あっという間にまた寒くなってきましたね。 北国は室内暖房があるとはいえ、毎日アイスが食べたいくらい暖かいのですが、外に出ると気温差が40度近くあり、やはりちょっと怖いです。
ポケットに入っているスマホが本当に「スマホ」であれば、外に出て寒くなるのは嫌ですよね。 なぜ？ なぜなら、携帯電話の「ライフバー」の電力は、この季節には常に驚くべき速度で低下するからです。
今シーズンは、バッテリー寿命という点が大幅に割引されています。 北国の冬における電気自動車の航続距離は、夏の航続距離の 30% 未満にすぎない可能性があります。
インターネットには、「冬には緊急の用事で外出しなければならない」という鮮やかな記述があります。 スマートフォンを手に取ると、バッテリーがまだ 50+ 個残っていることがわかりました。 自信を持って出かけます。 目的地に到着して携帯電話を手に取ると、さっきまで緑色だったバッテリーアイコンがいつ変わったのかわかりません。 20％赤くなりました。 驚いて見つめると、目の前では1%に変わります。 あなたはショックを受け、電話に息を吹き込み、手をこすりましたが、それでも電話が冷たくなるのを止めることができませんでした...
低温によって引き起こされるいくつかの大きな問題
どうしたの？ 温度が低すぎてバッテリーが「内部消耗」したことが判明した。
内蔵バッテリーの消耗の原因を探る前に、まずバッテリーの仕組みを理解しましょう。
バッテリーは主に次の主要コンポーネントで構成されています: 負極 (主に負極としてグラファイトが使用されます)、正極 (例としてリン酸鉄リチウムが使用されます)、セパレーター (リチウムイオンは通過できますが、電子は通過できません)、バッテリーケーシング。
リチウムイオン電池を充電すると、正極のリン酸鉄リチウムからリチウムイオンが放出され、電解液中を負極に移動して黒鉛に埋め込まれます。 負極のグラファイトは、正極から流れるリチウムイオンとワイヤを通って移動する電子を吸収します。 放電時には黒鉛に蓄えられたリチウムイオンが再び抜け出し、電解液を通ってセパレータを通過し、正極に戻ります。 電子はセパレーターを通過できず、外部配線からのみ正極に戻ることができます。 この動作によりワイヤに電流が発生し、電気製品が動作します。
低温はリチウムイオン電池の動作にどのような影響を及ぼしますか? バッテリーの材質や動作プロセスは低温環境の影響を受けます。 冬に長時間風雨にさらされた指の柔軟性が低下するのと同じように、バッテリーの素材も柔軟性が低下します。 低温環境下ではイオンが抜け出しにくくなり、物質に埋め込まれにくくなり、膜を通過しにくくなり、イオンの移動速度も低下します。
低温放電中、リチウムイオンがカソード電極材料に埋め込まれる速度は遅くなります。 前部のリチウムイオンが材料に埋め込まれる前に、前部のリチウムイオンが到着します。 リチウムイオンが詰まり始め、電極材料の表面に大量のリチウムイオンが蓄積し、不動態化層（業界ではSEI膜と呼ばれ、この膜はリチウムイオンの挿入を遅くします）の生成を促進します。電極に挿入します）。 このように、埋め込みはさらに困難になります。 巨視的な現象としては、バッテリーの内部抵抗が増加し、バッテリーが「内部消費」し始め、外部への電力出力が小さくなるということです。
低温充電中、リチウムイオンは黒鉛負極に向かって移動しますが、リチウムイオンが黒鉛に埋め込まれる速度も遅くなり、電子はワイヤを通って負極に順調に到達します。 電子が負極の表面でリチウムイオンに遭遇すると、金属リチウムが生成されてリチウムデンドライトが形成されます。 リチウム樹枝状結晶が成長すると、セパレーターを突き破り、バッテリーがショートして機能不全に陥る可能性があります。
内部予熱
この技術的な方法は内部予熱と呼ばれます。 電池を製造するとき、メーカーは薄いニッケル箔を電池構造に追加し、それを電気絶縁ポリマーで覆います（薄いニッケル箔が電池をショートさせないように）。 バッテリーの温度が低くなりすぎると、コントローラーはバッテリーに強制的に電流を流します。ニッケル箔、大量の熱エネルギーを発生させてバッテリー材料を急速に加熱します。 バッテリーは常に、比較的良好な動作温度範囲内で放電させてください。
低温で充電する場合、充電装置はまず低電力でバッテリーを充電し、充電中にバッテリー自体が発生する熱を利用してバッテリーを予熱し、バッテリー温度が適切な範囲に上昇するまで待ってから高充電を実行します。電力急速充電。
第 3 条: 外部加熱。 バッテリーに予熱設備（ヒーターや電気炉など）を追加することができます。
バッテリーは最初に予熱装置に低電力電力を供給します。 予熱装置は熱を発生し、バッテリー温度を上昇させます。 適切な動作温度に達すると、バッテリーは通常の動作状態になります。 一部の電気自動車にはバッテリー予熱機能が装備されています。 冬には、車を通常の動作状態にするために、車を使用する前にバッテリーを予熱する必要があります。
