Công nghệ nhiệt độ thấp của pin Li ion là gì?
EverExceed gần đây đã giới thiệu một công nghệ mới về pin Lithium iron phosphate nhiệt độ thấp , có thể sạc ngay cả dưới 0°C và ở nhiệt độ âm. Trong loạt 5 bài viết kỹ thuật, chúng tôi sẽ mô tả chi tiết chi tiết về công nghệ mang tính cách mạng này. Trong bài viết này, chúng ta sẽ nói về “hiệu suất” của pin lithium công nghệ nhiệt độ thấp.
Hiệu suất:
Đối với
pin lithium-ion , dù là tiêu chuẩn quốc gia hay tiêu chuẩn doanh nghiệp, đều có một phạm vi nghiêm ngặt về giới hạn nhiệt độ xả dưới: không dưới 20°C. Đối với nhiệt độ sạc, nó sẽ không chỉ chỉ định nhiệt độ tối thiểu như phóng điện mà còn quy định rõ ràng rằng việc sạc chỉ có thể được thực hiện ở tốc độ nhỏ ở nhiệt độ thấp và không thể sạc đầy (ví dụ: sạc ở 0 ~ 15° C chỉ có thể được thực hiện ở 0,2C và điện áp giới hạn trên là 4,0V), vì sợ người dùng sẽ vượt qua vũng sấm sét. Vì vậy, câu hỏi đặt ra là, ban đầu thứ người dùng cần là một chiếc máy bay chiến đấu toàn diện có thể tính đến cả hiệu suất ở nhiệt độ cao và nhiệt độ thấp, nhưng tại sao các nhà sản xuất pin lithium lại đặt ra những hạn chế khắc nghiệt này?
Hãy bắt đầu với hiệu suất của pin lithium-ion ở nhiệt độ thấp. Với cùng tốc độ phóng điện, nhiệt độ bên ngoài càng thấp thì điện áp phóng điện sẽ càng thấp. Như thể hiện trong hình dưới đây:
Từ hình vẽ có thể thấy, khi nhiệt độ giảm thì điện áp phóng điện của ắc quy cũng giảm đi rất nhiều, nhờ đó ắc quy sẽ đạt điện áp cắt phóng điện nhanh hơn khi xả ở nhiệt độ thấp, dẫn đến khả năng phóng điện ở nhiệt độ thấp đáng kể. thấp hơn công suất nhiệt độ phòng. Cần giải thích rằng dung lượng của pin lithium-ion ở nhiệt độ thấp không biến mất nhưng không thể phóng điện hoàn toàn trong phạm vi điện áp bình thường ( ≥ 3,0V). Nếu điện áp cắt phóng điện có thể được mở rộng hơn nữa, công suất còn lại có thể được xả. Nhưng vấn đề là điện áp thấp không thể duy trì việc sử dụng bình thường của các thiết bị điện, do đó điện áp giới hạn dưới thấp (<2,5V) nói chung không có nhiều ý nghĩa thảo luận.
So với việc xả ở nhiệt độ thấp, hiệu suất sạc của pin lithium-ion ở nhiệt độ thấp kém hơn. Đầu tiên, việc sạc ở nhiệt độ thấp sẽ nhanh chóng đạt đến giai đoạn điện áp không đổi, giảm công suất sạc đến một mức nhất định và tăng thời gian sạc, như minh họa trong hình bên dưới:
Hơn nữa, khi pin lithium-ion được sạc ở nhiệt độ thấp, ion lithium có thể không được nhúng vào cực dương than chì, do đó, dendrite lithium sẽ kết tủa trên bề mặt cực dương để tạo thành dendrite lithium kim loại. Phản ứng này sẽ tiêu thụ ion lithium có thể sạc và xả nhiều lần trong pin, đồng thời làm giảm đáng kể dung lượng pin. Các dendrite lithium kim loại tách ra cũng có thể xuyên qua màng ngăn, do đó ảnh hưởng đến hiệu suất an toàn. Hình ảnh tiến hóa lithium trên bề mặt điện cực âm của pin Li ion sau khi sạc ở nhiệt độ thấp như sau:
Khả năng xả ở nhiệt độ thấp của pin Li ion sẽ giảm, nhưng có thể phục hồi sau khi sạc và xả ở nhiệt độ phòng, đây là tình trạng mất dung lượng có thể đảo ngược được; nhưng sạc ở nhiệt độ thấp sẽ gây ra lượng mưa lithium, gây mất công suất vĩnh viễn.
Do tác hại lớn hơn của quá trình tiến hóa lithium do sạc ở nhiệt độ thấp, việc kiểm soát sạc pin lithium-ion ở nhiệt độ thấp sẽ chặt chẽ hơn so với việc xả ở nhiệt độ thấp. Hiện nay, nhiều công ty sản xuất pin mô tả điều kiện sạc của pin lithium-ion theo kiểu "sạc từng bước". Đây là một ví dụ tương tự:
| Nhiệt độ sạc |
Hiện tại đang sạc |
Điện áp giới hạn trên |
| 0oC ~ 10oC _ |
0,2C |
4.0V |
| 10oC ~ 20oC _ |
0,5C |
4,35V |
| 20oC ~ 45oC _ |
1,0C |
4,35V |
Mặc dù mô tả ở trên về sạc theo bước có phần hơi "hầm hố" đối với khách hàng nhưng đây là phương pháp thường được các nhà sản xuất pin sử dụng để tránh kết tủa lithium khi sạc ở nhiệt độ thấp.
Bây giờ là lúc để thực hiện một bản tóm tắt. Do trạng thái ổn định điện áp thấp hơn của pin lithium-ion khi phóng điện ở nhiệt độ thấp, khả năng phóng điện ở nhiệt độ thấp sẽ giảm đáng kể, nhưng tổn thất này sẽ tự động được bù bằng quá trình sạc và xả ở nhiệt độ bình thường, đây là tổn thất có thể đảo ngược. Nhưng đối với sạc ở nhiệt độ thấp, nhiệt độ quá thấp hoặc tốc độ quá cao sẽ gây ra sự hình thành dendrite lithium không thể đảo ngược và mất dung lượng không thể đảo ngược, đồng thời ảnh hưởng đến hiệu suất an toàn của pin.
Phần kết luận:
Để đáp ứng yêu cầu của các nước lạnh nơi bạn cần
giải pháp lưu trữ năng lượng đáng tin cậy trong ứng dụng ngoài trời, các kỹ sư nghiên cứu và phát triển của EverExceed đã làm việc trong thời gian dài để tìm ra giải pháp phù hợp và do đó đã ra đời công nghệ mới. Vì vậy, đối với giải pháp lưu trữ năng lượng ở nhiệt độ lạnh, hãy chọn EverExceed làm thương hiệu có độ tin cậy hoàn toàn.
