Leitfaden zur Verwendung von Lithiumbatterien im Winter
Einführung:
Ich glaube, viele Menschen wissen es: Der Winter naht, aber meine Batterie hält nicht so lange wie im Sommer. Warum ist die Batterie so schnell leer? Ist meine Batterie leer? Warum lässt sie sich im Winter nicht laden?
Da diese Fragen in letzter Zeit so viele Kunden gestellt haben, habe ich diesen Artikel geschrieben. Heute sprechen wir darüber, was mit Lithiumbatterien im Winter passiert. Worauf sollten wir bei der Verwendung von Lithiumbatterien im Winter achten?
Im Winter kann die Batteriekapazität deutlich reduziert sein. Ist die Batterie defekt?
Nein, viele Faktoren führen zu einer Kapazitätsreduzierung. Dies ist kein Phänomen, das nur bei Lithiumbatterien auftritt, da fast alle Batterietypen von extrem niedrigen Temperaturen betroffen sind. Sobald sich die Temperatur wieder normalisiert, erholt sich die Kapazität der Lithiumbatterie schnell.
Welche Gründe können dazu führen, dass die Kapazität von Lithiumbatterien bei niedrigen Temperaturen abnimmt?
- Niedrige Temperaturen beeinflussen den Innenwiderstand der Batterie: Je höher der Innenwiderstand des Akkupacks, desto größer der Energieverlust, da der Akku einen Innenwiderstand aufweist und somit Energie verbraucht. Je höher der Widerstand, desto größer der Energieverlust.
- Reduzierte elektronische Aktivität: Wir haben die Funktionsweise des Akkupacks bereits in einem anderen Artikel erläutert. Dort wurde erwähnt, dass das Laden und Entladen von Lithiumbatterien eine interne Elektronenbewegung erfordert. Niedrige Temperaturen reduzieren die Elektronenaktivität erheblich und beeinträchtigen somit den gesamten Lade- und Entladevorgang.
- Das Laden von Lithiumbatterien bei niedrigen Temperaturen führt zu irreversiblem Kapazitätsverlust: Wir haben einen weiteren Artikel, der die spezifischen wissenschaftlichen Prinzipien erläutert. Der Hauptgrund ist, dass sich beim Laden bei niedrigen Temperaturen die elektrochemische Reaktion und die Ionendiffusion in den Elektrolyten verlangsamen und gleichzeitig das Materialgitter schrumpft. Dies ist ein zufälliges Konzept. Wir gehen davon aus, dass Lithiumionen in den negativen Elektrodenstab eingebettet sein müssen, um den Ladevorgang abzuschließen. Aufgrund der Schrumpfung des Gitters können Lithiumionen jedoch nicht vollständig eindringen. Tritt dieses Phänomen in großen Mengen auf, können Lithiumionen nicht in die Graphitschicht eindringen, da ihnen keine Zeit zur Reaktion bleibt. Sie sammeln sich in großen Mengen an der Oberfläche der negativen Elektrode an, wodurch eine Umwandlungsreaktion ausgelöst wird und schließlich Lithiumdendriten entstehen. Diese Lithiumdendriten verringern die Kapazität und können, wenn sie sich ansammeln, den Separator durchstoßen und einen dauerhaften Funktionsausfall der Batterie verursachen. Dies ist der wichtigste Grund, warum die Kapazität von Lithiumbatterien bei niedrigen Temperaturen abnimmt oder sogar beschädigt wird.
Ein konkretes Beispiel, um zu erklären, welche Auswirkungen niedrige Temperaturen auf die Kapazität haben können.
Wir gehen davon aus, dass Sie nun einen 12V 100Ah LiFePO4-Akku besitzen. Alles funktionierte normal, aber da das Wetter in den letzten Monaten kälter geworden ist, stellen Sie fest, dass die Lebensdauer des Akkus immer kürzer wird. Sie vermuten daher, dass der Akku defekt ist und haben sich ein Testgerät gekauft. Der Test ergab, dass die Kapazität nur noch 70 Ah beträgt.
Tatsächlich ist dieser Kapazitätsverlust jedoch nur vorübergehend. Warten Sie einfach, bis sich die Temperatur wieder normalisiert hat, bevor Sie den Akku laden. Dann wird die Akkukapazität wiederhergestellt. Das genaue Prinzip wurde oben erläutert. Es beruht auf der Aktivität der Elektronen und der inneren Struktur.
Was sollten wir tun, wenn wir den Akku bei niedrigen Temperaturen verwenden müssen?
Die einfachste Lösung besteht darin, den Akku warm zu halten, um ihn vor niedrigen Temperaturen zu schützen. In manchen Fällen ist dies tatsächlich möglich, aber manchmal muss der Akku bei niedrigen Temperaturen verwendet werden. Was also tun? Manche fragen sich vielleicht: Kann ich einen Inkubator für den Akku konstruieren? Die Idee ist zwar gut, aber nicht sehr praktikabel, da sie zusätzlichen Platzbedarf und mehr Aufwand bedeutet. Gibt es einen einfacheren Weg? Sicherlich.
Unsere ursprüngliche Absicht bei der Entwicklung einer Isolierbox für die Batterie bestand darin, die Batterie von außen konstant zu temperieren oder zu erwärmen, um zu verhindern, dass die Innentemperatur der Batterie zu niedrig wird. Können wir also eine Heizvorrichtung in der Batterie integrieren? Sicher.
Was ist eine beheizte Batterie?
Die Erwärmung des Akkus erfolgt durch Anbringen einer Heizfolie an der Innenseite des Akkupacks. Diese Heizfolie umhüllt die Akkuzellen. Sie kann den Akkukern direkt von innen erwärmen und so verhindern, dass die Innentemperatur des Akkupacks zu niedrig wird.
Wie funktioniert eine beheizte Batterie?
Die Heizbatterie basiert auf einer herkömmlichen Lithiumbatterie. Zunächst wird die Umgebungstemperatur über einen NTC gemessen, anschließend wird die Heizfunktion über die BMS-Steuerung aktiviert. Sobald die Temperatur den eingestellten Wert erreicht, schaltet sich die Heizung automatisch ab, und der Akku kann normal arbeiten. Das Heizmodul schaltet sich während des Betriebs automatisch ab, da der Akku auch während des Betriebs Wärme erzeugt. Der NTC überwacht daher kontinuierlich die Temperatur des Akkus und sorgt schließlich zusammen mit der Schutzplatte und der Heizfolie für eine konstante Temperatur im Akku.
Welche Nachteile haben beheizte Batterien?
Verbraucht mehr Strom. Verfügt der Akku nicht über eine Heizfunktion, kann die Energie des Akkus zum Arbeiten genutzt werden. Verfügt der Akku jedoch über eine Heizfunktion, muss ein Teil der Energie des Akkupacks zum Heizen und der andere Teil zum Arbeiten verwendet werden. Dadurch wird der Akkupack schneller verbraucht. Daher ist es wichtig, den Ladezustand des Akkus rechtzeitig zu prüfen und den Akku aufzuladen.
Zusammenfassung:
Bei niedrigen Temperaturen können Lithiumbatterien beim Laden und Entladen dauerhaft beschädigt werden. Vermeiden Sie daher den Einsatz von Batterien bei niedrigen Temperaturen. Falls erforderlich, können Sie Lithiumbatterien mit Heizfunktion wählen. Diese Batterien verfügen über spezielle Funktionen, die auf herkömmlichen Batterien basieren. Sie können sie auch mit Bluetooth, WLAN und GPS nutzen, um weitere Möglichkeiten für den Einsatz von Lithiumbatterien zu erschließen.
Ich hoffe, dieser Artikel ist hilfreich für Sie. Wenn Sie an solchen Informationen interessiert sind, können Sie unseren Blog verfolgen.
Autorenprofil
Thomas Chen
Thomas Chen ist ein erfahrener Experte der Erneuerbare-Energien-Branche mit Schwerpunkt auf Lithium-Batterietechnologie. Als Absolvent der Universität Shenzhen (Abschlussjahrgang 2010) verfügt er über umfangreiche Erfahrung in Schlüsselpositionen bei EVE und BYD. Er ist bekannt für seine fundierten Branchenkenntnisse und verfügt über ein einzigartiges Gespür für Markttrends und Kundenbedürfnisse. Seine Artikel bieten eine einzigartige Perspektive, die auf seinem umfassenden Branchenhintergrund beruht.
Einführung:
Ich glaube, viele Menschen wissen es: Der Winter naht, aber meine Batterie hält nicht so lange wie im Sommer. Warum ist die Batterie so schnell leer? Ist meine Batterie leer? Warum lässt sie sich im Winter nicht laden?
Da diese Fragen in letzter Zeit so viele Kunden gestellt haben, habe ich diesen Artikel geschrieben. Heute sprechen wir darüber, was mit Lithiumbatterien im Winter passiert. Worauf sollten wir bei der Verwendung von Lithiumbatterien im Winter achten?
Im Winter kann die Batteriekapazität deutlich reduziert sein. Ist die Batterie defekt?
Nein, viele Faktoren führen zu einer Kapazitätsreduzierung. Dies ist kein Phänomen, das nur bei Lithiumbatterien auftritt, da fast alle Batterietypen von extrem niedrigen Temperaturen betroffen sind. Sobald sich die Temperatur wieder normalisiert, erholt sich die Kapazität der Lithiumbatterie schnell.
Welche Gründe können dazu führen, dass die Kapazität von Lithiumbatterien bei niedrigen Temperaturen abnimmt?
- Niedrige Temperaturen beeinflussen den Innenwiderstand der Batterie: Je höher der Innenwiderstand des Akkupacks, desto größer der Energieverlust, da der Akku einen Innenwiderstand aufweist und somit Energie verbraucht. Je höher der Widerstand, desto größer der Energieverlust.
- Reduzierte elektronische Aktivität: Wir haben die Funktionsweise des Akkupacks bereits in einem anderen Artikel erläutert. Dort wurde erwähnt, dass das Laden und Entladen von Lithiumbatterien eine interne Elektronenbewegung erfordert. Niedrige Temperaturen reduzieren die Elektronenaktivität erheblich und beeinträchtigen somit den gesamten Lade- und Entladevorgang.
- Das Laden von Lithiumbatterien bei niedrigen Temperaturen führt zu irreversiblem Kapazitätsverlust: Wir haben einen weiteren Artikel, der die spezifischen wissenschaftlichen Prinzipien erläutert. Der Hauptgrund ist, dass sich beim Laden bei niedrigen Temperaturen die elektrochemische Reaktion und die Ionendiffusion in den Elektrolyten verlangsamen und gleichzeitig das Materialgitter schrumpft. Dies ist ein zufälliges Konzept. Wir gehen davon aus, dass Lithiumionen in den negativen Elektrodenstab eingebettet sein müssen, um den Ladevorgang abzuschließen. Aufgrund der Schrumpfung des Gitters können Lithiumionen jedoch nicht vollständig eindringen. Tritt dieses Phänomen in großen Mengen auf, können Lithiumionen nicht in die Graphitschicht eindringen, da ihnen keine Zeit zur Reaktion bleibt. Sie sammeln sich in großen Mengen an der Oberfläche der negativen Elektrode an, wodurch eine Umwandlungsreaktion ausgelöst wird und schließlich Lithiumdendriten entstehen. Diese Lithiumdendriten verringern die Kapazität und können, wenn sie sich ansammeln, den Separator durchstoßen und einen dauerhaften Funktionsausfall der Batterie verursachen. Dies ist der wichtigste Grund, warum die Kapazität von Lithiumbatterien bei niedrigen Temperaturen abnimmt oder sogar beschädigt wird.
Ein konkretes Beispiel, um zu erklären, welche Auswirkungen niedrige Temperaturen auf die Kapazität haben können.
Wir gehen davon aus, dass Sie nun einen 12V 100Ah LiFePO4-Akku besitzen. Alles funktionierte normal, aber da das Wetter in den letzten Monaten kälter geworden ist, stellen Sie fest, dass die Lebensdauer des Akkus immer kürzer wird. Sie vermuten daher, dass der Akku defekt ist und haben sich ein Testgerät gekauft. Der Test ergab, dass die Kapazität nur noch 70 Ah beträgt.
Tatsächlich ist dieser Kapazitätsverlust jedoch nur vorübergehend. Warten Sie einfach, bis sich die Temperatur wieder normalisiert hat, bevor Sie den Akku laden. Dann wird die Akkukapazität wiederhergestellt. Das genaue Prinzip wurde oben erläutert. Es beruht auf der Aktivität der Elektronen und der inneren Struktur.
Was sollten wir tun, wenn wir den Akku bei niedrigen Temperaturen verwenden müssen?
Die einfachste Lösung besteht darin, den Akku warm zu halten, um ihn vor niedrigen Temperaturen zu schützen. In manchen Fällen ist dies tatsächlich möglich, aber manchmal muss der Akku bei niedrigen Temperaturen verwendet werden. Was also tun? Manche fragen sich vielleicht: Kann ich einen Inkubator für den Akku konstruieren? Die Idee ist zwar gut, aber nicht sehr praktikabel, da sie zusätzlichen Platzbedarf und mehr Aufwand bedeutet. Gibt es einen einfacheren Weg? Sicherlich.
Unsere ursprüngliche Absicht bei der Entwicklung einer Isolierbox für die Batterie bestand darin, die Batterie von außen konstant zu temperieren oder zu erwärmen, um zu verhindern, dass die Innentemperatur der Batterie zu niedrig wird. Können wir also eine Heizvorrichtung in der Batterie integrieren? Sicher.
Was ist eine beheizte Batterie?
Die Erwärmung des Akkus erfolgt durch Anbringen einer Heizfolie an der Innenseite des Akkupacks. Diese Heizfolie umhüllt die Akkuzellen. Sie kann den Akkukern direkt von innen erwärmen und so verhindern, dass die Innentemperatur des Akkupacks zu niedrig wird.
Wie funktioniert eine beheizte Batterie?
Die Heizbatterie basiert auf einer herkömmlichen Lithiumbatterie. Zunächst wird die Umgebungstemperatur über einen NTC gemessen, anschließend wird die Heizfunktion über die BMS-Steuerung aktiviert. Sobald die Temperatur den eingestellten Wert erreicht, schaltet sich die Heizung automatisch ab, und der Akku kann normal arbeiten. Das Heizmodul schaltet sich während des Betriebs automatisch ab, da der Akku auch während des Betriebs Wärme erzeugt. Der NTC überwacht daher kontinuierlich die Temperatur des Akkus und sorgt schließlich zusammen mit der Schutzplatte und der Heizfolie für eine konstante Temperatur im Akku.
Welche Nachteile haben beheizte Batterien?
Verbraucht mehr Strom. Verfügt der Akku nicht über eine Heizfunktion, kann die Energie des Akkus zum Arbeiten genutzt werden. Verfügt der Akku jedoch über eine Heizfunktion, muss ein Teil der Energie des Akkupacks zum Heizen und der andere Teil zum Arbeiten verwendet werden. Dadurch wird der Akkupack schneller verbraucht. Daher ist es wichtig, den Ladezustand des Akkus rechtzeitig zu prüfen und den Akku aufzuladen.
Zusammenfassung:
Bei niedrigen Temperaturen können Lithiumbatterien beim Laden und Entladen dauerhaft beschädigt werden. Vermeiden Sie daher den Einsatz von Batterien bei niedrigen Temperaturen. Falls erforderlich, können Sie Lithiumbatterien mit Heizfunktion wählen. Diese Batterien verfügen über spezielle Funktionen, die auf herkömmlichen Batterien basieren. Sie können sie auch mit Bluetooth, WLAN und GPS nutzen, um weitere Möglichkeiten für den Einsatz von Lithiumbatterien zu erschließen.
Ich hoffe, dieser Artikel ist hilfreich für Sie. Wenn Sie an solchen Informationen interessiert sind, können Sie unseren Blog verfolgen.
Autorenprofil
Thomas Chen
Thomas Chen ist ein erfahrener Experte der Erneuerbare-Energien-Branche mit Schwerpunkt auf Lithium-Batterietechnologie. Als Absolvent der Universität Shenzhen (Abschlussjahrgang 2010) verfügt er über umfangreiche Erfahrung in Schlüsselpositionen bei EVE und BYD. Er ist bekannt für seine fundierten Branchenkenntnisse und verfügt über ein einzigartiges Gespür für Markttrends und Kundenbedürfnisse. Seine Artikel bieten eine einzigartige Perspektive, die auf seinem umfassenden Branchenhintergrund beruht.
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