Bateriile moderne funcționează într-o gamă largă de temperaturi, dar acest lucru nu ne dă dreptul să le încărcăm la aceste temperaturi extreme. Temperaturile joase și înalte au un efect negativ asupra bateriilor reîncărcabile, prin urmare, este recomandat să le așezați în condiții de temperatură acceptabile înainte de încărcare.
Tipurile de baterii mai vechi, de exemplu plumb sau Ni-Cd, sunt mai puțin dependente de condițiile de temperatură și pot fi încărcate, chiar și după congelare, de un curent scăzut de aproximativ 0,1 ° C. Dar acest lucru nu va funcționa cu majoritatea bateriilor Ni-MH și litiu-ion.
Tabelul 1 arată temperaturile admise pentru încărcarea / descărcarea celor mai frecvente tipuri de baterii: plumb-acid, NiCd, NiMH și Li-ion. (Bateriile proiectate special pentru funcționare la temperaturi extreme sunt omise aici.)
Încărcați bateriile la temperaturi scăzute
Temperatura pentru încărcarea rapidă a bateriilor: între 5 și 45 ° C, pentru a obține rezultate mai bune, se recomandă să se reducă dispersia de temperatură: de la 10 ° C la 30 ° C. Nichel baterie mai nepretențios și poate fi încărcat la temperaturi scăzute, dar la un cost de sub 5 ° C reduce posibilitatea de recombinare a hidrogenului și oxigenului în interiorul bateriei în timpul încărcării, ceea ce duce la uzura acesteia mai rapidă și astfel crește explozia bateriei posibilitate. Gazele rezultate distrug electrolitul, iar hidrogenul eliberat este ușor de aprins. Când încărcați toate tipurile de baterii nichel la temperaturi sub zero, se recomandă să reduceți curentul de încărcare la 0.1C.
Încărcătoarele pentru bateriile cu nichel, care utilizează metoda căderii de tensiune la sfârșitul încărcării (Delta V negativă), nu vor fi încărcate până la sfârșit. la rece, căderea de tensiune apare atunci când bateriile nu sunt complet încărcate. Rezultatul unei încărcări necorespunzătoare este imitarea unei baterii complet încărcate. În parte, acest lucru se datorează creșterii presiunii rezultate din slaba recombinare a gazelor de gaze. Creșterea presiunii și scăderea tensiunii bateriei sunt concepte interdependente.
Pentru a asigura încărcarea rapidă a bateriilor la temperaturi scăzute, unele baterii industriale sunt echipate cu "pături termice" care asigură bateriile de încălzire. De asemenea, în aceste scopuri, unele încărcătoare industriale reglează nivelul de încărcare astfel încât temperatura bateriilor să rămână în limite acceptabile. Încărcătoarele de uz casnic nu au aceste funcții, prin urmare se recomandă încărcarea bateriilor numai la temperatura camerei.
Nu înghețați bateriile cu plumb. Acest lucru le poate dezactiva. De asemenea, este recomandat să păstrați bateriile plumb încărcate complet. În bateriile descărcate, electrolitul devine mai apos și îngheață mai repede decât în cazul bateriilor complet încărcate.
După cum se știe, un electrolit cu o densitate de 1,15 are un punct de îngheț de -15 ° C. Și densitatea electrolitului într-o baterie încărcată complet este de 1.265. În timpul înghețării, apar crăpături de plumb în corpul bateriilor cu plumb și se produce scurgeri de electroliți, ca urmare, băncile din baterii își pierd încărcătura și devin repede inutilizabile.
Bateriile litiu-ion sunt capabile să se încarce la temperaturi scăzute, iar o încărcare rapidă a acestor acumulatori poate varia în intervalul de temperatură de la 5 la 45 ° C. La temperaturi sub 5 ° C, curentul de încărcare ar trebui să fie redus, iar la o temperatură sub zero, încărcarea ar trebui oprită. În timpul încărcării, rezistența internă a celulei crește ușor temperatura bateriei, ceea ce compensează temperatura exterioară scăzută. Creșterea rezistenței interne la temperaturi scăzute are loc la toate tipurile de baterii.
Marea majoritate a cumpărătorilor de baterii litiu-ion nu știu că la temperaturi sub 0 ° C nu pot fi încărcate. În timpul încărcării la această temperatură, particulele metalice de litiu pot ajunge la anod. Această acoperire nu va fi pierdută în timpul ciclurilor de încărcare / descărcare. Acumulatoarele cu astfel de învelișuri devin mai puțin tolerante la erori și pot deveni inutilizabile cu vibrații sau alte situații "stresante". Încărcătoarele avansate, de regulă, nu permit încărcarea acumulatorului Li-Ion la o temperatură sub zero.
Odată cu încărcarea cu curenți slabi, producătorii bateriilor Li-ion continuă să caute alte posibilități de încărcare a acestora la temperaturi sub zero. Cu toate acestea, nu toți producătorii își pot permite cercetarea pe această temă. Problema încărcării la temperaturi scăzute ar trebui rezolvată separat în fiecare caz specific, în funcție de domeniul de aplicare al bateriilor. Potrivit centrelor de cercetare, curentul de încărcare admis la -30 ° C ar trebui să fie de 0,02C. Rezultă că bateria Li-ion de 1000 mAh trebuie încărcată cu un curent de aproximativ 20 mA, adică taxa va dura 50 de ore.
Bateriile Li-ion concepute pentru utilizarea în scule electrice și motoare pot fi încărcate cu un curent redus la temperaturi de până la -10 ° C. Pentru încărcarea cu curent crescut, bateriile necesită deja izolarea termică. Deci, unele mașini cu motoare hibride pentru încălzirea bateriilor folosesc aer cald care circulă în interiorul mașinii. Și modele mai scumpe de mașini electrice pentru încălzirea și răcirea bateriilor folosesc lichide.
Încărcarea bateriilor la temperaturi ridicate
Temperatura ridicată este cel mai prost inamic al tuturor bateriilor, inclusiv cele cu plumb-acid. Încărcătoarele inteligente cu compensare termică, care iau în considerare temperatura bateriilor la încărcare, pot prelungi durata de viață a bateriilor cu plumb cu 15%. Atunci când temperatura acumulatorului încărcat crește cu 1 ° C, se recomandă compensarea tensiunii de încărcare cu -3mV pe celulă; semnul "minus" înseamnă că tensiunea ar trebui să scadă odată cu creșterea temperaturii. De exemplu, dacă la 25 ° C tensiunea de încărcare a fost setată la 2,30 V pe celulă, atunci la 35 ° C tensiunea ar trebui să fie de 2,27 V pe celulă, iar la 15 ° C tensiunea ar trebui să fie de 2,33 V per celulă. Acest exemplu demonstrează o compensare de 30 mV la fiecare 10 ° C.
Tabelul 2 prezintă tensiunile de vârf optime la diferite temperaturi de încărcare pentru bateriile cu plumb. Acest tabel arată, de asemenea, încărcarea recomandată pentru cădere de tensiune (compensare) în modul de așteptare.
Tabelul 2: Valori recomandate ale tensiunii de încărcare a bateriilor cu plumb în stadiul inițial de încărcare și în modul de așteptare. Termocompensarea tensiunii la o sarcină prelungește durata de viață a bateriilor.
Încărcarea bateriilor cu nichel la temperaturi ridicate reduce producția de oxigen, ceea ce duce, la rândul său, la o scădere a capacității bateriilor de a se încărca. Temperatura ridicată a bateriei înșeală încărcătorul și "crede" că bateria este deja încărcată complet, ceea ce nu este cazul.
Bateriile NiCd sunt investigate cel mai bine pentru dependența încărcării de temperatura ambiantă. Figura 3 arată în mod clar scăderea eficienței de încărcare la temperaturi de peste 30 ° C. La 45 ° C, bateria poate fi reîncărcată numai cu 70% din capacitate, iar la o temperatură de 60 ° C numai până la 45%.
Metoda delta V devine nesigură la temperaturi ridicate. Tipurile noi de baterii NiMH prezintă proprietăți mai bune la temperaturi ridicate decât bateriile NiCd.
Figura 3: Dependența încărcării bateriilor NiCd de temperatura. Temperatura ridicată reduce capacitatea de reîncărcare. Eficiența încărcării în bateriile de uz casnic NiMH la o temperatură de 55 ° C este de 35-40%, iar în cazul noului NiMH industrial eficiența atinge 75-80%. Informația este furnizată de Cadex, expert în domeniul încărcătoarelor.
Li-ion bateriile funcționează bine la temperaturi ridicate ambientale. Cu toate acestea, expunerea prelungită la temperaturi ridicate poate scurta durata lor de viață utilă. Eficiența încărcării bateriilor Li-Ion este de 97-99%, indiferent de temperatură. De fapt, căldura mărește chiar ușor eficiența încărcării prin creșterea rezistenței interne.
Dacă alte tipuri de baterii pot supraviețui peste performanța recomandată, există limitări pentru bateriile Li-Ion. Reglementările de siguranță prevăd utilizarea bateriilor Li-ion într-un cadru strict definit, datorită posibilității de explozie ca urmare a supraîncălzirii în cazul funcționării necorespunzătoare. O baterie încărcată complet Li-Ion este mai susceptibilă la o explozie termică, Temperatura la care această explozie este posibilă scade odată cu încărcarea bateriei. În ciuda acestui fapt, bateriile Li-Ion sunt utilizate cu succes ori de câte ori este posibil expunerea pe termen scurt la temperaturi ridicate, de exemplu, pentru sterilizarea unui instrument chirurgical la 137 ° C. O altă aplicație - în ciocane hidraulice de minerit.
Trimiteți această pagină la:
Articole similare
-
Care este diferența dintre compresoarele de presiune ridicată (np), medie (mp) și joasă (Bp)
-
Temperatură ridicată la un copil de doi ani - 9 pași până la o recuperare rapidă
Trimiteți-le prietenilor: