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

Qual è la tecnologia a bassa temperatura della batteria agli ioni di litio?
26 Aug 2021

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

EverExceed ha recentemente introdotto una nuova tecnologia di batteria al litio ferro fosfato a bassa temperatura , che può essere caricata anche a temperature inferiori a 0°C e a temperatura negativa. In una serie di 5 articoli tecnici descriveremo in modo elaborato i dettagli di questa tecnologia rivoluzionaria. In questo articolo parleremo delle “prestazioni” della batteria al litio con tecnologia a bassa temperatura.
Prestazione:
Per le batterie agli ioni di litio , siano esse standard nazionali o standard aziendali, esiste un intervallo rigoroso sul limite inferiore della temperatura di scarica: non inferiore a -20°C. Per quanto riguarda la temperatura di carica, non solo specificherà la temperatura minima come quella di scarico, ma stabilirà anche chiaramente che la carica può essere effettuata solo a una velocità ridotta a bassa temperatura e non può essere caricata completamente (ad esempio, carica a 0 ~ 15° C può essere eseguito solo a 0,2 C e la tensione limite superiore è 4,0 V), per timore che l'utente attraversi la pozza di tuono. Quindi la domanda è: originariamente ciò di cui gli utenti hanno bisogno è un combattente a tutto tondo che tenga conto delle prestazioni sia alle alte che alle basse temperature, ma perché i produttori di batterie al litio impongono queste dure restrizioni?

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

Dalla figura si può vedere che quando la temperatura diminuisce, anche la tensione di scarica della batteria diminuisce notevolmente, in modo che la batteria raggiunga la tensione di interruzione di scarica più velocemente quando si scarica a bassa temperatura, con conseguente significativa capacità di scarica a bassa temperatura inferiore alla capacità della temperatura ambiente. È necessario spiegare che la capacità della 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 rimanente può essere scaricata. Ma il problema è che la bassa tensione non può garantire il normale utilizzo delle apparecchiature elettriche, quindi la tensione limite inferiore (< 2,5 V) generalmente non è molto significativa.

Rispetto alla scarica a bassa temperatura, le prestazioni della ricarica a bassa temperatura della batteria agli ioni di litio sono più insoddisfacenti. Innanzitutto, la ricarica a bassa temperatura raggiungerà rapidamente lo stadio di tensione costante, ridurrà in una certa misura la capacità di carica e aumenterà il tempo di ricarica, come mostrato nella figura seguente:

Inoltre, quando la batteria agli ioni di litio viene caricata a bassa temperatura, lo ione di litio potrebbe non essere incorporato nell'anodo di grafite, per cui il dendrite di litio precipiterà sulla superficie dell'anodo per formare il dendrite di litio metallico. Questa reazione consumerà gli ioni di litio nella batteria che può essere caricata e scaricata ripetutamente e ridurrà notevolmente la capacità della batteria. Il dendrite metallico di litio separato può anche perforare il diaframma, influenzando così le prestazioni di sicurezza. Le immagini dell'evoluzione del litio sulla superficie dell'elettrodo negativo della batteria agli ioni di litio dopo la ricarica a bassa temperatura sono le seguenti:
La capacità di scarica a bassa temperatura della batteria agli ioni di litio diminuirà, ma può essere recuperata dopo la carica e la scarica a temperatura ambiente, il che rappresenta una perdita di capacità reversibile; ma la ricarica a bassa temperatura causerà la precipitazione del litio, che rappresenta una perdita permanente di capacità.

A causa del maggior danno derivante dall'evoluzione del litio causato dalla carica a bassa temperatura, il controllo della carica a bassa temperatura della batteria agli ioni di litio è più rigoroso di quello della scarica a bassa temperatura. Attualmente molte aziende produttrici di batterie descrivono le condizioni di carica delle batterie agli ioni di litio come "carica graduale". Ecco un esempio simile:

Temperatura di carica

Corrente di carica

Tensione limite superiore

0 ℃ ~10 ℃

0,2°C

4,0 V

10 ℃ ~20 ℃

0,5°C

4,35 V

20 ℃ ~45 ℃

1,0°C

4,35 V

Anche se la descrizione della ricarica graduale di cui sopra può sembrare un po' "una fossa" 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 riassunto. 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 notevolmente ridotta, ma questa perdita verrà automaticamente compensata con la normale temperatura di carica e scarica, che è una perdita reversibile. Ma per la ricarica 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 e influenzeranno le prestazioni di sicurezza della batteria.

Conclusione:
Per soddisfare le esigenze dei paesi freddi in cui è necessaria una soluzione affidabile di accumulo di energia in applicazioni esterne, gli ingegneri di ricerca e sviluppo di EverExceed hanno lavorato a lungo per una soluzione adeguata e così è arrivata la nuova tecnologia. Quindi, per la tua soluzione di accumulo di energia a bassa temperatura, scegli EverExceed come marchio con completa affidabilità.

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