導入：
市場に参入して以来、リチウム電池リチウムイオン電池は、長寿命、大きな比容量、メモリ効果がないなどの利点から、広く利用されてきました。しかし、低温で使用すると、容量低下、著しい減衰、サイクル特性の低下、リチウム析出の顕著化、リチウムの挿入と放出のアンバランスなどの問題が生じます。しかし、応用分野が拡大するにつれて、リチウムイオン電池の低温特性の悪さがもたらす制約はますます顕著になってきています。その理由を探り、冬季におけるリチウム電池の適切な取り扱い方を説明しましょう。
リチウム電池の低温性能に影響を与える要因に関する議論
1. 電解質の影響
電解質は低温性能に最も大きな影響を与えます。リチウム電池電解液の組成と物理化学的性質は、電池の低温性能に重要な影響を与えます。低温での電池サイクルで問題となるのは、電解液の粘度が上昇し、イオン伝導速度が低下し、外部回路の電子移動速度との不整合が生じることで、電池の分極が著しくなり、充放電容量が急激に低下することです。特に低温充電時には、リチウムイオンが負極表面にリチウムデンドライトを形成しやすく、電池の故障につながります。
2. 負極材料の影響
- 低温・高率充放電中、電池の分極は著しく進行し、負極表面に多量の金属リチウムが析出します。金属リチウムと電解液の反応生成物は、一般的に導電性がありません。
- 熱力学的観点から見ると、電解質にはCOやCNなどの極性基が多数含まれており、これらが負極材料と反応し、形成されるSEI膜は低温の影響を受けやすくなります。
- 炭素負極は低温でリチウムを埋め込むことが難しく、充放電に非対称性があります。
冬にリチウム電池を正しく扱うにはどうすればいいですか?
1. 低温環境でリチウム電池を使用しないでください
温度はリチウム電池に大きな影響を与えます。温度が低いほどリチウム電池の活性は低下し、充放電効率の大幅な低下につながります。一般的に、リチウム電池の動作温度はリチウム電池-20 度から 60 度の間です。
気温が0℃以下の場合は、屋外での充電は避けてください。バッテリーは屋内に持ち込んで充電できます（ただし、可燃物に近づけないでください）。気温が-20℃以下の場合、バッテリーは自動的に休止状態になり、正常に使用できなくなります。
そのため、特に北部の寒冷地域のユーザーの場合、実際に屋内で充電できる環境がない場合は、バッテリー放電時の残留熱を十分に利用し、駐車後すぐに太陽光で充電して充電量を増やし、リチウムの沈殿を回避します。
2. 使うたびに充電する習慣を身につける
冬場にバッテリー残量が少なくなった場合は、適時に充電し、使用しながら充電する習慣を身につけましょう。冬場のバッテリー残量を、通常のバッテリー寿命で見積もってはいけません。
冬には、リチウム電池バッテリー残量が低下すると、過放電や過充電が発生しやすくなり、バッテリー寿命に影響を与えたり、発火事故につながる可能性があります。そのため、冬場は少量放電と少量充電を心がけ、特に過充電を避けるため、充電中は長時間駐車を避けてください。
3. 充電中は離れないでください。長時間充電しないでください。
利便性のため、長時間充電しないでください。満充電になったらすぐにプラグを抜いてください。冬季の充電環境は0℃を下回らないようにしてください。充電中は、緊急事態を防ぎ、速やかに対処するために、あまり遠く離れないようにしてください。
4. 充電する際はリチウム電池専用の充電器を使用してください。
市場には低品質の充電器が溢れています。低品質の充電器を使用すると、バッテリーが損傷し、火災を引き起こす可能性があります。安さを理由に、安価で安全性の低い製品を購入しないでください。ましてや鉛蓄電池用の充電器は使用しないでください。充電器が正常に使用できない場合は、直ちに使用を中止してください。小さなことにとらわれて、物事の全体像を見失わないでください。
5. バッテリーの寿命に注意し、適切なタイミングで交換しましょう
リチウム電池バッテリーには寿命があります。仕様やモデルによって寿命は異なります。また、日常的な使用方法の不適切さにより、バッテリーの寿命は数か月から3年まで変化します。車の電源が落ちたり、バッテリーの寿命が異常に短くなったりした場合は、速やかにリチウムバッテリーのメンテナンス担当者にご連絡ください。
6. 冬に向けて電力を少し残しておく
来年の春に車両を正常に使用するために、バッテリーを長期間使用しない場合は、50％～80％まで充電し、保管時は車両から取り外し、月に1回程度定期的に充電してください。注：バッテリーは乾燥した環境に保管する必要があります。
7. バッテリーを正しく取り付ける
バッテリーを水に浸したり濡らしたりしないでください。また、バッテリーを 7 層以上積み重ねたり、バッテリーの方向を逆にしたりしないでください。
結論
-20℃では、リチウムイオン電池の放電容量は室温の約31.5%に過ぎません。従来のリチウムイオン電池の動作温度は-20℃～+55℃です。しかし、航空宇宙、軍事産業、電気自動車などの分野では、-40℃でも正常に動作することが求められています。そのため、リチウムイオン電池の低温特性の向上は非常に重要です。もちろん、リチウム電池業界は絶えず発展しており、科学者たちは顧客の問題を解決するために低温でも使用できるリチウム電池の研究を続けています。
Heltec Energyは、バッテリーパック製造における信頼できるパートナーです。研究開発への飽くなき追求と、幅広いバッテリーアクセサリーを組み合わせることで、業界の進化するニーズに応えるワンストップソリューションをご提供します。お客様の様々な用途に合わせて、リチウムバッテリーをカスタマイズいたします。リチウムバッテリーのアップグレードや保護ボードの設定が必要な場合は、お気軽にお問い合わせください。
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投稿日時: 2024年10月9日