リチウム電池のリチウムの低温とは - 紹介と範囲

温度は、バッテリーの性能と寿命に対する最大の脅威の 1 つです。残念なことに、ほとんどの消費者はそのようなリスクを考慮せずにバッテリーを使用しており、常に深刻な問題を引き起こしてきました。

リチウムイオン電池は、その性能の高さから世界中で非常に人気があります。彼らはまた、寒さに耐えられないことにもなっています。

今日は、低温がバッテリーに与える影響と、バッテリーを安全に保つために何をすべきかを見ていきます。この情報は、バッテリーを安全に使用して、目的のパフォーマンスを維持しながらバッテリーを長持ちさせるのに役立つように設計されています。

リチウム電池の凍結温度

リチウムイオンバッテリーは低温に弱いです。おそらくそのような問題に遭遇したことがないため、これを知らないかもしれませんが、それらは非常に一般的です.

このセクションでは、バッテリーが凍結する最低温度と、バッテリーがどのように影響を受けるかについて説明します。一般に、0 C 未満の温度はバッテリーにとって重要です。そして、これがバッテリーがどのように影響を受けるかです。

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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保管所

バッテリーを冷凍庫に保管すると長持ちすると聞いたことがあるかもしれません。内部反応を低減し、保管時にバッテリーを長持ちさせます。

いくつかの真実がありますが、氷点下でのバッテリーの取り扱いには細心の注意を払う必要があります。特にリチウムイオン電池は、寒冷地での性能が低いことで知られています。氷点下の温度は、電気自動車やドローンなど、ほとんどの用途にも影響を与えます。

エネルギー省の SLAC 国立加速器研究所の研究者によると、リチウムイオン電池を氷点下の温度で保管すると、電池内の特定のコンポーネントが損傷し、付属品から分離する可能性があります。また、バッテリーの蓄電容量も減少します。

研究者は、凍結温度でのカソードの性能を観察しました。これは、電子が流れるバッテリーの一部です。分析の最初の結果では、100 回充電した後、より暖かい温度で保管されたバッテリーと比較して、カソードが容量の最大 5% を失うことが発見されました。

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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科学者たちは、X 線分析と機械学習技術を組み合わせて適用し、個々のカソード粒子を識別できるようにしました。これにより、肉眼では達成できなかった数千の粒子を同時に頑丈にすることができました。

これらの結果によると、低温はカソード内の粒子を収縮させ、その過程で粒子に亀裂を生じさせます。すでに亀裂が入っていた粒子が悪化しました。

それとは別に、材料は温度条件の変化に応じて異なる方法で収縮および膨張します。したがって、研究者は極度の寒さによりカソードが周囲の材料から分離し、性能に悪影響を与えることを発見しました。

要約すると、氷点下の温度はリチウムイオン電池を保管するのに理想的な条件ではありません。科学者がそのような条件に耐えることができるより良い材料を発見するまで、それらを暖かい温度に保つのが最善でしょう.

充電

リチウムイオン電池が冷えすぎているときの充電は避けてください。バッテリーを 5C から 45C (41 から 113F) で高速充電できます。バッテリーは良好なはずです。 5C 未満では充電電流を減らす必要があり、充電は氷点下で停止しました。

凍えるような環境で指を温めると、指がどのように痛むかを考えてみてください。同じことがバッテリーにも起こります。

陽極では拡散速度が低下します。充電中、セルの内部抵抗により温度がわずかに上昇し、特定の条件下での寒さを補います。寒さが増すにつれて、バッテリーの内部抵抗も上昇し、充電も長くなります。同じ条件がバッテリーの放電性能に大きな違いをもたらします。

多くのバッテリー消費者は、バッテリーを氷点下で保管し、急速に暖めずに充電するだけです。正常に動作しているように見えるかもしれませんが、バッテリー内で多くのことが起こっており、壊滅的な結果につながる可能性があります.氷点下充電中は、アノード上で金属リチウムのめっきが進行中です。これは永久的な劣化を引き起こし、バッテリーの性能と安全性に影響を与えます。

要約すると、リチウムメッキを施したバッテリーは、振動やその他のストレスの多い条件下で故障する可能性が非常に高くなります。気温が低すぎるときにバッテリーを充電するのは賢明ではありません。

リチウム電池の爆発温度

温度は、リチウムイオン電池の主な懸念事項の 1 つです。過度の熱にさらされると爆発するバッテリーについて聞いたことがあります。氷点下の温度でもバッテリーの性能に影響を与え、特に強制的に充電すると、簡単に爆発する可能性があります。

バッテリーは使用中に熱を発生しますが、これは正常で安全な量です。放電エネルギーがあまり高くないため、発熱はほとんどありません。ただし、正と負のプレート間に大きな電流が流れると、大きな電気的短絡が発生する可能性があります。バッテリーの内部温度が上昇し、熱暴走を引き起こす可能性があります。

リチウムイオン電池は、特定の温度条件下でのみ使用してください。メーカーは、バッテリーの温度が 130C (265F) を超えないようにアドバイスしています。バッテリー セルは 150C (302F) で熱的に不安定になり、熱暴走や燃焼ガスの放出につながります。これらは、爆発やバッテリーの損傷を引き起こすガスです。

故障したセルの高熱は、次のセルに影響を与えやすく、熱不安定性につながります。バッテリー全体が影響を受ける場合、爆発は避けられません。そのため、航空会社は飛行機でバッテリーを輸送する際に特に注意を払っています。大災害を避けるためには、特定のガイドラインに従わなければなりません。

リチウムイオン電池の温度範囲

リチウムイオン電池を充電するか放電するかに関係なく、温度は常に主な関心事の 1 つです。電池が動作できる適切な範囲を理解する必要があります。

充電の際は、リチウムイオン電池を 0C から 45C (32F から 113F) に保ってください。これらは、バッテリーを安全に保つための完璧な条件です.??

放電のために、バッテリーを -20C から 60C (-4F から 140F) の間に保ってください。バッテリーは安全で、爆発や損傷のリスクが軽減されます。

リチウムイオン電池は広い温度範囲で簡単に放電されますが、充電に関してはそうではないことに注意してください。 10C から 30C の間の温度で充電すると、最良の結果が得られます。この範囲を下回るか上回ると、バッテリーが損傷する危険があります。低温充電はさらに悪化します。