En un abrir y cerrar de ojos, el clima volvió a volverse frío. Aunque hay calefacción en el interior del norte, hace tanto calor que quiero comer helado todos los días, pero cuando salgo, me enfrento a una diferencia de temperatura de unos 40 grados, lo que todavía da un poco de miedo.
Si el teléfono inteligente que lleva en el bolsillo es realmente un "teléfono inteligente", entonces no quiere salir y pasar frío. ¿por qué? Porque la potencia de la "barra de vida" de los teléfonos móviles siempre cae a un ritmo alarmante durante esta temporada.
Esta temporada, hay una cosa con grandes descuentos: la duración de la batería. La autonomía de los vehículos eléctricos en el invierno del norte puede tener solo un descuento de menos del 30% respecto a la del verano.
Hay una descripción vívida en Internet: Tengo que salir por asuntos urgentes en invierno. Levanto mi teléfono y veo que todavía me quedan 50+ baterías. Salgo con confianza. Cuando llego a mi destino, levanto mi teléfono y no sé cuándo ha cambiado el ícono de la batería, que hace un momento estaba verde. Se volvió 20% rojo. Miras sorprendido y cambia al 1% frente a ti. Te sorprendiste, respiraste en el teléfono y te frotaste las manos, pero aun así no pudiste evitar que el teléfono se enfriara...
Varios desafíos importantes causados por las bajas temperaturas
¿Cuál es el problema? Resultó que la temperatura era demasiado baja y la batería estaba "consumida internamente".
Antes de explorar las causas del consumo de la batería interna, primero comprendamos cómo funciona la batería.
La batería tiene principalmente estos componentes principales: electrodo negativo (se usa principalmente grafito como electrodo negativo), electrodo positivo (se usa fosfato de hierro y litio como ejemplo), separador (los iones de litio pueden pasar, pero los electrones no) y la batería. caja.
Cuando se carga una batería de iones de litio, los iones de litio se liberan del fosfato de hierro y litio en el electrodo positivo, se mueven en la solución electrolítica al electrodo negativo y se incrustan en el grafito. El grafito en el electrodo negativo absorberá los iones de litio que salen del electrodo positivo y los electrones que se mueven a través del cable. Durante la descarga, los iones de litio almacenados en el grafito vuelven a escapar, pasan a través del separador a través del electrolito y regresan al electrodo positivo. Los electrones no pueden pasar a través del separador y sólo pueden regresar al electrodo positivo desde el cable externo. Esta acción genera corriente en el cable, lo que hace que el aparato eléctrico funcione.
¿Cómo afectarán las bajas temperaturas al funcionamiento de las baterías de iones de litio? Los materiales y procesos operativos de la batería se verán afectados por el entorno de baja temperatura. Al igual que los dedos que están expuestos a los elementos durante demasiado tiempo en invierno se vuelven menos flexibles, también pueden hacerlo los materiales de la batería. En un ambiente de baja temperatura, a los iones les resulta más difícil escapar e incrustarse en los materiales, y se vuelve más difícil pasar a través de la membrana, y la velocidad de movimiento de los iones también se reducirá.
Durante la descarga a baja temperatura, la velocidad a la que los iones de litio se incrustan en el material del electrodo catódico disminuye. Los iones de litio del frente llegan antes de que tengan tiempo de incrustarse en el material. Los iones de litio comienzan a atascarse y una gran cantidad de iones de litio se acumulan en la superficie del material del electrodo, lo que acelerará la producción de la capa de pasivación (llamada película SEI en la industria, esta película ralentizará la inserción de iones de litio). en el electrodo). De esta manera, la incrustación es aún más difícil. La manifestación macroscópica es que la resistencia interna de la batería aumenta, la batería comienza a "consumirse internamente" y la salida de energía al exterior se vuelve menor.
Durante la carga a baja temperatura, los iones de litio migran hacia el electrodo negativo de grafito, pero la velocidad a la que los iones de litio se incrustan en el grafito también disminuye, mientras que los electrones pueden alcanzar felizmente el electrodo negativo a través del cable. Cuando los electrones encuentran iones de litio en la superficie del electrodo negativo, se generará litio metálico para formar dendritas de litio. Una vez que las dendritas de litio crecen, perforarán el separador, provocando un cortocircuito y un mal funcionamiento de la batería.
Precalentamiento interno
Esta ruta técnica se llama precalentamiento interno. Al fabricar una batería, el fabricante agrega un trozo delgado de lámina de níquel a la estructura de la batería y la cubre con un polímero eléctricamente aislante (para evitar que la delgada lámina de níquel provoque un cortocircuito en la batería). Una vez que la temperatura de la batería baja demasiado, el controlador fuerza la corriente a través dellámina de níquel, generando una gran cantidad de energía térmica para calentar rápidamente el material de la batería. Deje que la batería se descargue siempre dentro de un rango de temperatura de funcionamiento relativamente bueno.
Si desea cargar a bajas temperaturas, el equipo de carga primero cargará la batería con baja potencia, utilizará el calor generado por la propia batería durante la carga para precalentar la batería y esperará hasta que la temperatura de la batería aumente a un rango adecuado antes de realizar cargas altas. carga rápida de energía.
Artículo 3: Calefacción exterior. Puede agregar equipos de precalentamiento a la batería (como calentadores y hornos eléctricos).
La batería primero suministra energía de baja potencia al dispositivo de precalentamiento. El dispositivo de precalentamiento genera calor y hace que aumente la temperatura de la batería. Después de alcanzar la temperatura de funcionamiento adecuada, la batería entra en estado de funcionamiento normal. Algunos coches eléctricos están equipados con una función de precalentamiento de la batería. En invierno, la batería debe precalentarse antes de usar el automóvil para que el automóvil funcione normalmente.
