ผลกระทบเชิงลบของอุณหภูมิสูงต่อ แบตเตอรี่ลิเธียม

อุณหภูมิสูงส่งผลกระทบอย่างครอบคลุมและไม่สามารถย้อนกลับได้ต่อแบตเตอรี่ลิเธียม ประเด็นหลักมีดังนี้:

1. ความจุลดลงและอายุการใช้งานสั้นลง (ผลกระทบที่พบบ่อยที่สุด)

กลไก: อุณหภูมิที่สูงขึ้นจะเร่งปฏิกิริยาข้างเคียงในระบบไฟฟ้าเคมีของแบตเตอรี่ เช่น การสลายตัวของอิเล็กโทรไลต์ และปฏิกิริยาระหว่างลิเธียมไอออนที่แอคทีฟกับอิเล็กโทรไลต์ ก่อตัวเป็นชั้นโซลิดอิเล็กโทรไลต์อินเตอร์เฟส (SEI) การเติบโตอย่างต่อเนื่องของชั้น SEI จะกินลิเธียมและอิเล็กโทรไลต์ที่แอคทีฟอย่างถาวร นำไปสู่การสูญเสียความจุอย่างถาวร

อาการ: อายุการใช้งานแบตเตอรี่ลดลงอย่างเห็นได้ชัด หลังจากชาร์จเต็มแล้ว ระยะเวลาการใช้งานจะสั้นลง หลักการทั่วไปคือ ทุกๆ อุณหภูมิใช้งานเฉลี่ยที่เพิ่มขึ้น 10°C อายุการใช้งานของแบตเตอรี่อาจลดลงครึ่งหนึ่ง

2. ประสิทธิภาพการทำงานลดลง

กลไก: ความต้านทานภายในเพิ่มขึ้น แม้ว่าอุณหภูมิสูงอาจลดความต้านทานภายในลงชั่วคราวและปรับปรุงประสิทธิภาพการคายประจุเล็กน้อย แต่การสัมผัสเป็นเวลานานจะเร่งการเจริญเติบโตของ SEI ส่งผลให้ความต้านทานภายในเพิ่มขึ้นอย่างถาวร

อาการแสดง: แรงดันไฟฟ้าผันผวนมากขึ้นในระหว่างการชาร์จ/คายประจุ กำลังไฟฟ้าขาออกที่อ่อนลง เช่น รถยนต์ไฟฟ้าที่มีการเร่งความเร็วลดลง หรือสมาร์ทโฟนที่ประสบปัญหาความล่าช้าในระหว่างการเล่นเกม

3. ความเสี่ยงด้านความปลอดภัย (ผลกระทบรุนแรงที่สุด)

กลไก: อุณหภูมิสูงอาจทำให้เกิดการหนีความร้อน ซึ่งเป็นวงจรป้อนกลับแบบเร่งตัวเองที่อันตราย:

• อุณหภูมิที่สูงขึ้นจะทำให้ชั้น SEI สลายตัวและปล่อยความร้อนออกมา
• ความร้อนยังทำให้อุณหภูมิของเซลล์สูงขึ้น ส่งผลให้ตัวแยกหดตัวหรือละลาย ส่งผลให้เกิดไฟฟ้าลัดวงจรภายใน
• วัสดุอิเล็กโทรไลต์และแคโทดจะสลายตัวภายใต้ความร้อน ทำให้เกิดความร้อนและก๊าซติดไฟเพิ่มมากขึ้น
• ท้ายที่สุดแล้วอาจก่อให้เกิดไฟไหม้หรือการระเบิดได้

อาการแสดง : บวม มีควัน มีไฟ

โซลูชันและกลยุทธ์การบรรเทาผลกระทบ

การแก้ไขปัญหาอุณหภูมิสูงต้องอาศัยความพยายามร่วมกันในการออกแบบเซลล์ การจัดการระบบ และแนวทางปฏิบัติของผู้ใช้ปลายทาง

1. การออกแบบเซลล์และระดับวัสดุ (นำโดยผู้ผลิต)

วัสดุที่ทนต่ออุณหภูมิสูง: ใช้สารเคมีที่ปลอดภัยและเสถียรกว่า เช่น LiFePO₄ (LFP) ซึ่งโดยเนื้อแท้แล้วให้ความเสถียรทางความร้อนสูงกว่าเมื่อเทียบกับ NMC ใช้แผ่นแยกเคลือบเซรามิกที่มีความทนต่อความร้อนสูงกว่าและมีสารเติมแต่งอิเล็กโทรไลต์ที่หน่วงการติดไฟ

การออกแบบโครงสร้างที่เหมาะสมที่สุด: เทคนิคต่างๆ เช่น กระบวนการซ้อนกัน พื้นที่ผิวอิเล็กโทรดที่ใหญ่ขึ้น และการออกแบบแท็บที่เหมาะสมที่สุด ช่วยลดความต้านทานภายในและการเกิดความร้อน

2. การออกแบบระบบและระดับ BMS (นำโดยผู้ผลิตผลิตภัณฑ์)

นี่คือหัวใจสำคัญของการรับประกันความปลอดภัยของแบตเตอรี่ และ EverExceed มอบระบบการจัดการแบตเตอรี่ขั้นสูง (BMS) เพื่อตอบสนองความต้องการเหล่านี้

การตรวจสอบอุณหภูมิ: เซ็นเซอร์หลายตัวได้รับการวางตำแหน่งอย่างมีกลยุทธ์ภายในบรรจุภัณฑ์สำหรับการตรวจสอบความร้อนแบบเรียลไทม์

โซลูชั่นการจัดการความร้อน:

ระบบระบายความร้อนด้วยอากาศแบบพาสซีฟ: ระบบระบายความร้อนด้วยการพาความร้อนตามธรรมชาติหรือด้วยพัดลม ประหยัดต้นทุนสำหรับการใช้งานขนาดเล็ก

ระบบระบายความร้อนด้วยของเหลวแบบแอคทีฟ: การหมุนเวียนน้ำหล่อเย็นผ่านท่อภายในเพื่อการกระจายความร้อนอย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งเป็นโซลูชันหลักสำหรับรถยนต์ไฟฟ้าและการใช้งานพลังงานสูง

การทำความเย็นด้วยสารทำความเย็นโดยตรง : การใช้สารทำความเย็นจากระบบปรับอากาศเพื่อประสิทธิภาพการทำความเย็นสูงสุด

การควบคุมการชาร์จ/คายประจุอัจฉริยะ: EverExceed BMS ปรับกำลังชาร์จและคายประจุอย่างชาญฉลาดตามอุณหภูมิของเซลล์ ตัวอย่างเช่น การชาร์จจะช้าลงหรือหยุดชั่วคราวภายใต้อุณหภูมิสูง จนกว่าจะกลับสู่สภาวะที่ปลอดภัย

✅ บทสรุป

อุณหภูมิสูงเร่งการเสื่อมสภาพของแบตเตอรี่ลิเธียม ลดความจุ และเพิ่มความเสี่ยงด้านความปลอดภัยอย่างมาก โซลูชันนี้จำเป็นต้องใช้วิธีการระดับระบบ:

สำหรับผู้ผลิตแบตเตอรี่: นวัตกรรมด้านวัสดุและการออกแบบเพื่อเพิ่มความทนทานต่อความร้อน

สำหรับผู้รวมระบบ: การนำ BMS ขั้นสูงและโซลูชันการจัดการความร้อนที่มีประสิทธิภาพ เช่น การระบายความร้อนด้วยของเหลวมาใช้

สำหรับผู้ใช้ปลายทาง: การตระหนักว่าแบตเตอรี่ลิเธียมนั้น "ไวต่อความร้อน" จึงควรหลีกเลี่ยงการสัมผัสกับอุณหภูมิสูงเป็นเวลานาน และพัฒนาพฤติกรรมการใช้งานที่ดี

EverExceed มีประสบการณ์หลายสิบปีใน แบตเตอรี่ลิเธียมและโซลูชันการจัดเก็บพลังงาน นำเสนอเทคโนโลยี LiFePO₄ ที่มีความปลอดภัยสูง ระบบ BMS อัจฉริยะ และระบบระบายความร้อนที่ทันสมัย โซลูชันของเราช่วยให้มั่นใจได้ว่าระบบโทรคมนาคม ศูนย์ข้อมูล รถยนต์ไฟฟ้า และระบบกักเก็บพลังงานอุตสาหกรรมจะยังคงมีความน่าเชื่อถือ ปลอดภัย และใช้งานได้ยาวนาน แม้ในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง