Как литий-ионные аккумуляторы работают в холодную погоду?

Если вы когда-нибудь выносили свой телефон на улицу в холодный зимний день и наблюдали, как батарея разряжается быстрее обычного, вы уже знаете, как низкие температуры влияют на литий-ионные батареи. Независимо от того, являетесь ли вы любителем приключений на открытом воздухе, владельцем электромобиля (EV) или тем, кто полагается на высокопроизводительные батареи для зимних задач, понимание того, как холодная погода влияет на эти батареи, может спасти вас от непредвиденных простоев.

В этом руководстве мы объясним, почему литий-ионные аккумуляторы плохо работают на холоде, дадим советы по поддержанию их бесперебойной работы и поделимся последними инновациями, призванными улучшить их работу при отрицательных температурах.

Почему холодная погода влияет на литий-ионные аккумуляторы

Литий-ионные аккумуляторы мощные и эффективные, но у них есть слабое место: они плохо переносят холод. Вот почему:

• Более медленные химические реакции: Литий-ионные батареи используют химическую реакцию для генерации энергии. При низких температурах эти реакции замедляются, что снижает емкость и эффективность батареи.
• Повышенное внутреннее сопротивление: Холодная погода увеличивает внутреннее сопротивление аккумулятора, а это значит, что для питания ваших устройств требуется больше энергии.
• Риски при зарядке: Зарядка холодной батареи при температуре ниже нуля (32°F или 0°C) может привести к литированию — состоянию, которое приводит к необратимому повреждению батареи.

Как холодная погода влияет на различные приложения

Приключения на свежем воздухе

Независимо от того, катаетесь ли вы на лыжах по заснеженному склону или разбиваете лагерь под морозным небом, холодная погода — палка о двух концах для искателей приключений. Такие устройства, как GPS-трекеры, экшн-камеры и дроны, могут разряжаться быстрее, чем ожидалось, что сократит вашу поездку, если вы не готовы. Аккумуляторы в дронах или электровелосипедах могут потерять дальность действия или работать неоптимально. Вы когда-нибудь сталкивались с тем, что дрон выходил из строя в полете из-за холода? Это распространенная проблема, но она не обязательно должна быть при соблюдении правильных мер предосторожности.

Электрические транспортные средства (EV)

Для владельцев электромобилей зимнее утро может принести не только ледяные лобовые стекла. Холодная погода сокращает запас хода литиевых батарей, поскольку автомобиль направляет энергию на обогрев салона и поддержание батареи в тепле. 

Зарядка может занять больше времени, особенно если аккумулятор не был предварительно подготовлен. Функции предварительной подготовки могут помочь, но вы все равно можете заметить снижение дальности на 10–20%. Если вы когда-либо паниковали из-за расстояния до зарядной станции зимой, вы не одиноки.

Системы резервного копирования для дома

Когда наступают зимние штормы, резервное питание становится спасательным кругом. Литий-ионные аккумуляторы в солнечных системахили генераторы могут испытывать трудности с сохранением заряда в условиях холода, поэтому крайне важно правильно их хранить. Подумайте об этом как о том, чтобы упаковать свои батареи на сезон — им нужна забота, как и вам.

Как защитить литий-ионные аккумуляторы в холодную погоду

1. Держите батареи в тепле

Когда температура падает, ваши литий-ионные аккумуляторы нуждаются в таком же уходе, как ваши руки в морозную погоду. Хранение аккумуляторов в среде с контролируемой температурой, когда они не используются, — самый простой способ сохранить их производительность. Например, оставляйте свой электромобиль в отапливаемом гараже или заносите небольшие устройства в помещение после прогулки на свежем воздухе.

Для таких устройств, как камеры, дроны или внешние аккумуляторы, которые должны выдерживать холод, рассмотрите возможность приобретения изолированных чехлов или термооберток. Они действуют как уютное одеяло, удерживая тепло и защищая аккумулятор от низких температур. Если вы в пути, тепло вашего тела также может стать спасением. Положите небольшие гаджеты или запасные батареи в карман или во внутренний слой одежды, чтобы они оставались теплыми и готовыми к работе.

2. Избегайте зарядки при температуре ниже нуля

Зарядка литий-ионного аккумулятора при минусовых температурах — один из самых быстрых способов вызвать необратимый ущерб. При температуре ниже 32°F (0°C) внутренние химические реакции замедляются, и зарядка может привести к литированию — состоянию, которое необратимо повреждает элементы аккумулятора.

Чтобы избежать этого, всегда давайте аккумулятору достичь комнатной температуры перед подключением. Многие модели электромобилей оснащены системами управления аккумулятором (BMS), которые включают датчики температуры. Эти системы автоматически предотвращают зарядку, если аккумулятор слишком холодный, защищая его от повреждения. Если в вашем устройстве нет встроенной BMS, вы можете вручную контролировать температуру и планировать сеансы зарядки соответственно.

3. Перед использованием прогрейте батареи

Использование холодной батареи похоже на попытку завести машину без масла — это просто неэффективно. Предварительный прогрев батареи перед использованием может иметь существенное значение. Если вы владелец электромобиля, воспользуйтесь функциями предварительного кондиционирования. Эти системы мягко прогревают батарею, пока вы подключены к сети, гарантируя ее эффективную работу, когда вы отправитесь в путь.

Для уличных инструментов, внешних аккумуляторов или других портативных устройств, занесение аккумуляторов в помещение на 15-30 минут перед использованием может восстановить их производительность. Если вы не можете согреть их в помещении, используйте термообертку или поместите их рядом с источником слабого тепла (но не слишком близко — избегайте прямого контакта с обогревателями или горячими поверхностями, чтобы предотвратить перегрев).

4. Сокращение потребления энергии

В холодную погоду каждая капля энергии имеет значение. Такие устройства, как смартфоны, GPS-трекеры и камеры, часто разряжаются быстрее, когда подвергаются воздействию холода, поэтому снижение энергопотребления может помочь продлить время их работы. Начните с отключения ненужных функций, таких как Bluetooth, Wi-Fi или GPS, если они не используются. Для устройств с режимами энергосбережения включите их для экономии энергии.

Владельцы электромобилей могут предпринять аналогичные шаги, минимизировав использование подогреваемых сидений или обогревателей салона, поскольку они могут потреблять значительную часть энергии аккумулятора. Вместо этого выбирайте теплое пальто или одеяло во время коротких поездок, чтобы снизить нагрузку на систему вашего автомобиля. Такой подход помогает сохранить срок службы аккумулятора и позволяет вам двигаться даже в условиях холода.

5. Выбирайте морозостойкие батареи

Не все литий-ионные аккумуляторы созданы равными. Некоторые из них специально разработаны для работы в экстремальных температурах, что делает их лучшим выбором для использования в холодную погоду. Ищите модели с маркировкой «низкотемпературные» или «холодостойкие аккумуляторы». Они обычно оснащены встроенными нагревательными элементами, которые активируются в условиях замерзания, поддерживая оптимальную температуру аккумулятора.

Холодостойкие батареи особенно полезны для требовательных приложений, таких как дроны, автофургоны или электромобили в зимнем климате. Хотя они могут иметь более высокую первоначальную стоимость, их способность сохранять эффективность при минусовых температурах может сэкономить вам время, избежать разочарований и потенциального ущерба в долгосрочной перспективе. Если вы не уверены, какие батареи подходят вам, ознакомьтесь с рекомендациями производителя по низкотемпературным характеристикам.

Следуя этим практическим советам, вы можете гарантировать, что ваши литий-ионные аккумуляторы останутся надежными, эффективными и безопасными в самые суровые зимние месяцы. Независимо от того, едете ли вы по заснеженным тропам, занимаетесь зимними проектами или просто пытаетесь оставаться заряженными в пути, эти методы позволят вашим аккумуляторам работать наилучшим образом.

Советы по безопасности при использовании литий-ионных аккумуляторов на холоде

Избегайте резких перепадов температур

Если вы перемещаете батареи между теплыми и холодными средами, внутри корпуса может образоваться конденсат — плохие новости для производительности и безопасности. Думайте об этом как о «потении» вашей батареи, что может привести к коррозии или короткому замыканию.

Проверьте наличие повреждений

Треснувший корпус или вздувшаяся батарея — это красный флаг. Если вы заметили какие-либо физические повреждения, не рискуйте — немедленно замените их. Поврежденные батареи могут протечь, загореться или выйти из строя, когда они вам больше всего нужны.

Утилизируйте ответственно

Если аккумулятор умирает от холода (или от старости), не выбрасывайте его в мусор. Проверьте наличие центров переработки рядом с вами или ознакомьтесь с местными правилами утилизации отходов. Это не только безопаснее — это также лучше для окружающей среды.

Инновации в технологии аккумуляторов для холодной погоды

Хорошие новости? Технология аккумуляторов развивается, чтобы лучше справляться с экстремальными условиями.

Самонагревающиеся батареи

Представьте себе аккумулятор, который нагревается еще до того, как вы осознаете, что он холодный. В этом сила самонагревающейся литий-ионной технологии. Эти аккумуляторы используют небольшое количество энергии для предварительного нагрева своих ячеек, обеспечивая бесперебойную работу даже при отрицательных температурах. Они меняют правила игры для электромобилей и уличного снаряжения.

Продвинутые электролиты

Традиционные электролиты замедляются на холоде, но разрабатываются новые формулы, которые будут оставаться жидкими при экстремальных температурах. Эти инновации вскоре могут оставить проблемы с аккумуляторами в холодное время года в прошлом.

Интеллектуальные системы управления батареями (BMS)

Современные батареи умнее, чем когда-либо. Оснащенные датчиками и алгоритмами, БМС может контролировать и регулировать температуру, отключая зарядку или разрядку, когда условия небезопасны. Думайте об этом как о личном телохранителе вашей батареи.

Сотрудничайте с аккумулятором ACE для надежной работы в любую погоду

Литий-ионные аккумуляторы — мощные инструменты, и при правильном уходе они могут хорошо послужить вам — даже в самых суровых зимних условиях. Но если вы ищете аккумуляторы, которые уже разработаны для работы в холодную погоду, ACE Battery вам поможет.

В Аккумулятор ACE, мы специализируемся на высокопроизводительных литий-ионных аккумуляторах, разработанных для сложных приложений, от электромобилей до уличного оборудования и солнечных систем. Наши аккумуляторы оснащены передовыми технологиями, включая интеллектуальные системы управления аккумуляторами (BMS) и морозостойкие конструкции, что обеспечивает надежную работу даже при отрицательных температурах.

Независимо от того, являетесь ли вы любителем активного отдыха, владельцем электромобиля или профессионалом, полагающимся на резервное питание, ACE Battery предлагает надежные и эффективные решения, которые обеспечат вас энергией в любое время года.

Часто задаваемые вопросы

Могут ли литий-ионные аккумуляторы замерзнуть?

Нет, литий-ионные аккумуляторы не замерзают как вода. Однако электролит внутри становится менее эффективным, что снижает производительность.

Какую самую низкую температуру могут выдержать литий-ионные аккумуляторы?

Большинство литий-ионных аккумуляторов могут работать при температурах от -4°F (-20°C) до 140°F (60°C), но производительность значительно падает вблизи нижнего предела.

Как безопасно хранить литий-ионные аккумуляторы зимой?

Храните их при уровне заряда 40-50% в сухом прохладном месте. Не оставляйте их в неотапливаемых гаражах или сараях.