Guia de uso de bateria de lítio no inverno
Introdução:
Acredito que muitas pessoas tenham este senso comum: o inverno está chegando, mas minha bateria não parece durar tanto quanto no verão. Por que a bateria acaba tão rápido? Minha bateria acabou? Por que minha bateria não carrega no inverno?
Muitos clientes têm feito essas perguntas ultimamente, então escrevi este artigo. Hoje, vamos falar sobre o que acontece com as baterias de lítio no inverno. O que devemos considerar ao usar baterias de lítio no inverno?
A capacidade da bateria pode ser significativamente reduzida no inverno. A bateria está quebrada?
Não, muitos fatores levam à redução da capacidade, e este não é um fenômeno exclusivo das baterias de lítio, pois quase todos os tipos de baterias são afetados por temperaturas extremamente baixas. Assim que a temperatura retornar ao normal, a capacidade da bateria de lítio em geral se recuperará rapidamente.
Quais razões podem fazer com que a capacidade das baterias de lítio diminua em baixas temperaturas?
- Baixas temperaturas afetam a resistência interna da bateria: quanto maior a resistência interna da bateria, maior a perda de energia, pois ela possui resistência interna, o que significa que consumirá energia. Quanto maior a resistência, maior a perda de energia.
- Atividade eletrônica reduzida: Discutimos o funcionamento da bateria em outro artigo. Foi mencionado que o carregamento e o descarregamento de baterias de lítio exigem movimento interno de elétrons. Baixas temperaturas reduzem significativamente a atividade dos elétrons, afetando todo o processo de carga e descarga.
- Carregar baterias de lítio em baixas temperaturas causará perda irreversível de capacidade: Temos outro artigo dedicado à discussão dos princípios científicos específicos. O principal motivo é que, ao carregar em baixas temperaturas, a reação eletroquímica e o processo de difusão de íons no eletrólito desaceleram e, ao mesmo tempo, a estrutura do material também encolhe. Este é um conceito observador. Entendemos que os íons de lítio devem ser incorporados dentro da haste do eletrodo negativo para completar o carregamento. Ainda assim, devido ao encolhimento da estrutura, os íons de lítio não conseguem entrar completamente. Quando esse fenômeno ocorre em grandes quantidades, os íons de lítio não conseguem entrar na camada de grafite porque não têm tempo para reagir. Eles se acumulam em grandes quantidades na superfície do eletrodo negativo, tornando-se uma reação de conversão e, eventualmente, formando dendritos de lítio. Esses dendritos de lítio causam uma redução na capacidade e, quando se acumulam, podem perfurar o separador, causando falha funcional permanente da bateria. Esta é a razão mais fundamental pela qual a capacidade das baterias de lítio é reduzida ou mesmo danificada em baixas temperaturas.
Um exemplo concreto para explicar o impacto que baixas temperaturas podem ter na capacidade.
Podemos presumir que agora você tem uma bateria LiFePO4 de 12 V e 100 Ah. Tudo estava funcionando normalmente, mas, com o tempo mais frio nos últimos meses, você percebeu que a bateria está se tornando cada vez menos durável, então suspeita que ela esteja quebrada. Por isso, comprou uma ferramenta de teste. O teste constatou que sua capacidade é de apenas 70 Ah.
Mas, na verdade, essa redução de capacidade é apenas temporária, pois basta aguardar que a temperatura volte ao normal antes de carregar a bateria, e a capacidade da bateria será restaurada. O princípio específico foi explicado acima e é causado pela atividade dos elétrons e pelo design da estrutura interna.
O que devemos fazer se precisarmos usar a bateria em baixas temperaturas?
A maneira mais simples é manter a bateria aquecida para evitar que ela seja exposta a baixas temperaturas. Em alguns casos, podemos fazer isso, mas às vezes precisamos usar a bateria em baixas temperaturas, então o que devemos fazer? Algumas pessoas podem pensar: "Posso projetar uma incubadora para a bateria?". Essa ideia é muito boa, mas não é muito viável, pois requer mais espaço extra e também é mais problemática. Existe uma maneira mais fácil? Certamente.
Nossa intenção original ao projetar uma caixa isolante para a bateria é manter a temperatura ou o aquecimento externo da bateria constantemente, para evitar que a temperatura interna fique muito baixa. Então, podemos projetar o dispositivo de aquecimento dentro da bateria? Claro.
O que é uma bateria aquecida?
O aquecimento da bateria é feito adicionando uma película de aquecimento ao interior do conjunto de baterias. Essa película de aquecimento cobrirá as células da bateria. Ela pode aquecer diretamente o núcleo da bateria de dentro para fora, evitando assim que a temperatura interna do conjunto de baterias fique muito baixa.
Como funciona uma bateria aquecida?
A bateria de aquecimento é modificada com base na bateria de lítio comum. Primeiro, o NTC é necessário para coletar a temperatura ambiente e, em seguida, a função de aquecimento é ativada através do controle BMS. Quando a temperatura atinge o valor definido, o aquecimento é desligado automaticamente e a bateria pode funcionar normalmente. O módulo de aquecimento desligará automaticamente durante a operação, pois a bateria também gerará calor durante o funcionamento. Portanto, o NTC monitorará continuamente a temperatura da bateria e, finalmente, juntamente com a placa protetora e a película de aquecimento, realizará a função de temperatura constante dentro da bateria.
Quais são as desvantagens das baterias aquecidas?
Consome mais energia. Se a bateria não tiver função de aquecimento, a energia da bateria pode ser usada para trabalho. No entanto, se a bateria tiver função de aquecimento, parte da energia da bateria precisa ser usada para aquecê-la e a outra parte para trabalho. Portanto, a energia da bateria será consumida mais rapidamente, por isso precisamos verificar o SOC da bateria a tempo e carregá-la.
Resumo:
Em baixas temperaturas, seja durante o carregamento ou o descarregamento, as baterias de lítio podem ser danificadas permanentemente. Portanto, devemos evitar o uso de baterias em baixas temperaturas. Se for necessário usá-las, podemos optar por baterias de lítio com funções de aquecimento. Essas baterias possuem funções personalizadas baseadas em baterias comuns. Você também pode usá-las com Bluetooth, Wi-Fi e GPS para descobrir mais maneiras de usar baterias de lítio.
Espero que este artigo seja realmente útil para você. Se você tem interesse nesse tipo de informação, fique ligado no nosso blog.
Perfil do Autor
Thomas Chen
Thomas Chen é um especialista experiente no setor de novas energias, com foco em tecnologia de baterias de lítio. Ex-aluno da Universidade de Shenzhen, turma de 2010, Thomas acumulou vasta experiência em cargos cruciais na EVE e na BYD. Reconhecido por seus profundos conhecimentos sobre o setor, ele possui uma aptidão única para identificar tendências de mercado e compreender as necessidades dos clientes. Seus artigos oferecem uma perspectiva diferenciada, extraída de uma rica experiência na área.
Introdução:
Acredito que muitas pessoas tenham este senso comum: o inverno está chegando, mas minha bateria não parece durar tanto quanto no verão. Por que a bateria acaba tão rápido? Minha bateria acabou? Por que minha bateria não carrega no inverno?
Muitos clientes têm feito essas perguntas ultimamente, então escrevi este artigo. Hoje, vamos falar sobre o que acontece com as baterias de lítio no inverno. O que devemos considerar ao usar baterias de lítio no inverno?
A capacidade da bateria pode ser significativamente reduzida no inverno. A bateria está quebrada?
Não, muitos fatores levam à redução da capacidade, e este não é um fenômeno exclusivo das baterias de lítio, pois quase todos os tipos de baterias são afetados por temperaturas extremamente baixas. Assim que a temperatura retornar ao normal, a capacidade da bateria de lítio em geral se recuperará rapidamente.
Quais razões podem fazer com que a capacidade das baterias de lítio diminua em baixas temperaturas?
- Baixas temperaturas afetam a resistência interna da bateria: quanto maior a resistência interna da bateria, maior a perda de energia, pois ela possui resistência interna, o que significa que consumirá energia. Quanto maior a resistência, maior a perda de energia.
- Atividade eletrônica reduzida: Discutimos o funcionamento da bateria em outro artigo. Foi mencionado que o carregamento e o descarregamento de baterias de lítio exigem movimento interno de elétrons. Baixas temperaturas reduzem significativamente a atividade dos elétrons, afetando todo o processo de carga e descarga.
- Carregar baterias de lítio em baixas temperaturas causará perda irreversível de capacidade: Temos outro artigo dedicado à discussão dos princípios científicos específicos. O principal motivo é que, ao carregar em baixas temperaturas, a reação eletroquímica e o processo de difusão de íons no eletrólito desaceleram e, ao mesmo tempo, a estrutura do material também encolhe. Este é um conceito observador. Entendemos que os íons de lítio devem ser incorporados dentro da haste do eletrodo negativo para completar o carregamento. Ainda assim, devido ao encolhimento da estrutura, os íons de lítio não conseguem entrar completamente. Quando esse fenômeno ocorre em grandes quantidades, os íons de lítio não conseguem entrar na camada de grafite porque não têm tempo para reagir. Eles se acumulam em grandes quantidades na superfície do eletrodo negativo, tornando-se uma reação de conversão e, eventualmente, formando dendritos de lítio. Esses dendritos de lítio causam uma redução na capacidade e, quando se acumulam, podem perfurar o separador, causando falha funcional permanente da bateria. Esta é a razão mais fundamental pela qual a capacidade das baterias de lítio é reduzida ou mesmo danificada em baixas temperaturas.
Um exemplo concreto para explicar o impacto que baixas temperaturas podem ter na capacidade.
Podemos presumir que agora você tem uma bateria LiFePO4 de 12 V e 100 Ah. Tudo estava funcionando normalmente, mas, com o tempo mais frio nos últimos meses, você percebeu que a bateria está se tornando cada vez menos durável, então suspeita que ela esteja quebrada. Por isso, comprou uma ferramenta de teste. O teste constatou que sua capacidade é de apenas 70 Ah.
Mas, na verdade, essa redução de capacidade é apenas temporária, pois basta aguardar que a temperatura volte ao normal antes de carregar a bateria, e a capacidade da bateria será restaurada. O princípio específico foi explicado acima e é causado pela atividade dos elétrons e pelo design da estrutura interna.
O que devemos fazer se precisarmos usar a bateria em baixas temperaturas?
A maneira mais simples é manter a bateria aquecida para evitar que ela seja exposta a baixas temperaturas. Em alguns casos, podemos fazer isso, mas às vezes precisamos usar a bateria em baixas temperaturas, então o que devemos fazer? Algumas pessoas podem pensar: "Posso projetar uma incubadora para a bateria?". Essa ideia é muito boa, mas não é muito viável, pois requer mais espaço extra e também é mais problemática. Existe uma maneira mais fácil? Certamente.
Nossa intenção original ao projetar uma caixa isolante para a bateria é manter a temperatura ou o aquecimento externo da bateria constantemente, para evitar que a temperatura interna fique muito baixa. Então, podemos projetar o dispositivo de aquecimento dentro da bateria? Claro.
O que é uma bateria aquecida?
O aquecimento da bateria é feito adicionando uma película de aquecimento ao interior do conjunto de baterias. Essa película de aquecimento cobrirá as células da bateria. Ela pode aquecer diretamente o núcleo da bateria de dentro para fora, evitando assim que a temperatura interna do conjunto de baterias fique muito baixa.
Como funciona uma bateria aquecida?
A bateria de aquecimento é modificada com base na bateria de lítio comum. Primeiro, o NTC é necessário para coletar a temperatura ambiente e, em seguida, a função de aquecimento é ativada através do controle BMS. Quando a temperatura atinge o valor definido, o aquecimento é desligado automaticamente e a bateria pode funcionar normalmente. O módulo de aquecimento desligará automaticamente durante a operação, pois a bateria também gerará calor durante o funcionamento. Portanto, o NTC monitorará continuamente a temperatura da bateria e, finalmente, juntamente com a placa protetora e a película de aquecimento, realizará a função de temperatura constante dentro da bateria.
Quais são as desvantagens das baterias aquecidas?
Consome mais energia. Se a bateria não tiver função de aquecimento, a energia da bateria pode ser usada para trabalho. No entanto, se a bateria tiver função de aquecimento, parte da energia da bateria precisa ser usada para aquecê-la e a outra parte para trabalho. Portanto, a energia da bateria será consumida mais rapidamente, por isso precisamos verificar o SOC da bateria a tempo e carregá-la.
Resumo:
Em baixas temperaturas, seja durante o carregamento ou o descarregamento, as baterias de lítio podem ser danificadas permanentemente. Portanto, devemos evitar o uso de baterias em baixas temperaturas. Se for necessário usá-las, podemos optar por baterias de lítio com funções de aquecimento. Essas baterias possuem funções personalizadas baseadas em baterias comuns. Você também pode usá-las com Bluetooth, Wi-Fi e GPS para descobrir mais maneiras de usar baterias de lítio.
Espero que este artigo seja realmente útil para você. Se você tem interesse nesse tipo de informação, fique ligado no nosso blog.
Perfil do Autor
Thomas Chen
Thomas Chen é um especialista experiente no setor de novas energias, com foco em tecnologia de baterias de lítio. Ex-aluno da Universidade de Shenzhen, turma de 2010, Thomas acumulou vasta experiência em cargos cruciais na EVE e na BYD. Reconhecido por seus profundos conhecimentos sobre o setor, ele possui uma aptidão única para identificar tendências de mercado e compreender as necessidades dos clientes. Seus artigos oferecem uma perspectiva diferenciada, extraída de uma rica experiência na área.
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