23 años de personalización de baterías
Mar 02, 2023 Pageview：168
La temperatura es una de las mayores amenazas para el rendimiento y la vida útil de la batería. Desafortunadamente, la mayoría de los consumidores usan sus baterías sin considerar tales riesgos, lo que siempre ha llevado a problemas serios.
Las baterías de iones de litio se han vuelto muy populares en el mundo por su alto rendimiento. Ahora también lo son por su intolerancia al frío.
Hoy, analizamos cómo las bajas temperaturas afectan sus baterías y qué debe hacer para mantenerlas seguras. Esta información está diseñada para ayudarlo a usar las baterías de manera segura, permitiéndoles durar más tiempo y brindándole el rendimiento deseado.
Temperatura de congelación de la batería de litio
Las baterías de iones de litio son susceptibles a las bajas temperaturas. Es posible que no sepa esto porque tal vez no haya encontrado tales problemas, pero son muy comunes.
Esta sección analiza la temperatura más baja a la que se congelarán las baterías y cómo se ven afectadas de manera diferente. Generalmente, cualquier temperatura por debajo de 0 C es crítica para su batería. Y así es como se verá afectada la batería.
Almacenamiento
Es posible que haya escuchado que almacenar las baterías en el congelador hace que duren más. Reduce la reacción interna, lo que permite que la batería dure mucho tiempo almacenada.
Si bien hay algo de verdad, debe tener mucho cuidado al manejar sus baterías a temperaturas bajo cero. Las baterías de iones de litio, en particular, son conocidas por su bajo rendimiento en climas fríos. Las temperaturas bajo cero también afectan a la mayoría de sus aplicaciones, incluidos los coches eléctricos y los drones.
Según los investigadores del Laboratorio Nacional de Aceleradores SLAC del Departamento de Energía, almacenar baterías de iones de litio a temperaturas bajo cero puede dañar ciertos componentes de la batería, separándolos de sus accesorios. Si lo hace, también reducirá la capacidad de almacenamiento eléctrico de la batería.
Los investigadores observaron el rendimiento del cátodo a temperaturas bajo cero. Esta es parte de la batería a la que fluyen los electrones. Los primeros resultados del análisis descubrieron que los cátodos perdían hasta un 5 % de su capacidad después de cargar 100 veces, en comparación con las baterías almacenadas a temperaturas más cálidas.
Los científicos aplicaron una combinación de análisis de rayos X y tecnologías de aprendizaje automático que les permitieron identificar partículas catódicas individuales. Esto les permitió resistir miles de partículas simultáneamente, lo que no se podía lograr a simple vista.
De acuerdo con estos resultados, las bajas temperaturas encogieron las partículas en el cátodo, agrietándolas en el proceso. Las partículas que ya tenían grietas empeoraron.
Aparte de eso, los materiales se contraen y expanden de manera diferente en respuesta a las condiciones cambiantes de temperatura. Así, los investigadores descubrieron que el frío extremo provocaba que los cátodos se desprendieran de los materiales circundantes, lo que afectaba negativamente al rendimiento.
En resumen, las temperaturas bajo cero no son las condiciones ideales para almacenar baterías de iones de litio. Sería mejor mantenerlos a temperaturas más cálidas hasta que los científicos descubran mejores materiales que puedan soportar tales condiciones.
cargando
Se debe evitar cargar las baterías de iones de litio cuando están demasiado frías. Puede cargar rápidamente la batería de 5C a 45C (41 a 113F), y la batería debería estar bien. Por debajo de 5C, la corriente de carga debe reducirse y la carga debe detenerse a temperaturas bajo cero.
Piense en cómo le duelen los dedos cuando los calienta después de permanecer en condiciones de congelación. Lo mismo sucede con la batería.
La velocidad de difusión se reduce en el ánodo. Durante la carga, la resistencia interna de las celdas provoca un ligero aumento de la temperatura, lo que compensa algunos resfriados en determinadas condiciones. A medida que sube el frío, también lo hace la resistencia interna de la batería, lo que también prolonga la carga. Las mismas condiciones afectan el rendimiento de descarga de la batería con una diferencia notable.
Muchos consumidores de baterías almacenan sus baterías a temperaturas bajo cero y simplemente las cargan sin que se calienten rápidamente. Puede parecer que funciona normalmente, pero suceden muchas cosas dentro de la batería que podrían provocar resultados catastróficos. El recubrimiento del litio metálico está en proceso en el ánodo durante la carga por debajo del punto de congelación. Esto provocará una degradación permanente, lo que afectará el rendimiento y la seguridad de la batería.
En resumen, las baterías con revestimiento de litio son extremadamente vulnerables a fallas bajo vibraciones y otras condiciones estresantes. No es prudente cargar la batería cuando la temperatura es demasiado baja.
Temperatura de explosión de la batería de litio
La temperatura siempre ha sido una de las principales preocupaciones con las baterías de iones de litio. Hemos oído hablar de baterías que explotan cuando se exponen a demasiado calor. Incluso las temperaturas bajo cero también afectan el rendimiento de la batería y pueden provocar fácilmente explosiones, especialmente cuando se fuerza la carga.
Las baterías producen calor cuando están en uso, lo cual es una cantidad normal y segura. Se genera poco calor porque la energía de descarga no es muy alta. Sin embargo, puede ocurrir un cortocircuito eléctrico importante si fluye una corriente mayor entre las placas positiva y negativa. Puede conducir a un aumento de la temperatura interna dentro de la batería, provocando un desbordamiento térmico.
Las baterías de iones de litio solo deben usarse bajo ciertas condiciones de temperatura. Los fabricantes aconsejan nunca permitir que la temperatura aumente por encima de 130C (265F) en las baterías. Las celdas de la batería se vuelven térmicamente inestables a 150 °C (302 °F), lo que provoca una fuga térmica y la liberación de gases en llamas. Estos son los gases que provocan explosiones y daños a las baterías.
El alto calor en una celda defectuosa puede afectar fácilmente a la siguiente celda, lo que lleva a la inestabilidad térmica. Si toda la batería se ve afectada, una explosión es inevitable. Es por eso que las aerolíneas son extremadamente cautelosas cuando se trata de transportar baterías en sus aviones. Se deben seguir pautas específicas para evitar catástrofes.
Rango de temperatura de la batería de iones de litio
Ya sea que cargue o descargue sus baterías de iones de litio, la temperatura siempre es una de las principales preocupaciones. Debe comprender el rango correcto dentro del cual puede operar su batería.
Para cargar, mantenga las baterías de iones de litio entre 0C y 45C (32F y 113F). Estas son las condiciones perfectas para mantener su batería segura.
Mantenga las baterías entre -20C y 60C (-4F y 140F) para descargarlas. Sus baterías son seguras, con riesgos reducidos de explosión o daño.
Tenga en cuenta que las baterías de iones de litio se descargan fácilmente en un amplio rango de temperatura, pero no cuando se trata de cargar. Obtienes los mejores resultados cargando con temperaturas entre 10C y 30C. Cualquier cosa por debajo o por encima de este rango corre el riesgo de dañar la batería. La carga a baja temperatura es aún peor.
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