リチウムイオン電池は、その高いため、電子機器で広く使用されています。

温度がリチウムイオン電池の安全性と機能にどのように影響するかを理解することは非常に重要です。リチウムイオン電池は、機械、車両、最先端技術など、さまざまなツールに電力を供給するために使用されています。低温はリチウムイオンバッテリーの内部温度に直接影響し、バッテリーの性能と安全性に影響を与えます。

低温により内部抵抗が上昇し、使用可能な容量が減少します。 -20°C の場合でも、リチウムイオン電池は容量が限られているにもかかわらず正常に機能し、恒久的な損傷を受ける可能性があります。低温下での使用は、バッテリーの長期的な損傷や容量の大幅な低下につながる可能性があります。

リチウムイオン電池の見通しと課題に対して低すぎる温度は?

通常、リチウム電池は広い温度範囲で機能しますが、正確な動作温度範囲は電池の化学的性質と設計によって異なる場合があります。リチウム電池は通常、-20°C (-4°F) の低温でも機能します。この温度を下回ると、バッテリー内の電解液が凍結し、バッテリーの容量が失われたり、完全に機能しなくなったりする可能性があります。

リチウム電池は技術的には低温でも機能しますが、その効率と容量は影響を受ける可能性があります。低温下ではバッテリー内部の化学反応が鈍くなり、電圧や容量が低下する可能性があります。その結果、ランタイムと電力出力が低下する場合があります。

さらに、リチウム電池は、非常に高温になると永久的な損傷を受ける可能性があります。電池の化学的性質と設計に応じて、リチウム電池の最大動作温度は 60 ～ 80 °C (140 ～ 176 °F) になります。温度がこの範囲を超えると、バッテリーが不安定になり、燃焼または爆発することさえあります。

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低温でリチウム電池の効率を高める方法。

低温でのリチウムイオン電池の効率を高めるために、次のようないくつかの手法を採用できます。

バッテリーを暖かく保つ: バッテリーを暖かく保つことは、寒い気候でバッテリーのパフォーマンスを維持するための最良の方法の 1 つです。これは、ヒーターが内蔵されたバッテリーケースを使用するか、バッテリーを体の近くのポケットなどの暖かい場所に保管することで実現できます.

より高い温度でバッテリーを充電する: 低温でバッテリーを充電するときは、バッテリーの損傷を防ぐために充電速度を遅くする必要があります。ただし、周囲の気温よりもわずかに高い温度でバッテリーを充電すると、プロセスが高速化され、バッテリーのパフォーマンスが向上します。

バッテリーを定期的に使用する: リチウム イオン バッテリーは時間の経過とともに劣化する可能性があります。寒い状況でも、バッテリーを頻繁に使用することで、バッテリーをアクティブに保ち、寿命を延ばすことができます。

バッテリーを慎重に保管してください: リチウムイオンバッテリーは、使用しないときは太陽やその他の熱源から遠ざける必要があります。これにより、セルの劣化が軽減され、バッテリーの寿命が長くなる場合があります。

リチウムイオン電池の熱暴走温度

電気自動車 (EV)、電子機器、および大規模なエネルギー貯蔵システムでは、寿命が長く、エネルギー密度が高く、電力密度が高いため、近年、リチウムイオン (Li-ion) バッテリーの使用が増加しています。その他の特徴。ただし、バッテリーの性能に影響を与える熱暴走などの内部または外部の障害は、重大な安全上の問題を引き起こす可能性があります。熱暴走は、その制御不能で取り返しのつかない性質のため、リチウムイオン電池業界に重大な課題をもたらし、公共の安全にリスクをもたらします。

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バッテリーセルの放熱能力を超えると、熱暴走が始まります。高温は発熱セル反応を引き起こす可能性があるため、熱暴走を引き起こすことがよくあります。反応による熱生成の増加の結果、バッテリーが破壊される可能性があり、作業現場での火災や爆発を引き起こす可能性もあります。

社内でリチウムイオン電池を多く保有している場合、カスケード熱暴走の問題を意識する必要があります。これは、損傷したバッテリーに直接接続されていない近くのバッテリー セルも高温で劣化した場合に発生します。この熱暴走のカスケード効果は、影響を受けたバッテリーセルがすでに引き起こしている重大な火災と爆発のリスクに追加されます。

リチウムイオン電池の熱暴走プロセスのサイクル。

●発症

ジュール熱は、バッテリー温度が開始温度 (T-onset) として知られるポイントを超えるまで、過充電などの熱的および電気的乱用の下で本質的に一定です。

●加速

アノードの反応部分は、固体電解質界面の分解の結果として、電解質との発熱相互作用を最初に受けやすくなります。 SEI の低下により、電解質はアノードで同時に酸化および還元されます。この時点で、自己発熱が顕著になり始め、温度が上昇するにつれてほぼ直線的に増加します。

●暴走

セルは、継続的な加熱の結果として、熱暴走としても知られるステージ 3 に到達します。カソードとアノードの反応速度が増加し、この自己伝播プロセスにより、セルの温度が急速に上昇します。内部アーク、炎、またはコンポーネントの急速な分解が発生する可能性があります。

●ダメージ

バッテリーは熱暴走により必然的に破壊されます。

バッテリー動作温度範囲

温度がゼロ以下に下がると、リチウム電池はすぐに充電を停止します。ただし、バッテリーは凍結せず、そのような状況では消耗し続けます。充電する前に、バッテリーをより快適な温度まで温める必要があります。

熱はバッテリー寿命の最悪の敵であり、低温がバッテリーに与える害に次ぐものであり、リチウム電池に限ったことではありません.高温で動作するバッテリーは、室温で動作するバッテリーよりも早く電力が失われます。これが、リチウム電池の充電器が 115°F 付近で機能しなくなる理由です。

リチウムイオン電池が動作するには高すぎるまたは低すぎる正確な温度があると主張することは、単に非科学的です.バッテリーは、50°F から 110°F の上限までの範囲で 3,000 サイクルの最大容量で動作する寿命と能力を維持しながら、最高のパフォーマンスを発揮します。