リチウム電池の温度は安全性と経年劣化に影響します

バッテリーは温度の影響を受けますか？

バッテリーは、化学エネルギーを電気エネルギーに変換するデバイスです。これは、バッテリー自体の内部で発生する化学反応を介して行われます。この変換は、バッテリーの端子が接続されているときに発生します。バッテリーにはすべての種類と形状があります。また、充電式で使い捨てにすることもできます。電池は主に、正極である陽極と負極である陰極の2つの電極で構成されています。それらの間に電解質があります。電解質は、2つの電極が互いに接触しないため、バッテリー内部で2つの電極（アノードとカソード）を接続するものです。電子は陰極から受け取られ、この電解質を介して陽極に供給されます。

リチウムイオン電池の性能は、湿度と温度に依存します。バッテリーは化学反応によって電気を生成するため、温度が低くなると化学反応が遅くなり、その結果、生成される電流が少なくなります。ただし、温度が低いために化学反応が遅くなると、バッテリーの寿命が長くなります。温度が上昇すると、化学反応がより速くなり、より多くの電流が生成されます。ただし、この急速なプロセスにより、バッテリーの寿命が大幅に短くなります。

そうは言っても、熱がすべてのバッテリーの最大のキラーであることは明らかです。ガイドラインとして、温度が8 C（15 F）上昇するごとに、密閉型バッテリーの寿命は半分になります。つまり、25℃の温度で10年間持続するように設計された密閉型バッテリーは、33℃の温度で保管された場合にのみ5年間寿命があります。また、41℃の温度にさらされた場合、30か月しか持続しません。熱によって破壊された容量を回収できなくなったことは注目に値します。

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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ただし、自動車のスターターバッテリーのように、熱を避けられないシナリオもあります。これらのタイプのバッテリーがより過酷な環境で生き残ることができるように、技術は非常に進歩しました。 2010年のBCI故障モード調査によると、スターターバッテリーはこれまで以上に耐熱性が高くなっています。 2000年には、7℃の温度上昇がバッテリーの寿命に約1年影響を及ぼしました。 2010年には、許容範囲が12 Cに拡大されました。スターターバッテリーの製造における技術的改善により、スターターバッテリーの平均寿命は2000年の41か月から2010年の55か月に延長されました。

リチウム電池の安全な動作温度はどれくらいですか？

リチウムイオン電池の使用は、10°Cから+ 55°Cの温度範囲で実行可能です。ただし、充電は+ 5°C〜 + 45°Cのバッテリー温度でのみ行う必要があります。バッテリーの理想的な温度範囲は温度です。バッテリー内のセンサーは、この範囲外でブースト充電が実行されないことを保証します。

一般に、リチウム電池の最も効果的な性能温度は約20℃ですが、高温環境では、熱の代わりにうまく機能するさまざまな種類のリチウム電池があります。低温環境では、リチウムイオン電池の推奨動作範囲は-40℃から55℃です。

リチウム電池のカレンダーの経年劣化に対する温度の影響は何ですか？

リチウムイオンおよびニッケル水素電池のカレンダーエージングに対する温度の影響に関する2015年のIOPカンファレンスシリーズ：材料科学および工学によって行われた研究では、4411-4711というラベルの付いた市販のグラファイト/ LNMCリチウムイオン電池がこれに使用されました調査。それらは、ASELSAN4400リチウムイオン充電器を使用して充電されました。タイプNi-MHの別のバッテリーは、ASELSAN 4011Ni-MH充電器を使用して充電されました。

カレンダーの経年劣化テストは、-20°C、20°C、55°Cの温度と100％SOCに関連する開回路電圧で最初に保存することによって実行されました。保管中、トリクル充電は適用されず、バッテリー電圧は2つの特性評価セグメント間で自由に変化しました。

指定された各温度で、測定の再現性を証明するために2つのバッテリーがテストされました。バッテリーの経年劣化を調べるために、テストの開始時、テストの終了時、および4週間の間隔で容量測定を実行しました。電気化学的容量の測定は、特殊なバッテリーサイクラー（ASPILSAN Energy）を使用して室温で実行されました。リチウムイオン電池の容量を決定するために、標準充電（100％SOC（8.4 V）までのC / 3定電流充電、電流がC / 10レートを下回るまで定電圧（8.4 V）充電）。その後、1C放電（6.4Vまで）測定が行われました。 Ni-MH電池の容量を決定するために、標準充電（100％SOC（11.0 V）までのC / 2定電流充電）とそれに続くC / 2放電（6.0Vまで）の測定が行われました。

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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バッテリーを100％SOCおよび希望の温度に置き、4週間放置した後、バッテリーを放電して見かけの容量損失を判断し、続いて1サイクルの充電/放電を行って永続容量（不可逆容量）の損失を見つけます。可逆容量（自己放電）損失は、2つの容量の差、見かけの容量、および不可逆容量損失を使用して計算されました。容量損失テストは、DigatronBTS500バッテリーテストシステムを使用して実行されました。

Li-IonおよびNi-MHバッテリーの見かけの容量損失は、それらが保管された温度に依存します。温度が高いほど、バッテリーの見かけの容量損失が大きくなります。 -20°Cおよび20°Cで保管されたリチウムイオンおよびNi-MHバッテリーは、4週間以内に最大6％の充電を失います。それらをより高い温度（55°C）で保管すると、さらに高い割合で電荷が失われます（Li-Ionの場合は9％、Ni-MHの場合は24％）。