低温でのリチウム電池の充電-導入と充電温度

リチウムイオン電池は、最も優れた発明の1つです。リチウム電池と比較すると、リチウムイオン電池にはいくつかの利点があります。たとえば、リチウムイオン電池は充電式で、長持ちします。

さらに、これらのバッテリーも効率的です。とはいえ、低温でリチウムイオン電池の寿命が短くなるのではないかと考える人が多いのではないでしょうか。これはある程度真実かもしれませんが、リチウムイオン電池を充電できる範囲があります。

バッテリーにはどれくらい寒いですか？

前に述べたように、リチウム金属電池を充電できる安全な温度範囲がいくつかあります。ただし、これらの範囲を下回る充電は、リチウムイオン電池の効率と全体的な寿命を著しく損なう可能性があります。

安全な充電温度範囲はどれくらいですか？

世界規格によれば、リチウムイオン電池は0℃〜45℃の温度範囲で安全に充電できます。その範囲より下または上で充電すると、リチウムイオン電池の内部メカニズムが崩壊する可能性があります。

リチウムイオン電池の最適な機能温度は5°Cから45°Cの間です。いくつかのタイプの研究によると、リチウム電池は、内部抵抗に大きな変化を起こすことなく、この範囲内で急速に充電されます。

結果として、これは長期的にリチウム金属電池を損傷させることはありません。さらに、全体的な効率にも影響しません。

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リチウムイオン電池の温度範囲

ほとんどのリチウム電池の機能温度範囲は、-20°C〜60°Cまたは-20°C〜55°Cです。ただし、指定された温度範囲は放電温度としてラベル付けされていることに注意してください。

これは、リチウム電池の蓄積されたエネルギーまたは電流を安全に放電または空にすることができる温度であることを意味します。

Li-ionバッテリーを範囲内で充電または放電し、定格温度の最小および最大しきい値を回避することを常にお勧めします。

リチウムイオン電池を凝固点以下で充電できますか？

リチウム電池は低温で機能し、32°F〜113°F〜–4°F〜140°Fの温度に耐えることができますが、凝固点（32°Fまたは0°C）未満で充電することはお勧めしません。

なぜこれがすべて起こるのか疑問に思われるでしょう？さて、答えは「リチウムメッキ」です。これについては後で説明します。

高温バッテリー

リチウム電池を氷点下で充電できないように、50°C〜55°Cを超えて充電することはできません。最適な充電高温定格は、バッテリーメーカーによって常に言及されています。したがって、リチウムイオン電池をセットアップする前に、必ずそれを確認してください。

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さらに、すべてのリチウム電池の最大放電温度もあります。それらのほとんどは60°Cまでの放電温度を持っています。

リチウム電池の特徴の1つは、低温に比べて高温で効率が高い（容量が大きい）ことですが、リチウム電池をある程度熱にさらすと、内部の電解質層が台無しになったり、焼けたりする可能性があります。

さらに、極端な高温は電解質層を溶かす可能性があるため、ガスの蓄積が起こり、それが時間の経過とともにリチウムイオン電池を膨潤させ、その寿命を縮めます。

さらに、ラベルの付いた温度範囲内で充電または放電しない場合、リチウム金属電池に発生する可能性のある他の欠点があります。

高温下でのリチウム電池の充電または放電のいくつかの影響

リチウムイオン電池を充電または放電すると、電池の全体的なパフォーマンスが低下します。見てください。

短絡

リチウムイオン電池の内部温度が上昇すると、電解層が蒸発します。グラファイトアノードと酸化リチウムカソードの間にセパレーターの固体層がありますが、負荷がバッテリーに接続されている場合、短絡のリスクが大幅に増加します。

これらすべてがあなたの健康にも重大なダメージを与える可能性があります。したがって、これをすべて回避するには、温度範囲を確認してください。

内部腐食を引き起こしますか？

高温下でのリチウムイオン電池の充電と放電の主な欠点の1つは、リチウムイオン電池の内部腐食を引き起こすことです。この理由は、熱が水分の損失を引き起こし、金属酸化物とグラファイトの間の化学反応を大幅に固定するためです。

寒いときにバッテリーを充電するのは悪いですか？

この質問への答えは、現在の室温が何であるかによって異なります。通常、室温が0°Cまたは32°F（凝固点）未満の場合は、充電しないでください。

さらに、気温が0°Cをはるかに下回る傾向がある比較的寒い地域に住んでいると、バッテリーに深刻な損傷を与える可能性があります。とはいえ、リチウムイオン電池は-20°Cで放電できます。

それぞれ0°Cおよび-20°C未満でのリチウム金属電池の充電および放電の影響

ここにいくつかの悪影響があります：

リチウムメッキ

適切な温度下で、充電すると、金属酸化物カソード領域に存在するLiイオンは、電子によってグラファイトベースのアノード領域に引き付けられます。イオンは電解質を通過します。すべてのイオンと電子がグラファイトの層状構造に閉じ込められると、リチウムイオン電池が充電されます。

ただし、温度が0°C未満になると、内部抵抗が増加し、電子の動きに影響を与えます。

さらに、電子の数が少ないほど、アノードに引き付けられるLiイオンが少なくなり、温度が低いために引き付けられるLiイオンは金属の形になります。これはすべて、アノードでの拡散速度の低下を引き起こし、したがって以下を引き起こします。

1.バッテリー容量の減少

2.寿命の短縮

3.効率の低下

4.電子の動きが遅れるため、充電時間が長くなります。

常温条件下では、リチウムイオン電池は定格容量の約90〜95％の効率です。さらに、リチウムイオン電池はメンテナンスも簡単で、鉛蓄電池のように酸を交換する必要がありません。さらに、これらのバッテリーは、寒い天候（0°Cから-20°Cの間）でも80％の効率があります。

結論

リチウムイオン電池はより効率的で、電気の世界に革命をもたらしました。最新のリチウムイオン電池の中には、凝固点以下で充電できるものがあります。ただし、まだ世界中でリリースされていません。それまでは、リチウムイオン電池の温度定格を確認してください。