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寒い気候はデバイスを台無しにする可能性があります。冬に携帯電話や電気自動車を使用しようとしたことがあり、それが奇妙に振る舞ったり、速く死んでいることに気づいたことがあるなら、あなたは一人ではありません。温度はに大きな役割を果たします 、リチウムバッテリーの性能 。ため リチウムバッテリーの凍結が現実世界の問題になる 、特にEV、ソーラー貯蔵、ドローン、電動工具では、人々が答えが必要です。
冷凍リチウムバッテリーの 問題は、電力損失だけではありません。私たちは、永続的な損害、安全性のリスク、寿命の減少について話しています。特にカナダ、スカンジナビア、または米国北部などの地域でにつれて リチウムバッテリーの使用が増加する 、低温で何が起こるかを理解することが不可欠になります。それでも使用できますか？充電しても安全ですか？爆発できますか？それを分解しましょう。
リチウムバッテリーは、 正 と負の電極の間を移動するリチウムイオンを使用してエネルギーを蓄積します。これらのイオンは電解質を通過し、電気を生成します。軽くて強力で、高速で充電します。ポータブルエレクトロニクスやEVに最適です。
しかし、化学は敏感です。電解質は有機溶媒の混合物であり、セパレーターは電極を離している薄い膜です。これらのいずれかを凍結すると、バランスが捨てられます。
リスクにもかかわらず、人々はまだ リチウムバッテリーの寒冷気象 システムを使用しています。なぜ？彼らは、鉛酸などの代替品と比較して、より良いエネルギー密度、軽量、そしてより長い寿命を提供します。ノルウェーのEV、アラスカのドローン、または雪に覆われた建設現場の電動工具を考えてください。
すべての リチウムバッテリー タイプが寒さで同じように振る舞うわけではありません。これらがどのように比較するかは次のとおりです。
| バッテリータイプの | コールド耐性 | パフォーマンス0°C | ユースケース |
|---|---|---|---|
| リチウムイオン（NMC） | 適度 | 容量の減少 | 電話、ラップトップ、EV |
| lifepo4 | 低い | まったく請求しないかもしれません | ソーラー貯蔵、RVS |
| LTO（タイタン酸リチウム） | 高い | パフォーマンスを維持します | 産業、軍 |
凍結リチウムイオンのバッテリー 性能はさまざまなため、適切な化学を選択することが重要です。
リチウムバッテリーが凍結すると 言うとき、私たちは水のような氷の結晶について話していません。これは、内部コンポーネントが設計どおりに機能するのを停止することを意味します。イオンが遅くなるか停止します。電解質は粘性または結晶化する可能性があります。
0°Cで水が凍結します。しかし、 リチウムバッテリー 電解質は-20°Cから-40°Cの間で凍結します。そのため、 冷凍リチウムバッテリーは 凍結していません。パフォーマンスを停止するか、危険なほど充電します。
物理的な凍結：電解質が固体に変わります
機能凍結：バッテリーが充電/排出を適切に停止します
この機能的な凍結は、使用法に応じて-5°Cでも発生する可能性があります。
凍結はイオンの流れを破壊します。内部圧力を上げます。それはセパレーターにストレスをかけます - バッテリー内の薄い層。破裂すると、短絡が発生する可能性があります。
0°C未満で充電されると、リチウムイオンはアノードに完全に埋め込まれません。代わりに、表面に「プレート」します。この リチウムメッキは、 バッテリーの寿命を減らし、エネルギー放出に危険なスパイクを生み出すことができます。
冷凍リチウムバッテリーが 膨らむ 可能性があります。亀裂が形成される場合があります。解凍して充電されると、これらの損傷したエリアは、短絡、火災、さらには爆発さえも火をつけることができます。
| コンポーネント | 低温効果 | ダメージリスク |
|---|---|---|
| 電解質 | 粘性になります | イオンの流れの減少 |
| セパレーター | 脆く、ストレスの亀裂 | 短絡 |
| アノード | リチウムメッキ | 永久容量損失 |
| 陰極 | より低いアクティビティ | パフォーマンスドロップ |
| バッテリータイプの | 最小 | 充電温度制限 |
|---|---|---|
| リチウムイオン（NMC） | -20°C | 0°C最小 |
| lifepo4 | 0°C | 最小5°C |
| lto | -30°C | -10°C最小 |
テスラは、0°C未満のEVを充電することに対して警告しています。 DJIドローンは、凍結以下の飛行時間を失います。 PanasonicやLG Chemのようなバッテリーメーカーは、冬の使用前に予熱することをお勧めします。
上記のチャートを使用して、気候に合った適切なバッテリーを選択してください。
繰り返しの凍結と解凍はマイクロダメージを引き起こします。容量を失い、抵抗を増やし、サイクル寿命を減らします。時間が経つにつれて、そのダメージは合計されます。
冷たいバッテリーはうまく充電されません。彼らはエネルギーの流れに抵抗し、充電プロセスを非効率的で潜在的に有害にします。
冷凍リチウムバッテリー を充電すると、 熱暴走を引き起こす可能性があります。バッテリーは過熱、点火、または爆発します。自己発熱でない限り、0°C以下で充電しないでください。
充電が遅い
突然のシャットダウン
膨らみや腫れ
スマートデバイスからのエラーコード
ウォーミングアップ後も容量が低下します
イオンはゆっくりと動きます。それらはアノードに適切に統合されません。それはにつながります リチウムメッキと永久的な損傷 。
コールドバッテリーを充電すると、内部ホットスポットが作成されます。それを圧力の蓄積と組み合わせると、火のレシピがあります。
Samsung、Panasonic、およびBYDすべての発行警告：最初に暖かくなっていない限り、凍結以下で充電しないでください。ラボテストでは、-10°Cでの充電による容量が25〜35％減少しています。
| ブランド | 推奨充電温度 |
|---|---|
| テスラ | 0°Cを超える（オンボード暖房付き） |
| dji | 5°C - 40°C |
| ゴールゼロ | 0°C - 45°C |
| リノジー（lifepo4） | 0°C最小 |
それらには、温度が低下したときにトリガーされる内部加熱パッドが含まれます。これらのシステムは、充電が始まる前にバッテリーを安全なレベルに温めます。
自己加熱技術は以下で使用されます。
電気自動車
オフグリッドソーラーバッテリー
北極ドローン
軍用グレードのパワーパック
| 機能 | 標準 | 自己食器 |
|---|---|---|
| コールド充電 | 安全でない | 安全 |
| 料金 | より低い | より高い |
| 安全性 | 0°C未満の危険 | 制御 |
| に最適です | 暖かい気候 | すべての気候 |
| 範囲 | 範囲 |
|---|---|
| 短期（1〜4週間） | 0°C - 20°C |
| 長期（1か月以上） | 10°C - 15°C |
リチウムバッテリー貯蔵温度を 10〜20°Cに 保ちます
40〜60％の充電で保管してください
暖炉のある収納バッグまたは箱を使用してください
直接の冷たいドラフトから遠ざけてください
する：
充電する前に暖かくします
乾燥容器を使用します
屋内で保管します
しないでください：
冷たい車に入れておきます
0°C未満の充電
意図的に凍結します
✅50％の料金
room室の温度保管
fire fire-Safeケース
✅金属接触なし
✅毎月目視検査
熱い温度は火を引き起こします。寒い温度は故障を引き起こします。どちらも悪いですが、さまざまな方法で。コールド制限機能。熱は破壊します。
| 条件 | リスク | 予防標準 |
|---|---|---|
| 寒い | リチウムメッキ | 自己加熱パック |
| 熱い | 熱暴走 | 換気、シェーディング |
| 両方 | 容量損失 | BMS、気候制御 |
断熱ケースを使用します
車に保管しないでください
温度定格モデルを取得します
購入する前に仕様を確認してください
ハンドウォーマーを使用してください。デバイスを屋内に座らせます。 BMSウォームアップ機能を使用します。
アプリとBMSシステムは、リアルタイムのバッテリー温度を示しています。それらを注意深く監視します。
寒さではゆっくりとした充電/放電はより安全です。利用可能な場合は、「エコ」モードを使用します。
優れたBMSシステムは、温度を調節し、安全でない充電をブロックし、ユーザーにコールドリスクを警告します。
リチウム電池は凍結した後に使用できますか？
はい、しかし、部屋の温度に温めた後。冷凍を請求しないでください。
リチウムバッテリーが凍結されているかどうかをどのように知ることができますか？
突然の電力損失、腫れ、エラーコード、または遅い充電は兆候です。
リチウムバッテリーを冷たい車に一晩置いてもらえますか？
お勧めしません。温度は安全な貯蔵範囲を下回る可能性があります。
冷凍庫にリチウム電池を置くと、寿命が延びていますか？
いいえ、それは神話です。実際には損傷のリスクがあります。
リチウムバッテリーは雪や凍結雨の中で機能しますか？
彼らはそうかもしれませんが、容量は低くなります。最初に温めます。
リチウムバッテリーの凍結 により、性能、リチウムメッキ、腫れ、火災のリスクが低下します。コールドは化学を混乱させます。
自給自足の技術を使用します。 0°C未満の充電は避けてください。適度な温度で保管してください。気候に合ったバッテリーを選択してください。
冷凍リチウムバッテリー を充電しないでください
BMSおよび自己加熱システムを使用します
約15°C、半分の充電を保管します
暑さと寒さの両方で、極端な温度を避けてください
ベストプラクティスに従うことで、 リチウムバッテリーは 冬でも長持ちします。
