ความท้าทายถังน้ำแข็ง! อุณหภูมิต่ำจะทำให้ความจุของแบตเตอรี่ลดลงหรือไม่?

ในหนังสือภาพประกอบที่ใช้โดยอุปกรณ์ดิจิทัลจำนวนมาก เราจะเห็นอุณหภูมิการทำงานของผลิตภัณฑ์ซึ่งส่วนใหญ่อยู่ที่ 10 องศาเซลเซียส และ 40 องศาเซลเซียส เรารู้ว่าแบตเตอรี่ลิเธียมปลอดภัยในการทำงานระหว่างการชาร์จและการทำความร้อน และอิเล็กโทรไลต์อุณหภูมิต่ำถูกตั้งค่าในอุณหภูมิสูงและสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิต่ำ ประสิทธิภาพภายในของแบตเตอรี่ลิเธียมต่ำ ซึ่งส่งผลต่อการใช้งานของผู้ใช้ และทำให้ต่ำ- ความล้มเหลวของอุณหภูมิของแบตเตอรี่

หากคุณใช้โทรศัพท์มือถือหรือแบตเตอรี่จำนวนมากในฤดูหนาวทางเหนือ คุณอาจพบว่าเมื่ออุณหภูมิต่ำ ประสิทธิภาพของแบตเตอรี่จะลดลง และแม้แต่ผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ก็ไม่สามารถเปิดได้ มาดูประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ที่อุณหภูมิต่ำกัน

แบตเตอรี่ที่สำคัญที่สุดที่เราใช้ตอนนี้คือแบตเตอรี่ลิเธียม ตามทฤษฎีแล้ว อุณหภูมิของแบตเตอรี่ลิเธียมต่างกันโดยพื้นฐานแล้วจะเหมือนกัน เพื่อเปรียบเทียบผลกระทบของอุณหภูมิต่ำอย่างสังหรณ์ใจมากขึ้น เราจึงเลือกการทดสอบประสิทธิภาพที่สามารถวัดปริมาณพาวเวอร์แบงค์ได้

แหล่งจ่ายไฟแบบพกพาต้องเผชิญกับการทดสอบที่อุณหภูมิต่ำ

เมื่อพิจารณาถึงแบตเตอรี่ต่างๆ ที่ใช้ในแหล่งพลังงานเคลื่อนที่ เรายังได้ตั้งค่าแหล่งพลังงานมือถือแบตเตอรี่ลิเธียมที่ใช้กันทั่วไปสองแหล่งสำหรับการสุ่มตัวอย่างข้อมูล รวมถึงแบตเตอรี่ลิเธียมแบบซอฟต์แพ็ค (ที่รู้จักกันทั่วไป)

แบตเตอรี่มีอายุการใช้งานยาวนานที่อุณหภูมิห้อง

เพื่ออำนวยความสะดวกในการเปรียบเทียบการเปรียบเทียบในครั้งต่อๆ ไป อันดับแรก เราจึงทดสอบประสิทธิภาพการคายประจุของแหล่งจ่ายไฟแบบเคลื่อนที่ที่อุณหภูมิห้อง ตามข้อมูลของกลุ่มควบคุม อุณหภูมิสภาพแวดล้อมการปล่อยของกลุ่มควบคุมคือ 30 ℃

โปรดทราบว่าเราอยู่ที่นี่เพื่อเปรียบเทียบประสิทธิภาพของแบตเตอรี่เดียวกันที่อุณหภูมิต่างกัน ธนาคารพลังงานของแบตเตอรี่ต่างๆ ที่เราทดสอบยังไม่ได้รับมาตรฐาน ดังนั้นเซลล์ทั้งสองชนิดนี้จึงไม่สามารถเปรียบเทียบกันได้

เส้นโค้งการคายประจุของแบตเตอรี่ลิเธียมแบบหุ้มอ่อนที่อุณหภูมิห้อง

จะเห็นได้ว่าแบตเตอรี่ลิเธียมแบบซอฟต์แพ็คมีความเสถียรที่อุณหภูมิห้อง 30°C แรงดันไฟฟ้าโดยรวมอยู่ที่ 4.95V และพลังงานเอาต์พุตอ้างอิงคือ 35.1 วัตต์-ชั่วโมง

เส้นโค้งการปล่อยอุณหภูมิห้องแบตเตอรี่ 18650

แบตเตอรี่ 18650 มีความผันผวนเล็กน้อยที่อุณหภูมิห้อง แรงดันไฟฟ้าโดยรวมสูงกว่า 4.9V และความเสถียรดี พลังงานเอาต์พุตอ้างอิงคือ 29.6 วัตต์-ชั่วโมง

พลังงานเคลื่อนที่ที่อุณหภูมิห้อง

จะเห็นได้ว่าทั้งสองมีประสิทธิภาพที่ดีเยี่ยมที่อุณหภูมิห้อง และการคายประจุที่เสถียรที่อุณหภูมิห้องสามารถรับประกันอายุการใช้งานแบตเตอรี่ได้อย่างดีเยี่ยม แน่นอนว่านี่เป็นข้อกำหนดด้านการวางแผนและการใช้งานสำหรับพลังงานเคลื่อนที่และแบตเตอรี่ ขั้นตอนต่อไปคือการทดสอบประสิทธิภาพการคายประจุของแบตเตอรี่ที่อุณหภูมิต่ำ

จุดเยือกแข็งคือเค้กชิ้นหนึ่ง

0℃ คืออุณหภูมิปกติของส่วนผสมของน้ำแข็งกับน้ำ และยังเป็นอุณหภูมิที่ต้องสังเกตก่อนฤดูหนาวในภาคเหนือของประเทศของฉันด้วย ขั้นแรก เราทดสอบลักษณะการคายประจุของพาวเวอร์ซัพพลายแบบเคลื่อนที่ที่อุณหภูมิ 0 องศาเซลเซียส

แหล่งน้ำไหลอยู่ในส่วนผสมน้ำน้ำแข็ง

แม้ว่าอุณหภูมิ 0℃ จะเป็นอุณหภูมิแวดล้อมที่ต่ำกว่า แต่ก็ยังอยู่ในช่วงอุณหภูมิการทำงานของแบตเตอรี่ และแบตเตอรี่ควรจะสามารถทำงานได้ตามปกติ เราใส่แหล่งจ่ายไฟแบบเคลื่อนที่ลงในส่วนผสมของน้ำแข็งและน้ำ คายประจุหลังจากที่อุณหภูมิคงที่ เพิ่มน้ำแข็งเพื่อรักษาอุณหภูมิ และสุดท้ายก็ส่งออกข้อมูลการคายประจุ

เส้นโค้งการปลดปล่อยของแบตเตอรี่ลิเธียมแบบนิ่มที่อุณหภูมิห้องและสภาพแวดล้อมที่เป็นศูนย์

จะเห็นได้จากกราฟการคายประจุที่เส้นกราฟการคายประจุของแบตเตอรี่ลิเธียมแบบซอฟต์แพ็คมีการเปลี่ยนแปลงอย่างมาก แรงดันไฟฟ้าและเวลาการคายประจุทั้งหมดลดลง และพลังงานการคายประจุลดลงเหลือ 32.1 วัตต์-ชั่วโมง

อุณหภูมิห้องแบตเตอรี่ 18650 และเส้นโค้งการปล่อยสภาพแวดล้อมที่เป็นศูนย์

เส้นการคายประจุของ 18650 ไม่ได้รับผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญ แต่แรงดันไฟฟ้าเริ่มต้นเพิ่มขึ้น แต่ความจุได้รับผลกระทบอย่างมาก ลดลงเหลือ 16.8 Wh

พบว่าที่อุณหภูมิ 0 °C แบตเตอรี่จะได้รับผลกระทบน้อยลงและช่วงการเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้ามีไม่มาก และสามารถจ่ายให้กับผู้ใช้สำหรับการใช้งานตามปกติได้ ในสภาพแวดล้อมดังกล่าว แหล่งจ่ายไฟของแบตเตอรี่ไม่ควรได้รับการปกป้องเป็นพิเศษ

การปล่อยมลพิษในสภาพแวดล้อมเย็นจะได้รับผลกระทบ

อุณหภูมิติดลบ 20 องศาเซลเซียสเป็นสภาพอากาศที่หนาวเย็นมากและกิจกรรมกลางแจ้งจะลดลงอย่างมาก แต่ประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ก็มีความสำคัญมากในสภาพแวดล้อมที่เลวร้ายเช่นนี้ นี่คืออุณหภูมิต่ำที่เราทดสอบ

เส้นโค้งการคายประจุของแบตเตอรี่ลิเธียมแบบหุ้มอ่อนที่อุณหภูมิต่างกัน

ที่ -20 °C ประสิทธิภาพการคายประจุของแบตเตอรี่ลิเธียมแบบนิ่มจะได้รับผลกระทบอย่างเห็นได้ชัด และเส้นกราฟการคายประจุจะกระวนกระวายอย่างเห็นได้ชัด