За трен ока време је поново постало хладно. Иако на северу постоји грејање у затвореном простору, толико је топло да желим да једем сладолед сваки дан, али када изађем, суочим се са температурном разликом од око 40 степени, што је ипак помало застрашујуће.
Ако је паметни телефон у вашем џепу заиста „паметни телефон“, онда не жели да изађе и да се охлади. зашто? Зато што снага мобилних телефона „лајф бар“ увек опада алармантном брзином током ове сезоне.
Ове сезоне, једна ствар је значајно снижена – трајање батерије. Домет крстарења електричних возила зими на северу може бити мањи од 30% у односу на лето.
На интернету постоји живописан опис: зими морам да изађем по хитним пословима. Узимам телефон и видим да имам још 50+ батерија. Излазим са самопоуздањем. Када стигнем на одредиште, узимам телефон и не знам када се променила икона батерије, која је управо била зелена. Постало је 20% црвено. Гледате изненађено, а оно се мења на 1% испред вас. Били сте шокирани, дисали сте у телефон и трљали руке, али и даље нисте могли да спречите да телефон постане хладнији...
Неколико великих изазова узрокованих ниском температуром
У чему је проблем? Испоставило се да је температура прениска и да је батерија „унутрашње потрошена”.
Пре него што истражимо узроке унутрашње потрошње батерије, хајде да прво разумемо како батерија функционише.
Батерија углавном има ове главне компоненте: негативну електроду (углавном графит се користи као негативна електрода), позитивну електроду (као пример се користи литијум гвожђе фосфат), сепаратор (литијум јони могу да прођу, али електрони не могу) и батерија кућиште.
Када се литијум-јонска батерија напуни, литијум јони се ослобађају из литијум гвожђе фосфата у позитивној електроди, крећу се у раствору електролита до негативне електроде и уграђују се у графит. Графит у негативној електроди ће апсорбовати литијумове јоне који излазе из позитивне електроде и електроне који се крећу кроз жицу. Током пражњења, јони литијума ускладиштени у графиту поново излазе, пролазе кроз сепаратор кроз електролит и враћају се на позитивну електроду. Електрони не могу да прођу кроз сепаратор и могу се вратити на позитивну електроду само из спољне жице. Ова акција генерише струју у жици, због чега електрични уређај ради.
Како ће ниске температуре утицати на рад литијум-јонских батерија? Нискотемпературно окружење ће утицати на материјале и радне процесе батерије. Као што прсти који су предуго изложени елементима зими постају мање флексибилни, тако могу и материјали у батерији. У окружењу са ниском температуром, јонима постаје теже да побегну и уграде се у материјале, и постаје теже да прођу кроз мембрану, а брзина кретања јона ће такође бити смањена.
Током нискотемпературног пражњења, брзина којом се литијум јони уграђују у материјал катодне електроде се успорава. Литијум јони са предње стране стижу пре него што литијум јони у предњем делу имају времена да се уграде у материјал. Литијум јони почињу да се заглављују, а велика количина литијум јона се акумулира на површини материјала електроде, што ће убрзати производњу слоја пасивације (који се у индустрији назива СЕИ филм, овај филм ће успорити убацивање литијум јона у електроду). На овај начин уграђивање је још теже. Макроскопска манифестација је да се унутрашњи отпор батерије повећава, батерија почиње да се „троши изнутра“, а излазна снага ка споља постаје мања.
Током нискотемпературног пуњења, литијум јони мигрирају према графитној негативној електроди, али се брзина којом се литијум јони уграђују у графит такође успорава, док електрони могу срећно да дођу до негативне електроде кроз жицу. Када електрони наиђу на литијумове јоне на површини негативне електроде, метални литијум ће се генерисати да формира литијум дендрите. Када литијум дендрити порасту, они ће пробити сепаратор, узрокујући кратки спој и квар батерије.
Унутрашње предгревање
Овај технички пут се зове унутрашње предгревање. Када прави батерију, произвођач додаје танак комад никловане фолије у структуру батерије и покрива је електроизолационим полимером (да спречи да танка фолија од никла дође до кратког споја батерије). Када температура батерије постане прениска, контролер пропушта струју крозниклована фолија, генеришући велику количину топлотне енергије за брзо загревање материјала батерије. Нека се батерија увек празни у релативно добром опсегу радне температуре.
Ако желите да пуните на ниским температурама, опрема за пуњење ће прво напунити батерију малом снагом, искористити топлоту коју сама батерија производи током пуњења за претходно загревање батерије и сачекати док температура батерије не порасте на одговарајући опсег пре него што изврши високо- напајање брзо пуњење.
Члан 3: Спољашње грејање. Можете додати опрему за предгревање у батерију (као што је обезбеђење грејача и електричних пећи).
Батерија прво снабдева напајање мале снаге уређају за предгревање. Уређај за претходно загревање ствара топлоту и узрокује пораст температуре батерије. Након достизања одговарајуће радне температуре, батерија улази у нормалан радни статус. Неки електрични аутомобили су опремљени функцијом предгревања батерије. Зими се батерија мора претходно загрејати пре употребе аутомобила да би се аутомобил ставио у нормално радно стање.
