電池在冬天的使用時間為什麼比夏天短?


被某帥鍋邀請而來。作為前鋰電池正極材料的實驗員

電池在工作時,內部要發生反應,溫度低的時候,充放電的電化學反應活性差,表現為:

溫度影響離子擴散速度,溫度越低,離子擴散速度越慢;

溫度影響電池內阻,溫度低電池的內阻相對較高;

溫度影響電池隔膜的通透性,溫度越低,電池隔膜通透性越差。

目前尚未有有效方法解決溫度對電池性能影響的有效方法。


呃,謝謝邀請。

我是搞鋰電池的,鉛酸鎳鎘鎳氫都不是很了解。

對於鋰電池來說,目前業內尚未有明確的理論支撐其各溫度性能下的內阻、放電平台、壽命、容量等必然聯繫,相關的計算公式和數學模型還在摸索階段。大體上,鋰電池對0-40℃這個區間的溫度並不敏感,然而一旦溫度超過這個區間,壽命和容量就會打折扣。

具體的非要定量現在還沒有辦法,因為鋰電池活性太高,一致性也是最大的問題,即使同一批次、同種材料、同種工藝的產品,性能也會有很大區別。

做過很多實驗,不同材料鋰電池的低溫性能也有區別,現在最熱火的磷酸鐵鋰是低溫性能最差的,我們的產品在-10℃時放出容量為最大容量的89%,應該在業內已經是比較高的;在55℃下放出容量可達到95%,相對低溫的衰減還是比較少的。這還是送檢產品,大家懂的,質量相對流水線正常產品要高很多。

相對來說,錳酸鋰、鈷酸鋰和三元產品的低溫性能要好一些,但是也有限;而犧牲的是高溫性能。悄悄吐槽一句,現在業內吹磷酸鐵鋰安全性能高,高溫性能好,其實是電池活性沒有上述三種高,相對安全一些。整體性能還是不如錳鋰或三元的。

所以,鋰電池在冬天使用時間是必然比夏天短的。

順便提一句,鋰電池在冬天最好不要充電呀。由於低溫,負極上嵌套的鋰離子會產生離子結晶,直接刺穿隔膜,一般情況下就造成微短路了影響壽命和性能,嚴重的嘛,bang!所以有人反映冬天鋰電池充電充不進去,部分帶了電池管理系統的是由於產品保護了,還有的他就是由於質量問題充不進去的。據稱ATL(國內龍頭,剛拿了蘋果的份額)的產品也出現過此類情況。


我來個簡易版的: 低溫下電化學反應速度變慢,造成電池容量不論充放都低於室溫下的容量。如是,電池就不耐用啦。


低溫下,電池內化學反應效率較低


電池對外供電就是一個化學反應,所有的化學反應都會受到溫度的影響。

根據Arrhenius方程:k=Ax^{frac{-Ea}{RT} }

對於活化能&>0的反應,隨著溫度的降低,反應速率降低。

從電化學的角度考慮更直接,根據Nernst方程:

對於任意電池反應aA+bB=cC+dD

其電極電勢E=E^{Theta }-frac{RT}{nF} lnfrac{[C]^c[D]^d}{[A]^a[B]^b}

因此,溫度越低,電極電勢越低。


因為電池不耐寒。冬天可以選擇買耐寒電池使用。耐寒電池我用的是國內的耐時電池。


每種電池(鋰電、鹼性鋅錳、鎳鎘、鎳氫)類型的充放電情況各不一樣


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