigoroso per il limite inferiore della temperatura di scarica: non inferiore a -20 °C. Per quanto riguarda la temperatura di carica, non si limiterà a specificare la temperatura minima come quella di scarica, ma stabilirà anche chiaramente che la carica può essere effettuata solo a bassa velocità e a bassa temperatura e non può essere caricata completamente (ad esempio, la carica a 0 ~ 15 °C può essere effettuata solo a 0,2 °C e il limite superiore di tensione è 4,0 V), per timore che l'utente attraversi la piscina di fulmini. Quindi la domanda è: originariamente ciò di cui gli utenti hanno bisogno è un combattente completo che tenga conto delle prestazioni sia ad alta che a bassa temperatura, ma perché i produttori di batterie al litio impongono queste severe restrizioni?

Iniziamo con le prestazioni delle batterie agli ioni di litio a basse temperature. A parità di velocità di scarica, più bassa è la temperatura esterna, minore sarà la tensione di scarica. Come mostrato nella figura seguente:

Dalla figura si può osservare che, al diminuire della temperatura, anche la tensione di scarica della batteria diminuisce notevolmente, per cui la batteria raggiungerà la tensione di interruzione della scarica più rapidamente durante la scarica a bassa temperatura, con conseguente capacità di scarica a bassa temperatura significativamente inferiore alla capacità a temperatura ambiente. È necessario spiegare che la capacità di una batteria agli ioni di litio a bassa temperatura non scompare, ma non può essere scaricata completamente entro il normale intervallo di tensione (≥ 3,0 V). Se la tensione di interruzione della scarica può essere ulteriormente estesa, la capacità residua può essere scaricata. Tuttavia, il problema è che la bassa tensione non può mantenere il normale utilizzo delle apparecchiature elettriche, quindi la tensione limite inferiore (< 2,5 V) non è generalmente di grande importanza.

Rispetto alla scarica a bassa temperatura, le prestazioni della carica a bassa temperatura delle batterie agli ioni di litio sono meno soddisfacenti. In primo luogo, la carica a bassa temperatura raggiunge rapidamente la fase di tensione costante, riducendo in una certa misura la capacità di carica e aumentando il tempo di carica, come mostrato nella figura seguente:

Inoltre, quando la batteria agli ioni di litio viene caricata a bassa temperatura, gli ioni di litio potrebbero non essere incorporati nell'anodo di grafite, per cui il dendrite di litio precipiterà sulla superficie dell'anodo formando dendrite di litio metallico. Questa reazione consumerà gli ioni di litio presenti nella batteria, che possono essere caricati e scaricati ripetutamente, riducendone notevolmente la capacità. Il dendrite di litio metallico separato potrebbe anche perforare il diaframma, compromettendone la sicurezza. Le immagini dell'evoluzione del litio sulla superficie dell'elettrodo negativo della batteria agli ioni di litio dopo la carica a bassa temperatura sono le seguenti:

La capacità di scarica a bassa temperatura della batteria agli ioni di litio diminuirà, ma potrà essere recuperata dopo la carica e la scarica a temperatura ambiente, il che rappresenta una perdita di capacità reversibile; tuttavia, la carica a bassa temperatura causerà la precipitazione del litio, che rappresenta una perdita di capacità permanente.

A causa del maggiore danno causato dall'evoluzione del litio durante la carica a bassa temperatura, il controllo della carica a bassa temperatura delle batterie agli ioni di litio è più rigoroso rispetto a quello della scarica a bassa temperatura. Attualmente, molte aziende produttrici di batterie descrivono le condizioni di carica delle batterie agli ioni di litio con il termine "carica a gradini". Ecco un esempio simile:

Temperatura di carica	Corrente di carica	Tensione limite superiore
0 °C ~10 °C	0,2 °C	4,0 V
10 °C ~20 °C	0,5 °C	4,35 V
20 °C ~45 °C	1,0 °C	4,35 V

Sebbene la descrizione sopra riportata della ricarica a gradini possa sembrare un po' "scomoda" per i clienti, si tratta di un metodo comunemente utilizzato dai produttori di batterie per evitare la precipitazione del litio durante la ricarica a bassa temperatura.

Ora è il momento di fare un riepilogo. A causa del plateau di tensione inferiore della batteria agli ioni di litio durante la scarica a bassa temperatura, la capacità di scarica a bassa temperatura sarà significativamente ridotta, ma questa perdita verrà automaticamente compensata con la carica e la scarica a temperatura normale, il che è una perdita reversibile. Tuttavia, per la carica a bassa temperatura, una temperatura troppo bassa o una velocità troppo elevata causeranno la formazione irreversibile di dendriti di litio e una perdita irreversibile di capacità, compromettendo le prestazioni di sicurezza della batteria.

Conclusione:

Per soddisfare le esigenze dei paesi freddi dove è necessaria affidabilità soluzione di accumulo di energia Per le applicazioni outdoor, gli ingegneri di ricerca e sviluppo di EverExceed hanno lavorato a lungo per trovare una soluzione adeguata, dando vita a una nuova tecnologia. Per la vostra soluzione di accumulo di energia a basse temperature, scegliete EverExceed come marchio di assoluta affidabilità.

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