為什么嚴重的低溫會使電池失效？
來源：寶鄂實業(yè)
2019-10-17 21:32
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我們可以在許多數(shù)字設(shè)備的操作說明中看到產(chǎn)品的工作溫度，其中大多數(shù)是從-10°C到40°C。高溫極限是很好理解的。鋰電池在充電和工作時會放出熱量，在高溫環(huán)境下存在安全隱患。低溫設(shè)置是指鋰電池內(nèi)部的電解液在低溫時效率較低，從而影響用戶。使用時，嚴重的低溫甚至?xí)闺姵厥А?/div>
如果你曾經(jīng)在北方的冬天使用過手機等數(shù)碼產(chǎn)品或電池，你可能會發(fā)現(xiàn)，當(dāng)溫度較低時，電池的性能會變得更差，甚至電子產(chǎn)品都無法打開。讓我們來看看電池在低溫環(huán)境下的性能。
我們現(xiàn)在使用的電池主要是鋰離子電池。理論上，不同的鋰離子電池在溫度的影響下基本相同。為了更直觀地比較低溫的影響，我們以能夠量化放電性能的移動電源為例進行測試。
面向低溫測試的移動電源
考慮到移動電源所用電池的不同，我們還搭建了兩種常用的鋰離子電池移動電源進行數(shù)據(jù)采集，包括18650電池和軟包裝鋰離子電池（俗稱“聚合物電池”）。
常溫環(huán)境下電池壽命長
為了給以后的比較提供參考，我們首先測試了移動電源在室溫下的放電性能，這是控制組的數(shù)據(jù)，而控制組的環(huán)境溫度為30℃。
值得注意的是，我們在這里比較的是同一電池在不同溫度下的性能。我們測試的不同小區(qū)的移動電源還沒有標(biāo)準化。因此，這兩種細胞之間沒有可比性。我們還將分別介紹他們的表演。
軟包裝鋰離子電池常溫放電曲線
可見，軟包裝鋰離子電池在室溫30℃下放電比較穩(wěn)定，總電壓保持在4.95v左右，參考輸出能量為35.1wh。
18650磁芯在室溫環(huán)境下放電波動小，總電壓高于4.9v，穩(wěn)定性好，參考輸出能量為29.6wh。
室溫放電移動電源
可見，兩者在常溫環(huán)境下均具有良好的性能，在常溫環(huán)境下穩(wěn)定放電也能提供良好的耐久性保證。當(dāng)然，這也是移動電源和電池的設(shè)計和使用標(biāo)準，所以下一步就是測試電池在低溫環(huán)境下的放電性能。0℃是正常情況下冰水混合物的溫度，也是中國北方冬季前必須經(jīng)過的溫度。我們首先測試了移動電源在0℃時的放電性能。
雖然0℃的溫度低于環(huán)境溫度，但仍在電池的工作溫度范圍內(nèi)，因此電池應(yīng)能正常工作。將移動電源置于冰水混合物中，待溫度穩(wěn)定后放電，加入冰塊保持溫度，最后輸出放電數(shù)據(jù)。
從放電曲線可以看出，軟包裝鋰離子電池的放電曲線有明顯變化，整體電壓和放電時間降低，放電能量也降低到32.1瓦時。
18650的放電曲線沒有明顯的影響，但早期電壓升高，但容量受到明顯影響，降至16.8瓦時。
結(jié)果表明，當(dāng)溫度為0℃時，對電池的沖擊較小，電壓變化范圍不大?？偟膩碚f，它可以為用戶提供正常的使用，在這樣的環(huán)境下，它不需要為電池提供特殊的保護。
冷環(huán)境排放影響
零下20攝氏度是一個非常寒冷的天氣。在這種溫度下，戶外活動大大減少，但電池的性能在這種惡劣環(huán)境下也非常重要。這個溫度也是我們測試的低溫。
軟包裝鋰離子電池在-20℃下的放電性能受到明顯影響，放電曲線波動明顯。不僅降低了電壓，而且縮短了放電時間?？偡烹娔芰繛?8.5瓦時。
18650電池在零下20度時受到質(zhì)的影響，移動電源只能開機而無法正常放電，我們也就無法得到其放電曲線。由于成本的原因，我們暫時不能對多款產(chǎn)品做這個環(huán)境下的測試，所以不排除遇到了個別情況。
凍冰的移動電源
-20℃已經(jīng)超出了電池的正常使用溫度，在這樣的環(huán)境下電池內(nèi)電解質(zhì)的活性受到明顯影響，放電表現(xiàn)和常溫相比有了較大的差距，這樣的環(huán)境中即使可以工作，電池提供的續(xù)航也非常有限，需要及時充電并減少讓電池及電子產(chǎn)品暴露在環(huán)境中
。電池在低溫下的容量降低很多人都遇到過，本文通過在不同溫度下的測試來體現(xiàn)電池的放電表現(xiàn)，不同溫度的曲線圖也能直觀地反映出電池受低溫的影響，文末據(jù)此得出的結(jié)論也有實用意義。
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