In Umgebungen mit niedrigen Temperaturen ist die Leistung von Lithium-Ionen-Akkus nicht optimal. Wenn herkömmliche Lithium-Ionen-Akkus bei -10℃ betrieben werden, sind ihre maximale Lade- und Entladekapazität sowie ihre Klemmenspannung im Vergleich zur Normaltemperatur stark reduziert. Wenn die Entladetemperatur auf -20℃ fällt, reduziert sich die verfügbare Kapazität sogar auf ein Drittel der Kapazität bei Raumtemperatur (25℃). Bei niedriger Entladetemperatur können manche Lithiumbatterien möglicherweise gar nicht mehr geladen und entladen werden und verfallen in den Zustand „leer“.
Auswirkung niedriger Temperaturen auf die Leistung von Lithiumbatterien
Kapazität und Energiedichte
In Umgebungen mit niedrigen Temperaturen nehmen Kapazität und Energiedichte von Lithiumbatterien deutlich ab. Dies liegt daran, dass die Viskosität des Elektrolyten zunimmt und die Ionenleitrate abnimmt, was zu einer Verringerung der Übertragungseffizienz der Lithiumionen im Elektrolyten führt.
Lade- und Entladeeffizienz
Beim Laden bei niedrigen Temperaturen nimmt die Ladeeffizienz von Lithiumbatterien ab, was zu unvollständiger Ladung führen kann. Beim Entladen wird die Entladeeffizienz aufgrund der verringerten Ionenleitungsgeschwindigkeit ebenfalls beeinträchtigt.
Lebensdauer
Laden und Entladen bei niedrigen Temperaturen wirkt sich negativ auf die Lebensdauer von Lithiumbatterien aus. Durch die Zersetzung des Elektrolyten und die Ablagerung von Lithiummetall nimmt die Batteriekapazität allmählich ab und die Zyklenlebensdauer verkürzt sich.
Sicherheitsleistung
Auch in Umgebungen mit niedrigen Temperaturen wird die Sicherheitsleistung von Lithiumbatterien beeinträchtigt. Bei Überladung oder Tiefentladung kann es zu einem thermischen Durchgehen der Batterie kommen, wodurch hohe Temperaturen und hoher Druck entstehen und die Batterie Feuer fängt oder explodiert.
Was sind die Niedertemperatur-Lithium-Ionen-Batterien?
Zu den Niedertemperatur-Lithium-Ionen-Batterien gehören hauptsächlich Niedertemperatur-Polymer-Lithium-Batterien, Niedertemperatur-18650-Lithium-Ionen-Batterien und Niedertemperatur-Lithium-Eisenphosphat-Batterien.
Niedertemperatur-Polymer-Lithium-Batterie
Niedertemperatur-Polymer-Lithium-Batterien können in Form und Größe entsprechend dem für die Ausrüstung reservierten Platz hergestellt werden, sodass die Ausrüstung die idealeren tatsächlichen Nutzungsanforderungen vollständig erfüllen kann. Ihre Nachteile liegen jedoch auch auf der Hand. Ihre Produktionskosten sind relativsehr hoch und eignen sich nur für Geräte, die nicht preisempfindlich sind.
Niedertemperatur-Polymer-Lithium-Batterien sind dasselbe wie Niedertemperatur-Lithium-Eisenphosphat-Batterien. Unter gleichen Spannungs- und Kapazitätsbedingungen sind sie leichter als Niedertemperatur-Lithium-Ionen-Akkus vom Typ 18650.
Niedertemperatur-Lithium-Ionen-Akku vom Typ 18650
Der Niedertemperatur-Lithium-Ionen-Akku vom Typ 18650 ist ein zylindrischer Lithium-Ionen-Akku mit Stahlgehäuse und fester Größe. Da der in der zylindrischen 18650-Lithiumbatterie mit Stahlgehäuse verwendete Elektrolyt flüssig ist, schwankt die Entladeleistung bei relativ niedrigen Temperaturen stark und ist anfällig für Ausfälle.
Bei Temperaturen über -20°C liegt die Entladekapazität bei über 75 %. Bei Temperaturen unter -20°C sinkt die Kapazität stark und kann nur noch etwa 40 % der ursprünglichen Entladekapazität betragen. Bei Temperaturen unter -30 °C funktioniert die Batterie nicht. In Umgebungen mit niedrigen Temperaturen sind 18650-Lithiumbatterien aufgrund ihrer geringen Kosten im Allgemeinen besonders vorteilhaft. Aufgrund ihrer festen Größe bietet die Batterie bei Hochstromentladung keinen Vorteil..
Bei gleichen Anforderungen an die Entladeleistung des Geräts ist die 18650-Lithiumbatterie relativ schwer und hat eine feste Form, was dem Konzept der Platzersparnis im Gerät nicht förderlich ist..
Die maximale Kapazität von 18650-Lithiumbatterien ist begrenzt. Bei gleichem Platzbedarf kann die Kapazität von Niedertemperatur-Softpack-Lithiumbatterien um ein Vielfaches höher sein als die von 18650-Lithiumbatterien..
Niedertemperatur-Lithium-Eisenphosphat-Batterie
Für Niedertemperatur-Lithium-Eisenphosphat-Batterien gibt es zwei Verpackungsarten: Eine ist eine Stahlhülle, die derzeit hauptsächlich im Bereich der Batterien für erneuerbare Energien, wie z. B. Energiespeicherbatterien und Batterien für Fahrzeuge mit erneuerbarer Energie, verwendet wird; bei der anderen handelt es sich um eine Softpack-Lithium-Eisenphosphat-Batterie mit einer Aluminium-Kunststoff-Folie als Außenverpackung. Die Leistung dieses Batterietyps entspricht im Wesentlichen der eines Lithium-Polymer-Akkus. Die Leistung bei niedrigen Temperaturen ist jedoch besser als die eines 18650 Lithium-Ionen-Akkus, jedoch etwas schlechter als die eines Lithium-Polymer-Akkus.
Hervorragende Leistung bei niedrigen Temperaturen: Entladen bei 0,5 °C und -40 °CDie Entladekapazität übersteigt 65 % der ursprünglichen Kapazität.
Entladen bei 0,3 °C und -35 °C℃Die Entladekapazität übersteigt 75 % der Anfangskapazität.
Großer Betriebstemperaturbereich von -40 °Cbis 55 °C; kann bei -20 °C geladen werden.
Die Größe ist flexibel, und Größe und Form der Batterie können nach Kundenwunsch gestaltet werden.
Benötigen Sie einen Niedrigtemperatur-Akku?
Bei Standard-Lithium-Ionen-Akkus liegt der Entladetemperaturbereich zwischen -20 °C und 60 °C, während der Ladetemperaturbereich zwischen 0 °C und 50 °C liegt. Wenn die Batterie bei Temperaturen außerhalb dieses Bereichs betrieben werden muss, sind spezielle Hoch- oder Niedertemperatur-Lithium-Ionen-Batterien erforderlich, um Schäden, Feuer oder sogar Explosionen zu verhindern.
Niedertemperatur-Lithium-Batterien werden aufgrund ihrer Vorteile wie geringem Gewicht, hoher spezifischer Energie und langer Lebensdauer häufig eingesetzt. Niedertemperatur-Lithiumbatterien werden aus speziellen Materialien und nach speziellen Verfahren hergestellt und eignen sich für den Einsatz in Umgebungen mit Temperaturen unter Null.
Wenn Ihr Gerät eine Entladung des Akkus bei -20 °Coder darunter benötigt, ist der Niedertemperatur-Akku zweifellos die richtige Wahl.
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