Vienu akies mirksniu orai vėl atšalo. Nors šiaurėje yra šildymas patalpose, taip šilta, kad norisi kasdien suvalgyti ledų, tačiau išėjus susiduriu su apie 40 laipsnių temperatūros skirtumu, kuris vis tiek šiek tiek gąsdina.
Jei jūsų kišenėje esantis išmanusis telefonas tikrai yra „išmanusis telefonas“, jis nenori užgesti ir sušalti. kodėl? Nes mobiliųjų telefonų „gyvybės juostos“ galia šį sezoną visada krenta nerimą keliančiu greičiu.
Šį sezoną vienas dalykas yra labai sumažintas – akumuliatoriaus veikimo laikas. Elektrinių transporto priemonių kreiserinis nuotolis šiaurės žiemą gali būti mažesnis nei 30% nei vasarą.
Internete yra ryškus aprašymas: žiemą turiu išvažiuoti skubiais reikalais. Paimu telefoną ir matau, kad dar liko 50+ baterijos. Išeinu su pasitikėjimu. Pasiekęs tikslą, paimu telefoną ir nežinau, kada pasikeitė baterijos piktograma, kuri ką tik buvo žalia. Tapo 20% raudonos. Jūs žiūrite nustebę, o priešais jus pasikeičia 1%. Jus ištiko šokas, kvėpavote į telefoną ir trynėte rankas, bet vis tiek negalėjote sulaikyti, kad telefonas neatšaltų...
Keletas didelių iššūkių, kuriuos sukelia žema temperatūra
Kokia problema? Paaiškėjo, kad temperatūra per žema, o akumuliatorius „sunaudotas iš vidaus“.
Prieš tyrinėdami vidinio akumuliatoriaus suvartojimo priežastis, pirmiausia išsiaiškinkime, kaip baterija veikia.
Baterijoje daugiausia yra šie pagrindiniai komponentai: neigiamas elektrodas (daugiausia grafitas naudojamas kaip neigiamas elektrodas), teigiamas elektrodas (pavyzdžiui naudojamas ličio geležies fosfatas), separatorius (ličio jonai gali praeiti, bet elektronai ne) ir akumuliatorius. korpusas.
Įkraunant ličio jonų akumuliatorių, ličio jonai išsiskiria iš ličio geležies fosfato teigiamame elektrode, elektrolito tirpale juda į neigiamą elektrodą ir įterpiami į grafitą. Grafitas neigiamame elektrode sugers ličio jonus, einančius iš teigiamo elektrodo, ir elektronus, judančius per laidą. Iškrovimo metu grafite sukaupti ličio jonai vėl išeina, praeina per separatorių per elektrolitą ir grįžta į teigiamą elektrodą. Elektronai negali praeiti pro separatorių ir gali grįžti tik į teigiamą elektrodą iš išorinio laido. Šis veiksmas generuoja srovę laide, todėl elektros prietaisas pradeda veikti.
Kaip žema temperatūra paveiks ličio jonų akumuliatorių darbą? Žemos temperatūros aplinka turės įtakos akumuliatoriaus medžiagoms ir veikimo procesams. Lygiai taip pat, kaip pirštai, kurie žiemą per ilgai yra veikiami elementų, tampa mažiau lankstūs, taip ir akumuliatoriuje esančios medžiagos. Žemos temperatūros aplinkoje jonams tampa sunkiau išeiti ir įsiterpti į medžiagas, sunkiau prasiskverbti pro membraną, taip pat sumažės jonų judėjimo greitis.
Žemos temperatūros iškrovos metu ličio jonų įterpimo į katodo elektrodo medžiagą greitis sulėtėja. Priekyje esantys ličio jonai atkeliauja anksčiau, nei priekyje esantys ličio jonai spėja įterpti į medžiagą. Ličio jonai pradeda strigti, o elektrodo medžiagos paviršiuje kaupiasi didelis kiekis ličio jonų, kurie pagreitins pasyvavimo sluoksnio gamybą (pramonėje vadinama SEI plėvele, ši plėvelė sulėtins ličio jonų įterpimą į elektrodą). Tokiu būdu įterpimas yra dar sunkesnis. Makroskopinis pasireiškimas yra tas, kad padidėja vidinė akumuliatoriaus varža, baterija pradeda „vartoti viduje“, o išėjimo galia į išorę tampa mažesnė.
Įkraunant žemoje temperatūroje ličio jonai migruoja link grafito neigiamo elektrodo, tačiau greitis, kuriuo ličio jonai įterpiami į grafitą, taip pat sulėtėja, o elektronai per laidą gali laimingai pasiekti neigiamą elektrodą. Kai elektronai susiduria su ličio jonais ant neigiamo elektrodo paviršiaus, metalinis litis bus generuojamas, kad susidarytų ličio dendritai. Kai ličio dendritai išaugs, jie pradurs separatorių, sukeldami akumuliatoriaus trumpąjį jungimą ir netinkamą veikimą.
Vidinis pašildymas
Šis techninis kelias vadinamas vidiniu pašildymu. Gamindamas akumuliatorių, gamintojas į baterijos konstrukciją prideda ploną nikelio folijos gabalėlį ir padengia elektrą izoliuojančiu polimeru (kad plona nikelio folija neužtrumpintų akumuliatoriaus). Kai baterijos temperatūra nukrenta per žemai, valdiklis perkelia srovę pernikelio folija, generuojantis daug šilumos energijos, kad būtų galima greitai įkaitinti akumuliatoriaus medžiagą. Leiskite akumuliatoriui visada išsikrauti santykinai geroje darbinės temperatūros diapazone.
Jei norite įkrauti žemoje temperatūroje, įkrovimo įranga pirmiausia įkraus akumuliatorių maža galia, naudos paties akumuliatoriaus įkrovimo metu generuojamą šilumą, kad iš anksto pašildytų akumuliatorių ir palauktų, kol akumuliatoriaus temperatūra pakils iki tinkamo diapazono, prieš atlikdami aukštą galios greitas įkrovimas.
3 straipsnis. Išorinis šildymas. Prie akumuliatoriaus galite pridėti pakaitinimo įrangą (pvz., šildytuvus ir elektrines krosnis).
Akumuliatorius pirmiausia tiekia mažos galios maitinimą pakaitinimo įrenginiui. Pakaitinimo įtaisas gamina šilumą ir padidina akumuliatoriaus temperatūrą. Pasiekus reikiamą darbinę temperatūrą, baterija pereina į normalią darbo būseną. Kai kurie elektromobiliai turi akumuliatoriaus pašildymo funkciją. Žiemą akumuliatorius turi būti pašildytas prieš naudojant automobilį, kad automobilis pradėtų veikti normaliai.
