Was ist die Niedertemperaturtechnologie von Li-Ionen-Batterien?
EverExceed hat kürzlich eine neue Technologie für Niedertemperatur -Lithium-Eisenphosphat-Batterien eingeführt , die sogar unter 0 °C und bei Minustemperaturen aufgeladen werden können. In einer Reihe von 5 technischen Artikeln werden wir die Details dieser revolutionären Technologie ausführlich beschreiben. In diesem Artikel werden wir über die „Leistung“ der Lithiumbatterie mit Niedertemperaturtechnologie sprechen.
Leistung:
Für
Lithium-Ionen-Batterien , unabhängig davon, ob es sich um einen nationalen Standard oder einen Unternehmensstandard handelt, gibt es einen strengen Bereich für die Untergrenze der Entladungstemperatur: nicht weniger als -20 °C. Was die Ladetemperatur betrifft, wird nicht nur die Mindesttemperatur wie beim Entladen angegeben, sondern es wird auch klar festgelegt, dass der Ladevorgang bei niedrigen Temperaturen nur mit geringer Geschwindigkeit erfolgen kann und nicht vollständig aufgeladen werden kann (z. B. Laden bei 0 bis 15 °C). C kann nur bei 0,2 °C durchgeführt werden, und die obere Grenzspannung beträgt 4,0 V), aus Angst, dass der Benutzer den Donnerpool überquert. Die Frage ist also: Ursprünglich brauchten die Benutzer einen Allround-Kämpfer, der sowohl die Leistung bei hohen als auch bei niedrigen Temperaturen berücksichtigen sollte. Aber warum legen die Hersteller von Lithiumbatterien diese strengen Einschränkungen fest?
Beginnen wir mit der Leistung von Lithium-Ionen-Batterien bei niedrigen Temperaturen. Bei gleicher Entladungsrate ist die Entladespannung umso geringer, je niedriger die Außentemperatur ist. Wie in der folgenden Abbildung dargestellt:
Aus der Abbildung ist ersichtlich, dass bei sinkender Temperatur auch die Entladespannung der Batterie stark abnimmt, so dass die Batterie beim Entladen bei niedriger Temperatur schneller die Entladeabschaltspannung erreicht, was zu einer erheblichen Entladekapazität bei niedriger Temperatur führt niedriger als die Kapazität bei Raumtemperatur. Es muss erklärt werden, dass die Kapazität des Lithium-Ionen-Akkus bei niedrigen Temperaturen nicht verschwindet, er aber im normalen Spannungsbereich (≥ 3,0 V) nicht vollständig entladen werden kann. Wenn die Entladeschlussspannung weiter erhöht werden kann, kann die verbleibende Kapazität entladen werden. Das Problem besteht jedoch darin, dass die niedrige Spannung den normalen Gebrauch elektrischer Geräte nicht aufrechterhalten kann, sodass die niedrige untere Grenzspannung (< 2,5 V) im Allgemeinen keine große Diskussionsbedeutung hat.
Im Vergleich zur Niedertemperaturentladung ist die Leistung des Niedertemperaturladens von Lithium-Ionen-Batterien unbefriedigender. Erstens erreicht das Laden bei niedriger Temperatur schnell die Konstantspannungsstufe, verringert die Ladekapazität bis zu einem gewissen Grad und verlängert die Ladezeit, wie in der folgenden Abbildung dargestellt:
Wenn die Lithium-Ionen-Batterie außerdem bei niedriger Temperatur geladen wird, werden die Lithiumionen möglicherweise nicht in die Graphitanode eingebettet, so dass sich das Lithiumdendrit auf der Oberfläche der Anode niederschlägt und metallisches Lithiumdendrit bildet. Diese Reaktion verbraucht die Lithiumionen im Akku, die wiederholt geladen und entladen werden können, und verringert die Akkukapazität erheblich. Der abgetrennte metallische Lithiumdendrit kann auch die Membran durchdringen und so die Sicherheitsleistung beeinträchtigen. Die Bilder der Lithiumentwicklung auf der negativen Elektrodenoberfläche der Li-Ionen-Batterie nach dem Laden bei niedriger Temperatur sind wie folgt:
Die Entladekapazität von Li-Ionen-Akkus bei niedrigen Temperaturen nimmt ab, sie kann jedoch nach dem Laden und Entladen bei Raumtemperatur wiederhergestellt werden, was einen reversiblen Kapazitätsverlust darstellt; Das Laden bei niedriger Temperatur führt jedoch zu einer Lithiumausfällung, was einen dauerhaften Kapazitätsverlust darstellt.
Aufgrund des größeren Schadens der Lithiumentwicklung, der durch das Laden bei niedriger Temperatur verursacht wird, ist die Kontrolle des Ladens bei niedriger Temperatur von Lithium-Ionen-Batterien strenger als die der Entladung bei niedriger Temperatur. Derzeit beschreiben viele Batteriehersteller die Ladebedingungen von Lithium-Ionen-Batterien als „Stufenladung“. Hier ist ein ähnliches Beispiel:
Ladetemperatur |
Ladestrom |
Obere Grenzspannung |
0 ℃ ~10 ℃ |
0,2 °C |
4,0 V |
10 ℃ ~20 ℃ |
0,5 °C |
4,35 V |
20 ℃ ~45 ℃ |
1,0 °C |
4,35 V |
Obwohl die obige Beschreibung des schrittweisen Ladens für Kunden etwas „schrottig“ ist, handelt es sich um eine Methode, die häufig von Batterieherstellern verwendet wird, um Lithiumausfällung beim Laden bei niedriger Temperatur zu vermeiden.
Jetzt ist es an der Zeit, eine Zusammenfassung zu erstellen. Aufgrund des niedrigeren Spannungsplateaus der Lithium-Ionen-Batterie bei Entladung bei niedriger Temperatur wird die Entladekapazität bei niedriger Temperatur erheblich verringert, dieser Verlust wird jedoch automatisch durch Laden und Entladen bei normaler Temperatur ausgeglichen, was einen reversiblen Verlust darstellt. Beim Laden bei niedriger Temperatur führen jedoch eine zu niedrige Temperatur oder eine zu hohe Ladegeschwindigkeit zu einer irreversiblen Bildung von Lithiumdendriten und einem irreversiblen Kapazitätsverlust und beeinträchtigen die Sicherheitsleistung der Batterie.
Abschluss: