22 años de personalización de baterías
Dec 19, 2019 Pageview：907
Los dispositivos tienden a tener problemas cuando hace frío en invierno, especialmente en los automóviles. Esto no es mucho mejor con los autos eléctricos, que inevitablemente pierden la capacidad a temperaturas bajo cero de sus baterías recargables de iones de litio. Los investigadores chinos ahora han proporcionado una estrategia para evitar que la cinética de las baterías se hunda. Diseñaron un sistema de batería con un ánodo de carbono duro resistente al frío y un cátodo fuerte rico en litio, incorporando la etapa de litiación inicial esencial.
En la tecnología de baterías, el carbono no grafitizable o "duro" es un material de ánodo prometedor y de bajo costo. Presenta una cinética de intercalación rápida de iones de litio, incluso a bajas temperaturas. Los iones de litio migran desde el cátodo a través de un electrolito al ánodo durante la carga / descarga de una celda de batería y viceversa. Cuando se encuentra litio previamente almacenado en el material anódico, que a menudo es grafito, los cambios de volumen producidos por los iones de litio entrantes se distribuyen para garantizar una mayor vida útil de la celda y una mejor cinética de carga / descarga. Se ha demostrado que el carbono duro prelitiado en los condensadores de iones de litio es un material duradero. Sin embargo, el proceso de pre-litiación es complicado y costoso, requiriendo un electrodo de litio puro. Por lo tanto, Yongkang Wang y sus colegas de la Universidad de Fudan, Shanghai, China, apoyan enfoques alternativos de pre-litiación.
¿Funcionan bien las baterías de litio en climas fríos?
Cuando hace frío, las baterías recargables funcionan mal. Los investigadores ahora han desarrollado una nueva batería de iones de litio, que todavía funciona a -70 ° C.Estas baterías podrían mejorar el rendimiento de los coches eléctricos en invierno, ayudando a alimentar maquinaria a gran altitud, estaciones espaciales y rovers planetarios.
Debido al bajo rendimiento de la batería, los vehículos eléctricos pueden perder la mitad de su autonomía en los fríos días de invierno. Las baterías de iones de litio mantienen solo el 12% de su energía a –40 ° C. Por lo tanto, las baterías recargables deben protegerse y enfriarse en el Ártico a gran altura y en el espacio, o en su lugar deben usarse baterías no recargables o supercondensadores.
Las baterías de iones de litio funcionan mal en condiciones de frío extremo debido a la viscosidad o incluso la congelación de sus disolventes electrolíticos, lo que dificulta la transferencia de iones de litio entre el ánodo y el cátodo durante la carga y el uso. Los iones tampoco pueden abrirse camino dentro del ánodo de grafito cuando hace frío, esta es una fase llamada intercalación. Luego, los iones de litio colocan metal de litio inflamable en la superficie del electrodo.
Yongkang Xia, químico físico de la Universidad de Fudan, seleccionó el acetato de etilo como un electrolito solvente tolerante al frío para crear una batería recargable que funcionaría de manera segura y mantendría la eficiencia en condiciones de frío extremo. El punto de congelación del acetato de etilo es de -84 ° C, y cuando hace frío no se vuelve viscoso. Un artículo anterior mostró que el acetato de etilo podría usarse en una batería de iones de litio, pero a bajas temperaturas, estos investigadores no investigaron su uso. Entonces Xia lo intentó. Pero la batería aún funcionaba mal a bajas temperaturas cuando su equipo combinó el solvente con electrodos convencionales.
Primero, el equipo de Xia mezcló el solvente con electrodos de material orgánico en lugar de los tradicionales inorgánicos. Mientras se carga la batería, el material del ánodo de poliimida experimenta una reacción que permite que los iones de litio se unan a él, mientras que los contraaniones se absorben en un cátodo de poli-trifenilamina. La reacción se invierte cuando la batería se descarga, se liberan iones de litio y se desorben los aniones. La batería orgánica resultante funciona de 50 ° C a -70 ° C. Y a –70 ° C, la batería mantiene el 70% de su capacidad de almacenamiento a temperatura ambiente.
Mantener la producción en un rango de temperatura tan grande es notable.
¿Se puede congelar una batería de litio?
Para las baterías de iones de litio vacías (0 por ciento) nunca se deben agotar. Las baterías de iones de litio no deben congelarse, según investigaciones y estudios. Recuerde que la mayoría de los electrolitos de las baterías de iones de litio se congelan a aproximadamente? 40 ° C, que es mucho más frío que la temperatura más baja de la mayoría de los congeladores domésticos.
La información que he visto muestra que si congela una batería de litio completamente cargada, vuelva a ponerla en los tiempos de funcionamiento normales (temperatura ambiente) entre un 10% y un 40% de degradación. Sin embargo, los mismos documentos afirman que cualquier daño permanente es marginal (1-3%). ¡Solo asegúrese de que cuando esté a temperatura ambiente, lo cargue y lo use!
Las baterías de iones de litio son un tipo de química no acuosa (no contienen agua) y, hasta donde yo sé, están compuestas principalmente de electrodos sólidos y electrolitos, por lo que las temperaturas bajo cero no deberían tener un efecto mecánico notable en el rendimiento o la vida. . Una temperatura más baja reducirá el rendimiento, pero también reducirá la tasa de descarga de la celda. Si bien las altas temperaturas pueden destruir fácilmente una celda de iones de litio, no creo que las temperaturas de -40 ° C + dañen algo como una computadora portátil o la batería de un teléfono celular.
¿Qué tipo de batería funciona mejor en climas fríos?
Hay 3 baterías que funcionan mejor en climas fríos;
1-ULTIMATE ENERGIZER LITIO AA BATERÍA-L91
El Energizer Ultra Lithium AA es el camino a seguir si está buscando la mejor duración de la batería de la cámara de ruta durante toda la temporada. Esta batería AA es la opción de los cazadores experimentados que no quieren caminar hacia sus cámaras para cambiar constantemente las baterías. Tendrá más instantáneas y una vida útil más larga que con otras baterías de trayectoria de cámara para clima frío.
¡El Lithium Ultimate AA tiene una clasificación de -40 ° F! Si hace tanto frío, al salir y recoger su bucksicle congelado exactamente donde su cámara le dijo que estaría, puede ahorrar munición.
El L91 es más caro que otros en esta lista, pero puede pedir al por mayor (12 +), ahorrar algo de dinero y tener en el estante una reserva de las MEJORES baterías para clima frío.
BATERÍA ALCALINA AA 2-ENERGIZER INDUSTRIAL - EN91
Si está buscando algo específico para cámaras digitales en temperaturas extremas, la Energizer Industrial Alkaline AA E91 ha sido diseñada específicamente para luces LED y cámaras digitales en temperaturas extremas tan bajas como 0 ° F.
Esto es después del L91, su siguiente mejor opción. No obtendrá la misma longevidad y confiabilidad que el L91. Si se encuentra en Wisconsin, Minnesota o en climas más fríos, el clima nocturno puede amenazar la clasificación de la EN91. Pero esto es más que capaz de hacer el trabajo en las noches frías y sumergirse por debajo del punto de congelación para climas más suaves.
ENERGIZADOR A BATERÍA ALCALINA AA 3-MAX - E91
Una batería como la Max E91 AA Energizer es una opción sólida para la duración de la batería en climas fríos. A menudo clasificado a 0 ° F, el E91 Max AA no es tan duradero como el EN91, y no está diseñado específicamente para cámaras digitales. Está un paso por debajo de las dos baterías anteriores, pero sigue siendo una de las mejores contra el resto del campo.
Como una de las mejores baterías AA para cámaras de trail, la E91 puede endurecer el frío todo el tiempo que desee.
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