Cât ai clipi, vremea s-a răcit din nou. Deși în interior este încălzire în nord, este atât de cald încât îmi doresc să mănânc înghețată în fiecare zi, dar când ies afară mă confrunt cu o diferență de temperatură de aproximativ 40 de grade, ceea ce este totuși puțin înfricoșător.
Dacă smartphone-ul din buzunar este cu adevărat un „smartphone”, atunci nu vrea să iasă afară și să se răcească. De ce? Pentru că puterea „bara vieții” a telefoanelor mobile scade întotdeauna într-un ritm alarmant în acest sezon.
În acest sezon, un lucru este foarte redus – durata de viață a bateriei. Gama de croazieră a vehiculelor electrice în nordul iernii poate fi doar cu mai puțin de 30% reducere față de vara.
Există o descriere vie pe Internet: trebuie să ies pentru probleme urgente iarna. Îmi iau telefonul și văd că mai am 50+ baterii. ies cu incredere. Când ajung la destinație, iau telefonul și nu știu când s-a schimbat pictograma bateriei, care tocmai acum era verde. A devenit 20% roșu. Te uiți surprins și se schimbă la 1% în fața ta. Ai fost șocat, respirați în telefon și frecându-vă mâinile, dar tot nu ați putut opri telefonul să se răcească...
Mai multe provocări majore cauzate de temperatura scăzută
Care este problema? S-a dovedit că temperatura era prea scăzută și bateria era „consumată intern”.
Înainte de a explora cauzele consumului intern al bateriei, să înțelegem mai întâi cum funcționează bateria.
Bateria are în principal aceste componente principale: electrod negativ (în cea mai mare parte grafitul este folosit ca electrod negativ), electrod pozitiv (fostul de fier litiu este folosit ca exemplu), separator (ionii de litiu pot trece, dar electronii nu) și bateria carcasă.
Când o baterie litiu-ion este încărcată, ionii de litiu sunt eliberați din fosfatul de fier litiu din electrodul pozitiv, se deplasează în soluția de electrolit la electrodul negativ și sunt încorporați în grafit. Grafitul din electrodul negativ va absorbi ionii de litiu care trec de la electrodul pozitiv și electronii care se deplasează prin fir. În timpul descărcării, ionii de litiu stocați în grafit scapă din nou, trec prin separator prin electrolit și revin la electrodul pozitiv. Electronii nu pot trece prin separator și pot reveni doar la electrodul pozitiv din firul extern. Această acțiune generează curent în fir, determinând funcționarea aparatului electric.
Cum vor afecta temperaturile scăzute funcționarea bateriilor litiu-ion? Materialele și procesele de funcționare ale bateriei vor fi afectate de mediul cu temperatură scăzută. Așa cum degetele care sunt expuse la intemperii prea mult timp iarna devin mai puțin flexibile, la fel și materialele din baterie devin mai puțin flexibile. Într-un mediu cu temperatură scăzută, devine mai dificil pentru ionii să scape și să se înglobeze în materiale și devine mai dificil să treacă prin membrană, iar viteza de mișcare a ionilor va fi, de asemenea, redusă.
În timpul descărcării la temperatură scăzută, viteza cu care ionii de litiu sunt încorporați în materialul electrodului catodului încetinește. Ionii de litiu din față ajung înainte ca ionii de litiu din față să aibă timp să fie încorporați în material. Ionii de litiu încep să se blocheze, iar pe suprafața materialului electrodului se acumulează o cantitate mare de ioni de litiu, ceea ce va accelera producția stratului de pasivare (numit film SEI în industrie, acest film va încetini inserția ionilor de litiu). în electrod). În acest fel, încorporarea este și mai dificilă. Manifestarea macroscopică este că rezistența internă a bateriei crește, bateria începe să „consume intern”, iar puterea de ieșire către exterior devine mai mică.
În timpul încărcării la temperatură scăzută, ionii de litiu migrează către electrodul negativ de grafit, dar viteza cu care ionii de litiu sunt încorporați în grafit încetinește, de asemenea, în timp ce electronii pot ajunge fericiți la electrodul negativ prin fir. Când electronii întâlnesc ioni de litiu pe suprafața electrodului negativ, litiu metalic va fi generat pentru a forma dendrite de litiu. Odată ce dendritele de litiu cresc, acestea vor străpunge separatorul, provocând scurtcircuitarea și funcționarea defectuoasă a bateriei.
Preîncălzire internă
Această cale tehnică se numește preîncălzire internă. Când face o baterie, producătorul adaugă o bucată subțire de folie de nichel la structura bateriei și o acoperă cu un polimer izolator electric (pentru a preveni scurtcircuitarea folia subțire de nichel a bateriei). Odată ce temperatura bateriei devine prea scăzută, controlerul forțează curentul prinfolie de nichel, generând o cantitate mare de energie termică pentru a încălzi rapid materialul bateriei. Lăsați bateria să se descarce întotdeauna într-un interval de temperatură de funcționare relativ bun.
Dacă doriți să încărcați la temperaturi scăzute, echipamentul de încărcare va încărca mai întâi bateria cu o putere scăzută, va folosi căldura generată de baterie însăși în timpul încărcării pentru a preîncălzi bateria și așteptați până când temperatura bateriei crește la un interval adecvat înainte de a efectua putere încărcare rapidă.
Articolul 3: Încălzirea exterioară. Puteți adăuga echipamente de preîncălzire la baterie (cum ar fi furnizarea de încălzitoare și cuptoare electrice).
Bateria furnizează mai întâi putere redusă dispozitivului de preîncălzire. Dispozitivul de preîncălzire generează căldură și determină creșterea temperaturii bateriei. După atingerea temperaturii de funcționare corespunzătoare, bateria intră în starea normală de funcționare. Unele mașini electrice sunt echipate cu o funcție de preîncălzire a bateriei. În timpul iernii, bateria trebuie preîncălzită înainte de a utiliza mașina pentru a pune mașina în stare normală de funcționare.
