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¿Qué es la tecnología de baja temperatura de la batería de iones de litio? -Rendimiento

¿Qué es la tecnología de baja temperatura de la batería de iones de litio? -Rendimiento
26 Aug 2021

¿Qué es la tecnología de baja temperatura de la batería de iones de litio?

EverExceed ha introducido recientemente una nueva tecnología de baja temperatura Batería de fosfato de hierro y litio , que puede cargarse incluso a 0 °C y a temperaturas negativas. En una serie de 5 artículos técnicos, describiremos detalladamente los detalles de esta revolucionaria tecnología. En este artículo, hablaremos sobre el rendimiento de la batería de litio con tecnología de baja temperatura.

Actuación:
Para baterías de iones de litio Ya sea una norma nacional o empresarial, existe un rango estricto para el límite inferior de temperatura de descarga: no menos de -20 °C. En cuanto a la temperatura de carga, no solo especifica la temperatura mínima, como la de descarga, sino que también estipula claramente que la carga solo se puede realizar a baja velocidad y no se puede completar la carga (por ejemplo, la carga de 0 a 15 °C solo se puede realizar a 0,2 °C, y el voltaje límite superior es de 4,0 V), por temor a que el usuario supere el límite de temperatura. Por lo tanto, la pregunta es: ¿lo que los usuarios necesitan originalmente es una batería versátil que tenga en cuenta el rendimiento tanto a altas como a bajas temperaturas? Pero ¿por qué los fabricantes de baterías de litio imponen restricciones tan estrictas?

Comencemos con el rendimiento de las baterías de iones de litio a bajas temperaturas. Para la misma tasa de descarga, cuanto menor sea la temperatura externa, menor será el voltaje de descarga. Como se muestra en la siguiente figura:

Se puede ver en la figura que cuando la temperatura disminuye, el voltaje de descarga de la batería también disminuye considerablemente, de modo que la batería alcanzará el voltaje de corte de descarga más rápido cuando se descarga a baja temperatura, lo que resulta en la capacidad de descarga a baja temperatura significativamente menor que la capacidad a temperatura ambiente. Es necesario explicar que la capacidad de la batería de iones de litio a baja temperatura no desaparece, pero no se puede descargar completamente dentro del rango de voltaje normal (≥ 3,0 V). Si se puede extender aún más el voltaje de corte de descarga, se puede descargar la capacidad restante. Pero el problema es que el bajo voltaje no puede mantener el uso normal de los equipos eléctricos, por lo que el voltaje límite inferior bajo (< 2,5 V) generalmente no tiene mucha importancia para la discusión.

En comparación con la descarga a baja temperatura, el rendimiento de la carga a baja temperatura de las baterías de iones de litio es más deficiente. En primer lugar, la carga a baja temperatura alcanza rápidamente la fase de voltaje constante, reduce la capacidad de carga en cierta medida y aumenta el tiempo de carga, como se muestra en la siguiente figura:

Además, al cargar una batería de iones de litio a baja temperatura, es posible que los iones de litio no se integren en el ánodo de grafito, lo que provoca que las dendritas de litio se precipiten en la superficie del ánodo para formar dendritas de litio metálicas. Esta reacción consumirá los iones de litio de la batería, que pueden cargarse y descargarse repetidamente, y reducirá considerablemente su capacidad. Las dendritas de litio metálicas separadas también pueden perforar el diafragma, lo que afecta la seguridad. A continuación, se muestran imágenes de la evolución del litio en la superficie del electrodo negativo de una batería de iones de litio tras la carga a baja temperatura:

La capacidad de descarga a baja temperatura de la batería de iones de litio disminuirá, pero se puede recuperar después de cargarla y descargarla a temperatura ambiente, lo que constituye una pérdida de capacidad reversible; pero la carga a baja temperatura provocará la precipitación de litio, lo que constituye una pérdida de capacidad permanente.

Debido al mayor daño que la carga a baja temperatura causa al desprender litio, el control de la carga a baja temperatura de las baterías de iones de litio es más estricto que el de la descarga a baja temperatura. Actualmente, muchas empresas de baterías describen las condiciones de carga de las baterías de iones de litio como "carga escalonada". A continuación, se presenta un ejemplo similar:

Temperatura de carga

Corriente de carga

Voltaje límite superior

0 °C ~10 °C

0,2 °C

4,0 V

10 °C ~20 °C

0,5 °C

4,35 V

20 °C ~45 °C

1.0 °C

4,35 V

Aunque la descripción anterior de la carga escalonada es un poco "complicada" para los clientes, es un método comúnmente utilizado por los fabricantes de baterías para evitar la precipitación de litio durante la carga a baja temperatura.
Ahora es momento de hacer un resumen. Debido a la meseta de voltaje más baja de la batería de iones de litio durante la descarga a baja temperatura, la capacidad de descarga a baja temperatura se reducirá significativamente. Sin embargo, esta pérdida se compensará automáticamente con la carga y descarga a temperatura normal, lo cual es una pérdida reversible. Sin embargo, para la carga a baja temperatura, una temperatura demasiado baja o una velocidad demasiado alta provocarán la formación irreversible de dendritas de litio y una pérdida irreversible de capacidad, lo que afectará la seguridad de la batería.
Conclusión:
Para satisfacer las necesidades de los países fríos donde se necesita un equipo confiable solución de almacenamiento de energía En aplicaciones exteriores, los ingenieros de investigación y desarrollo de EverExceed trabajaron durante mucho tiempo para encontrar una solución adecuada, y así surgió la nueva tecnología. Para su solución de almacenamiento de energía a bajas temperaturas, elija EverExceed como su marca de total confianza.
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