Як працюють літій-іонні батареї в холодну погоду?

Якщо ви коли-небудь виносили телефон на вулицю в холодний зимовий день і спостерігали, як акумулятор розряджається швидше, ніж зазвичай, ви вже відчули, як низькі температури впливають на літій-іонні акумулятори. Якщо ви любитель пригод на природі, власник електромобіля (EV) або хтось, хто покладається на високопродуктивні батареї для зимових завдань, розуміння того, як холодна погода впливає на ці батареї, може врятувати вас від неочікуваних простоїв.

У цьому посібнику ми пояснимо, чому літій-іонні батареї погано працюють на морозі, запропонуємо поради щодо їхньої безперебійної роботи та поділимося останніми інноваціями, спрямованими на покращення їх продуктивності за морозу.

Чому холодна погода впливає на літій-іонні батареї

Літій-іонні батареї потужні та ефективні, але в них є слабке місце: вони погано витримують холод. Ось чому:

• Повільніші хімічні реакції: Літій-іонні батареї генерують електроенергію за допомогою хімічної реакції. За низьких температур ці реакції сповільнюються, зменшуючи ємність і ефективність акумулятора.
• Підвищений внутрішній опір: Холодна погода збільшує внутрішній опір батареї, тобто для живлення ваших пристроїв потрібно більше енергії.
• Ризики під час зарядки: Заряджання холодної батареї при температурі нижче точки замерзання (32°F або 0°C) може спричинити літієве покриття, стан, який остаточно пошкоджує батарею.

Як холодна погода впливає на різні програми

Пригоди на природі

Незалежно від того, катаєтеся ви на лижах із засніженого схилу чи розміщуєтеся в таборі під морозним небом, холодна погода — це палиця з двома кінцями для любителів пригод. Такі пристрої, як GPS-трекери, екшн-камери та дрони, можуть втрачати заряд швидше, ніж очікувалося, скорочуючи вашу подорож, якщо ви не готові. Акумулятори в безпілотних літальних апаратах або електричних велосипедах можуть втратити радіус дії або не працювати оптимально. Чи коли-небудь дрон виходив з ладу під час польоту через холод? Це поширена проблема, але вона необов’язково пов’язана з належними запобіжними заходами.

Електромобілі (EV)

Для власників електромобілів зимовий ранок може принести не тільки крижане лобове скло. Холодна погода скорочує запас ходу літієвої батареї, оскільки ваш автомобіль відводить енергію для обігріву салону та збереження тепла акумулятора. 

Заряджання може тривати довше, особливо якщо акумулятор попередньо не кондиціоновано. Функції попереднього кондиціонування можуть допомогти, але ви все одно можете помітити зниження діапазону на 10-20%. Якщо ви коли-небудь панікували через відстань до зарядної станції взимку, ви не самотні.

Домашні системи резервного копіювання

Коли настають зимові шторми, резервне живлення стає порятунком. Літій-іонні батареї в сонячних системах або генератори можуть насилу утримувати свій заряд в умовах замерзання, тому надзвичайно важливо правильно їх зберігати. Думайте про це як про те, щоб запасти батарейки на сезон — вони потребують догляду, як і ви.

Як захистити літій-іонні батареї в холодну погоду

1. Тримайте батареї в теплі

Коли температура падає, ваші літій-іонні батареї потребують такого ж рівня догляду, як ваші руки в морозну погоду. Зберігання акумуляторів у середовищі з контрольованою температурою, коли вони не використовуються, — це найпростіший спосіб зберегти їх ефективність. Наприклад, припаркуйте свій електромобіль в опалювальному гаражі або принесіть менші пристрої в приміщення після екскурсії.

Для таких пристроїв, як камери, дрони чи блоки живлення, які повинні витримувати холод, подумайте про те, щоб придбати ізольовані чохли чи термообгортання. Вони діють як затишна ковдра, утримуючи тепло та захищаючи батарею від морозу. Якщо ви в русі, тепло вашого тіла також може стати порятунком. Покладіть менші гаджети або запасні батареї в кишеню або на внутрішній шар одягу, щоб вони були теплими та готовими до роботи.

2. Уникайте зарядки при температурі нижче нуля

Заряджання літій-іонної батареї за мінусових температур є одним із найшвидших способів завдати непоправної шкоди. За температури нижче 32°F (0°C) внутрішні хімічні реакції сповільнюються, і заряджання може призвести до літієвого покриття — стану, який незворотно пошкоджує елементи акумулятора.

Щоб уникнути цього, перед підключенням до електромережі завжди дайте акумулятору досягти кімнатної температури. Для електромобілів багато моделей оснащено системами керування акумулятором (BMS), які включають датчики температури. Ці системи автоматично запобігають зарядці, якщо батарея занадто холодна, захищаючи її від пошкоджень. Якщо ваш пристрій не має вбудованої BMS, ви можете контролювати температуру вручну та відповідно планувати сеанси зарядки.

3. Попередньо розігрійте батареї перед використанням

Використання холодного акумулятора — це все одно, що просити автомобіль завестися без масла — це просто неефективно. Попереднє нагрівання батарей перед використанням може мати суттєве значення. Якщо ви власник електромобіля, скористайтеся функціями попереднього кондиціонування. Ці системи обережно нагрівають батарею, коли ви все ще підключені до мережі, забезпечуючи ефективну роботу, коли ви вирушаєте в дорогу.

Для відкритих інструментів, блоків живлення чи інших портативних пристроїв можна відновити ефективність акумуляторів, якщо перед використанням їх занести в приміщення на 15–30 хвилин. Якщо ви не можете зігріти їх у приміщенні, скористайтеся термообгорткою або помістіть їх біля джерела слабкого тепла (але не надто близько — уникайте прямого контакту з обігрівачами чи гарячими поверхнями, щоб запобігти перегріванню).

4. Зменшіть споживання енергії

У холодну погоду кожна частинка енергії має значення. Такі пристрої, як смартфони, GPS-трекери та камери, часто розряджаються швидше, коли піддаються впливу холоду, тому зменшення потреби в енергії може допомогти подовжити час їх роботи. Почніть із вимкнення таких несуттєвих функцій, як Bluetooth, Wi-Fi або GPS, якщо вони не використовуються. Для пристроїв із режимами енергозбереження ввімкніть їх для економії енергії.

Власники електромобілів можуть вжити подібних заходів, мінімізувавши використання підігріву сидінь або обігрівачів кабіни, оскільки вони можуть споживати значну кількість енергії від акумулятора. Натомість вибирайте тепле пальто чи ковдру під час коротких поїздок, щоб зменшити навантаження на систему автомобіля. Такий підхід допомагає зберегти заряд батареї та дає змогу рухатися навіть у мороз.

5. Виберіть морозостійкі батареї

Не всі літій-іонні акумулятори однакові. Деякі спеціально розроблені для роботи за екстремальних температур, що робить їх кращим вибором для використання в холодну погоду. Шукайте моделі, позначені як низькотемпературні або морозостійкі батареї. Зазвичай вони мають вбудовані нагрівальні елементи, які активуються в умовах замерзання, підтримуючи оптимальну температуру акумулятора.

Морозостійкі батареї особливо корисні для вимогливих застосувань, таких як дрони, фургони чи електромобілі в зимових умовах. Хоча вони можуть коштувати вищу початкову вартість, їх здатність підтримувати ефективність за мінусових температур може заощадити ваш час, розчарування та потенційну шкоду в довгостроковій перспективі. Якщо ви не впевнені, які батареї відповідають вашим потребам, ознайомтеся з рекомендаціями виробника щодо роботи при низьких температурах.

Дотримуючись цих практичних порад, ви зможете переконатися, що ваші літій-іонні батареї залишатимуться надійними, ефективними та безпечними в найсуворіші зимові місяці. Незалежно від того, чи ви подорожуєте сніговими стежками, займаєтеся зимовими проектами чи просто намагаєтесь залишатися під напругою в дорозі, ці методи забезпечать максимальну продуктивність ваших акумуляторів.

Поради щодо безпеки використання літій-іонних батарей на морозі

Уникайте екстремальних перепадів температури

Якщо ви переносите батареї між теплим і холодним середовищем, усередині корпусу може утворюватися конденсат, що погано впливає на продуктивність і безпеку. Подумайте про це як про «пітніння» акумулятора, що може призвести до корозії або короткого замикання.

Огляньте на наявність пошкоджень

Тріснутий корпус або роздута батарея — це небезпека. Якщо ви помітили будь-яке фізичне пошкодження, не ризикуйте — негайно замініть його. Пошкоджені батареї можуть потекти, спалахнути або вийти з ладу, коли вони вам найбільше потрібні.

Утилізуйте відповідально

Коли батарея розряджається через холод (або старість), не викидайте її у смітник. Перевірте наявність центрів переробки поблизу вас або зверніться до місцевих інструкцій щодо поводження з відходами. Це не просто безпечніше, це також краще для навколишнього середовища.

Інновації в технології акумуляторів для холодної погоди

Хороші новини? Технологія акумуляторів розвивається, щоб краще справлятися з екстремальними умовами.

Батареї з самонагріванням

Уявіть собі акумулятор, який нагрівається сам до того, як ви навіть усвідомлюєте, що він холодний. Це сила літій-іонної технології з самонагріванням. Ці батареї використовують невелику кількість енергії для попереднього нагріву своїх елементів, забезпечуючи безперебійну роботу навіть за мінусових умов. Вони кардинально змінюють правила для електромобілів і спорядження для активного відпочинку.

Додаткові електроліти

Традиційні електроліти сповільнюються на холоді, але розробляються нові формули, щоб залишатися рідкими за екстремальних температур. Завдяки цим інноваціям проблеми з акумулятором у холодну погоду незабаром можуть залишитися в минулому.

Системи розумного керування акумулятором (BMS)

Сучасні батареї розумніші, ніж будь-коли. Оснащений датчиками та алгоритмами, BMS може контролювати та регулювати температуру, припиняючи зарядку або розрядку, коли умови небезпечні. Вважайте це особистим охоронцем акумулятора.

Партнерство з ACE Battery для надійної роботи за будь-якої погоди

Літій-іонні батареї — потужні інструменти, і за належного догляду вони можуть служити вам добре — навіть у найсуворіших зимових умовах. Але якщо ви шукаєте акумулятори, які вже розроблені для роботи в холодну погоду, ACE Battery допоможе вам.

У Акумулятор ACE, ми спеціалізуємося на високопродуктивних літій-іонних батареях, призначених для вимогливих застосувань, від електромобілів до зовнішнього обладнання та сонячних систем. Наші батареї оснащені передовими технологіями, зокрема інтелектуальними системами керування батареями (BMS) і морозостійкими конструкціями, щоб забезпечити надійну роботу навіть за морозу.

Незалежно від того, чи є ви любителем пригод на природі, власником електромобіля чи професіоналом, який покладається на резервне живлення, ACE Battery пропонує довговічні й ефективні рішення, які забезпечать вам заряд енергії незалежно від пори року.

Часті запитання

Чи можуть літій-іонні акумулятори замерзати?

Ні, літій-іонні акумулятори не замерзають, як вода. Однак електроліт всередині стає менш ефективним, знижуючи продуктивність.

Яку найнижчу температуру можуть витримати літій-іонні акумулятори?

Більшість літій-іонних акумуляторів можуть працювати від -4°F (-20°C) до 140°F (60°C), але продуктивність значно падає біля нижньої межі.

Як я можу безпечно зберігати літій-іонні акумулятори взимку?

Зберігайте їх із зарядом 40-50% у прохолодному сухому місці. Не залишайте їх у неопалюваних гаражах або сараях.