Lorsque vous devez utiliser des appareils alimentés par batterie dans des conditions de froid extrême, vous devez vous assurer que la machine et sa source d'alimentation sont capables de supporter ces conditions difficiles. Le froid impacte considérablement les performances de la batterie ; le choix d'une batterie adaptée est donc crucial pour un fonctionnement sûr, efficace et durable.
Pour choisir la batterie idéale pour le froid extrême, il est important de comprendre l'impact des basses températures sur les différents types de batteries et d'identifier les technologies capables de maintenir des performances fiables dans ces environnements difficiles. Certaines batteries excellent par temps froid, tandis que d'autres se détériorent rapidement, ce qui rend un choix judicieux essentiel pour les applications critiques.
Dans cet article, nous couvrirons tout cela pour vous aider à sélectionner un produit qui répond exactement à vos besoins.
Quel est l’impact des basses températures sur les batteries au lithium ?
En termes simples, les températures extrêmement basses ralentissent les réactions chimiques qui se produisent au sein d'une batterie, ce qui entraîne une baisse des performances et des dommages permanents. Dans de telles conditions, la capacité de charge diminue, tandis que la résistance interne augmente. Tout cela entraîne une réduction de l'autonomie, une diminution de la durée de vie de la batterie et des pannes.
Pour éviter ces problèmes, les batteries au lithium courantes ont une plage de températures recommandée de -20 °C à -55 °C. Pour des conditions hors de cette plage, des batteries basse température spéciales sont nécessaires pour garantir sécurité et longévité.
Les dommages causés aux batteries au lithium par basse température sont-ils permanents ?
Étant donné que les températures extrêmement basses créent des réactions chimiques irréversibles au sein des batteries au lithium standard, les dommages qui en résultent sont permanents. Pour comprendre ce qui se passe exactement au sein de la batterie et comment, commençons par quelques notions de base.
Les batteries lithium-ion possèdent une électrode positive et une électrode négative. Lors de la charge, les ions lithium commencent leur parcours au niveau de l'électrode positive, traversent le séparateur d'électrolyte jusqu'à l'électrode négative et s'incrustent dans les couches de graphite. Lors de la décharge, l'inverse se produit : les ions lithium se déplacent de la couche de graphite de l'électrode négative vers la couche de graphite de l'électrode positive.
Lorsqu'ils sont exposés à de basses températures, tout ralentit, du mouvement des molécules transportées à la vitesse de réaction, en passant par le processus de transport des matériaux dans son ensemble.
Ce ralentissement est particulièrement vrai pour les ions et les atomes de lithium dans les couches de graphite et le réseau de l'électrode positive. Le lithium commence à s'accumuler à l'interface électrode-électrolyte au lieu d'être intégré dans la couche de graphite, ce qui entraîne la formation de dendrites de lithium (accumulation de lithium métallique à la surface de l'électrode négative) pendant la charge.
Il s'agit d'une réaction de conversion irréversible qui peut entraîner une perte de capacité, une augmentation des courts-circuits et des risques pour la sécurité en raison de dommages structurels causés par les dendrites de lithium.
Lorsqu'une batterie se décharge à des températures extrêmement basses, le matériau actif positif se dégrade et des particules métalliques s'accumulent, car elles se détachent de l'électrode positive et les éléments de métaux de transition migrent vers l'électrode négative. Cela entraîne des dépôts de lithium dans la batterie.
Quelle quantité de capacité est perdue lorsque les batteries au lithium standard sont exposées à des températures froides ?
Dans une étude, des chercheurs ont démontré l'ampleur de la perte de capacité possible lorsque des batteries au lithium standard sont exposées à de basses températures. Ils ont laissé les batteries à basse température pendant 48 heures, les ont ramenées à température ambiante, puis ont testé leur perte de capacité sous deux réglages.
Les batteries chargées et déchargées à un rythme lent/faible ont perdu 3.2 % de leur capacité, et les batteries chargées et déchargées à un rythme rapide/élevé ont perdu 6 % de leur capacité.
Il existe deux causes principales de problèmes de stockage résultant d'une exposition à basse température, comme le montre la figure 3 :
- La rupture de l'électrode positive.
- Le détachement des particules d’électrode positive forme le liant et entraîne une diminution de l’activité électrochimique.
Outre les problèmes de stockage, ces dommages permanents peuvent entraîner une défaillance complète de la batterie, voire des risques pour la sécurité, comme son explosion. C'est pourquoi les experts recommandent l'utilisation de batteries au lithium basse température spécialement conçues pour les environnements extrêmement froids.
En quoi les batteries au lithium basse température sont-elles différentes des batteries standard ?
Alors que les batteries standard ont une plage de température recommandée de -20 °C à +50 °C, les batteries au lithium basse température spécialement conçues peuvent fonctionner de manière sûre et efficace à des températures inférieures à -20 °C.
Ces batteries partagent une structure similaire aux batteries au lithium standard, mais les ingénieurs modifient leurs électrolytes et leurs membranes pour prendre en charge la charge, la décharge et le stockage d'énergie à des températures plus froides.
Pourquoi est- CM Batteries le premier choix des gens pour des solutions de batteries cryogéniques personnalisées et exclusives ?
At CPiles M, nous nous concentrons sur la fourniture de batteries cryogéniques de haute qualité et durables pour une grande variété d'applications. En tant qu'experts dans le domaine de batteries personnalisées, nous allons au-delà de la plupart des fabricants de batteries pour garantir que tous les clients reçoivent le meilleur produit possible pour leurs besoins spécifiques. Voici quelques-unes des façons CMB va au-delà :
- Qualité authentique – CM Batteries propose uniquement des produits de qualité supérieure répondant aux normes internationales.
- Équipe R&D qualifiée - CM BatteriesL'équipe d'experts en recherche et développement est composée de professionnels possédant une connaissance approfondie de la technologie des batteries, garantissant la meilleure innovation et conception de produits.
- Normes internationales – CM Batteries suit les normes de fabrication internationales et surveille de près chaque processus pour garantir la plus haute qualité de produit.
- Service après-vente fiable – CM BatteriesL'équipe d'experts est disponible 24h/7 et XNUMXj/XNUMX pour fournir aide et assistance pour toute question ou préoccupation qui pourrait survenir.
- Solutions personnalisées – CM Batteries propose des services de conception de batteries personnalisés pour toutes les applications de batteries cryogéniques afin de répondre aux exigences spécifiques de chaque client.
En savoir plus sur nos produits personnalisables batterie basse température offres ici. Notre équipe est prête à vous guider à travers procédé de design et vous fournir un produit qui répond exactement à vos besoins.
