寒冷地用バッテリーリチウム-作業と手入れ

冬の寒い時期、特に車の場合、デバイスに問題が発生する傾向があります。これは、充電式リチウムイオン電池の氷点下で必然的に容量を失う電気自動車ではそれほど良くありません。中国の研究者たちは現在、バッテリーの動力学が急落するのを防ぐための戦略を提供しています。彼らは、耐寒性のハードカーボンアノードと強力なリチウムリッチカソードを備えたバッテリーシステムを設計し、本質的な初期リチウム化段階を組み込んでいます。

電池技術では、黒鉛化不可能または「硬質」炭素が有望で低コストのアノード材料です。低温でもリチウムイオンのインターカレーション速度が速い。リチウムイオンは、バッテリーセルの充電/放電中にカソードから電解質を通ってアノードに移動し、その逆も同様です。多くの場合グラファイトである陽極材料に事前に保存されたリチウムが見つかると、入ってくるリチウムイオンによる体積変化が広がり、セルの寿命が長くなり、充放電速度が向上します。リチウムイオンコンデンサー内の事前にリチウム化されたハードカーボンは、耐久性のある材料であることが示されています。それにもかかわらず、リチウム化前のプロセスは複雑で費用がかかり、純粋なリチウム電極が必要です。したがって、中国の上海にある復旦大学のYongkang Wangと彼の同僚は、代替のリチウム化前アプローチをサポートしています。

リチウム電池は寒い天候でもうまく機能しますか？

寒くなると、充電式電池の性能が低下します。研究者たちは現在、-70°Cで動作する新しいリチウムイオン電池を開発しました。このような電池は、冬の電気自動車の性能を向上させ、高高度の機械、宇宙ステーション、惑星探査車に電力を供給するのに役立ちます。

電気自動車は、バッテリーの性能が低いため、寒い冬の日にゴルフ練習場の半分を失う可能性があります。リチウムイオン電池は、–40°Cでエネルギーのわずか12％を維持します。したがって、充電式電池は、北極圏の高高度および宇宙でシールドおよび冷却する必要があります。または、代わりに非充電式電池またはスーパーキャパシタを使用する必要があります。

3.2V 20A低温LiFePO4バッテリーセル-40℃3C放電容量≥70％充電温度：-20〜45℃放電温度：-40〜+ 55℃鍼灸試験合格-40℃最大放電率：3C

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リチウムイオン電池は、電解質溶媒が粘性または凍結しているため、極端な寒さでは性能が低下し、充電および使用中のアノードとカソード間のリチウムイオンの移動を妨げます。また、イオンは、低温のときにグラファイトアノード内を通過できません。これは、インターカレーションと呼ばれるフェーズです。次に、リチウムイオンが電極の表面に可燃性リチウム金属を配置します。

復旦大学の物理化学者であるYongkangXiaは、耐寒性の電解質溶媒として酢酸エチルを選択し、極寒下でも安全に動作して効率を維持できる充電式電池を作成しました。酢酸エチルの凝固点は–84°Cで、寒いときは粘稠になりません。以前の論文では、酢酸エチルがリチウムイオン電池に使用できることが示されていましたが、低温では、これらの研究者はその使用を調査しませんでした。そこでXiaはそれを試しました。しかし、そのチームが溶媒を従来の電極と組み合わせたとき、バッテリーは依然として低温で不十分に機能しました。

まず、Xiaのチームは、従来の無機電極ではなく、有機材料電極と溶媒を混合しました。バッテリーを充電している間、ポリイミドアノードの材料はリチウムイオンがそれに結合することを可能にする反応を受け、一方、カウンターアニオンはポリトリフェニルアミンのカソードに吸収されます。バッテリーが放電し、リチウムイオンが放出され、陰イオンが脱離すると、反応が逆転します。結果として得られる有機バッテリーは、50°Cから-70°Cで動作します。–70°Cでは、バッテリーは室温でのストレージ容量の70％を維持します。

このような広い温度範囲で出力を維持することは注目に値します。

リチウム電池は凍結できますか？

空のリチウムイオン電池（0パーセント）の場合は、決して消耗させないでください。研究と研究によると、リチウムイオン電池は冷凍すべきではありません。ほとんどのリチウムイオン電池の電解質は約40°Cで凍結することを忘れないでください。これは、ほとんどの家庭用冷凍庫の最低温度よりもはるかに低温です。

私が見た情報によると、完全に充電されたリチウム電池を凍結すると、10％から40％の劣化で通常の動作時間（室温）に戻ります。ただし、同じ論文では、恒久的な損傷はごくわずか（1〜3％）であると述べています。室温になったら、ロードして使用してください。

リチウムイオン電池は非水性タイプの化学物質であり（水を含まない）、私が知る限り、ほとんどが固体電極と電解質で構成されているため、氷点下の温度でも性能や寿命に目立った機械的影響はありません。 。温度が低いと性能は低下しますが、セルの放電率も低下します。高温はリチウムイオン電池を簡単に破壊する可能性がありますが、-40℃以上の温度でラップトップや携帯電話のバッテリーなどが損傷することはないと思います。

どのタイプのバッテリーが寒い天候で最もよく機能しますか？

寒い季節に最適なバッテリーは3つあります。

低温高エネルギー密度頑丈なラップトップ ポリマー バッテリーバッテリー仕様: 11.1V 7800mAh -40℃ 0.2C 放電容量 ≥80%防塵、耐落下性、耐腐食性、耐電磁干渉性

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1-アルティメットエナジャイザーリチウム単三電池-L91

Energizer Ultra Lithium AAは、シーズンを通して最高のトレイルカメラのバッテリー寿命をお探しの場合に最適です。この単三電池は、常に電池を交換するためにカメラに向かって歩きたくないベテランハンターのオプションです。寒冷地のカメラパスの他のバッテリーよりもスナップが多く、寿命が長くなります。

Lithium UltimateAAの定格は-40°Fです。寒くなったら、外に出て、カメラが指示した場所に凍ったバックシクルを正確に拾うことで、弾薬を節約できます。

L91はこのリストの他のものよりも高価ですが、まとめて注文（12 +）してお金を節約し、最高の防寒用バッテリーを棚に保管しておくことができます。

2-エナジャイザーアルカリ単三電池産業– EN91

極端な温度のデジタルカメラに固有のものをお探しの場合、Energizer Industrial Alkaline AA E91は、0°Fという極端な温度のLEDライトおよびデジタルカメラ用に特別に設計されています。

これは、L91の次善の選択肢です。 L91と同じ寿命と信頼性は得られません。ミネソタ州ウィスコンシン州またはより寒い気候にいる場合、夜間の天候がEN91の評価を脅かす可能性があります。しかし、これは涼しい夜や温暖な気候のために氷点下に下がるときに仕事をすることができる以上のものです。

3-MAX AAアルカリ電池エナジャイザー– E91

Max E91 AA Energizerのようなバッテリーは、寒い天候下でのバッテリー寿命に最適です。多くの場合、0°Fと評価されているE91 Max AAは、EN91ほど耐久性がなく、デジタルカメラ用に特別に設計されていません。それは上記の2つのバッテリーよりも一歩下ですが、それでも他の分野に対して最高の1つです。

最高のトレイルカメラ単三電池の1つとして、E91はあなたが好きなだけ寒さを固めることができます。