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¿Cómo afecta la temperatura a las baterías de iones de litio?

Mar 17, 2023   Pageview:129

Si comparamos el número de baterías diarias, las baterías de iones de litio serán las más comunes entre todas. Estos no solo son baratos, sino que también ofrecen excelentes cifras de rendimiento. Lo único que los convierte en una opción inadecuada es su seguridad. Estas baterías no son físicamente fuertes y tampoco son resistentes a mucho calor.

Entonces, antes de comenzar a usarlas, sería de gran ayuda saber cómo afecta la temperatura a estas baterías y cómo prevenir cualquier daño.

Rango de temperatura de la batería de iones de litio Celsius

Como todas las demás baterías, estas baterías también vienen con un rango de temperatura de funcionamiento seguro. Es el rango en el que la batería puede proporcionar el mejor rendimiento en términos de:

Salida de potencia

Capacidad

Esperanza de vida

La temperatura de funcionamiento segura de las baterías de litio oscila entre 5 y 20 grados centígrados. Ir más allá de este rango en cualquier lado tendrá efectos negativos.

¿Qué pasa cuando superamos el límite mínimo de este rango?

El límite mínimo de la temperatura de la batería de iones de litio es de 5 grados centígrados y, por debajo de eso, será demasiado frío para la batería. Por lo tanto, bajar a 0 grados centígrados ralentizará las reacciones químicas que ocurren en la batería.

Como resultado, la potencia de salida, así como la capacidad, disminuirán. Estos seguirán disminuyendo cuanto más mantenga la batería a una temperatura más baja, y cuanto más baja sea la temperatura. En el peor de los casos, su batería puede sufrir daños permanentes en su interior, haciéndola inútil en poco tiempo.

Célula de batería LiFePO4 cuadrada de baja temperatura de 3.2V 20Ah
Celda de batería LiFePO4 de baja temperatura de 3,2 V y 20 A -40 ℃ Capacidad de descarga de 3C≥70 % Temperatura de carga: -20~45 ℃ Temperatura de descarga: -40~+55 ℃ Prueba de acupuntura aprobada -40 ℃ Tasa máxima de descarga: 3C

¿Qué pasa cuando superamos el límite máximo de este rango?

Estas baterías no están diseñadas para soportar condiciones climáticas extremas durante mucho tiempo. Por lo tanto, la exposición a una temperatura más alta hará que su batería pierda su capacidad y rendimiento de potencia de salida, ya que las reacciones químicas se acelerarán. La batería también sufrirá daños permanentes bajo una exposición prolongada; la primera señal de ese daño será la hinchazón de las baterías.

Es porque al pasar por encima del rango de temperatura se generan gases en el interior de las baterías. Como estos están presentes en bolsas selladas, los gases no pueden escapar, por lo que se hinchan. Esta hinchazón puede provocar un incendio si se perfora. La hinchazón también puede dañar dispositivos delicados como los teléfonos inteligentes cuando se abren debido a la presión y, a menudo, sus pantallas se rompen.

¿Cuánto calor genera una batería de iones de litio?

Al usar baterías de iones de litio, debe preocuparse no solo por la temperatura externa sino también por la interna. Es porque cuando ocurre una reacción química en estas baterías, generan algo de calor. La cantidad de calor es diferente bajo diferentes condiciones, y también lo son los efectos.

¿Cuánto calor genera una batería de iones de litio cuando se carga?

El caso más común en el que una batería de iones de litio generará calor es durante la carga. El calor es casi insignificante cuando la batería se carga lentamente, ya que las reacciones químicas son muy lentas. Sin embargo, con carga rápida, la generación de calor aumenta. Es por eso que a menudo sentimos que nuestros teléfonos inteligentes se calientan cuando se cargan rápidamente.

Por lo general, los fabricantes de baterías marcan sus baterías para generar alrededor de 0,5 grados centígrados de calor durante la carga. Sin embargo, este valor puede variar entre fabricantes y modelos de batería.

¿Cuánto calor genera una batería de iones de litio al descargarse?

La cantidad de calor que generan las baterías de iones de litio cuando se descargan es diferente. El concepto básico es que las mismas reacciones químicas más rápidas generarán más calor. Entonces, cuando la batería emite más energía, la generación de calor es mayor. Podemos calcular este poder calorífico con los siguientes valores:

Batería rugosa 11.1V 7800mAh del polímero del ordenador portátil de la densidad de alta energía de la baja temperatura
Batería de polímero resistente para portátiles de alta densidad de energía y baja temperatura Especificación de la batería: 11,1 V 7800 mAh -40 ℃ Capacidad de descarga de 0,2 C ≥80 % A prueba de polvo, resistencia a caídas, anticorrosión, antiinterferencias electromagnéticas

Resistencia interna

Corriente de la batería

Energía desperdiciada.

Teniendo en cuenta que la energía desperdiciada es de alrededor de 0,5 vatios, la batería da 500 mA de corriente y tiene una resistencia interna de 0,2 ohmios, el calor generado será producto de todos estos valores. Por lo tanto, en este caso, se generarán 50 mW de calor cuando la batería se esté descargando o utilizando.

¿Puede el calor generado internamente causar algún problema?

Sí, si la batería sigue produciendo calor y la temperatura exterior también es alta, no será muy favorable para la vida útil de una batería. La batería puede hincharse o incendiarse debido a los gases inflamables que contiene. Por lo tanto, la mejor manera de mantener sus baterías seguras cuando producen mucho calor mientras se cargan es manteniendo un rango de temperatura externo más bajo.

¿Las baterías de iones de litio son sensibles a la temperatura?

Sí, las baterías de iones de litio no solo son sensibles a la temperatura, sino que la temperatura es un factor crítico para estas baterías. La temperatura puede aumentar o disminuir el rendimiento y restringir estas baterías de ciertas aplicaciones. No controlar la temperatura produce efectos secundarios con estas baterías en múltiples aspectos, incluidos los siguientes.

Actuación

Lo primero que alterará la temperatura en una batería de iones de litio es su rendimiento. Estas baterías realizan una reacción química dentro de la batería entre el electrolito y otros materiales. Cuando la temperatura de la batería entra en rangos desfavorables, causará problemas con la reacción química, lo que afectará el rendimiento. Por lo tanto, la potencia de salida de su batería puede verse afectada.

Esperanza de vida

Lo siguiente es la vida útil. Aunque estas baterías tienen una capacidad nominal de alrededor de 500 ciclos de carga, la temperatura puede cambiar estas cifras. Cuando estas baterías funcionan en rangos de temperatura desfavorables, el interior de las baterías se daña. Como resultado, se vuelven incapaces de cumplir con la capacidad de carga completa y esta disminución hace que los ciclos de carga finalicen rápidamente.

Capacidad de carga

La capacidad de carga está sujeta a la temperatura de funcionamiento aquí. Con bajas temperaturas, la capacidad de las baterías de litio para mantener las cargas disminuye significativamente. En tales situaciones, no puede cargar estas baterías ni obtener toda la potencia de ellas. Lo mismo sucede con las altas temperaturas, que pueden dañar aún más las partes internas, disminuyendo la capacidad de carga.

Seguridad y Confiabilidad

La seguridad y confiabilidad de las baterías de iones de litio pueden volverse riesgosas bajo altas temperaturas. Se ve que estas baterías se incendian debido al alto calor a medida que se llenan de gases inflamables autogenerados. Estas baterías incluso pueden explotar debido al fuego, y pueden dañar el dispositivo y lesionar a la persona que usa la batería.

Ultimas palabras

Las baterías de iones de litio son actualmente las mejores baterías teniendo en cuenta sus características y beneficios. Estos son baratos pero ofrecen una gran copia de seguridad en tamaños pequeños. Dependiendo de los requisitos de la aplicación, estos pueden hacerse más pequeños o más grandes, más delgados o más gruesos y en diferentes formas.

Con una lista tan larga de beneficios, lo único que debes tener cuidado es la temperatura de funcionamiento de estas baterías, ya que son muy sensibles a la temperatura. Por lo tanto, asegúrese de nunca exceder el rango de temperatura de trabajo seguro de las baterías de iones de litio.

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