저온 환경에서는 리튬 이온 배터리의 성능이 이상적이지 않습니다. 일반적으로 사용되는 리튬 이온 배터리가 -10℃에서 작동할 때, 최대 충방전 용량과 단자 전압은 상온에 비해 크게 감소합니다. 방전 온도가 -20℃로 떨어지면 사용 가능한 용량은 상온의 25℃에서 1/3 수준으로 줄어들기까지 합니다. 방전 온도가 더 낮아지면 일부 리튬 배터리는 충방전이 불가능해지고 "방전" 상태에 빠질 수도 있습니다.
리튬 배터리 성능에 미치는 저온의 영향
용량 및 에너지 밀도
저온 환경에서는 리튬 배터리의 용량과 에너지 밀도가 크게 감소합니다. 이는 전해질의 점도가 증가하고 이온 전도 속도가 느려져 전해질 내 리튬 이온의 전달 효율이 떨어지기 때문입니다.
충방전 효율
저온에서 충전할 때 리튬 배터리의 충전 효율이 떨어져 충전이 불완전해질 수 있습니다. 방전 시에도 이온 전도 속도가 감소하여 방전 효율이 영향을 받습니다.
사이클 수명
저온 충방전은 리튬 배터리의 사이클 수명에 부정적인 영향을 미칩니다. 전해질의 분해와 리튬 금속의 석출로 인해 배터리 용량이 점차 감소하고 사이클 수명이 단축됩니다.
안전 성능
저온 환경에서는 리튬 배터리의 안전 성능도 영향을 받습니다. 과충전 또는 과방전이 발생하면 배터리에 열 폭주가 발생하여 고온과 고압이 생성되고, 이로 인해 배터리에 화재가 발생하거나 폭발할 수 있습니다.
저온용 리튬 이온 배터리란 무엇인가요?
저온용 리튬 이온 배터리에는 주로 저온용 폴리머 리튬 배터리, 저온용 18650 리튬 이온 배터리, 저온용 리튬 인산철 배터리가 있습니다.
저온용 폴리머 리튬 배터리
저온용 폴리머 리튬 배터리는 장비에 마련된 공간에 맞춰 형태와 크기를 제작할 수 있어 장비가 실제 사용에 대한 더 이상적인 요구 사항을 충분히 충족할 수 있습니다. 그러나 단점도 뚜렷합니다. 생산 비용이 상대적으로 높으며 가격에 민감하지 않은 장비에만 적합합니다.
저온용 폴리머 리튬 배터리는 저온용 리튬 인산철 배터리와 동일합니다. 동일한 전압 및 용량 조건에서, 저온용 18650 리튬 이온 배터리보다 가볍습니다.
저온용 18650 리튬 배터리
저온용 18650 리튬 배터리는 고정된 크기의 원통형 스틸 쉘 리튬 배터리입니다. 원통형 스틸 쉘 18650 리튬 배터리에 사용되는 전해질은 액체이므로, 비교적 낮은 온도 환경에서의 방전 성능은 크게 달라지며 고장이 발생하기 쉽습니다.
-20℃ 이상 저온에서는 방전 용량이 75% 이상입니다. -20℃ 미만이면 용량이 급격히 떨어지며, 방전 용량은 원래의 약 40%만 될 수 있습니다. -30 ℃ 미만이면 배터리가 작동하지 않습니다.
일반적으로 저온 환경에서 18650 리튬 배터리는 저렴한 가격의 장점 덕분에 어느 정도 자리를 차지하고 있습니다. 고정된 크기 때문에 고전류 방전에서는 배터리가 장점이 없습니다.
장비의 동일한 방전 성능 요구 사항 하에서 18650 리튬 배터리는 상대적으로 무겁고 고정된 형태를 가지고 있어 장비의 공간 절약 개념에 도움이 되지 않습니다.
18650 리튬 배터리의 최대 용량은 제한되어 있습니다. 동일한 공간에서 저온용 소프트팩 리튬 배터리의 용량은 18650 리튬 배터리의 몇 배에 달할 수 있습니다.
저온용 리튬 인산철 배터리
저온용 리튬 인산철 배터리에는 두 가지 포장 유형이 있습니다. 하나는 스틸 쉘로, 현재 에너지 저장 배터리 및 신에너지 차량 배터리와 같은 신에너지 배터리 분야에서 주로 사용됩니다. 다른 하나는 알루미늄-플라스틱 필름을 외장으로 사용하는 소프트팩 리튬 인산철 배터리입니다. 이 유형의 배터리 성능은 기본적으로 폴리머 리튬 배터리와 동일하지만, 저온 성능은 18650 리튬 이온 배터리보다 뛰어나고 폴리머 리튬 배터리보다는 약간 떨어집니다.
우수한 저온 작동 성능: -40°C에서 0.5C로 방전할 때방전 용량은 초기 용량의 65%를 초과합니다.
-35℃에서 0.3C로 방전할 때, 방전 용량은 초기 용량의 75%를 초과합니다.
넓은 작동 온도 범위, -40°C ~ 55°C; -20°C에서 충전할 수 있습니다.
크기가 유연하며, 고객의 요구에 따라 배터리의 크기와 형태를 설계할 수 있습니다.
저온용 충전식 배터리가 필요하신가요?
표준 리튬 이온 배터리의 경우 방전 온도 범위는 -20°C ~ 60°C이며, 충전 온도 범위는 0°C ~ 50°C입니다. 배터리가 이 범위를 벗어난 온도에서 작동해야 하는 경우, 손상, 화재 또는 폭발을 방지하기 위해 고온 또는 저온용 리튬 이온 배터리가 필요합니다.
저온용 리튬 배터리는 가벼운 무게, 높은 비에너지, 긴 수명과 같은 장점 덕분에 널리 사용됩니다. 저온용 리튬 배터리는 특수 재료와 공정으로 제작되어 영하의 추운 환경에서 사용하기에 적합합니다.
장치가 -20°C 이하에서 배터리를 방전해야 한다면, 저온용 배터리 팩이 올바른 선택이라는 점에는 의심의 여지가 없습니다.
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