როგორ მოვუაროთ ლითიუმის ბატარეებს სწორად ზამთარში?

მას შემდეგ, რაც ლითიუმ-იონური ბატარეა შემოვიდა ბაზარზე, იგი ფართოდ იქნა გამოყენებული მისი უპირატესობების გამო, როგორიცაა ხანგრძლივი სიცოცხლე, დიდი სპეციფიკური ტევადობა და მეხსიერების ეფექტის არარსებობა. ლითიუმ-იონური ბატარეების დაბალ ტემპერატურულ გამოყენებას აქვს ისეთი პრობლემები, როგორიცაა დაბალი სიმძლავრე, სერიოზული შესუსტება, ცუდი ციკლის სიჩქარე, აშკარა ლითიუმის ევოლუცია და ლითიუმის გაუწონასწორებელი დეინტერკალაცია. თუმცა, გამოყენების სფეროების უწყვეტი გაფართოებით, უფრო და უფრო აშკარა ხდება ლითიუმ-იონური ბატარეების დაბალი ტემპერატურის მუშაობის შედეგად გამოწვეული შეზღუდვები.

გავრცელებული ინფორმაციით, ლითიუმ-იონური ბატარეების გამონადენის სიმძლავრე -20°C ტემპერატურაზე მხოლოდ 31,5%-ია ოთახის ტემპერატურაზე. ტრადიციული ლითიუმ-იონური ბატარეების მუშაობის ტემპერატურა -20-დან +60°C-მდეა. თუმცა, აერონავტიკის, სამხედრო მრეწველობისა და ელექტრო მანქანების სფეროებში, ბატარეები საჭიროა ნორმალურად იმუშაონ -40°C ტემპერატურაზე. ამიტომ, ლითიუმ-იონური ბატარეების დაბალი ტემპერატურის თვისებების გაუმჯობესებას დიდი მნიშვნელობა აქვს.

ლითიუმ-იონური ბატარეების დაბალ ტემპერატურაზე მუშაობის შეზღუდვის ფაქტორები:

1. დაბალ ტემპერატურულ გარემოში ელექტროლიტის სიბლანტე იზრდება, ან თუნდაც ნაწილობრივ მყარდება, რის შედეგადაც მცირდება ლითიუმ-იონური ბატარეის გამტარობა.

2. ელექტროლიტის, უარყოფითი ელექტროდისა და დიაფრაგმის თავსებადობა უარესდება დაბალ ტემპერატურულ გარემოში.

3. დაბალ ტემპერატურულ გარემოში, ლითიუმ-იონური ბატარეის უარყოფითი ელექტროდები ძლიერ ნალექს განიცდის და ნალექი ლითონის ლითიუმი რეაგირებს ელექტროლიტთან და პროდუქტის დეპონირება იწვევს მყარი ელექტროლიტის ინტერფეისის (SEI) სისქის ზრდას.

4. დაბალი ტემპერატურის გარემოში ლითიუმ-იონური ბატარეის დიფუზიური სისტემა აქტიურ მასალაში მცირდება და მუხტის გადაცემის წინააღმდეგობა (Rct) მნიშვნელოვნად იზრდება.

დისკუსია ლითიუმ-იონური ბატარეების დაბალ ტემპერატურაზე მოქმედ ფაქტორებზე:

ექსპერტის მოსაზრება 1: ელექტროლიტს აქვს უდიდესი გავლენა ლითიუმ-იონური ბატარეების დაბალ ტემპერატურაზე, ხოლო ელექტროლიტის შემადგენლობა და ფიზიკური და ქიმიური თვისებები მნიშვნელოვან გავლენას ახდენს ბატარეის დაბალ ტემპერატურაზე მუშაობაზე. დაბალ ტემპერატურაზე ბატარეის ციკლის პრობლემებია: ელექტროლიტის სიბლანტე გაიზრდება და იონის გამტარობის სიჩქარე შენელდება, რაც გამოიწვევს გარე წრეში ელექტრონების მიგრაციის სიჩქარის შეუსაბამობას. აქედან გამომდინარე, ბატარეა იქნება ძლიერ პოლარიზებული და დატენვისა და განმუხტვის სიმძლავრე მკვეთრად დაიკლებს. განსაკუთრებით დაბალ ტემპერატურაზე დამუხტვისას, ლითიუმის იონები ადვილად ქმნიან ლითიუმის დენდრიტებს უარყოფითი ელექტროდის ზედაპირზე, რაც იწვევს ბატარეის გაფუჭებას.

ელექტროლიტის დაბალი ტემპერატურის შესრულება მჭიდროდ არის დაკავშირებული თავად ელექტროლიტის გამტარობასთან. ელექტროლიტის მაღალი გამტარობა გადააქვს იონებს უფრო სწრაფად და მას შეუძლია მეტი სიმძლავრე მოახდინოს დაბალ ტემპერატურაზე. რაც უფრო მეტია ელექტროლიტში ლითიუმის მარილის დისოციაცია, მით მეტია მიგრაციის რაოდენობა და მით უფრო მაღალია გამტარობა. რაც უფრო მაღალია ელექტროგამტარობა, მით უფრო სწრაფია იონის გამტარობა, მით უფრო მცირეა პოლარიზაცია და მით უკეთესია ბატარეის მოქმედება დაბალ ტემპერატურაზე. ამიტომ, მაღალი ელექტრული გამტარობა აუცილებელი პირობაა ლითიუმ-იონური ბატარეების დაბალ ტემპერატურაზე კარგი მუშაობის მისაღწევად.

ელექტროლიტის გამტარობა დაკავშირებულია ელექტროლიტის შემადგენლობასთან, ხოლო გამხსნელის სიბლანტის შემცირება ელექტროლიტის გამტარობის გაუმჯობესების ერთ-ერთი გზაა. დაბალ ტემპერატურაზე გამხსნელის კარგი სითხე არის იონების ტრანსპორტირების გარანტია, ხოლო დაბალ ტემპერატურაზე უარყოფით ელექტროდზე ელექტროლიტის მიერ წარმოქმნილი მყარი ელექტროლიტური მემბრანა ასევე არის ლითიუმის იონის გამტარობაზე გავლენის გასაღები, ხოლო RSEI არის ლითიუმის მთავარი წინაღობა. იონური ბატარეები დაბალი ტემპერატურის გარემოში.

ექსპერტის მოსაზრება 2: მთავარი ფაქტორი, რომელიც ზღუდავს ლითიუმ-იონური ბატარეების დაბალ ტემპერატურულ მუშაობას, არის მკვეთრად გაზრდილი Li+ დიფუზიის წინააღმდეგობა დაბალ ტემპერატურაზე და არა SEI ფილმი.

მაშ, როგორ მოვუაროთ ლითიუმის ბატარეებს სწორად ზამთარში?

1. არ გამოიყენოთ ლითიუმის ბატარეები დაბალი ტემპერატურის გარემოში

ტემპერატურა დიდ გავლენას ახდენს ლითიუმის ბატარეებზე. რაც უფრო დაბალია ტემპერატურა, მით უფრო დაბალია ლითიუმის ბატარეების აქტივობა, რაც პირდაპირ იწვევს დატენვის და გამონადენის ეფექტურობის მნიშვნელოვან შემცირებას. ზოგადად რომ ვთქვათ, ლითიუმის ბატარეების მუშაობის ტემპერატურა არის -20 გრადუსიდან -60 გრადუსამდე.

როდესაც ტემპერატურა 0℃-ზე დაბალია, ფრთხილად იყავით გარეთ არ დამუხტოთ, დატენვის შემთხვევაშიც კი ვერ დამუხტავთ, შეგვიძლია ბატარეა ჩავიტანოთ შიგნით დასატენად (გაითვალისწინეთ, თავი შეიკავოთ აალებადი მასალებისგან!!! ), როდესაც ტემპერატურა -20 ℃-ზე დაბალია, ბატარეა ავტომატურად გადავა მიძინებულ მდგომარეობაში და მისი ნორმალურად გამოყენება შეუძლებელია. ამიტომ, ჩრდილოეთი განსაკუთრებით ცივ ადგილებშია მომხმარებელი.

თუ დახურული დატენვის მდგომარეობა ნამდვილად არ არის, თქვენ სრულად უნდა გამოიყენოთ ნარჩენი სითბო, როდესაც ბატარეა გამორთულია და მზეზე დამუხტავთ პარკირებისთანავე, რათა გაზარდოთ დატენვის მოცულობა და თავიდან აიცილოთ ლითიუმის ევოლუცია.

2. გამოიმუშავეთ გამოყენებისა და დამუხტვის ჩვევა

ზამთარში, როცა ბატარეის სიმძლავრე ძალიან იკლებს, დროულად უნდა დავამუხტოთ და გამოყენებისთანავე გამოვიმუშავოთ დატენვის კარგი ჩვევა. გახსოვდეთ, არასოდეს შეაფასოთ ბატარეის სიმძლავრე ზამთარში ბატარეის ნორმალური მუშაობის საფუძველზე.

ლითიუმის ბატარეის აქტივობა მცირდება ზამთარში, რაც ძალიან ადვილია გამოიწვიოს გადატვირთვა და გადატვირთვა, რაც იმოქმედებს ბატარეის მუშაობის ხანგრძლივობაზე და უარეს შემთხვევაში გამოიწვევს დამწვრობის ავარიას. ამიტომ ზამთარში მეტი ყურადღება უნდა მივაქციოთ დატენვას ზედაპირული გამონადენით და ზედაპირული დამუხტვით. კერძოდ, გასათვალისწინებელია, რომ არ გააჩეროთ მანქანა დიდი ხნის განმავლობაში დამუხტვის გზაზე, რათა თავიდან აიცილოთ ზედმეტი დატენვა.

3. დატენვისას თავი შორს არ დაიჭიროთ, გახსოვდეთ, რომ დიდხანს არ დატენოთ

მოხერხებულობისთვის დიდი ხნით არ დატოვოთ მანქანა დამუხტვის მდგომარეობაში, უბრალოდ ამოიღეთ იგი სრულად დატენვისას. ზამთარში დამუხტვის გარემო 0℃-ზე დაბალი არ უნდა იყოს და დამუხტვისას შორს ნუ წახვალთ, რათა თავიდან აიცილოთ საგანგებო სიტუაციები და დროულად გაუმკლავდეთ მას.

4. დატენვისას გამოიყენეთ სპეციალური დამტენი ლითიუმის ბატარეებისთვის

ბაზარი დატბორილია დიდი რაოდენობით არასრულფასოვანი დამტენებით. არასრულფასოვანი დამტენების გამოყენებამ შეიძლება დააზიანოს ბატარეა და ხანძარიც კი გამოიწვიოს. ნუ იხარჯებით იაფფასიან პროდუქტებზე გარანტიის გარეშე და არ გამოიყენოთ ტყვიის მჟავა ბატარეის დამტენები; თუ თქვენი დამტენი არ გამოიყენება ნორმალურად, დაუყოვნებლივ შეწყვიტეთ მისი გამოყენება და არ დაკარგოთ იგი.

5. ყურადღება მიაქციეთ ბატარეის ხანგრძლივობას და დროულად შეცვალეთ იგი ახლით

ლითიუმის ბატარეებს აქვთ სიცოცხლის ხანგრძლივობა. სხვადასხვა სპეციფიკაციებსა და მოდელებს აქვთ სხვადასხვა ბატარეის ხანგრძლივობა. არასათანადო ყოველდღიური გამოყენების გარდა, ბატარეის ხანგრძლივობა მერყეობს რამდენიმე თვიდან სამ წლამდე. თუ მანქანა გამორთულია ან აქვს არანორმალურად მოკლე ბატარეის ხანგრძლივობა, გთხოვთ, დროულად დაგვიკავშირდეთ ლითიუმის ბატარეის ტექნიკური მომსახურე პერსონალის მიერ.

6. დატოვეთ ზედმეტი ელექტროენერგია ზამთრის გადარჩენისთვის

მომავალი წლის გაზაფხულზე სატრანსპორტო საშუალების ნორმალურად გამოსაყენებლად, თუ ბატარეა დიდი ხნის განმავლობაში არ არის გამოყენებული, გახსოვდეთ ბატარეის 50%-80% დატენვა, ამოიღეთ იგი მანქანიდან შესანახად და დატენეთ რეგულარულად. დაახლოებით თვეში ერთხელ. შენიშვნა: ბატარეა უნდა ინახებოდეს მშრალ გარემოში.

7. მოათავსეთ ბატარეა სწორად

არ ჩაყაროთ ბატარეა წყალში და არ დაასველოთ ბატარეა; არ დააწყოთ ბატარეა 7 ფენაზე მეტს, ან გადაატრიალოთ ბატარეა თავდაყირა.