¿Qué temperatura es demasiado baja para las baterías de iones de litio?

Es crucial comprender cómo la temperatura puede afectar la seguridad y la funcionalidad de las baterías de iones de litio. Las baterías de iones de litio se utilizan para alimentar una variedad de herramientas, incluidas máquinas, vehículos y tecnologías de vanguardia. Las bajas temperaturas tienen un impacto directo en la temperatura interna de la batería de iones de litio, lo que tiene un efecto en el rendimiento y la seguridad de la batería.

Las bajas temperaturas hacen que aumente su resistencia interna y disminuya su capacidad útil. Incluso a -20 °C, las baterías de iones de litio funcionan bien a pesar de tener una capacidad limitada y la posibilidad de sufrir daños permanentes. El uso en temperaturas frías puede provocar daños a largo plazo en la batería y una reducción significativa de la capacidad.

¿Qué temperatura es demasiado baja para las perspectivas y desafíos de las baterías de iones de litio?

Aunque las baterías de litio generalmente pueden funcionar en un amplio rango de temperatura, el rango de temperatura de funcionamiento preciso puede variar según la química y el diseño de la batería. Una batería de litio normalmente puede funcionar a temperaturas tan bajas como -20 °C (-4 °F). Por debajo de este punto, el electrolito de la batería puede congelarse, causando daños que podrían provocar que la batería pierda capacidad o falle por completo.

Aunque técnicamente una batería de litio es capaz de funcionar a bajas temperaturas, su eficiencia y capacidad pueden verse afectadas. Las reacciones químicas dentro de la batería podrían ser lentas a bajas temperaturas, lo que provocaría una caída en el voltaje y la capacidad. El tiempo de funcionamiento y la potencia de salida pueden reducirse como consecuencia.

Además, las baterías de litio también pueden sufrir daños permanentes a temperaturas muy altas. Según la composición química y el diseño de la batería, la temperatura máxima de funcionamiento de una batería de litio puede variar de 60 a 80 °C (140 a 176 °F). La batería puede volverse inestable e incluso arder o explotar cuando las temperaturas superan este rango.

Cómo aumentar la eficiencia de la batería de litio en bajas temperaturas.

Se pueden emplear varias técnicas para aumentar la eficiencia de una batería de iones de litio a bajas temperaturas, que incluyen:

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

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Mantenga la batería caliente: Mantener la batería caliente es uno de los mejores métodos para mantener el rendimiento de la batería en climas fríos. Esto se puede lograr usando una caja de batería con un calentador integrado o manteniendo la batería en un lugar cálido, como un bolsillo cerca de su cuerpo.

Cargue la batería a una temperatura mayor: la velocidad de carga debe reducirse para evitar daños en la batería cuando se carga a bajas temperaturas. Sin embargo, cargar la batería a una temperatura ligeramente superior a la temperatura del aire circundante puede acelerar el proceso y mejorar el rendimiento de la batería.

Use la batería con regularidad: las baterías de iones de litio pueden deteriorarse con el tiempo, especialmente si se dejan inactivas durante largos períodos de tiempo. Incluso en condiciones de frío, el uso frecuente de la batería puede ayudar a mantenerla activa y aumentar su vida útil.

Conserve la batería con cuidado: las baterías de iones de litio deben mantenerse alejadas del sol y otras fuentes de calor cuando no estén en uso. Esto puede disminuir el deterioro de las celdas y aumentar la duración de la batería.

Temperatura de fuga térmica de la batería de iones de litio

Los vehículos eléctricos (EV), la electrónica y los grandes sistemas de almacenamiento de energía han experimentado un aumento en el uso de baterías de iones de litio (Li-ion) en los últimos años debido a su mayor vida útil, alta densidad de energía y alta densidad de potencia, entre otros. otras características. Sin embargo, las fallas internas o externas, como la fuga térmica, que afectan el rendimiento de la batería, tienen el potencial de causar graves problemas de seguridad. Debido a su naturaleza incontrolable e irrevocable, la fuga térmica plantea un desafío significativo para la industria de las baterías de iones de litio y representa un riesgo para la seguridad pública.

Cuando se excede la capacidad de disipación de calor de la celda de la batería, comienza la fuga térmica. Las altas temperaturas a menudo dan como resultado una fuga térmica porque pueden causar reacciones exotérmicas en las celdas. La batería puede destruirse como resultado de la mayor producción de calor de las reacciones, lo que también puede causar incendios y explosiones en el lugar de trabajo.

Si su empresa mantiene muchas baterías de iones de litio, debe ser consciente del problema de la fuga térmica en cascada. Esto sucede cuando las celdas de la batería cercanas que no están directamente conectadas a la batería dañada también mueren debido a las altas temperaturas. Este efecto en cascada de la fuga térmica se suma a los importantes riesgos de incendio y detonación que ya presenta la celda de la batería impactada.

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

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Ciclos de proceso de fuga térmica en Baterías de Li-ion.

●Inicio

El calor Joule es esencialmente consistente bajo abuso térmico y eléctrico, como sobrecarga, hasta que la temperatura de la batería excede un punto conocido como temperatura de inicio (T-onset).

●Aceleración

La parte reactiva del ánodo primero se hace susceptible a las interacciones exotérmicas con el electrolito como resultado de la descomposición de la interfaz de electrolito sólido. Debido a la disminución del SEI, los electrolitos se oxidan y reducen simultáneamente en el ánodo. En este punto, el autocalentamiento comienza a notarse y aumenta casi linealmente a medida que aumenta la temperatura.

● fugitivo

Las celdas alcanzan la Etapa 3, también conocida como Thermal Runaway, como resultado del calentamiento continuo. La velocidad de las reacciones de cátodo y ánodo aumenta, y este proceso de autopropagación hace que la temperatura de la celda aumente rápidamente. Podrían producirse arcos internos, llamas o una descomposición rápida de los componentes.

●Daño

La batería inevitablemente se destruirá debido a la fuga térmica.

Rango de temperatura de funcionamiento de la batería

Cualquier batería de litio dejará de cargarse inmediatamente cuando la temperatura caiga por debajo de cero. Sin embargo, las baterías no se congelan y continuarán descargándose en tales condiciones. Antes de cargar, la batería debe calentarse a una temperatura más cómoda.

El calor es, con mucho, el peor enemigo de la vida útil de la batería, solo superado por el daño que las temperaturas frías pueden causar a las baterías, y no se trata solo de las celdas de litio. Cualquier batería que funcione a alta temperatura experimentará una pérdida de energía más rápidamente que una que funcione a temperatura ambiente. Esta es la razón por la cual los cargadores de baterías de litio dejan de funcionar alrededor de los 115 ° F, al igual que lo hacen a temperaturas increíblemente bajas.

Afirmar que hay una temperatura precisa que es demasiado alta o demasiado baja para que funcionen las baterías de iones de litio es simplemente anticientífico. La batería puede funcionar de la mejor manera mientras mantiene su longevidad y capacidad para funcionar a su máxima capacidad durante 3000 ciclos en un rango de 50 °F a un máximo de 110 °F.