众所周知，在寒冷的冬季，电池内部的化学反应会减慢，电解质的性能也会发生变化。这会影响电池的放电和储能能力。但是为什么锂电池在冬天性能会下降？我们又该如何保持锂电池在寒冷天气下高效工作？
为什么锂电池会受到低温的影响？
锂离子电池的性能在低温下会显著下降，因为寒冷的天气会减缓电化学反应速率并阻碍锂离子的移动。当温度降至 15°C 以下时，电解质粘度会急剧增加。
发生这种变化是因为电解质中的锂离子电导率降低——低温会减慢分子运动，使电解质的电导率降至室温时的一小部分。因此，电池内阻会显著增加——在-20°C时，内阻可能会比正常情况下高出三倍以上。
目前，最有效、最直接的解决方案是保持电池温暖——无论是口袋里的智能手机，还是车库里的电动汽车 (EV)。
寒冷天气下常见的锂电池问题
冬季，电动汽车的续航里程可能会下降高达 55%，智能手机即使显示电量为 30% 也可能会突然关机。这些问题的根源在于锂离子电池对温度的固有敏感性。
电动汽车续航里程缩短
温度每下降 10°C，锂电池的容量可能会下降 10% 到 20%。低温下，较厚的电解质会阻碍离子传输——就像在高速公路上设置路障一样——减缓锂离子的迁移速度，从而降低可用能量。
充电时间更长
低温也会使充电速度变慢。在 0°C 时，锂离子迁移速度会降至正常速度的五分之一，SEI（固体电解质界面）电阻会增加三倍，迫使电池管理系统 (BMS) 限制充电电流。
更糟糕的是，您可能会遇到“充电不完全”的情况——您的设备显示 100%，但实际可用容量只有 80%。这是因为一些锂离子在低温下无法嵌入阳极结构。
设备关机或无法启动
智能手机或电动汽车在-10°C 至 -20°C 的温度下突然关机，这是一种电池自我保护。当使用高功率功能（例如摄像头或加热器）时，电压可能会急剧下降至截止阈值。
在 -20°C 的温度下，手机可能会自动关机。在 -10°C 的温度下，虽然手机可以保持开机状态，但电量消耗速度是 20°C 时的 1.7 倍。由于电动汽车拥有更大的电池组和更高的热容量，因此可以运行更长时间，但通常在-25°C以下时关机，并且显示的电池电量可能仍然不准确。
一旦移至较温暖的环境中，电池通常可以恢复其表观容量的30-50%。对于电动汽车用户，建议遵循“20% 规则”：当电池电量低于 20% 时立即充电，以免电压突然下降导致车辆无法行驶。
不当充电造成的损害
在低于 0°C 的温度下为锂电池充电是最危险的错误。它会导致金属锂沉积，形成针状结构（树枝状晶体），刺穿隔膜，造成内部短路，甚至起火爆炸。
不同的设备提供不同的防寒级别。电动汽车通常配备电池预热系统，以便在充电前将电池温度升至 0°C 以上。然而，由于成本原因，电动自行车和智能手机缺乏此类系统，因此手动温度控制必不可少。
冬季正确使用锂电池的关键提示
冬季保护锂电池需要三维策略：温度控制、正确充放电和智能存储。通过正确的处理，寒冷的负面影响可以减少 50% 以上。事实上，在 -10°C 环境下，受保护的锂电池的使用寿命比未受保护的锂电池延长 2.3 倍。
保持最佳温度
锂电池的电化学活性在 15°C 至 25°C 之间达到峰值。请尽量将您的设备保持在此温度范围内。
对于电动汽车，BMS 可以 预热电池。在出发前 15 分钟进行预热可以将温度从 -10°C 提高到 10°C，初始续航里程可提升高达 23%。对于智能手机和可穿戴设备，将它们贴身放在身体附近有助于保暖——测试表明，在-5°C的环境下，放在口袋中的手机比暴露在寒冷环境中的手机续航时间长1.5小时。
避免在低温下充电
温度低于0°C时，请勿为锂电池充电。如果需要充电，请先让电池或设备恢复到室温。使用具有低温保护功能的智能充电器更安全。
最安全的方法是在充电前预热电池。例如，从-20°C 出发的电动汽车应在 25°C 的车库中静置至少两个小时，直至核心温度达到 5°C 后再进行充电。对于智能手机等小型设备，运行低功耗应用程序（例如音乐播放）会逐渐升高温度——但应避免运行可能导致局部过热的高负载应用程序。
减少高功率放电
由于内阻在寒冷环境下会增加，大电流放电的风险会更大。避免在极低温度下使用耗电量大的功能（例如游戏、相机闪光灯或电动汽车的高速加速），以防止电压突然下降和关机。
存放部分充电的电池
寒冷天气会加速自放电。在 -20°C 的温度下，锂电池的月自放电率可达 12%，是 25°C 时的三倍。将电池存放在半充电状态 (40–60%)有助于保持电极稳定性。
如果您长时间不使用电池，请将其存放在10°C–25°C的干燥环境中，并保持 40–60% 的电量。切勿将电量耗尽的电池存放在极寒环境中或长时间存放。
冬季正确使用锂电池的关键提示
冬季保护锂电池需要三维策略：温度控制、正确充放电和智能存储。妥善处理可减少 50% 以上的低温负面影响。事实上，与未受保护的锂电池相比，受保护的锂电池在低至 -10°C 的环境中使用寿命可延长 2.3 倍。
保持最佳温度
锂电池的电化学活性在 15°C 至 25°C 之间达到峰值。请尽量将您的设备保持在此温度范围内。
对于电动汽车，BMS 可以 预热电池。如果在出发前 15 分钟进行预热，电池温度可从 -10°C 升至 10°C，初始续航里程可提升高达 23%。对于智能手机和可穿戴设备，将它们贴身放置有助于保暖——测试表明，在 -5°C 的环境下，放在口袋中的手机比暴露在寒冷环境中的手机续航时间长 1.5 小时。
避免在低温下充电
请勿在低于 0°C 的温度下为锂电池充电。如果需要充电，请先让电池或设备恢复到室温。使用具有低温保护功能的智能充电器更安全。
最安全的方法是在充电前预热电池。例如，从-20°C 行驶过来的电动汽车应在 25°C 的车库中静置至少两个小时，直至核心温度达到 5°C 后再进行充电。对于智能手机等小型设备，运行低功耗应用程序（例如音乐播放）会逐渐升高温度——但应避免运行可能导致局部过热的高负载应用程序。
减少高功率放电
由于内阻在寒冷环境下会增加，大电流放电的风险会更大。避免在极低温度下使用耗电量大的功能（例如游戏、相机闪光灯或电动汽车的高速加速），以防止电压突然下降和关机。
存放部分充电的电池
寒冷天气会加速自放电。在 -20°C 的温度下，锂电池的月自放电率可达 12%，是 25°C 时的三倍。将电池存放在半充电状态 (40–60%)有助于保持电极稳定性。
如果您长时间不使用电池，请将其存放在10°C–25°C的干燥环境中，并保持 40–60% 的电量。切勿将电量耗尽的电池存放在极冷的环境中或长时间存放。
了解 锂离子电池在寒冷天气下的表现，并遵循以下冬季电池保养技巧，您可以延长电池寿命，保持可靠的性能，并降低电压下降或永久性容量损失等风险——无论是您的电动汽车、智能手机、无人机还是电动工具。
寻找更多关于电池维护、冬季储存技巧和寒冷天气故障排除的指南？
访问我们的支持中心，获取详细教程和专家建议：BatteryMall.com/blogs/support
0 条评论