電池容量變小，其實(shí)是因?yàn)樘焯淞?/h1>
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-03-18 12:19
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對(duì)于許多地方來(lái)說(shuō)，冬天都已經(jīng)來(lái)到了我們的身邊。不過(guò)，到了冬天，氣溫降低的同時(shí)，也會(huì)出現(xiàn)一些不太一樣的現(xiàn)象。尤其是在室外玩手機(jī)的時(shí)候，很多人都會(huì)有手機(jī)電電量不耐用的情況。這樣，在室外玩手機(jī)就顯得不是很盡興了。
有的人或許會(huì)把這方面歸結(jié)到天氣冷手機(jī)的性能更強(qiáng)這一方面，其實(shí)不然。手機(jī)在低溫情況下獲得了更好的散熱，性能也得到了更好的發(fā)揮空間。不過(guò)，因?yàn)闅鉁靥嵘男阅鼙容^有限，因此也不會(huì)對(duì)電量產(chǎn)生太大的影響。為了探索這個(gè)問(wèn)題，專業(yè)人士也是給出了正確的答案。
最近，中國(guó)信息通信研究院對(duì)這一現(xiàn)象進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)人員把兩塊3400毫安時(shí)的電池充滿電，然后將兩塊分別放在23攝氏度和-10攝氏度的環(huán)境中，并用相同的速度放電。結(jié)果發(fā)現(xiàn)常溫下電池放電量為3420mAh，而在零下10攝氏度的電池放電量只有2716mAh。兩者相比之下，溫度低的電池整整下降了百分之21的容量。
對(duì)于這個(gè)比較嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)，有關(guān)專家也解釋了這個(gè)不太為人所知的現(xiàn)象。低溫環(huán)境下會(huì)讓鋰電池的化學(xué)反應(yīng)速率下降，所以電池的電量就會(huì)變得更小了。通過(guò)這個(gè)實(shí)驗(yàn)，我們知道了應(yīng)該實(shí)事求是，而不是偏聽(tīng)偏信。如果你發(fā)現(xiàn)在冬天續(xù)航變差，也可以不用急著換電池，等到了溫暖的環(huán)境在做判斷也不遲。
今年第3季度，山東對(duì)19家企業(yè)生產(chǎn)的19批次電動(dòng)自行車、手機(jī)等鋰電池產(chǎn)品進(jìn)行了監(jiān)督抽檢。檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，山東嘉寓潤(rùn)峰新能源、臨沂頤陽(yáng)新能源、山東頤捷新能源、山東興宇新能源、山東泰一新能源5家企業(yè)生產(chǎn)的5批次產(chǎn)品不合格，不合格項(xiàng)目主要為穿刺、電池容量測(cè)試、擠壓、重物沖擊等。其中，穿刺實(shí)驗(yàn)是模擬電池在遭受尖銳物體穿刺時(shí)是否安全，檢測(cè)人員用直徑三毫米的鋼針垂直穿過(guò)電池中心，停留30秒鐘。
國(guó)家鋰電池檢測(cè)中心檢測(cè)員梁雷告訴記者，這個(gè)電池表面已經(jīng)完全燒焦，內(nèi)部電芯也完全焦化，發(fā)生了著火，它是不合格的。如果是一個(gè)安全性能達(dá)標(biāo)的電池，那頂多會(huì)有一定的發(fā)熱，而不會(huì)發(fā)生燃燒爆炸。
而重物沖擊則是模擬電池在遭受一定的正面沖擊力之后是否安全。檢測(cè)人員用直徑為15.8mm的鋼棒壓住電池，隨后用重量9.1千克的重物，從0.6米的高度垂直砸在鋼棒上，如果電池發(fā)生起火爆炸則為不合格。
“我們可以看到，這個(gè)里面電芯都已經(jīng)噴出來(lái)了，而且這個(gè)電池表面燒得黢黑，因?yàn)殇囯姵啬芰棵芏群艽?，一旦起火或者爆炸的話，爆炸的?qiáng)度會(huì)很大，他會(huì)對(duì)人產(chǎn)生很大的危害。”國(guó)家鋰電池檢測(cè)中心技術(shù)負(fù)責(zé)人鞠群表示。
電池容量不合格則是平常所說(shuō)的容量虛標(biāo)，即試驗(yàn)檢測(cè)的電池容量小于廠商標(biāo)稱的額定容量。
國(guó)家鋰電池檢測(cè)中心技術(shù)負(fù)責(zé)人鞠群認(rèn)為，這個(gè)電池標(biāo)稱的容量是600個(gè)毫安時(shí)，它實(shí)際測(cè)出的容量只有300多個(gè)，不到400個(gè)毫安時(shí)，因?yàn)槿萘坎贿_(dá)標(biāo)的，一般就是規(guī)定使用時(shí)長(zhǎng)短，最有可能就是廠商在制造電池的時(shí)候偷工減料，容量就小，而把它賣(mài)一個(gè)比較高的價(jià)格，這就是一個(gè)欺詐行為。
在過(guò)去十年中，鋰電池的廣泛應(yīng)用已被證明是一種非?？煽康碾姵丶夹g(shù)。鋰電池廣泛用于電動(dòng)汽車，手機(jī)，照相機(jī)，筆記本電腦和其他移動(dòng)設(shè)備。鋰電池甚至用于電網(wǎng)中的能量存儲(chǔ)。所以看起來(lái)鋰電池比鉛等傳統(tǒng)類型的電池有很多優(yōu)勢(shì).
首先，我將總結(jié)鋰電池與鉛電池相比最重要的好處。在這種情況下，鉛電池是指鉛電池的所有不同化學(xué)物質(zhì)，甚至是最現(xiàn)代類型的鉛電池，深循環(huán)密封.
電池不喜歡高溫，因?yàn)樗鼈儠?huì)縮短使用壽命。然而，與鋰電池相比，溫度升高對(duì)鉛電池的影響要大得多。溫度高于20C會(huì)迅速降低鉛電池的使用壽命，而鋰電池則可承受高達(dá)45C的溫度。當(dāng)溫度從20C升至30C時(shí)，鉛蓄電池的使用壽命將縮短2倍。
下圖清楚地顯示了這一點(diǎn)，容量保持率與20C和33C的充電次數(shù)相對(duì)應(yīng)。例如，在中東，帶有鉛電池的太陽(yáng)能路燈可能需要在2年（或750個(gè)周期）內(nèi)更換。當(dāng)溫度從20C升高到40C時(shí)，鉛電池的使用壽命將降低4倍。對(duì)于鋰電池技術(shù)，40C的溫度根本不會(huì)對(duì)電池壽命產(chǎn)生任何影響。特別是考慮到太陽(yáng)能路燈在溫暖，陽(yáng)光充足的地區(qū)（環(huán)境溫度通常高于20C）最常見(jiàn)的事實(shí)，強(qiáng)烈建議使用鋰電池。
耐低溫
鋰電池和鉛電池在寒冷天氣條件下都會(huì)失去有用的能量容量。然而，對(duì)于鉛電池，效果要嚴(yán)重得多。在-20C的溫度下，鉛電池的有用能量減少到30％，如下圖所示。在相同的放電條件下，鋰電池保留了82％的能量容量。鋰電池不僅在高溫國(guó)家持續(xù)更長(zhǎng)時(shí)間，而且在山區(qū)非常寒冷的地區(qū)也會(huì)持續(xù)更長(zhǎng)時(shí)間。
周轉(zhuǎn)效率
周轉(zhuǎn)周期效率顯示了電池在完整充電和放電周期中的效率。對(duì)于鉛蓄電池，這通常約為75％。這意味著如果您為1000Wh的鉛蓄電池充電，您只能獲得750Wh的電量來(lái)實(shí)際為您的設(shè)備供電。因此，僅電池就會(huì)損失25％的系統(tǒng)效率！在太陽(yáng)能路燈（或任何其他太陽(yáng)能系統(tǒng)）的情況下，這意味著您需要至少多25％的太陽(yáng)能電池板來(lái)為相同的負(fù)載供電。在這些條件下，系統(tǒng)將不可避免地變得更加昂貴（或者在相同配置下表現(xiàn)更差）。然而，對(duì)于鋰電池，周轉(zhuǎn)周期效率大約為98％。難怪我們看到這種電池技術(shù)的使用有所增加。
放電深度公差和放電周期
放電深度與每個(gè)周期中電池的耗電深度有關(guān)。電池放電越深，放電周期越少，因此電池的使用壽命就越短。鋰電池可輕松放電至95％，而鉛電池則可限制在50％以下。下圖顯示了放電深度如何與鉛電池和鋰電池的循環(huán)次數(shù)相關(guān)。如果我們想要使用電池大約2000個(gè)周期（2000/365天= 5，5年），你只能將鉛電池放電25-35％，而鋰電池則只能放電80％左右。這意味著您需要至少4倍的鋰電池容量才能獲得鉛電池的相同電池壽命！或者換句話說(shuō)：如果你想使用80％的電池容量，你只能使用鉛電池250-500次循環(huán)而不是鋰電池的2000次循環(huán)。鉛蓄電池必須比鋰電池更換4-8倍！
鋰電池的復(fù)雜性
閱讀完所有這些后，您可能想知道為什么有人會(huì)選擇鉛蓄電池。答案很簡(jiǎn)單。鉛電池比鋰電池更容易實(shí)施。鋰電池對(duì)過(guò)充電（高于最大允許電壓）和放電（低于最小允許電壓）更敏感，這需要更先進(jìn)的電子設(shè)備。在FlexSol，我們擁有處理這種復(fù)雜性的知識(shí)和技能。這就是為什么我們所有的產(chǎn)品都配備了專用的電池管理系統(tǒng)，可以優(yōu)化充電和放電，從而最大限度地延長(zhǎng)電池壽命。
案例研究：鋰電池對(duì)太陽(yáng)能路燈的影響
利用所有這些抽象的數(shù)字和圖表，在太陽(yáng)能路燈的特定情況下，很難完全掌握鉛和鋰電池之間的差異的影響。讓我們用一個(gè)案例研究來(lái)關(guān)注鋰電池對(duì)太陽(yáng)能路燈性能和成本的影響。考慮我們配置100Wp太陽(yáng)能電池板，20W光源和1400Wh鋰電池。我們希望將電池使用2000個(gè)周期（5，5年），因此DoD不應(yīng)大于80％。這意味著有效電池容量為1400Wh * 80％= 1120Wh。因此，電池可以為燈具供電1120Wh / 20W = 56小時(shí)。該系統(tǒng)中的電池成本約為800歐元，可以安裝在色譜柱內(nèi)（地上或地下）。如果我們想使用深循環(huán)GEL電池，我們需要一個(gè)130Wp的太陽(yáng)能電池板來(lái)補(bǔ)償周轉(zhuǎn)周期效率。采用深循環(huán)GEL電池，太陽(yáng)能電池板的成本約為200歐元。此外，如果我們想要相同的2000周期壽命，我們應(yīng)該使用30％的DOD作為電池。這導(dǎo)致3700Wh的電池，在相同的有效容量和壽命下比鋰電池大2.7倍。如果我們正在尋找質(zhì)量好的電池。這已經(jīng)比鋰電池貴了，但這不是一切。由于尺寸較大，我們無(wú)法將鉛電池放入色譜柱內(nèi)，所以我們需要增加一個(gè)可以裝上電池的額外地下容器。。那么，為什么鉛電池通常看起來(lái)更便宜呢？答案很簡(jiǎn)單; 在我們的示例中，我們將高品質(zhì)鋰電池與可比較的高品質(zhì)深循環(huán)電池進(jìn)行了比較，具有相同的使用壽命和對(duì)周轉(zhuǎn)周期效率的補(bǔ)償。然而，大多數(shù)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手提供更小的鉛電池 - 在這種情況下大約2400Wh。這意味著電池必須經(jīng)常更換2.7倍，此外，競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手不會(huì)補(bǔ)償周轉(zhuǎn)周期效率，這會(huì)導(dǎo)致燈具可用的電力減少。所有這些都導(dǎo)致初始價(jià)格降低，因此，盡管鋰電池的前期成本略高，但考慮到壽命和性能，真正的擁有成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于鉛酸。這就是為什么我們只使用鋰; 我們寧愿收取路燈，而不是我們的客戶。
