אתגר דלי הקרח! האם טמפרטורה נמוכה תפחית את קיבולת הסוללה?

בספרים המאוירים בהם משתמשים מכשירים דיגיטליים רבים, נוכל לראות את טמפרטורת הפעולה של המוצר, רובם 10 מעלות צלזיוס ו-40 מעלות צלזיוס. אנו יודעים שסוללת הליתיום בטוחה לעבודה במהלך טעינה וחימום, והאלקטרוליט בטמפרטורה נמוכה המוגדרת בסביבת הטמפרטורה הגבוהה והטמפרטורה הנמוכה היעילות הפנימית של סוללות ליתיום נמוכה, מה שמשפיע על השימוש במשתמשים, ואף גורם נמוך- כשל בטמפרטורה של הסוללה.

אם אתם משתמשים הרבה בטלפונים ניידים או בסוללות בחורף הצפוני, אתם עלולים לגלות שכאשר הטמפרטורה נמוכה, ביצועי הסוללה מתדרדרים, ואפילו לא ניתן להפעיל מוצרים אלקטרוניים. בואו נסתכל על ביצועי הסוללה בטמפרטורות נמוכות.

הסוללה החשובה ביותר בה אנו משתמשים כעת היא סוללת ליתיום. בתיאוריה, השפעת הטמפרטורה של סוללות ליתיום שונות היא בעצם זהה. על מנת להשוות את ההשפעה של טמפרטורה נמוכה באופן אינטואיטיבי יותר, בחרנו במבחן ביצועים שיכול לכמת את בנק הכוח.

ספק כוח נייד עומד בפני בדיקת טמפרטורה נמוכה

בהתחשב בסוללות השונות המשמשות במקורות חשמל ניידים, הגדרנו גם שני מקורות כוח ניידים של סוללת ליתיום בשימוש נפוץ לדגימת נתונים, כולל סוללות ליתיום רך (ידוע בדרך כלל).

לסוללה חיי שירות ארוכים בטמפרטורת החדר

על מנת להקל על השוואות השוואת ביצועים שלאחר מכן, אנו בודקים תחילה את ביצועי הפריקה של ספק הכוח הנייד בטמפרטורת החדר. כנתוני קבוצת הבקרה, טמפרטורת סביבת הפריקה של קבוצת הבקרה היא 30℃.

שימו לב שאנחנו כאן כדי להשוות את הביצועים של אותה סוללה בטמפרטורות שונות. מאגר הכוח של הסוללות השונות שבדקנו טרם עברו תקן. לכן, שני סוגי התאים הללו אינם ברי השוואה.

עקומת פריקה של סוללת ליתיום בלבוש רך בטמפרטורת החדר

ניתן לראות שסוללת הליתיום הרכה יציבה בטמפרטורת חדר של 30 מעלות צלזיוס, המתח הכולל הוא כ-4.95V, ואנרגיית הפלט הייחוס היא 35.1 וואט-שעה.

18650 סוללה עקומת פריקה בטמפרטורת החדר

לסוללת 18650 יש מעט תנודות בטמפרטורת החדר, המתח הכולל גבוה מ-4.9V והיציבות טובה. אנרגיית הפלט הייחוס היא 29.6 וואט-שעה.

כוח נייד בטמפרטורת החדר

ניתן לראות שלשניהם ביצועים מצוינים בטמפרטורת החדר, ופריקה יציבה בטמפרטורת החדר יכולה גם לספק ערובה לחיי סוללה מצוינים. כמובן שזהו גם מפרט התכנון והיישום למתח וסוללות ניידים. השלב הבא הוא בדיקת ביצועי הפריקה של הסוללה בטמפרטורות נמוכות.

נקודת הקפאה היא חתיכת עוגה

0℃ היא הטמפרטורה הרגילה של תערובת מי קרח, וזו גם הטמפרטורה שיש להקפיד עליה לפני החורף בצפון ארצי. תחילה בדקנו את התנהגות הפריקה של ספק הכוח הנייד ב-0°C.

מקור זרימת המים נמצא בתערובת מי קרח

למרות שהטמפרטורה של 0℃ היא טמפרטורת סביבה נמוכה יותר, היא עדיין בטווח טמפרטורת הפעולה של הסוללה, והסוללה אמורה להיות מסוגלת לעבוד כרגיל. אנו מכניסים את ספק הכוח הנייד לתערובת מי קרח, נפרקים לאחר התייצבות הטמפרטורה, מוסיפים קרח כדי לשמור על הטמפרטורה ולבסוף מייצאים את נתוני הפריקה.

עקומת הפריקה של סוללת ליתיום בלבוש רך בטמפרטורת החדר ובסביבה אפסית

ניתן לראות מעקומת הפריקה שעקומת הפריקה של סוללת הליתיום הרכה השתנתה באופן משמעותי, כל המתחים וזמן הפריקה הופחתו, ואנרגיית הפריקה הופחתה ל-32.1 וואט-שעה.

טמפרטורת חדר סוללה 18650 ועקומת פריקת סביבה אפסית

עקומת הפריקה של 18650 אינה מושפעת משמעותית, אך המתח ההתחלתי עולה, אך הקיבולת מושפעת באופן משמעותי, עד ל-16.8 וואט.

ניתן לגלות שב-0°C הסוללה פחות מושפעת וטווח שינוי המתח אינו גדול, וניתן לספק אותה למשתמש לשימוש רגיל. בסביבה כזו, אספקת החשמל של הסוללה אינה צריכה להיות מוגנת במיוחד.

פליטות בסביבות קרות מושפעות

מינוס 20 מעלות צלזיוס הוא אקלים קר מאוד, והפעילויות החיצוניות מופחתות מאוד, אבל ביצועי הסוללה חשובים מאוד גם בסביבה הקשה הזו. זו הטמפרטורה הנמוכה שבדקנו.

עקומת הפריקה של סוללת ליתיום בלבוש רך בטמפרטורות שונות

ב-20 מעלות צלזיוס, ביצועי הפריקה של סוללת הליתיום הרך מושפעים כמובן, ועקומת הפריקה נראית ללא ספק ריצוד.