Какая температура вредна для литиевых батарей?

Температура оказывает существенное влияние на производительность и долговечность литиевых батарей. Как жаркие, так и холодные условия могут создавать риски для безопасности, ускорять деградацию батареи или ограничивать ее емкость и эффективность. Как же экстремальные температуры влияют на литиевые батареи и в какой момент жаркие или холодные условия становятся губительными? Как производитель литиевых батарейЯ расскажу об этом в данной статье.

Оптимальный диапазон температур для работы и хранения литиевых батарей

В идеале литиевые батареи должны храниться и использоваться в определенном температурном диапазоне, который определяется составом батареи и рекомендациями производителя. Как правило, оптимальный температурный диапазон составляет:

• Зарядка: От 32°F до 113°F (от 0°C до 45°C)
• Разрядка: От -4°F до 140°F (от -20°C до 60°C)

Конечно, некоторые высококачественные батареи, предназначенные для промышленного или экстремального использования, могут безопасно работать при еще более низких температурах, близких к -40°F (-40°C). Однако для большинства коммерческих литиевых батарей, используемых в бытовой электронике или электромобилях, зарядка при температуре ниже нуля рискованна и может нанести вред. Подвергать их воздействию очень высоких температур, превышающих 140°F, также опасно для безопасности.

Поэтому для оптимального срока службы и безопасной работы обычно рекомендуется температура от 50 до 95°F (от 10 до 35°C). Чем ближе к комнатной температуре они находятся, тем лучше работают батареи. А меры предосторожности при обращении с батареей зимой или летом помогут избежать проблем.

Какая температура вредна для литиевых батарей?

Lithium batteries are sensitive to temperature extremes, which can severely impact their performance, safety, and lifespan. Here’s a breakdown of temperature ranges to avoid and their effects:

1. Ниже точки замерзания (32°F/0°C или ниже)

Эффекты:

Замерзание электролита (ниже -4°F/-20°C)136.

Постоянная потеря емкости и повышенное внутреннее сопротивление27.

Зарядка небезопасна при температуре ниже 32°F (0°C)58.

Смягчение последствий: Перед использованием в холодном климате предварительно нагрейте батареи23.

2. Сильный нагрев (выше 113°F/45°C)

Эффекты:

Ускоренное старение и сокращение срока службы126.

Риск теплового срыва (выше 140°F/60°C), что может привести к пожару или взрыву346.

Зарядка при температуре выше 113°F (45°C) небезопасна и может привести к вздутию458.

Смягчение последствий: Используйте системы охлаждения и избегайте попадания прямых солнечных лучей26.

3. Основные риски по температуре

Что происходит, когда литиевые батареи становятся слишком холодными?

Холодные температуры снижают емкость и эффективность литиевых батарей. Химические реакции, необходимые для работы аккумулятора, протекают гораздо медленнее в холодной среде из-за снижения подвижности ионов. Это снижает полезную емкость батареи, ограничивая выход энергии и время работы.

Кроме того, попытки заряжать литиевые батареи при температуре ниже нуля, в первую очередь ниже 20°F (-7°C), сопряжены с огромным риском. Ледяные температуры изменяют структуру графитовых анодов, что приводит к образованию литиевого налета, когда ионы оседают на поверхности анода вместо того, чтобы правильно вставиться в него. Это приводит к необратимым повреждениям.

Основные последствия низких температур

• Снижение емкости и времени работы
• Напряжение аккумулятора падает быстрее
• Проблемы с зарядкой и риски литиевого покрытия
• Постоянная потеря работоспособности с течением времени

Некоторые современные батареи оснащены встроенными нагревательными элементами для решения проблемы зарядки при температуре ниже 32°F. Но в целом зарядка литиевых батарей при отрицательных температурах требует снижения тока до 0,1С или ниже, чтобы предотвратить повреждение. А перед зарядкой следует довести батареи до комнатной температуры.

Сильный нагрев повреждает литиевые батареи

В то время как холод снижает полезную емкость, сильная жара ускоряет старение литиевых батарей и может спровоцировать проблемы с безопасностью из-за теплового срабатывания. Воздействие летней жары на литиевые батареи, оставление их в горячих автомобилях или даже быстрая зарядка в жаркую погоду приводят к повышению температуры внутри батареи до небезопасных значений.

Основные риски, связанные с сильной жарой

• Более быстрая потеря емкости аккумулятора за несколько циклов зарядки
• Повышенный риск пожара или взрыва
• Резкое падение КПД и выходного напряжения
• Термический выход из строя, приводящий к полному отказу

Как температура влияет на срок службы аккумулятора?
Перепады температуры по-разному сокращают срок службы батареи. Замораживание временно снижает производительность. Нагрев наносит более длительный ущерб в течение многих циклов.

Согласно одному из исследований, повышение температуры батареи всего на 10 °C ускоряет процесс старения в два раза. Чем выше температура, тем быстрее разрушительные химические реакции приводят к деградации литиевых батарей. Высокие температуры также провоцируют более нестабильные сбои в результате опасного теплового разгона.

Напротив, кратковременное воздействие экстремального холода в основном снижает краткосрочную производительность. Хранение литиевых батарей при температуре около точки замерзания не обязательно сокращает их долгосрочный срок службы, если заряжать их при более теплых температурах. Однако зарядка в холоде может нанести им необратимый вред. Комнатная температура от 15 до 35 °C (от 59 до 95 °C) обеспечивает максимальную долговечность.

Лучшие методы обеспечения температурной безопасности литиевых батарей

Защита литиевых батарей от повреждений означает понимание безопасных температурных пределов и соблюдение практических рекомендаций по обращению с ними.

Правильно обращайтесь с батареями

Избегайте ударов, вмятин и тряски батарей, чтобы ограничить механические нагрузки. Физические повреждения в сочетании с тепловыми нагрузками ускоряют старение батареи. Также защищайте клеммы и не допускайте полной разрядки аккумуляторов.

Храните аккумуляторы при умеренной температуре

Идеально хранить литиевые батареи при температуре 73°F/23°C в сухом, проветриваемом помещении, вдали от источников тепла, влаги и возгорания. Сезонные меры предосторожности при хранении батарей помогут сохранить срок службы и поддержать оптимальную температуру.

Не подвергайте аккумуляторы воздействию сильной жары

Высокие температуры свыше 113°F/45°C создают угрозу безопасности и долговечности. Избегайте попадания прямых солнечных лучей или мест, излучающих тепло, например, горячих автомобилей. Температура двигателя или аккумуляторного отсека часто превышает 150°F.

Ограничьте быструю зарядку в жаркую погоду

Скорость свыше 1С приводит к деформации химического состава батареи, ускоряя ее старение. Ток зарядки также выделяет внутреннее тепло, усугубляя высокую температуру окружающей среды. Медленная зарядка по возможности позволяет избежать этой разрушительной комбинации.

Итоги

Литиевые батареи теряют емкость и ускоренно стареют при перепадах температур, особенно при высокой температуре окружающей среды. Храните батареи при комнатной температуре, не заряжайте при температуре ниже 32°F и обращайтесь с ними осторожно. При соблюдении надлежащих мер предосторожности литиевые батареи надежно обеспечивают энергией и холодной зимой, и жарким летом.