På et øyeblikk har været blitt kaldt igjen. Selv om det er oppvarming innendørs i nord er det så varmt at jeg vil spise is hver dag, men når jeg går ut møter jeg en temperaturforskjell på rundt 40 grader, noe som fortsatt er litt skummelt.
Hvis smarttelefonen i lommen virkelig er en "smarttelefon", så vil den ikke gå ut og bli kald. Hvorfor? Fordi "life bar"-kraften til mobiltelefoner alltid synker i en alarmerende hastighet i løpet av denne sesongen.
Denne sesongen er det en ting som er sterkt rabattert – batterilevetiden. Cruising rekkevidden for elektriske kjøretøy i den nordlige vinteren kan bare være mindre enn 30% rabatt på sommeren.
Det er en levende beskrivelse på Internett: Jeg må ut for akutte saker om vinteren. Jeg tar opp telefonen min og ser at jeg fortsatt har 50+ batterier igjen. Jeg går ut med selvtillit. Når jeg når destinasjonen, tar jeg opp telefonen og jeg vet ikke når batteriikonet, som var grønt akkurat nå, har endret seg. Ble 20% rød. Du stirrer overrasket, og den endres til 1 % foran deg. Du ble sjokkert, pustet inn i telefonen og gned deg i hendene, men du kunne fortsatt ikke stoppe telefonen fra å bli kaldere...
Flere store utfordringer forårsaket av lav temperatur
Hva er problemet? Det viste seg at temperaturen var for lav og batteriet var «internt oppbrukt».
Før vi utforsker årsakene til internt batteriforbruk, la oss først forstå hvordan batteriet fungerer.
Batteriet har hovedsakelig disse hovedkomponentene: negativ elektrode (for det meste grafitt brukes som negativ elektrode), positiv elektrode (litiumjernfosfat brukes som eksempel), separator (litiumioner kan passere gjennom, men elektroner kan ikke), og batteriet foringsrør.
Når et litiumionbatteri lades, frigjøres litiumioner fra litiumjernfosfatet i den positive elektroden, beveger seg i elektrolyttløsningen til den negative elektroden og er innebygd i grafitten. Grafitten i den negative elektroden vil absorbere litiumionene som løper fra den positive elektroden og elektronene som beveger seg gjennom ledningen. Under utladning slipper litiumionene som er lagret i grafitten igjen, passerer gjennom separatoren gjennom elektrolytten og går tilbake til den positive elektroden. Elektronene kan ikke passere gjennom separatoren og kan bare gå tilbake til den positive elektroden fra den eksterne ledningen. Denne handlingen genererer strøm i ledningen, noe som får det elektriske apparatet til å fungere.
Hvordan vil lave temperaturer påvirke arbeidet til litium-ion-batterier? Materialene og driftsprosessene til batteriet vil bli påvirket av miljøet med lav temperatur. Akkurat som fingre som blir utsatt for vær og vind for lenge om vinteren, blir mindre fleksible, så kan også materialene i batteriet. I et lavtemperaturmiljø blir det vanskeligere for ioner å unnslippe og legge seg inn i materialer, og det blir vanskeligere å passere gjennom membranen, og bevegelseshastigheten til ioner vil også reduseres.
Under lavtemperaturutladning reduseres hastigheten med hvilken litiumioner er innebygd i katodeelektrodematerialet. Litiumionene i fronten kommer før litiumionene i fronten rekker å legges inn i materialet. Litiumioner begynner å sette seg fast, og en stor mengde litiumioner samler seg på overflaten av elektrodematerialet, noe som vil akselerere produksjonen av passiveringslaget (kalt en SEI-film i industrien, denne filmen vil bremse innsettingen av litiumioner inn i elektroden). På denne måten er innebygging enda vanskeligere. Den makroskopiske manifestasjonen er at den indre motstanden til batteriet øker, batteriet begynner å "forbruke internt", og kraftutgangen til utsiden blir mindre.
Under lavtemperaturlading migrerer litiumioner mot den grafitt negative elektroden, men hastigheten som litiumioner er innebygd i grafitten reduseres også, mens elektroner gjerne kan nå den negative elektroden gjennom ledningen. Når elektroner møter litiumioner på overflaten av den negative elektroden, vil metallisk litium genereres for å danne litiumdendritter. Når litiumdendrittene vokser, vil de gjennombore separatoren, noe som fører til at batteriet kortslutter og fungerer feil.
Intern forvarming
Denne tekniske ruten kalles intern forvarming. Når du lager et batteri, legger produsenten et tynt stykke nikkelfolie til batteristrukturen og dekker det med en elektrisk isolerende polymer (for å hindre at den tynne nikkelfolien kortslutter batteriet). Når batteritemperaturen blir for lav, tvinger kontrolleren strøm gjennomnikkelfolie, genererer en stor mengde varmeenergi for raskt å varme opp batterimaterialet. La batteriet alltid lades ut innenfor et relativt godt driftstemperaturområde.
Hvis du ønsker å lade ved lave temperaturer, vil ladeutstyret først lade batteriet med lav effekt, bruke varmen som genereres av batteriet selv under ladingen til å forvarme batteriet og vente til batteritemperaturen stiger til et passende område før du utfører høy- kraft rask lading.
Artikkel 3: Ekstern oppvarming. Du kan legge til forvarmingsutstyr til batteriet (som for eksempel varmeovner og elektriske ovner).
Batteriet leverer først laveffekt til forvarmeenheten. Forvarmingsenheten genererer varme og får batteritemperaturen til å stige. Etter å ha nådd riktig driftstemperatur går batteriet over i normal arbeidsstatus. Noen elbiler er utstyrt med batteriforvarmingsfunksjon. Om vinteren må batteriet forvarmes før du bruker bilen for å sette bilen i normal driftstilstand.
