特殊低温リチウムイオン電池の規格は何ですか?

低温リチウムイオン電池とも呼ばれる特殊な低温リチウムイオン電池は、極寒の環境でも効率的に動作するように設計されています。家庭用電化製品や電気自動車で一般的に使用されている標準的なリチウムイオン電池は、低温条件下では性能が低下し、容量が低下する可能性があります。

低温は、いくつかの要因によりリチウムイオン電池の性能に影響を与えます。

電解液粘度

リチウムイオン電池の電解質は低温では粘度が高くなり、イオンの移動が阻害され、電池の電流供給能力が低下します。

電極の反応速度論

温度が低くなると電極での化学反応が遅くなり、電力とエネルギー出力が低下します。

固体電解質界面（SEI）の形成

電極上の SEI の形成は低温の影響を受ける可能性があり、抵抗の増加と電池性能の低下につながります。

これらの課題を克服するために、特殊な低温リチウムイオン電池には特別な設計変更が組み込まれ、先進的な材料が使用されています。以下に、採用される一般的な戦略をいくつか示します。

電解質の最適化

バッテリーの電解液の組成を調整して、低温性能を向上させることができます。たとえば、凝固点が低い添加剤や溶媒を使用すると、イオンの移動度が向上し、粘度が低下します。

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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電極材料の変更

電極材料を変更すると、電池の低温特性を改善できます。たとえば、チタン酸リチウム (Li4Ti5O12) など、より高いイオン伝導率と優れた低温性能を備えた材料を使用すると、バッテリー容量と電力供給の維持に役立ちます。

バッテリーの絶縁

特殊な低温バッテリーには、熱放散を低減するために改良された断熱材が組み込まれている場合があり、寒い環境でバッテリーが急速に冷えるのを防ぎます。

バッテリー管理システム (BMS) の最適化

バッテリー管理システムは、低温条件に対応できるように設計または調整できます。これには、最適なバッテリー性能を維持するための充電および放電パラメータの調整、温度監視、熱管理戦略が含まれます。

特殊低温リチウムイオン電池の重要な性能

低温リチウムイオン電池は、航空宇宙、寒冷地で動作する電気自動車、屋外通信機器、極限環境でのリモートセンシングデバイスなど、さまざまな業界で応用されています。これらのバッテリーは、氷点下でも信頼性の高いパフォーマンスと拡張された動作能力を実現し、重要なシステムやデバイスのスムーズな機能を保証します。

正確な性能特性は、メーカーや特定のバッテリー モデルによって異なる場合があることに注意することが重要です。したがって、特定の低温リチウムイオン電池の性能に関する正確な情報については、メーカーの仕様とガイドラインを参照することを常にお勧めします。

特殊な低温リチウムイオン電池の重要な性能面をいくつか紹介します。

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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拡張温度範囲

低温リチウムイオン電池は、摂氏 -40 度 (華氏 -40 度) またはさらに低い温度でも確実に動作します。この広い温度範囲により、寒冷地、航空宇宙用途、電気自動車、その他の極端な温度条件の環境での使用に適しています。

容量維持率の向上

これらのバッテリーは、低温での容量損失を最小限に抑えるように設計されています。通常のリチウムイオン電池は、通常、低温では容量と出力が低下しますが、低温リチウムイオン電池は、氷点下でも容量を維持し、一貫した性能を提供できるように設計されています。

強化された出力

特殊な低温リチウムイオン電池は、低温で高出力を提供できるため、寒い環境でも電力を大量に消費するアプリケーションの需要を満たすことができます。そのため、寒い天候下でも十分な出力と航続距離を維持することが重要な電気自動車に適しています。

安全機能

低温リチウムイオン電池には、損傷を防ぎ、極端な条件下でも安定した動作を維持するための安全対策が組み込まれています。これらの安全機能には、堅牢な熱管理システム、高度なバッテリー管理システム (BMS)、熱暴走や低温に関連するその他の安全上の問題のリスクを軽減する最適化されたセル設計が含まれます。

急速充電機能

一部の低温リチウムイオン電池は急速充電機能を備えており、低温でも素早く充電できます。この機能は、急速充電と素早い応答時間を必要とするアプリケーションに特に有益です。

長いサイクル寿命

特殊な低温リチウムイオン電池は、寿命と耐久性を考慮して設計されています。極端な温度条件下での充放電サイクルの繰り返しにも大きな劣化なく耐えられるように設計されており、通常のバッテリーと比較して長寿命を保証します。

アプリケーションの多様性

これらのバッテリーは、航空宇宙、電気自動車、軍事機器、屋外用電子機器、冷蔵倉庫、遠隔監視システムなど、幅広い分野で応用されています。低温でも確実に動作する能力により、寒冷環境でバッテリー駆動のデバイスやシステムを利用する機会が広がります。

特殊低温リチウムイオン電池試験基準

特殊な低温リチウムイオン電池専用に調整された特定の試験基準はありませんでした。ただし、低温条件下での性能評価に適用できるリチウムイオン電池の一般的な試験基準があります。これらの規格は、さまざまな用途におけるリチウムイオン電池の安全性、性能、信頼性を保証します。

リチウムイオン電池のテストに一般的に使用される規格には、次のようなものがあります。

IEC 62133

この国際規格は、ポータブルの密閉型リチウムイオン二次電池および電池の安全要件を規定しています。電気的、機械的、熱的特性など、バッテリーの安全性のさまざまな側面をカバーしています。

UL1642

この規格は、リチウム電池の安全性をテストするために使用されます。電気的、機械的、火災関連の安全性テストなど、さまざまな側面をカバーしています。

国連 38.3

この規格は、特にリチウムイオン電池の輸送を対象としています。輸送中のバッテリーの安全性を確保するためのさまざまなテストが含まれます。これには、熱安定性、耐圧潰性、振動性、耐衝撃性などのテストが含まれます。

IEEE1725

この規格は、ポータブル電子機器のリチウムイオン電池の安全性に焦点を当てています。これには、電気的、機械的、熱的、環境的条件など、さまざまな安全面のテストが含まれます。

これらの規格は低温性能に明示的に対処していない場合がありますが、極端な温度を含むさまざまな条件下でバッテリーをテストするためのガイドラインを提供します。電池メーカーや研究者は、低温でのリチウムイオン電池の性能を評価するために、低温でのサイクル試験、容量試験、インピーダンス測定などの追加試験を行うことがよくあります。

低温リチウムイオン電池の充電に関する特別規制

特殊な低温リチウムイオン電池の充電に関する特別な規制やガイドラインはありません。ただし、低温条件下でリチウムイオン電池を充電するための一般的な情報とベストプラクティスをいくつか提供できます。

温度制限

リチウムイオン電池には通常、推奨動作温度範囲があり、この範囲外で充電すると性能や安全性に影響を与える可能性があります。低温では内部抵抗が増加し、容量が低下する可能性があります。推奨動作温度範囲を決定するには、使用している特定のバッテリーのメーカーの仕様を確認することが重要です。

プレコンディショニング

低温でリチウムイオンバッテリーを充電する必要がある場合は、充電前にバッテリーを事前に調整することをお勧めします。プレコンディショニングには、充電プロセスを開始する前に、バッテリーの温度を許容レベルまでゆっくりと上げることが含まれます。これは、バッテリーをより暖かい環境に保管するか、この目的のために設計されたバッテリーヒーターを使用することで実現できます。

充電電流

低温条件でリチウムイオン電池を充電する場合は、通常、より低い充電電流を使用することをお勧めします。このアプローチは、バッテリーへのストレスを最小限に抑え、過充電のリスクを軽減するのに役立ちます。より低い電流で充電すると熱の発生も少なくなるため、寒い環境で充電する場合に有益です。

充電監視

低温でリチウムイオンバッテリーを充電する場合は、充電プロセスを注意深く監視することが重要です。温度を監視し、過充電や過熱に対する保護機能を備えた充電器を使用してください。これは、潜在的な安全上の危険を防止し、充電プロセスを最適化するのに役立ちます。

バッテリーストレージ

リチウムイオン電池を低温環境で定期的に充電する必要があると予想される場合は、より暖かい環境で保管することを検討してください。充電前にバッテリーを適度な温度範囲に保つと、バッテリーの性能が向上し、充電プロセスが容易になります。