В одну мить погода знову похолодала. Хоча на півночі в приміщенні є опалення, але так тепло, що морозиво хочеться їсти кожен день, але коли я виходжу на вулицю, то стикаюся з різницею температур близько 40 градусів, що все одно трохи лякає.
Якщо смартфон у вашій кишені справді «смартфон», то він не хоче виходити на вулицю та охолоджуватися. чому Тому що в цей сезон потужність мобільних телефонів завжди падає із загрозливою швидкістю.
Цього сезону на одну річ діє велика знижка – час роботи від акумулятора. Запас ходу електромобілів на півночі взимку може бути менше ніж на 30% меншим, ніж влітку.
В інтернеті є яскравий опис: взимку треба виїхати по термінових справах. Я беру телефон і бачу, що в мене залишилося 50+ батарей. Я виходжу з упевненістю. Коли я досягаю пункту призначення, я беру телефон і не знаю, коли значок акумулятора, який щойно був зеленим, змінився. Став 20% червоним. Ви здивовано дивитеся, а перед вами змінюється на 1%. Ви були шоковані, дихали в телефон і потирали руки, але все одно не могли зупинити телефон від охолодження...
Кілька основних проблем, викликаних низькою температурою
В чому проблема? Виявилося, що температура занадто низька і батарея «внутрішньо розряджена».
Перш ніж досліджувати причини споживання внутрішньої батареї, давайте спочатку зрозуміємо, як працює батарея.
Акумулятор в основному має такі основні компоненти: негативний електрод (в основному графіт використовується як негативний електрод), позитивний електрод (як приклад використовується фосфат літію і заліза), сепаратор (іони літію можуть проходити, але електрони не можуть) і акумулятор кожух.
Коли літій-іонний акумулятор заряджається, іони літію вивільняються з фосфату заліза літію в позитивному електроді, переміщуються в розчині електроліту до негативного електрода та вбудовуються в графіт. Графіт в негативному електроді поглинає іони літію, що біжать від позитивного електрода, і електрони, що рухаються по дроту. Під час розряду іони літію, що зберігаються в графіті, знову виходять, проходять через сепаратор через електроліт і повертаються до позитивного електрода. Електрони не можуть пройти через сепаратор і можуть повернутися лише до позитивного електрода із зовнішнього проводу. Ця дія генерує струм у дроті, що змушує електроприлад працювати.
Як вплинуть низькі температури на роботу літій-іонних акумуляторів? Низька температура навколишнього середовища впливає на матеріали та робочі процеси акумулятора. Подібно до того, як пальці, які надто довго перебували під впливом стихії взимку, стають менш гнучкими, так само можуть погіршитися і матеріали батареї. У низькотемпературному середовищі іонам стає важче виходити та проникати в матеріали, стає важче проходити через мембрану, а швидкість руху іонів також зменшується.
Під час низькотемпературного розряду швидкість, з якою іони літію вбудовуються в матеріал катодного електрода, сповільнюється. Іони літію спереду надходять до того, як іони літію спереду встигають увійти в матеріал. Іони літію починають застрягати, і велика кількість іонів літію накопичується на поверхні матеріалу електрода, що прискорить виробництво пасиваційного шару (у промисловості називається плівкою SEI, ця плівка сповільнить введення іонів літію в електрод). Таким чином вбудовування стає ще складнішим. Макроскопічний прояв полягає в тому, що внутрішній опір батареї збільшується, батарея починає «внутрішнє споживання», а вихідна потужність назовні стає меншою.
Під час низькотемпературного заряджання іони літію мігрують до графітового негативного електрода, але швидкість, з якою іони літію вбудовуються в графіт, також сповільнюється, тоді як електрони можуть щасливо досягти негативного електрода через дріт. Коли електрони стикаються з іонами літію на поверхні негативного електрода, утворюється металевий літій, утворюючи дендрити літію. Коли літієві дендрити виростуть, вони проб’ють сепаратор, спричиняючи коротке замикання та несправність батареї.
Внутрішній підігрів
Цей технічний шлях називається внутрішнім попереднім нагріванням. Виготовляючи батарею, виробник додає до конструкції батареї тонкий шматочок нікелевої фольги та покриває її електроізоляційним полімером (щоб тонка нікелева фольга не замкнула батарею). Коли температура батареї стає занадто низькою, контролер пропускає струм черезнікелева фольга, виробляючи велику кількість теплової енергії для швидкого нагрівання матеріалу батареї. Нехай батарея завжди розряджається в межах відносно доброго діапазону робочих температур.
Якщо ви бажаєте заряджати за низьких температур, зарядне обладнання спочатку зарядить батарею низькою потужністю, використає тепло, що виділяється самою батареєю під час заряджання, для попереднього нагріву батареї та зачекає, доки температура батареї підніметься до відповідного діапазону, перш ніж виконувати високу зарядку. потужність швидкої зарядки.
Стаття 3: Зовнішнє опалення. До батареї можна додати обладнання для попереднього нагріву (наприклад, обігрівачі та електричні печі).
Батарея спочатку подає малопотужне живлення на пристрій попереднього підігріву. Пристрій попереднього підігріву виділяє тепло і підвищує температуру акумулятора. Після досягнення відповідної робочої температури акумулятор переходить у нормальний робочий стан. Деякі електромобілі оснащені функцією попереднього підігріву акумулятора. Взимку перед використанням автомобіля необхідно прогріти акумулятор, щоб привести машину в нормальний робочий стан.
