เทคโนโลยีอุณหภูมิต่ำของแบตเตอรี่ Li ion คืออะไร

เทคโนโลยีอุณหภูมิต่ำของแบตเตอรี่ Li ion คืออะไร - Permormance

26 Aug 2021

เทคโนโลยีอุณหภูมิต่ำของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนคืออะไร?

EverExceed เพิ่งเปิดตัวเทคโนโลยีใหม่ของแบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟต อุณหภูมิต่ำ ซึ่งสามารถชาร์จได้แม้ในอุณหภูมิต่ำกว่า 0°C และในอุณหภูมิติดลบ ในบทความทางเทคนิคจำนวน 5 ชุด เราจะอธิบายรายละเอียดของเทคโนโลยีที่ปฏิวัติวงการนี้อย่างละเอียด ในบทความนี้เราจะพูดถึง "ประสิทธิภาพ" ของแบตเตอรี่ลิเธียมเทคโนโลยีอุณหภูมิต่ำ

ผลงาน:

สำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนไม่ว่าจะเป็นมาตรฐานแห่งชาติหรือมาตรฐานองค์กรก็ตาม มีช่วงอุณหภูมิจำกัดด้านล่างที่เข้มงวด: ไม่น้อยกว่า -20°C สำหรับอุณหภูมิในการชาร์จนั้นไม่เพียงแต่ระบุอุณหภูมิต่ำสุดเช่นการคายประจุเท่านั้น แต่ยังกำหนดไว้อย่างชัดเจนว่าการชาร์จสามารถทำได้ในอัตราเล็กน้อยที่อุณหภูมิต่ำและไม่สามารถชาร์จจนเต็มได้ (เช่น การชาร์จที่ 0 ~ 15° C สามารถทำได้ที่ 0.2C เท่านั้น และแรงดันไฟฟ้าขีดจำกัดบนคือ 4.0V) เนื่องจากกลัวว่าผู้ใช้จะข้ามสระฟ้าร้อง คำถามก็คือ เดิมทีสิ่งที่ผู้ใช้ต้องการคือนักสู้รอบด้านที่ควรคำนึงถึงประสิทธิภาพทั้งที่อุณหภูมิสูงและต่ำ แต่เหตุใดผู้ผลิตแบตเตอรี่ลิเธียมจึงกำหนดข้อจำกัดที่เข้มงวดเหล่านี้

เริ่มจากประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่อุณหภูมิต่ำกันก่อน สำหรับอัตราการคายประจุที่เท่ากัน ยิ่งอุณหภูมิภายนอกต่ำลง แรงดันไฟฟ้าคายประจุก็จะยิ่งต่ำลง ดังแสดงในรูปด้านล่าง:

จากรูปที่เห็นได้ว่าเมื่ออุณหภูมิลดลง แรงดันดิสชาร์จของแบตเตอรี่ก็ลดลงอย่างมากด้วย ทำให้แบตเตอรี่ถึงแรงดันตัดดิสชาร์จเร็วขึ้นเมื่อคายประจุที่อุณหภูมิต่ำ ส่งผลให้ความจุดิสชาร์จที่อุณหภูมิต่ำอย่างมีนัยสำคัญ ต่ำกว่าความจุอุณหภูมิห้อง ต้องอธิบายว่าความจุของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่อุณหภูมิต่ำจะไม่หายไป แต่ไม่สามารถคายประจุได้อย่างสมบูรณ์ภายในช่วงแรงดันไฟฟ้าปกติ (≥ 3.0V) หากแรงดันไฟฟ้าตัดการคายประจุสามารถขยายออกไปได้อีก ความจุที่เหลืออยู่ก็สามารถคายประจุได้ แต่ปัญหาคือแรงดันไฟฟ้าต่ำไม่สามารถรักษาการใช้อุปกรณ์ไฟฟ้าตามปกติได้ ดังนั้นแรงดันไฟฟ้าขีดจำกัดล่างต่ำ (< 2.5V) โดยทั่วไปจึงไม่มีความสำคัญในการอภิปรายมากนัก

เมื่อเทียบกับการปล่อยประจุที่อุณหภูมิต่ำ ประสิทธิภาพของการชาร์จแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่อุณหภูมิต่ำนั้นไม่น่าพอใจมากกว่า ประการแรก การชาร์จที่อุณหภูมิต่ำจะไปถึงระดับแรงดันคงที่อย่างรวดเร็ว ลดความสามารถในการชาร์จลงได้ในระดับหนึ่ง และเพิ่มเวลาในการชาร์จ ดังแสดงในรูปด้านล่าง:

นอกจากนี้ เมื่อชาร์จแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่อุณหภูมิต่ำ ลิเธียมไอออนอาจไม่ฝังอยู่ในขั้วบวกกราไฟท์ ดังนั้นลิเธียมเดนไดรต์จะตกตะกอนบนพื้นผิวของขั้วบวกเพื่อสร้างโลหะลิเธียมเดนไดรต์ ปฏิกิริยานี้จะใช้ลิเธียมไอออนในแบตเตอรี่ที่สามารถชาร์จและคายประจุได้ซ้ำๆ และลดความจุของแบตเตอรี่ลงอย่างมาก ลิเธียมเดนไดรต์ที่เป็นโลหะที่แยกออกจากกันอาจเจาะไดอะแฟรมด้วย ซึ่งส่งผลต่อประสิทธิภาพด้านความปลอดภัย รูปภาพวิวัฒนาการลิเธียมบนพื้นผิวขั้วลบของแบตเตอรี่ Li ion หลังจากการชาร์จที่อุณหภูมิต่ำมีดังนี้:

ความสามารถในการคายประจุที่อุณหภูมิต่ำของแบตเตอรี่ Li ion จะลดลง แต่สามารถกู้คืนได้หลังจากการชาร์จและการคายประจุที่อุณหภูมิห้อง ซึ่งเป็นการสูญเสียความจุแบบย้อนกลับได้ แต่การชาร์จที่อุณหภูมิต่ำจะทำให้เกิดการตกตะกอนของลิเธียม ซึ่งเป็นการสูญเสียกำลังการผลิตอย่างถาวร

เนื่องจากอันตรายที่มากขึ้นของวิวัฒนาการลิเธียมที่เกิดจากการชาร์จที่อุณหภูมิต่ำ การควบคุมการชาร์จแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่อุณหภูมิต่ำจึงเข้มงวดกว่าการชาร์จที่อุณหภูมิต่ำ ปัจจุบัน บริษัทแบตเตอรี่หลายแห่งอธิบายสภาวะการชาร์จของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนในลักษณะ "การชาร์จแบบขั้น" นี่คือตัวอย่างที่คล้ายกัน:

อุณหภูมิในการชาร์จ	กำลังชาร์จปัจจุบัน	แรงดันไฟฟ้าขีดจำกัดบน
0 ℃ ~ 10 ℃	0.2C	4.0V
10 ℃ ~ 20 ℃	0.5C	4.35V
20 ℃ ~45 ℃	1.0C	4.35V

แม้ว่าคำอธิบายข้างต้นเกี่ยวกับการชาร์จแบบขั้นบันไดจะค่อนข้าง "หลุม" สำหรับลูกค้า แต่ก็เป็นวิธีที่ผู้ผลิตแบตเตอรี่ใช้กันทั่วไปเพื่อหลีกเลี่ยงการตกตะกอนของลิเธียมระหว่างการชาร์จที่อุณหภูมิต่ำ

ตอนนี้ได้เวลาสรุปแล้ว เนื่องจากแรงดันไฟฟ้าที่ต่ำกว่าของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่อุณหภูมิต่ำ ความสามารถในการคายประจุที่อุณหภูมิต่ำจะลดลงอย่างมาก แต่การสูญเสียนี้จะได้รับการชดเชยโดยอัตโนมัติด้วยประจุและการคายประจุอุณหภูมิปกติ ซึ่งเป็นการสูญเสียแบบย้อนกลับได้ แต่สำหรับการชาร์จที่อุณหภูมิต่ำ อุณหภูมิที่ต่ำเกินไปหรืออัตราที่สูงเกินไปจะทำให้เกิดการก่อตัวของลิเธียมเดนไดรต์ที่ไม่สามารถย้อนกลับได้และการสูญเสียความจุที่ไม่สามารถย้อนกลับได้ และส่งผลต่อประสิทธิภาพด้านความปลอดภัยของแบตเตอรี่

บทสรุป:

เพื่อให้ตรงกับความต้องการของประเทศที่มีอากาศหนาวซึ่งคุณต้องการโซลูชันการจัดเก็บพลังงาน ที่เชื่อถือได้ ในการใช้งานกลางแจ้ง วิศวกรฝ่ายวิจัยและพัฒนาของ EverExceed ได้ทำงานมาเป็นเวลานานเพื่อหาโซลูชันที่เหมาะสม และด้วยเหตุนี้เทคโนโลยีใหม่จึงเกิดขึ้น ดังนั้นสำหรับโซลูชันการจัดเก็บพลังงานที่อุณหภูมิเย็นของคุณ ให้เลือก EverExceed เป็นแบรนด์ของคุณที่มีความน่าเชื่อถืออย่างสมบูรณ์

แท็ก :