แบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟต แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน โซลูชันการจัดเก็บพลังงาน

เทคโนโลยีอุณหภูมิต่ำของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนคืออะไร?-Permormance

26 Aug 2021

เทคโนโลยีอุณหภูมิต่ำของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนคืออะไร?

EverExceed เพิ่งเปิดตัวเทคโนโลยีใหม่ที่อุณหภูมิต่ำ แบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟต ซึ่งสามารถชาร์จได้แม้ในอุณหภูมิต่ำกว่า 0°C และอุณหภูมิติดลบ ในบทความทางเทคนิค 5 บทความ เราจะอธิบายรายละเอียดของเทคโนโลยีอันล้ำสมัยนี้อย่างละเอียด บทความนี้จะพูดถึง "ประสิทธิภาพ" ของแบตเตอรี่ลิเธียมเทคโนโลยีอุณหภูมิต่ำ

ผลงาน:

สำหรับ แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน ไม่ว่าจะเป็นมาตรฐานระดับชาติหรือมาตรฐานองค์กร ก็มีช่วงอุณหภูมิต่ำสุดของการปล่อยประจุที่เข้มงวด คือ ไม่น้อยกว่า -20°C สำหรับอุณหภูมิในการชาร์จ ไม่เพียงแต่จะระบุอุณหภูมิขั้นต่ำ เช่น อุณหภูมิการปล่อยประจุเท่านั้น แต่ยังระบุอย่างชัดเจนว่าการชาร์จสามารถทำได้ในอัตราต่ำที่อุณหภูมิต่ำเท่านั้น และไม่สามารถชาร์จจนเต็มได้ (เช่น การชาร์จที่อุณหภูมิ 0-15°C สามารถทำได้ที่ 0.2°C และแรงดันไฟฟ้าสูงสุดคือ 4.0V) เนื่องจากเกรงว่าผู้ใช้จะข้ามสระสายฟ้า ดังนั้น คำถามคือ เดิมทีสิ่งที่ผู้ใช้ต้องการคือนักสู้ที่รอบด้าน ซึ่งควรคำนึงถึงประสิทธิภาพทั้งอุณหภูมิสูงและต่ำ แต่ทำไมผู้ผลิตแบตเตอรี่ลิเธียมจึงกำหนดข้อจำกัดที่เข้มงวดเหล่านี้?

เริ่มต้นด้วยประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่อุณหภูมิต่ำ สำหรับอัตราการคายประจุที่เท่ากัน ยิ่งอุณหภูมิภายนอกต่ำลง แรงดันไฟฟ้าในการคายประจุก็จะยิ่งต่ำลง ดังแสดงในรูปด้านล่าง:

จากรูปจะเห็นได้ว่าเมื่ออุณหภูมิลดลง แรงดันคายประจุของแบตเตอรี่จะลดลงอย่างมากเช่นกัน ทำให้แบตเตอรี่จะไปถึงแรงดันตัดการคายประจุได้เร็วขึ้นเมื่อคายประจุที่อุณหภูมิต่ำ ส่งผลให้ความจุในการคายประจุที่อุณหภูมิต่ำต่ำกว่าความจุที่อุณหภูมิห้องอย่างมาก ต้องอธิบายว่าความจุของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่อุณหภูมิต่ำจะไม่หายไป แต่จะไม่สามารถคายประจุได้อย่างสมบูรณ์ภายในช่วงแรงดันไฟฟ้าปกติ (≥ 3.0V) หากสามารถยืดแรงดันตัดการคายประจุออกไปได้อีก ความจุที่เหลือก็สามารถคายประจุได้ แต่ปัญหาคือแรงดันไฟฟ้าต่ำไม่สามารถรักษาการใช้งานอุปกรณ์ไฟฟ้าตามปกติได้ ดังนั้นแรงดันจำกัดล่างที่ต่ำ (< 2.5V) จึงไม่ได้มีความสำคัญมากนักในการถกเถียงกัน

เมื่อเทียบกับการคายประจุที่อุณหภูมิต่ำ ประสิทธิภาพการชาร์จแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่อุณหภูมิต่ำนั้นไม่น่าพึงพอใจนัก ประการแรก การชาร์จที่อุณหภูมิต่ำจะไปถึงระดับแรงดันคงที่อย่างรวดเร็ว ทำให้ความจุในการชาร์จลดลงในระดับหนึ่ง และใช้เวลาในการชาร์จนานขึ้น ดังแสดงในรูปด้านล่าง:

ยิ่งไปกว่านั้น เมื่อแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนถูกชาร์จที่อุณหภูมิต่ำ ลิเธียมไอออนอาจไม่ฝังตัวอยู่ในขั้วบวกกราไฟต์ ทำให้ลิเธียมเดนไดรต์ตกตะกอนบนพื้นผิวของขั้วบวกและกลายเป็นลิเธียมเดนไดรต์โลหะ ปฏิกิริยานี้จะกินลิเธียมไอออนในแบตเตอรี่ซึ่งสามารถชาร์จและคายประจุซ้ำได้ และลดความจุของแบตเตอรี่ลงอย่างมาก ลิเธียมเดนไดรต์โลหะที่แยกตัวออกมาอาจเจาะไดอะแฟรม ซึ่งส่งผลต่อประสิทธิภาพด้านความปลอดภัย ภาพวิวัฒนาการของลิเธียมบนพื้นผิวขั้วลบของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนหลังจากการชาร์จที่อุณหภูมิต่ำมีดังนี้:

ความจุในการระบายประจุที่อุณหภูมิต่ำของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนจะลดลง แต่สามารถฟื้นคืนได้หลังจากการชาร์จและการระบายประจุที่อุณหภูมิห้อง ซึ่งเป็นการสูญเสียความจุแบบกลับคืนได้ แต่การชาร์จที่อุณหภูมิต่ำจะทำให้เกิดการตกตะกอนของลิเธียม ซึ่งเป็นการสูญเสียความจุอย่างถาวร

เนื่องจากการชาร์จที่อุณหภูมิต่ำก่อให้เกิดอันตรายมากกว่าต่อวิวัฒนาการของลิเธียม การควบคุมการชาร์จแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่อุณหภูมิต่ำจึงเข้มงวดกว่าการควบคุมการปล่อยประจุที่อุณหภูมิต่ำ ปัจจุบัน บริษัทแบตเตอรี่หลายแห่งอธิบายสภาวะการชาร์จของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนในลักษณะ "การชาร์จแบบขั้นบันได" นี่คือตัวอย่างที่คล้ายกัน:

อุณหภูมิในการชาร์จ	กระแสไฟชาร์จ	แรงดันไฟฟ้าขีดจำกัดบน
0 ℃ ~10 ℃	0.2 องศาเซลเซียส	4.0โวลต์
10 ℃ ~20 ℃	0.5 องศาเซลเซียส	4.35 โวลต์
20 ℃ ~45 ℃	1.0C	4.35 โวลต์

แม้ว่าคำอธิบายข้างต้นของการชาร์จแบบขั้นตอนจะดู "ไม่สมเหตุสมผล" สำหรับลูกค้า แต่เป็นวิธีที่ผู้ผลิตแบตเตอรี่มักใช้เพื่อหลีกเลี่ยงการตกตะกอนของลิเธียมในระหว่างการชาร์จที่อุณหภูมิต่ำ

ถึงเวลาสรุปแล้ว เนื่องจากแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมีแรงดันไฟฟ้าต่ำกว่าเมื่อคายประจุที่อุณหภูมิต่ำ ความจุในการคายประจุที่อุณหภูมิต่ำจะลดลงอย่างมาก แต่การสูญเสียนี้จะได้รับการชดเชยโดยอัตโนมัติด้วยการชาร์จและคายประจุที่อุณหภูมิปกติ ซึ่งเป็นการสูญเสียแบบกลับคืนได้ แต่สำหรับการชาร์จที่อุณหภูมิต่ำ อุณหภูมิที่ต่ำเกินไปหรืออัตราการคายประจุที่สูงเกินไปจะทำให้เกิดการก่อตัวของลิเธียมเดนไดรต์แบบกลับคืนไม่ได้และสูญเสียความจุแบบกลับคืนไม่ได้ ซึ่งส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพความปลอดภัยของแบตเตอรี่

บทสรุป:

เพื่อให้ตรงกับความต้องการของประเทศหนาวเย็นที่คุณต้องการความน่าเชื่อถือ โซลูชันการจัดเก็บพลังงาน สำหรับการใช้งานกลางแจ้ง วิศวกรวิจัยและพัฒนาของ EverExceed ได้ทุ่มเทเวลาอันยาวนานเพื่อคิดค้นโซลูชันที่เหมาะสม จึงทำให้เกิดเทคโนโลยีใหม่นี้ขึ้น ดังนั้น สำหรับโซลูชันการจัดเก็บพลังงานสำหรับอุณหภูมิเย็นของคุณ เลือกใช้ EverExceed เป็นแบรนด์ที่เชื่อถือได้อย่างสมบูรณ์

แท็ก :