Плотность акб зимой: Батарейка на зиму — журнал За рулем — dvd-auto.ru — Штатные головные устройства c GPS навигацией

Содержание

Эксплуатация авто аккумулятора зимой

Что сделать, чтобы подготовить батарею к холодному времени года и какая плотность электролита нормальна для зимы?

Ответ:

У заряженной на 100% АКБ, изначально рассчитанной на использование в условиях умеренного климатического пояса, плотность электролита при стандартных +25оC должна колебаться между 1.27 и 1.30 г/см3. Если температура будет выше, плотность снизится, если вокруг будет холоднее – повысится. Именно поэтому на крайнем Севере используют аккумуляторы с более плотным электролитом (1.32 г/см3), а в тропических странах с более низким (1.24 /см3).

Перед наступлением холодов важно убедиться в том, что аккумулятор заряжен – в этом случае вы избежите замерзания электролита и связанных с ним проблем при пуске двигателя. Учтите также, что зимой на работу батареи серьёзное влияние оказывают утечки в системе электрооборудования и слабое натяжение генераторного ремня.

Что делать, если при старте двигателя в холода батарея разрядилась до нуля?

Ответ:

Зарядите батарею при помощи небольшого тока – причём провести зарядку нужно от стационарного устройства и не позже, чем через 2-3 дня с момента наступления глубокой разрядки.

В чём причина замерзания электролита?

Ответ:

Когда аккумулятор разряжается, плотность электролита падает – и, соответственно, становится ниже количество содержащейся в его растворе серной кислоты. Образуется вода, которая и замерзает. Чем сильнее разряжен аккумулятор, тем раньше электролит способен замёрзнуть. К примеру, при 1.11 г/см3 замерзание наступает уже при -7 градусах Цельсия, а при 1.27 г/см3 (нормальная плотность при полном заряде) только при -58 градусах.

Можно ли реанимировать батарею, если замёрз электролит?

Ответ:

Всё зависит от тяжести конкретного случая. Как правило, если аккумулятор замёрз не на весь объём, а его корпус не был деформирован, восстановить АКБ можно. Для этого занесите батарею в комнату, оставьте её там до тех пор, пока весь лёд не растает (это должно происходить при комнатной температуре, без лишнего нагрева), и уже после этого ставьте батарею на зарядку. Но учтите, что токовые характеристики аккумулятора в любом случае упадут, а электроды будут повреждены.

Если перед тем, как стартовать двигатель в холода, ненадолго включить фары, станет ли запуск легче?

Ответ:

Нет, это один из самых вредных мифов. Эффект разогрева электролита, на который надеются в рассматриваемом случае, будет ничтожным, а значит, мощность разряда не вырастет. Более того: батарея на этой процедуре теряет драгоценную ёмкость, и есть шанс, что оставшегося заряда на старт мотора не хватит.

Почему в холода советуют использовать аккумуляторы с высокими пусковыми токами?

Ответ:

У холодного пуска есть несколько характерных особенностей:

1. Стартеру понадобится больше времени на успешную прокрутку мотора;
2. Сопротивление холодного мотора зимой возрастает в 2.5-3 раза;
3. Батарее нужно будет отдать большее количество энергии и мощности;
4. Чем холоднее вокруг, тем выше внутреннее сопротивление АКБ.

Именно поэтому для того, чтобы двигатель стартовал надёжно, лучше использовать аккумулятор, имеющий при аналогичных габаритах более высокие токи холодной прокрутки.

На старт двигателя в холода влияет только аккумулятор?

Ответ:

Нет, влияние также оказывает состояние свечей, электрического оборудования, топливной системы и электропроводки машины. Также много зависит от качества топлива, от масла, и, конечно, от опыта водителя.

Из-за чего замёрзла батарея?

Ответ:

Если у Вас замёрзла только одна ячейка, причина, вероятно, во внутреннем дефекте аккумулятора. Из-за него в этой ячейке снизилась плотность электролита, и он замёрз.

Если замёрзло несколько ячеек, дело в том, что аккумулятор был разряжен. Чаще всего это происходит из-за того, что при поездках по городу приходится часто запускать мотор для передвижения на короткую дистанцию – генератору просто не хватает времени для того, чтобы зарядить батарею. Между тем, уже при 45% заряда аккумулятора плотность электролита будет составлять 1.21 г/см3, а при таких параметрах он замерзает уже при -30.

Часто бывает так, что утром не удаётся завести автомобиль, и водитель едет по своим делам на метро или автобусе. Тем временем, разряженная на попытках пуска батарея до вечера успеет замёрзнуть.

Аккумулятор зимой. Статьи компании «ООО «Белый Восток» дистрибьютор CTEK в Беларуси»

Аккумулятор зимой

Влияние низкой температуры на работоспособность аккумуляторной батареи определяется такими показателями, как снижение напряжения разрядных характеристик при стартерном пуске двигателей за счёт увеличения внутренних потерь и снижение способности принимать заряд от генератора при работающем двигателе.
Не вдаваясь в существо электрохимических процессов, протекающих в АКБ, можно сказать, что причиной снижения зарядных и разрядных показателей является увеличение вязкости и сопротивления электролита. При снижении температуры от +20 до -25°С пусковые характеристики аккумулятора снижаются в два-три раза. При этом одновременно возрастает сопротивление прокручиванию вала двигателя, что приводит к увеличению тока стартера и, соответственно, к увеличению тока разряда аккумулятора. Резко ухудшаются условия смесеобразования и воспламенения горючей смеси в цилиндрах, поэтому пуск двигателя осуществляется за три-четыре (а то и более) попыток запуска. Приведённая температура (-25°С) является температурным пределом пуска, если не применяются средства его облегчения, либо подогрев батареи или двигателя. Снижение способности батареи принимать заряд можно охарактеризовать тем, что ток заряда, принимаемый ею, при понижении температуры электролита в указанных пределах, при прочих равных условиях уменьшается в 5-10 раз. Это означает, что энергия, отданная батареей при пуске двигателя, возвращается ей в зимний период за более продолжительное время.
При систематическом невосполнении энергии, поступающей от генератора к батарее, степень её заряженности снижается и может достигнуть недопустимо низкого предела. В этом случае не исключена полная потеря работоспособности АКБ, особенно при холодном пуске двигателя. Работа АКБ при низкой заряженности приводит к ускоренному оплыванию активной массы электрод и сокращению срока его надёжной работы.

Причина замерзания электролита в АКБ

О состоянии заряженности стартерной АКБ однозначно можно судить по величине плотности электролита и НРЦ (напряжения разомкнутой цепи) в состоянии покоя.

НРЦ заряженной батареи равно 12,7-12,9 В, а в разряженном не более 12,0 В.

Глубокий разряд батареи при эксплуатации может произойти при наличии неисправности в системе элек-трооборудования. При этом напряжение 12-вольтовой батареи может снизиться до 6 В и даже ниже. Чем глубже разряд, тем ниже плотность электролита. Количество активной массы и электролита сбалансированы для получения заданной емкости АКБ. Поэтому в конце разряда плотность электролита снижается до значения 1,08-1,10 г/см3. Из рис. 1 видно, что электролит полностью заряженной батареи (1,28 г/см3) замерзнет при температуре минус 65°С, а полностью разряженной (1,10 г/см3) уже при минус 7°С. Это значит, что при нормальной для России зимней погоде (до минус 30°С) может замерзнуть электролит у батареи, разряженной на 45-50% (1,19— 1,20 г/см3). Поэтому изготовители батарей считают недопустимой эксплуатацию батарей со степенью заряженности ниже 75% (плотность электролита 1,24 г/см3 или НРЦ 12,6 В).

Поэтому можно однозначно утверждать, что образование льда во всех или нескольких ячейках батареи говорит о том, что АКБ в процессе эксплуатации разрядилась значительно ниже уровня, допустимого согласно инструкции по эксплуатации. Причинами низкой заряженности могут быть:

— неисправности генератора, регулятора напряжения,

— замыкания в проводке,

— большой отбор мощности нештатным оборудованием и т.п.

Если же замерзает электролит только в одной из шести ячеек АКБ, это говорит о том, что именно в этой ячейке, вероятно, имеется короткое замыкание разноименных пластин, которое приводит к саморазряду данного аккумулятора. При этом в остальных ячейках электролит не замерзает, его плотность остается нормальной. Если это происходит во время гарантийного срока, значит, причиной замыкания является дефект. Поэтому такая батарея должна быть предъявлена в сервисный центр или продавцу для установления вида дефекта с целью замены на новую исправную батарею. При холодной погоде (температура значительно ниже нуля) доливать дистиллированную воду в АКБ для восстановления уровня электролита в ячейках следует только перед выездом автомобиля или во время заряда от стационарного устройства. Это исключит замерзание доливаемой воды до того как она успеет перемешаться с холодным электролитом.

Эксплуатация аккумуляторной батареи КамАЗ | АвтоКАМ

При получении сухозаряженных аккумуляторных батарей их надо подготовить к работе на автомобиле: залить электролит и зарядить батарею на зарядной станции в соответствии с инструкцией по уходу за батареями.

При нормальной эксплуатации автомобиля батарея заряжается автоматически. Если аккумуляторная батарея постепенно разряжается или чрезмерно заряжается и электролит начинает «кипеть», необходимо проверить исправность генераторной установки.

Не следует допускать большого разрядного тока (при пуске холодного двигателя зимой), так как это приводит к короблению пластин, выпаданию активной массы и сокращению срока службы аккумуляторных батарей.

При эксплуатации батареи в центральных районах с температурой зимой до —30 °С в батарею следует заливать электролит плотностью 1,250 +- 0,01 г/см3.

Для районов Крайнего Севера с температурой зимой ниже —40 °С плотность заливаемого электролита должна быть 1,290 зимой и 1,250 летом, а для южных районов 1,230 (дана плотность, приведенная к температуре +15 °С)

Электролит готовят из аккумуляторной серной кислоты (ГОСТ 667—73) и дистиллированной воды (ГОСТ 6709—72) в керамической, эбонитовой или освинцованной посуде, в которую сначала наливают дистиллированную воду, а затем вливают тонкой струей серную кислоту.

Вливать воду в концентрированную серную кислоту запрещается во избежание несчастных случаев при разбрызгивании кислоты.

В аккумуляторы следует заливать электролит в таком порядке:

снять предохранительную коробку;

снять декоративную крышку;

вывернуть пробки и срезать выступы на них;

залить тонкой струйкой электролит; уровень электролита должен быть на уровне нижнего торца тубуса горловины.

Не ранее чем через 20 мин и не позднее чем через 2 ч после заливки электролита необходимо проверить его плотность и уровень. Если плотность электролита понизится не более чем на 0,03 г/см3 по сравнению с плотностью заливаемого электролита, то батарею можно устанавливать на автомобиле без подзаряда. Если плотность понизится более чем на 0,03 г/см3, то батарею следует зарядить.

Включать батарею на заряд разрешается, если температура электролита не превышает 30 °С. Заряд ведут током 19 А до обильного выделения газа во всех аккумуляторах и до стабилизации напряжения и плотности электролита в течение 2 ч.

Во время заряда необходимо периодически проверять температуру электролита и следить за тем, чтобы она поднималась не выше 45 °С. В том случае, если температура окажется выше 45 °С, следует уменьшить зарядный ток наполовину или прервать заряд на время, необходимое для снижения температуры до 30—35 °С.

В конце заряда, если плотность электролита, замеренная с учетом температурной поправки, будет отличаться от плотности электролита, заливаемого ранее, то доливают либо дистиллированную воду (при плотности выше нормы), либо кислоту плотностью 1,400 г/см3 (при плотности ниже нормы).

После корректировки плотности продолжают заряд в течение 30 мин для полного перемешивания электролита.

Затем замеряют уровень электролита, который доводят до нормы (электролит должен касаться нижнего торца тубуса заливной горловины) добавлением электролита той же плотности при низком уровне или удалением с помощью резиновой груши избыточного количества электролита при его уровне выше нормы.

В процессе эксплуатации аккумуляторных батарей на автомобиле перед каждым его выездом из парка необходимо проверять надежность крепления батарей в гнезде и плотность контакта наконечников проводов с выводами батареи, а также очищать батареи от пыли и грязи. Электролит, попавший на поверхность батареи, нужно вытереть чистой ветошью, смоченной в 10 %-ном растворе нашатырного спирта или кальцинированной соды.

Периодически следует проверять уровень электролита и при необходимости доводить до нормы доливкой дистиллированной воды. В холодное время года во избежание замерзания воды ее следует добавлять непосредственно перед пуском двигателя. Доливать электролит или кислоту в аккумуляторные батареи запрещается, за исключением тех случаев, когда точно известно, что уровень электролита понизился в результате его выплескивания. При этом плотность доливаемого электролита должна быть такой же, как и электролита в аккумуляторной батарее.

Периодически следует проверять степень заряженности аккумуляторов по плотности электролита, руководствуясь данными, приведенными в табл. 6. При разряде батареи летом на 50% и зимой на 25% ее необходимо снять с автомобиля и отправить на полный заряд на зарядную станцию.

Один раз в год аккумуляторную батарею следует отправлять на зарядную станцию для проведения контрольно-тренировочного цикла.

Плотность электролита в аккумуляторе — какая должна быть

Автомобильный аккумулятор предназначен для обеспечения бортовой сети транспортного средства и накопления энергии, которую вырабатывает генератор. Больше века кислотно-свинцовые батареи применяются в автомобильной промышленности и по-прежнему удерживают лидирующие позиции. Причина долголетия проста – высокая эффективность при дешевой себестоимости. Подобные батареи состоят из гальванических элементов, которые взаимодействуя с водным раствором серной кислоты, вырабатывают электрическую энергию. Такие источники питания имеют стабильную плотность электролита в аккумуляторе, отличаются высокой морозоустойчивостью и длительным сроком работы.

Плотность электролита

Электролит — это основной компонент аккумулятора, а именно, вещество, проводящее электрический ток вследствие распада на ионы в растворе. Основным свойством, которое необходимо знать при использовании АКБ в автомобиле, является плотность электролита — в науке данный термин означает соотношение массы жидкости к занимаемому объему. В АКБ роль раствора выполняет электролит, состоящий из кислоты и дистиллированный воды.

Непосредственно плотность зависит от температуры электролита (чем ниже температура, тем выше плотность). Работа аккумулятора – это чередование циклов разрядки и зарядки, во время которых происходит широкий спектр химических реакций. При разрядке батареи химическая энергия трансформируется в электрический ток, при зарядке электричество превращается в химическую энергию. Данные процессы оказывают серьезное влияние на плотность электролитического раствора. Процесс зарядки повышает плотность электролита, разряд элемента питания – понижает это значение.

Температура замерзания электролита в зависимости от плотности — Таблица 1

С помощью прибора ареометра можно замерить плотность электролита в аккумуляторе, а также точно определить степень зарядки АКБ. При полном разряде батареи, показатель плотности падает настолько, что между пластинами остается практически дистиллированная вода. Сульфат свинца, который избыточно вырабатывается во время разряда, полноценно не расходуется при зарядке батареи и покрывает свинцовые пластины белым налетом.

Сульфатация негативно влияет на емкость аккумулятора, сокращая рабочий ресурс источника питания. Свинцовые пластины со временем начинают осыпаться, что приводит к короткому замыканию внутри батареи.

Поскольку электролит является смесью воды и кислоты, то плотность электролита в аккумуляторе может возрастать. При зарядке АКБ происходит электролиз – выкипание дистиллированной воды из корпуса, благодаря чему концентрация кислоты в растворе возрастает, увеличивая его плотность. Печальная перспектива электролиза очевидна. Потеря воды неизбежно приведет к уменьшению уровня жидкости. Свинцовые пластины оголятся и вступят в химическую реакцию с кислородом, что приведет к осыпанию свинца и выходу батареи из строя. Именно поэтому важно остановить зарядку батареи при первых признаках кипения жидкости и своевременно доливать дистиллят при низком уровне электролита в обслуживаемых батареях.

Какая должна быть плотность электролита в аккумуляторе

Отечественные автовладельцы ведут отчаянный спор о правилах эксплуатации аккумуляторных батарей. Количество автомобилей стремительно растет, и каждый водитель пытается сформулировать свою позицию по данному вопросу. Даже среди профильных специалистов мнения существенно разнятся. Поэтому будем отталкиваться от рекомендаций производителей, ведь только разработчики элементов питания способны сформулировать нюансы эксплуатации собственных изделий. Любая новая АКБ имеет сопроводительную инструкцию, в которой конкретно прописаны мероприятия по техническому обслуживанию.

Аккумуляторная батарея негативно воспринимает и повышенную, и пониженную плотность электролита. Высокий показатель плотности активизирует химические процессы, делая электролит «агрессивным», что приводит к значительному снижению рабочего ресурса изделия. Низкая плотность уменьшит емкость АКБ, что способствует проблемам запуска силового агрегата, особенно в зимнее время. Именно по этой причине необходимо придерживаться значений, рекомендованных производителем. Плотность полностью заряженного нового аккумулятора должна составлять 1.

27 г/см3 при температуре +25 °С. При жарком климате допускается понижение плотности на 0,01 г/см3 , а при морозах — на 0,01 — 0,02 г/см3 больше.

Плотность электролита в аккумуляторе зимой и летом

Современный аккумулятор – устройство, сбалансированное и беспричинно корректировать электролит бессмысленно. Плотность электролита в аккумуляторе 1.27 г/см3 не позволит кристаллизоваться жидкости до –50°С. Подобные экстремальные температуры встречаются только на крайнем севере. В таких регионах плотность увеличивают, чтобы предотвратить замерзание электролита. Лучше своевременно заряжать батарею и не допускать разряда, чтобы показатель плотности держался в номинальном значении. Поскольку температура окружающей среды изменчива, то для замера плотности электролита предлагаем использовать специальную таблицу с поправками.

Плотность электролита в аккумуляторе зимой и летом — Таблица 2

Как проверить плотность электролита в аккумуляторе

Данную процедуру необходимо выполнять с периодичностью в три месяца или каждые 15-20 тыс. км, дабы контролировать работоспособность элемента питания. Также замеры производят при покупке новой батареи или при возникновении проблем во время запуска двигателя. Проверку можно выполнить на станции технического обслуживания или самостоятельно в условиях гаража. Перед проверкой показателя электролита следует полностью зарядить аккумулятор и сделать временную паузу длительностью шесть часов. Ведь во время зарядки плотность электролита повышается и информация будет некорректной. Для процедуры измерения потребуется ареометр, который можно приобрести в любом автомагазине. Данное устройство вполне доступно, так как имеет низкую цену.

Для работы потребуется:

Ареометр
Защитные очки
Сухая хлопчатобумажная ткань
Резиновые перчатки.

Перед измерением источник питания необходимо установить на ровную поверхность и выкрутить заглушки. Далее следует рукой сжать резиновую грушу прибора и опустить наконечник ареометра в крайнюю банку АКБ. Погрузив устройство в электролит, грушу можно отпустить. Разряженный воздух в колбе, начнёт засасывать жидкость из банки. Теперь нужно визуально оценить уровень раствора в ареометре. Количество жидкости должно позволить измерительному поплавку свободно плавать внутри прибора.

После того, как поплавок прекратит колебательные движения, можно зафиксировать показатель плотности электролита, который должен составлять 1,24 – 1,29 г/см3. Если цифры существенно отличаются, то следует выполнить коррекцию плотности раствора. Аналогичные процедуры необходимо произвести со всеми банками аккумулятора. Следует помнить, что любые операции с электролитом необходимо выполнять в защитных перчатках и очках. После завершения работ пластиковый корпус АКБ рекомендуется насухо протереть чистой тряпкой, дыбы исключить саморазряд батареи.

Коррекция плотности электролита

Эксплуатация автомобиля подразумевает циклическую нагрузку на АКБ, во время которой катализатор электрохимического процесса изменяет свою структуру. Поскольку электролит состоит из кислоты(35%) и дистиллированной воды(65%), то это соотношение способно изменяться в зависимости от степени заряженности источника энергии. Во время движения транспортного средства генератор постоянно подает на батарею электрический ток.

Когда емкость восстанавливается, начинается процесс электролиза, во время которого электролит закипает и испаряется. Аналогичный процесс происходит при длительной зарядке специальным устройством. Количество воды в растворе уменьшается, из-за чего увеличивается плотность и убавляется объем жидкости. Чтобы восстановить номинальное значение необходимо долить дистиллированную воду в каждую банку батареи.

Причины снижения плотности электролита

Чтобы поддержать работоспособность элемента питания автовладельцы добавляют в батарею дистиллированную воду, забывая проверить показатели плотности. Большая концентрация воды приводит к сильному электролизу, во время которого вместе с водой начинает испаряться серная кислота, что снижает плотность электролита. Со временем содержание кислоты в растворе становится критическим и раствор перестает выполнять функцию катализатора химических процессов, что негативно отражается на функциональности аккумулятора.

Как повысить плотность электролита в аккумуляторе в домашних условиях

Любая батарея состоит из нескольких банок, поэтому, чтобы поднять плотность электролита в аккумуляторе, придется корректировать электролитический раствор в каждой отдельной емкости. С помощью спринцовки жидкость выкачивается и отправляется в мерную емкость. После чего в банку заливается аналогичное количество нового электролита, который в готовом виде можно приобрести в магазине. Данная операция выполняется с каждой банкой, после чего аккумулятор необходимо зарядить в течение 30 минут, чтобы раствор перемешался. Затем после двухчасовой паузы повторно измеряем показатели плотности. При необходимости нужно повторить коррекцию электролита. Важно помнить, что разность плотности в банках не должна превышать 0.01 г/см3.

Бывают ситуации, когда показатель плотности падает ниже значения 1.18 г/см3. В таких случаях вышеописанная технология не поможет восстановить работоспособность батареи – необходима полная замена электролитического раствора.

Как поднять плотность электролита зарядным устройством

Существует еще один способ, которым следует поделиться. Он требует меньших трудозатрат и больше времени. Суть процесса проста – необходимо поставить батарею на зарядку, выставив минимальный ток (не более 1A). Достигнув полного заряда, аккумуляторная батарея начнет «кипеть». При этом дистиллированная вода будет активно испаряться. Уровень жидкости в корпусе постепенно снизится. Вместо испарившейся воды, доливаем электролит номинальной плотности. Процесс очень длительный, однако, за несколько суток можно добиться необходимого результата.

Как заменить электролит в аккумуляторе

С помощью замены электролита в аккумуляторе владелец автомобиля может значительно продлить рабочий ресурс АКБ. Замена потребует наличие следующих компонентов:

Стеклянная линейка с узкой горловиной
Емкость с дистиллятом
Электролит необходимой плотности
Зарядное устройство
Ареометр
Пищевая сода
Средства защиты: (перчатки, фартук, очки)
Резиновая груша
Чистая ветошь.

Снятый с машины аккумулятор, тщательно протираем чистой ветошью, удаляя с поверхности грязь и пыль. Рекомендуется производить замену при комнатной температуре. После демонтажа крышек с банок производится откачка раствора. Переворачивать АКБ категорически запрещено, ведь химический осадок, скопившийся на дне, способен вызвать короткое замыкание в пластинах, после чего батарея придёт в негодность. Для удаления остатков электролита необходимо на дне каждой банки просверлить небольшое отверстие, через которое вытекут остатки жидкости.

Теперь в пустые банки заливается дистиллят, чтобы тщательно промыть внутренности батареи. Далее необходимо запаять отверстия специальным пластиком стойким к воздействию кислот. С помощью стеклянной воронки заливаем до необходимого уровня новый электролит, после чего аккумулятор ставится на зарядку. Для восстановления оптимальной емкости источник питания следует разрядить и снова зарядить. Заряженная полностью батарея должна выдавать напряжение 12. 7 В. Процесс замены окончен, аккумулятор можно устанавливать на автомобиль.

Использованный электролит необходимо правильно утилизировать. Для этой цели потребуется сода, которая является щелочью и способна нейтрализовать разрушительное действие серной кислоты. В емкость с раствором высыпаем половину пачки соды и наблюдаем бурную химическую реакцию. После окончания бурления получившуюся субстанцию можно вылить в канализацию.

И напоследок совет: своевременно проверяйте плотность электролита своего аккумулятора и регулярно заряжайте батарею. Тогда источник питания «отблагодарит» своего хозяина длительной и бесперебойной работой.

Влияет ли холодная погода на литий-ионный аккумулятор? | Низкотемпературные литий-железо-фосфатные батареи

Благодаря преимуществам высокой плотности энергии, небольшого веса и длительного срока службы популярность литий-ионных аккумуляторов растет, поскольку они могут использоваться в различных приложениях с замечательными рабочими характеристиками. С наступлением зимы и похолодания возникает вопрос: влияет ли температура на литий-ионные аккумуляторы? Фактически, разная температура может повлиять на работу литиевых или свинцово-кислотных аккумуляторов.Фактически, литиевая батарея по-прежнему будет превосходить свинцово-кислотную батарею сопоставимого размера при понижении температуры. Поскольку сегодня широко используются литий-ионные аккумуляторы, в холодную погоду следует учитывать некоторые особенности литий-ионных аккумуляторов.

Влияет ли холодная температура на литий-ионных батарей?

Температура очень важна для того, насколько хорошо батарея способна накапливать или выделять энергию. Следовательно, сверхвысокая или сверхнизкая температура ослабит их способность поддерживать хорошую производительность.Если литий-ионный аккумулятор подвергается воздействию сверхвысокой температуры, он будет поврежден, то же самое происходит при очень низкой температуре. Слишком низкая температура увеличивает внутреннее сопротивление и снижает емкость, а также может вызвать внутреннее короткое замыкание и повредить аккумулятор. Пока температура возвращается к норме, батареи могут работать нормально. Поэтому рекомендуется хранить и заряжать литий-ионный аккумулятор при комнатной температуре, чтобы обеспечить его безопасность.

Не замерзают ли ионно-литиевые батареи L ?

Большинство электролитов литий-ионных аккумуляторов замерзают при температуре около -40 ° C.Литий-железо-фосфатные батареи, являющиеся одним из видов литий-ионных аккумуляторов, можно безопасно разряжать в широком диапазоне температур, обычно от –20 ° C до 60 ° C. Как указывает Battery University, низкая температура увеличивает внутреннее сопротивление и снижает емкость. Тем не менее, литий-ионные батареи намного лучше работают при более низких температурах, чем свинцово-кислотные. Например, при 0 ° C емкость свинцово-кислотной батареи снижается до 50%, в то время как литий-железо-фосфатная батарея теряет только 10% при той же температуре.

Правило для низкотемпературной зарядки лития

В условиях низких температур существует одно правило для защиты литиево-ионного аккумулятора от необратимого повреждения при зарядке аккумулятора. «Не заряжайте их, когда температура опускается ниже нуля (0 ° C или 32 ° F), не уменьшая ток заряда».

В чем причина этого важного правила?

Когда батарея заряжается при умеренной температуре, ионы лития внутри батареи могут нормально перемещаться к отрицательной клемме батареи.Ниже точки замерзания ионы лития не улавливаются анодом эффективно. Вместо этого на аноде может происходить покрытие металлическим литием, что означает, что лития меньше, что вызывает ток электричества и емкость батареи падает. Кроме того, если аккумулятор заряжается с неправильной скоростью, это может внезапно вызвать его выход из строя. Когда температура ниже 0 ° C, тогда зарядный ток должен быть уменьшен из-за пониженной скорости диффузии анода. Более низкая скорость заряда может уменьшить урон. Исследования показывают, что допустимая скорость заряда при температуре –30 ° C (–22 ° F) составляет около 0,02 ° C. Но при таком низком токе время зарядки будет таким большим, что является непрактичным решением. С развитием технологии аккумуляторов появились определенные литий-ионы, способные заряжаться при температуре –10 ° C (14 ° F) с пониженной скоростью.

Любое решение для зарядки в условиях ниже нуля?

Если нет BMS для связи с зарядным устройством для уменьшения тока, когда это необходимо, решение состоит в том, чтобы нагреть батареи до температуры выше нуля перед зарядкой.Более теплая комната, чтобы помочь восстановиться, или тепловое одеяло, чтобы нагреть батарею, или обогреватель рядом с батареями хороши для помощи при минусовой температуре. Кроме того, во время зарядки может быть лучше термометр для контроля температуры. Это не самый удобный процесс. Использование высококачественных литий-ионных батарей, таких как батарея UFO LiFePO4, может помочь лучше справиться с холодными температурами. Некоторые батареи дешевле, но есть очевидные ограничения и риски. Литиевые батареи UFO могут работать на 5000 циклов дольше, чем у конкурентов.Долговечность делает их пригодными не только для выживания этой зимой, но и для будущих дней.

Литий-ионные батареи в разобранном виде: почему они ужасны на морозе

Первый вывод состоит в том, что практически все компании, предлагающие автомобили с батарейным питанием, в настоящее время сильно отстают в технологиях, и не так много людей, похоже, хотят об этом говорить .

По сути, наступление эры электромобилей уже наступило, и, несмотря на массовый рост продаж электромобилей, мы все еще используем аккумуляторные технологии, мало чем отличающиеся от той, которую открыл Алессандро Вольта около 220 лет назад.

Как и homo sapiens, современный аккумулятор может работать на 100 процентов при умеренных температурах, в основном около 20 градусов по Цельсию (68 по Фаренгейту). Между прочим, люди, используемые в качестве батарей во вселенной Матрицы, были не просто сюжетной уловкой, на самом деле за этим стояла некоторая наука.

Если температура окружающей среды батареи, которая работает максимально эффективно при 20 градусах Цельсия, повышается до 30 градусов, ее эффективность работы снижается примерно на 20 процентов. Если он постоянно заряжается и перезаряжается при 45 градусах Цельсия (113 F), потеря производительности может возрасти до колоссальных 50 процентов.Однако имейте в виду, что эти цифры не обязательно означают потерянный запас хода электромобиля.

При этом транспортные средства с батарейным питанием не существуют в пустоте, и на их температуру может влиять широкий спектр внешних и даже внутренних факторов, поэтому некоторые, но не все современные автопроизводители имеют интегрированные системы управления температурой. на своих электромобилях. Несмотря на то, что эти системы потребляют изрядную долю энергии, эти системы помогают регулировать температуру аккумуляторов, чтобы одновременно оптимизировать их долгосрочную емкость и краткосрочную производительность.

К сожалению, даже этих систем управления недостаточно, когда внешняя температура резко падает, поэтому аккумуляторы, которые в суровые зимы становятся слишком частыми, почти как неотъемлемая черта всех современных электромобилей и любых других устройств с батарейным питанием.

Что ж, литий-ионные аккумуляторы, которые составляют сегодня большинство источников питания электромобилей в дороге, тоже не очень любят работать при экстремальных температурах, и тем более в мороз. С другой стороны, они работают намного лучше, чем свинцово-кислотные или никель-металлгидридные аккумуляторы старой школы, но проблема все еще существует, и ни один крупный производитель автомобилей не отклонился от предложения почти такого же типа несовершенной технологии.После этой разорвавшейся бомбы нам, вероятно, следует погрузиться в технические детали. Магическая химия за кулисами

Поскольку большинство современных гибридов, подключаемых гибридов и полностью электрических автомобилей перешли на литий-ионные в качестве оружия, мы решили сосредоточиться на том, как литий-ионные аккумуляторы работают при низких температурах. Перед этим давайте сначала посмотрим, как на самом деле работают современные аккумуляторы.
Выбранные в больших масштабах в основном потому, что их плотность энергии примерно в два с половиной раза превышает химический состав конкурирующих аккумуляторов, современные литий-ионные аккумуляторы могут предлагать около 150 Втч на килограмм веса. Это означает, что они могут быть меньше и легче конкурирующих продуктов, что является одной из их основных положительных особенностей.
Обычно они содержат графитовый анод, катод из оксида лития-кобальта, который может быть заменен никелем или марганцем, и жидкий карбонатный электролит с растворенной литиевой солью.
Когда батарея разряжается, ионы лития перемещаются от графитового анода к катоду в так называемом процессе интеркаляции, который включает в себя движение электронов в том же направлении с использованием внешней цепи.В процессе обратной зарядки ионы лития от катода диффундируют обратно к графитовому аноду в сопровождении тех же электронов, использующих внешнюю цепь.
Говоря более короткими словами, это электрохимическая реакция, для которой необходимо, чтобы ряд переменных был постоянным, чтобы быть эффективной все время, в противном случае она может замедлиться, прекратить или даже вызвать постоянное короткое замыкание в некоторых элементах батареи.
При низких температурах производительность значительно падает, потому что химическая реакция просто замедляется, но только когда дело доходит до разрядки аккумулятора. Литий-ионные аккумуляторы могут питать электромобиль при температуре — 40 градусов по Цельсию (- 40 по Фаренгейту), хотя и с меньшей скоростью разряда, и только в том случае, если они оснащены системами терморегулирования, но вы просто не сможете их зарядить. при таких температурах, потому что они просто слишком сильно замедляются. От 0 до 200 В за 220 лет
Хотя, по сути, все батареи плохи в холодную погоду по своей конструкции, работа ведется, чтобы будущее принесло нам гораздо более совершенные технологии для устранения присущих им недостатков.Прошло чуть более двух столетий с тех пор, как Алессандро Вольта впервые обнаружил гальваническую батарею — или первую в некотором роде современную батарею.
От 0 до 220 вольт за 220 лет — это довольно плохой показатель ускорения, что является одной из причин, по которой Porsche стал первым автопроизводителем, построившим электромобиль на базе 800-вольтовой архитектуры. Более высокое напряжение, по сути, означает более тонкую проводку, что приводит к более стабильной работе, сокращению времени зарядки, меньшему весу и меньшему пространству, занимаемому внутри автомобиля.
Тем не менее, Taycan также застрял с литий-ионной батареей, которая скоро станет архаичной, но Porsche входит в число множества автопроизводителей, которые постоянно ищут улучшения. Среди наиболее многообещающих связаны с использованием аккумуляторных электролитов, содержащих ионные жидкости, которые по существу представляют собой просто соли, плавящиеся при низких и умеренных температурах. В отличие от других электролитов, они негорючие и обладают термической стабильностью при гораздо более высоких температурах.
Другие области альтернативных исследований аккумуляторов включают литий-воздушные конструкции, в которых в качестве окислителя используется кислород из атмосферы, что делает их намного легче, чем нынешние литий-ионные аккумуляторы.Кроме того, их удельная энергия сопоставима с удельной энергией бензина, что делает их идеальными для наших будущих электромобилей.
Литий-серные батареи с еще более высокой удельной мощностью, вероятно, являются лучшим выбором для действительно революционных батарей будущего, но их разработка все еще находится на очень ранней стадии. До этого времени мы все застряли на технологии 30-летней давности, которая была обновлена в основном с точки зрения затрат, а не характеристик в холодную погоду.
Выходят ли литиевые батареи из строя в холодную погоду?
Один из наиболее частых вопросов, которые нам задают о литиевых батареях, — работают ли они на морозе? Сегодня мы ответим на этот вопрос и посмотрим на литиевые батареи и холодную погоду с научной точки зрения.
Что такое литиевые батареи?
Для начала, что такое литиевые батареи?
Литий-ионные батареи используют металлический литий внутри батареи для хранения энергии для дальнейшего использования. В литиевых батареях разного химического состава используются разные «ионы», но все они относятся к этой категории. В этой статье мы конкретно говорим о химическом составе батарей литий-железо-фосфат .
Но независимо от химического состава эти батареи являются перезаряжаемыми и имеют более высокую энергоемкость по сравнению с другими типами батарей. Литиевые батареи становятся все более популярными из-за их энергоемкости, что позволяет использовать меньшие и более легкие батареи. Эти батареи питают многие вещи, от крошечной электроники до целых городов.
Литиевые батареи серьезно оторвались от традиционного рынка свинцово-кислотных аккумуляторов, особенно для жилых автофургонов и морских судов. Это связано с множеством преимуществ, которые они предоставляют, включая большую удельную мощность и низкие эксплуатационные расходы, и это лишь некоторые из них.
Некоторые из литиевых батарей, которые мы использовали на протяжении многих лет — модуль Tesla (R) и Battle Born (L).
Batteries and Chemistry
Прежде чем мы погрузимся в вопрос о температурных характеристиках и ознакомимся с экспериментальными материалами, давайте вернемся к некоторые основы батареи.
Оксфордский словарь определяет батарею как «контейнер, состоящий из одной или нескольких ячеек, в которых химическая энергия преобразуется в электричество и используется в качестве источника энергии».
Строго говоря, ВСЕ батареи, которые вы используете, являются «электрохимическими», то есть в них происходит химическая реакция с образованием или накоплением электронов.
Батареи — это все о химии! Это структура фосфата лития-железа
Химические реакции при низких температурах
Если мы думаем о батареях как о содержащих химические вещества и реакции, то давайте сделаем еще один шаг и поговорим о том, как температура влияет на эти реакции.
Температура сильно влияет на химические реакции. С повышением температуры молекулы движутся быстрее и обладают большей кинетической энергией. Когда молекулы сталкиваются, кинетическая энергия молекул может разорвать связи, что приведет к химическим реакциям.
Однако, если молекулы холодные и движутся медленно, химическая реакция не будет происходить так быстро. Минимальная потребность в энергии, которая должна быть удовлетворена для протекания химической реакции, называется энергией активации. Больше молекул обладают этой энергией при более высоких температурах.
Ага, в этой установке есть литиевые батареи!
Влияние температуры на батареи
Поскольку химические реакции замедляются в холодную погоду, все типы батарей будут испытывать снижение производительности в холодную погоду.
Обратное можно сказать при высоких температурах. Химические реакции увеличатся, и аккумулятор может работать с перебоями. Из-за этого высокие температуры в течение длительного времени могут сократить срок службы батареи, поскольку химические реакции протекают быстрее.
Но есть разные химические составы батарей (литий-ионные vs.свинцово-кислотные, например) подвержены разным температурным воздействиям?
У нас все есть, выносите телефон на мороз, и он очень быстро умирает. Спасибо за химию и плохое управление батареей.
Миф о холодной погоде о литии?
Мы много раз слышали, как люди говорят «литиевые батареи не работают на морозе» без какой-либо научной поддержки.
Откуда появился этот миф? Что ж, литиевые батареи страдают от явления металлического литиевого покрытия на аноде, если они заряжаются с высокой скоростью при низких температурах. Это может вызвать внутреннее короткое замыкание аккумулятора и сбой. При использовании литиевых батарей необходимо учитывать это ограничение.
Это не означает, что аккумулятор не работает, просто он не может заряжаться.
Большинство имеющихся в продаже литиевых аккумуляторных батарей имеют встроенную защиту, предотвращающую зарядку при температуре ниже установленной . Возможно, отсюда и исходит это заявление. К счастью, небольшой нагрев легко решает эту проблему.
Сравнение лития и свинца на холоде
По правде говоря, литий-ионные аккумуляторы отлично работают на холоде. Но как их характеристики в холодную погоду сравнивать с их свинцово-кислотными соперниками?
Battle Born Batteries, производители литий-фосфатных батарей (LiFePO4) , провели испытание в холодную погоду в лабораторных условиях, чтобы найти ответ.
The Experiment
Они протестировали свои аккумуляторы на примере крупного производителя свинцово-кислотных аккумуляторов, чтобы сравнить их характеристики в холодных условиях. Испытание включало установку блока из 2 литий-ионных батарей Battle Born по 100 Ач на 12 В и 2 свинцово-кислотных аккумуляторов AGM по 100 Ач на 12 В.
Батареи были помещены в морозильную камеру и провели серию тестов, позволяющих быстро разряжать батареи. 30, 50 и 80 ампер. Они повторили этот тест в четырех различных диапазонах температур:
67-72 ° F
33-37 ° F
26-30 ° F
13-18 ° F
Группа разрядила батареи до минимума. отключение напряжения, рекомендованное соответствующим производителем.
Вот кадр из установки батарей в морозилке! Источник: BattleBornBatteries.com
Команда выбрала скорость разряда для эксперимента, чтобы лучше отразить, как закон Пейкерта повлияет на производительность при понижении температуры.
Закон Пейкертса
Закон Пойкерта выражает изменение емкости аккумуляторных свинцово-кислотных аккумуляторов при разной скорости разряда. По сути, это говорит о том, что чем быстрее вы разряжаете аккумулятор, тем меньше энергии вы получаете из-за внутреннего сопротивления и химических потерь. Литий-ионные батареи значительно превосходят свои свинцово-кислотные аналоги в этой области, когда требуется высокая скорость разряда.
Несмотря на то, что литиевые батареи не полностью незатронуты, они лучше возвращают вложенную в них энергию при использовании больших нагрузок при любой температуре . Результаты показывают это ниже:
Результаты
После выполнения 3 тестов для каждого температурного диапазона, емкость батарей была задокументирована до того, как защита от низкого напряжения отключила батарею.Графики выше — это результаты первого набора тестов. Последующие тесты дали аналогичные результаты.
Как показывают данные, литий-ионные аккумуляторы отлично работают на морозе по сравнению со свинцово-кислотными. В их эксперименте эффект Пукерта был четко виден, поскольку допустимая мощность разряда была значительно ниже при разряде 80 А по сравнению с разрядом 30 А на свинцово-кислотных аккумуляторах. На литиевые батареи это оказало гораздо меньшее влияние даже при комнатной температуре.
По мере снижения температуры этот эффект становился более заметным.При температуре ниже точки замерзания свинцово-кислотная батарея могла выдавать только 8,1% своей номинальной емкости, в то время как литиевая батарея все еще производила 80% своей емкости.
Если вы хотите лично увидеть эксперимент, загляните в блог Battle Born или загрузите статью ниже.
Мои мысли об этом эксперименте
Их эксперимент был хорошо проведен с использованием хорошего каротажного оборудования, и я уверен, что их числа верны. Тест показывает, что литий исключительно хорошо справляется со своей задачей по разрядке накопленной энергии в холодную погоду.
Одним из наиболее интересных открытий является то, насколько плохо свинцово-кислотная кислота образуется даже при комнатной температуре. Это произошло из-за эффекта Пойкерта, поскольку при оценке свинцово-кислотных аккумуляторов обычно используется очень маленький расход в течение 20 часов, что не является тем, как большинство людей используют батареи.
Однако они продемонстрировали один недостаток лития, когда они больше не могли заряжаться, когда батареи были в подростковом возрасте.
У меня есть только 2 критических отзыва об эксперименте:
# 1 — Измерение энергии, а не мощности
Эксперимент измеряет количество ампер-часов от батареи, что является мерой мощности.Сила и Энергия — это не одно и то же. Мощность измеряет скорость перемещения энергии, а энергия — это способность вызывать изменения или выполнять работу. Числа энергии были бы тесно связаны и, скорее всего, узнали бы еще больше в пользу литиевых батарей. Поскольку напряжение не так сильно проседает, он, скорее всего, произвел бы еще больше энергии.
# 2 — Учитывать время восстановления свинцово-кислотных
Свинцово-кислотные батареи в целом работают хуже, чем литиевые, но они могут работать немного лучше в реальных условиях, чем предполагалось в эксперименте, из-за эффекта восстановления.Известно, что напряжение в свинцово-кислотных аккумуляторах значительно восстанавливается после сильного разряда, поскольку химическая реакция проникает глубже в аккумулятор.
Я считаю, что если бы разрядка включалась и выключалась в течение более длительного периода времени, они работали бы немного лучше и, возможно, более точно представляли бы реальный сценарий. Однако, если бы нагрузка прилагалась непрерывно, ситуация, изложенная в эксперименте, была бы точной.
А как насчет зарядки лития на морозе?
Итак, что делать, если аккумуляторы не заряжаются на морозе? Это довольно просто, не заряжайте их на морозе!
Вы можете использовать свой мобильный телефон при температуре ниже нуля, но принесите его внутрь для зарядки.То же самое и с литиевыми батареями: их необходимо согреть перед зарядкой, если они расположены в местах значительно ниже нуля.
Защита от зарядки в холодную погоду
Этого можно добиться с помощью электрического нагрева элементов. Для литиевых батарей требуется BMS (система управления батареями), которая представляет собой набор электроники, которая уравновешивает и защищает батарею. Эта же самая BMS может легко запустить схему подогрева, чтобы использовать энергию заряда, чтобы сначала нагреть батарею перед началом зарядки.
В аккумуляторных батареях будущего скоро это будет для холодной погоды, и многие пользовательские сборки уже добавили его.Я лично добавил эту защиту в аккумуляторный блок, который я построил из автомобильного аккумулятора Tesla Model S, о котором вы можете прочитать здесь.
Электромобили уже делают это, и вот как они работают в холодную погоду. Мы управляем Chevy Volt, и у него есть контур с жидкостным охлаждением и подогревом, чтобы поддерживать аккумулятор в оптимальных рабочих пределах. Теслас и многие другие автомобили делают то же самое.
Battle Born Batteries продает даже нагретую пленку, которую можно использовать с любой литиевой батареей, когда это необходимо, перед зарядкой.
Temps в подростковом возрасте? Слегка прогрейте аккумуляторы, чтобы они взяли заряд!
Наши персональные литиевые батареи Опыт работы в холодную погоду
Мы живем автономно с литиевыми батареями в качестве основного носителя информации в течение 4 лет и неоднократно сталкивались с отрицательными температурами. Мы следим за тем, чтобы аккумуляторы всегда находились в закрытых отсеках, даже если отсеки не отапливались.
Некоторые из наших кемпингов в холодную погоду были во время экспедиции Go North на Аляску и Арктику.
Один из пакетов, который я построил, включал электрическую защиту и использовал грелку, которая срабатывала, чтобы нагреть рюкзак. В грелке использовалась собственная энергия блока или солнечная энергия. Если аккумулятор станет слишком холодным, датчики температуры отключат его, чтобы защитить его от зарядки. Это был нагреватель мощностью всего 40 Вт, но этого было более чем достаточно, чтобы согреть небольшое пространство, чтобы батарея оставалась в пределах рабочих характеристик.
Для экспедиции Go North мы установили аккумуляторы в неотапливаемом отсеке.Отвод тепла из соседнего отапливаемого помещения поддерживал температуру выше 40 градусов, даже если температура на улице была подростковой.
Обе системы работали хорошо. Как и в эксперименте, мы почти не заметили снижения емкости батарей в теплый день.
Лучшая батарея для дома в холодную погоду
В заключение, литиевые батареи отлично работают на морозе! Намного лучше, чем их свинцово-кислотные предшественники.
На основе эксперимента Battle Born Batteries, базового химического анализа и нашего личного опыта мы можем с уверенностью сказать, что литиевые батареи являются лучшими батареями для жилых автофургонов с точки зрения работы в холодную погоду по сравнению с их свинцово-кислотными аналогами.
В настоящее время мы используем Battleborn Batteries и даже пишем этот пост в блоге с их энергией!
Если вы используете литиевые батареи на морозе, их необходимо нагреть перед зарядкой. Добавление нагревательного контура легко преодолевает этот недостаток, и преимущества использования литиевых батарей на холоде значительно превосходят эти дополнительные усилия.
Новая литий-ионная батарея с подогревом
Анонсирован 12 ноября 2020 г .: Battle Born Batteries выпустила батарею, которая делает любые ограничения в холодную погоду несущественными.Представляем новую подогреваемую литиевую батарею BB10012H с технологией внутреннего нагрева, которая автоматически поддерживает температуру батареи в холодных условиях.
Щелкните здесь, чтобы увидеть новые комплекты батарей Battle Born Batteries с подогревом.
Попрощайтесь с опасениями по поводу батареи!
Это был очень холодный вечер в кемпинге, но мы использовали одеяло с подогревом, работающее от наших литиевых батарей, чтобы спать под северным светом, чтобы оставаться жарким и теплым!
Мы стараемся следить за тем, что происходит с накопителями энергии для мобильных приложений.Подпишитесь на нашу рассылку, чтобы получать самые свежие статьи.
Станьте Mortons On The Move Insider
Присоединяйтесь к 7000+ других искателей приключений, чтобы получать обучающие, развлекательные и вдохновляющие статьи о местах для путешествий на автофургонах, оборудовании для автодомов и автономной жизни, чтобы начать ваши приключения уже сегодня!
Подробнее от Мортонов:
Почему автомобильные аккумуляторы плохо работают в холодную погоду
Запуск автомобиля холодным зимним утром может быть неприятным, если вы не проявили инициативу накануне вечером.Когда не удается запустить двигатель, часто виноват аккумулятор. Почему аккумулятор более чувствителен, чем другие процессы в автомобиле? Ответ кроется в способности батареи преобразовывать химическую энергию в электрическую с минимальным выделением тепла и относительно небольшом количестве тепловой энергии, доступной при низких температурах.
Начало работы
Я помню одну осень несколько лет назад, когда я купил новую машину. Следующая зима была одной из самых холодных за несколько лет.В течение двух недель градусник в саду показывал температуру ниже -10 ° C (14 ° F).
Однажды февральским утром, во время лыжных каникул в горах Швеции, я вышел на подъезд к коттеджу, чтобы завести машину, надеясь обеспечить приятную и комфортную короткую поездку для семьи по дороге к подъемнику. Включив зажигание, машина еле завелась. Автомобиль издал звук, показывающий, что шесть цилиндров работали не так гладко, как обычно. Прошла почти минута, прежде чем двигатель заработал должным образом.Так как машина была новой, меня это насторожило. Очень медленно ЖК-дисплей между спидометром и тахометром ожил, показывая -35 ° C (-31 ° F). Этим утром не кататься на лыжах!
Как инженер-электрохимик, мои мысли переместились от катания на склонах к старой доброй технологии свинцово-кислотных аккумуляторов, которая в то время могла обеспечивать пиковый ток для запуска стартера и запуска двигателя при первом коротком повороте двигателя. ключ.
Эта проблема не ограничивается только батареями — двигатель внутреннего сгорания также сталкивается с проблемами при экстремально низких температурах.Смазочное масло становится гуще, реакции сгорания становятся вялыми, и конденсат может замерзнуть в критических частях топливной системы. Моя машина, однако, завелась. Любой электромобиль, не подключенный к электросети такой холодной ночью, вероятно, вообще не завелся бы.
В чем причина такой разницы? Ответ находится в способе преобразования химической энергии в механическую:
Двигатель внутреннего сгорания преобразует химическую энергию, хранящуюся в топливе, в тепло, которое затем преобразуется в механическую энергию.
Двигатель электромобиля преобразует химическую энергию аккумулятора в электрическую, которая затем преобразуется в механическую энергию электродвигателем. Он выделяет очень небольшое количество тепла по сравнению с двигателем внутреннего сгорания.
Преобразование тепловой энергии в механическую энергию в двигателе внутреннего сгорания дает много тепла с первого такта, чтобы быстро нагреть двигатель, позволяя автомобилю почти мгновенно тронуться с места. Тем не менее, медленное тепловыделение, которое происходит при экстремальных температурах в электромобиле, не дает того же ощущения.Процитирую Леса Гроссмана: «Это физика, это неизбежно».
Обратите внимание, что эффективность преобразования химической энергии в механическую в электромобиле намного выше, поскольку потери в батарее и в электродвигателе относительно невелики.
Помимо вопросов эффективности и тепловыделения — и прежде, чем мы обсудим аккумулятор, — давайте сравним процессы, которые могут вызвать трудности в холодную погоду в электрических и обычных автомобилях.
Сравнение процессов в транспортных средствах
Начнем с электродвигателя и двигателя внутреннего сгорания.Можно представить, что электродвигатель меньше подвержен воздействию низких температур по сравнению с двигателем внутреннего сгорания. У него меньше движущихся частей, и, поскольку движущиеся части в основном разделены воздушными зазорами, он должен требовать меньше смазки и быть менее чувствительным к низким температурам.
Трансмиссия электромобиля также менее сложна, чем трансмиссия вагона внутреннего сгорания, поскольку электродвигатель может работать в широком диапазоне нагрузок с отличным крутящим моментом.Кроме того, у электромобиля может быть несколько двигателей (например, один спереди и один сзади), что позволяет избежать использования трансмиссии, необходимой для работы с полным приводом. Это означает, что электромобиль не требует сложной коробки передач, которую нужно смазывать. Следовательно, электромобиль должен быть менее чувствителен к температуре и по этим причинам.
Наконец, электромобиль не требует сложной топливной системы с насосами, клапанами, датчиками, форсунками и т. Д.Это также должно сделать его менее чувствительным к низким температурам по сравнению с обычным автомобилем, с меньшим количеством компонентов, которым препятствует нарастание льда.
Как и ожидалось, плохо работает при низких температурах именно аккумулятор. Фактически, влияние низких температур на работу батарей можно наблюдать в самых разных приложениях, от военной техники и космических приложений до сотовых телефонов и клавиатур домашней сигнализации. Этот компонент, очевидно, менее важен в двигателе внутреннего сгорания, которому для запуска двигателя требуется только короткий пиковый ток.Сравните это с электромобилем, которому требуется постоянный ток. Поэтому давайте более внимательно рассмотрим характеристики батареи и то, как на нее влияет температура.
Температурно-зависимые свойства батареи
Батарея состоит из двух пористых электродов: положительного и отрицательного. Материал электронно-проводящего электрода состоит из упакованных частиц электродного материала. Пустота между этими частицами создает пористость электродов (см. Рисунок ниже).
Два электрода разделены электролитом. Кроме того, оба пористых электрода содержат пористый электролит в пустоте между частицами твердого материала электрода. На рисунке ниже показан процесс разряда батареи с сильно увеличенным размером частиц.
Потери в аккумуляторе при заданном состоянии заряда показаны на следующем рисунке, на котором показаны вольт-амперные кривые для положительного (красный) и отрицательного электродов (синий) с рабочей точкой, заданной i ₁ и -i ₁ на соответствующем электроде.Можно предположить, что потенциалы положительного и отрицательного электрода измеряются с помощью электрода сравнения в середине электролита (см. Рисунок выше). Это необходимо для получения потенциалов двух отдельных электродов и учета омических потерь с обеих сторон электрода сравнения. 0}} \ right)
где E — напряжение элемента, {\ Delta S} — изменение энтропии реакции батареи, z — количество перенесенных электронов, а F — постоянная Фарадея.Это означает, что для батареи с чистой реакцией разряда с положительным изменением энтропии ({\ Delta S}) напряжение элемента увеличивается с температурой. Для батареи с отрицательным изменением энтропии напряжение ячейки уменьшается с увеличением температуры.
Большинство литий-ионных аккумуляторов, используемых в современных электромобилях, имеют слегка отрицательное или очень небольшое изменение энтропии, что означает, что напряжение разомкнутой ячейки немного увеличивается при понижении температуры. Одно это фактически улучшило бы производительность при более низких температурах.Однако изменение напряжения открытого элемента в зависимости от температуры относительно невелико по сравнению с другими параметрами, около 0-0,4 мВ / К, что составляет менее 30 мВ в диапазоне очень низких температур (-35 ° C, -31 ° C). ° F) до комнатной температуры. Таким образом, мы можем исключить термодинамику чистой реакции разряда как причину плохой работы при низких температурах.
Физические свойства электролита и электродов
Физические свойства электролита имеют большое влияние на производительность аккумулятора.Температура влияет на проводимость и коэффициенты диффузии в электролите, таким образом также влияя на эффективную проводимость и коэффициенты диффузии в порах электролита.
Электропроводность электролита может увеличиваться на один или несколько порядков от очень низких температур (-35 ° C, -31 ° F) до комнатной температуры. Если построить график зависимости логарифма электропроводности электролита от 1/ T , мы получим линейную зависимость, как показано на рисунке ниже. Этот рисунок иллюстрирует низкую проводимость при низких температурах и ее экспоненциальный рост при переходе к более высоким температурам.
Следовательно, омические потери (резистивные потери) в электролите батареи увеличиваются с понижением температуры, что приводит к более низкому напряжению элемента при заданном токе при более низких температурах. Кроме того, плохая проводимость электролита приводит к менее равномерному распределению плотности тока в пористых электродах, что, в свою очередь, снижает емкость аккумулятора. Емкость определяется как количество ампер-часов, которое можно снять с аккумулятора до того, как напряжение резко упадет.При более низких температурах емкость есть, но низкая проводимость и последующее неравномерное распределение плотности тока делают ее недоступной до тех пор, пока батарея не нагреется.
Кроме того, коэффициент диффузии химических веществ в электролите, которые жизненно важны для питания электрохимических реакций, снижается в той же степени, что и проводимость электролита. Пониженная диффузионная способность увеличивает перенапряжение концентрации, что снижает напряжение ячейки. Пониженный коэффициент диффузии также снижает емкость батареи, поскольку большая часть частиц в электродах батареи недоступна из-за ограничений массопереноса.
Обратите внимание, что электролитическая проводимость и коэффициент диффузии связаны с подвижностью (см. Соотношение Нернста-Эйнштейна).
Физическое объяснение пониженной подвижности состоит в том, что в электролите доступно меньше тепловой энергии, что затрудняет преодоление ионами и молекулами их взаимного взаимодействия или «трения». Подвижность электролитов как функция температуры описывается уравнением Аррениуса, где энергия активации ( E _a на рисунке выше) представляет собой энергию, необходимую молекулам, чтобы преодолеть свое взаимодействие с соседними молекулами и перемещаться в пространстве. электролит.
Материал твердого электрода обычно имеет проводимость на несколько порядков больше, чем проводимость порового электролита. Изменение проводимости твердого материала с температурой обычно незначительно для производительности батареи. Однако в некоторых батареях перезарядка может быть проблематичной при низких температурах, поскольку это может привести к образованию дендритов, разрушающих батарею.
Электрод Кинетика
Последним большим вкладом в плохую работу батарей при низких температурах является вялая кинетика анодных и катодных реакций, что приводит к увеличению перенапряжения активации.Физическое объяснение медленной кинетики электрода состоит в том, что энергию активации становится труднее преодолеть из-за меньшего количества тепловой энергии, доступной в системе при низких температурах.
На рисунке ниже показано общее влияние на производительность батареи из-за повышенных потерь активации, омических потерь и потерь при транспортировке массы. Мы можем видеть, как увеличенное общее перенапряжение на двух электродах приводит к снижению напряжения ячейки при заданном токе и состоянии заряда.
Эти кривые происходят из уравнений Аррениуса для подвижности и кинетики электродов на электродах, которые для обратимых электрохимических реакций приводят к соответствующим выражениям Батлера-Фольмера.
Управление температурой
Современные аккумуляторные системы в электромобилях оснащены передовыми системами терморегулирования. Эти системы способны охлаждать аккумулятор, когда он работает при высоких нагрузках, и нагревать его, когда он подключен к сети, холодными зимними ночами.
Система терморегулирования поддерживает оптимальный диапазон рабочих температур аккумулятора (см. Рисунок выше). Обратите внимание, что график относится к рабочей температуре аккумулятора, а не к температуре окружающей среды. Система терморегулирования также снижает риск теплового разгона литий-ионных аккумуляторных батарей.
Нагрев батареи при низких температурах также означает, что эффективность и дальность действия электродвигателя снижаются, поскольку часть электроэнергии или регенеративной мощности должна преобразовываться в тепло, чтобы поддерживать работу батареи в оптимальном диапазоне.Кроме того, часть этой мощности может также использоваться для обогрева кабины, что также снижает эффективность и дальность полета автомобиля.
На рисунке выше показаны результаты для модели литий-ионной аккумуляторной батареи для автомобильного применения, оснащенной каналами охлаждения и нагрева. Такие модели широко используются в конструкции системы терморегулирования аккумуляторной батареи.
Заключительные мысли
Неспособность электромобилей быстро и самопроизвольно нагревать свои батареи после чрезвычайно холодных зимних ночей объясняется высоким КПД электродвигателя и тем фактом, что он не требует выработки тепловой энергии для преобразования в механическую работу.Поэтому электромобиль всегда следует подключать к сети в ночное время перед лыжными прогулками, такими как моя, чтобы температура батареи поддерживалась в разумном температурном диапазоне.
Если следовать этим инструкциям, ваш электромобиль легко заведется — даже в горах Швеции. Фактически, на большинстве внешних парковок на севере (например, на Аляске, в Канаде, Швеции и Норвегии) есть электрические розетки, а большинство обычных автомобилей также оснащены обогревателями двигателя. Вы не хотите рисковать при таких температурах, даже с двигателями внутреннего сгорания.
Если вы забудете включить машину во время лыжного отпуска, у вас может возникнуть соблазн вернуться в комфортабельный коттедж и, возможно, подумать о Сванте Аррениусе, шведском ученом, который разработал первое количественное описание температурной зависимости скорости химических реакций и транспорта. характеристики.
Литий-ионные, литий-металлические и альтернативные технологии перезаряжаемых аккумуляторов: одиссея высокой плотности энергии
1.
IEA (2017) https: // www.iea.org/ (по состоянию на 12 января 2017 г.)
2.
Nagaura T (1991) Prog Batteries Solar Cells 10: 218
CAS Google ученый
3.
Nishi Y (2001) Литий-ионные аккумуляторные батареи; последние 10 лет и будущее. J Power Sources 100 (1-2): 101–106
CAS Статья Google ученый
4.
Tarascon JM, Armand M (2001) Проблемы и проблемы, с которыми сталкиваются перезаряжаемые литиевые батареи.Nature 414 (6861): 359–367
CAS Статья Google ученый
5.
Winter M, Brodd RJ (2004) Что такое батареи, топливные элементы и суперконденсаторы? Chem Rev 104 (10): 4245–4269
CAS Статья Google ученый
6.
Арманд М., Тараскон Дж. М. (2008) Создание лучших батарей. Nature 451 (7179): 652–657
CAS Статья Google ученый
7.
Scrosati B, Garche J (2010) Литиевые батареи: состояние, перспективы и будущее. J Power Sources 195 (9): 2419–2430
CAS Статья Google ученый
8.
Etacheri V, Marom R, Elazari R, Salitra G, Aurbach D (2011) Проблемы разработки передовых литий-ионных аккумуляторов: обзор. Energy Environ Sci 4 (9): 3243–3262
CAS Статья Google ученый
9.
Scrosati B, Hassoun J, Sun Y-K (2011) Литий-ионные батареи. Взгляд в будущее. Energy Environ Sci 4 (9): 3287–3295
CAS Статья Google ученый
10.
Wagner R, Preschitschek N, Passerini S, Leker J, Winter M (2013) Текущие тенденции и перспективы исследований различных материалов и конструкций, используемых в литиевых батареях. J Appl Electrochem 43 (5): 481–496
CAS Статья Google ученый
11.
Crabtree G, Kócs E, Trahey L (2015) Граница накопления энергии: литий-ионные батареи и не только. MRS Bull 40 (12): 1067–1078
CAS Статья Google ученый
12.
Ларчер Д., Тараскон Дж. М. (2015) На пути к более экологичным и экологически безопасным батареям для хранения электроэнергии. Nat Chem 7 (1): 19–29
CAS Статья Google ученый
13.
Schipper F, Aurbach D (2016) Краткий обзор: прошлое, настоящее и будущее литий-ионных батарей.Russ J Electrochem 52 (12): 1095–1121
CAS Статья Google ученый
14.
Дэн Д. (2015) Литий-ионные аккумуляторы: основы, прогресс и проблемы. Energy Sci Eng 3 (5): 385–418
Статья Google ученый
15.
Blomgren GE (2017) Развитие и будущее литий-ионных батарей. J Electrochem Soc 164 (1): A5019 – A5025
CAS Статья Google ученый
16.
Tarascon JM (2016) Литий-ионный аккумулятор: 25 лет увлекательного и полезного опыта. Electrochem Soc Interface 25 (3): 79–83
CAS Статья Google ученый
17.
Безенхард Дж., Винтер М. (1998) Реакции внедрения в усовершенствованном электрохимическом накоплении энергии. Pure Appl Chem 70 (3): 603–608
CAS Статья Google ученый
18.
Андре Д., Ким С.Дж., Лампа П, Люкс С.Ф., Маглия Ф., Пашос О., Стиашны Б. (2015) Будущие поколения катодных материалов: перспектива автомобильной промышленности.J Mater Chem A 3: 6709–6732
CAS Статья Google ученый
19.
Патри Дж., Романьи А., Мартине С., Фрёлих Д. (2014) Моделирование стоимости литий-ионных аккумуляторных элементов для автомобильных приложений. Energy Sci Eng 3 (1): 71–82
Статья Google ученый
20.
Брюс П.Г., Фрейнбергер С.А., Хардвик Л.Дж., Тараскон Дж.М. (2012) Li-O ₂ и Li-S батареи с высоким накоплением энергии.Nat Mater 11 (1): 19–29
CAS Статья Google ученый
21.
Capsoni D, Bini M, Ferrari S, Quartarone E, Mustarelli P (2012) Последние достижения в разработке литий-воздушных аккумуляторов. J Power Sources 220: 253–263
CAS Статья Google ученый
22.
Кристенсен Дж., Альбертус П., Санчес-Каррера Р.С., Ломанн Т., Козинский Б., Лидтке Р., Ахмед Дж., Койич А. (2012) Критический обзор литиево-воздушных батарей.J Electrochem Soc 159 (2): R1 – R30
CAS Статья Google ученый
23.
Брессер Д., Пассерини С., Скросати Б. (2013) Недавний прогресс и нерешенные проблемы в области литиевых вторичных батарей на основе серы — обзор. Chem Commun 49 (90): 10545–10562
CAS Статья Google ученый
24.
Manthiram A, Fu Y, Chung S-H, Zu C, Su Y-S (2014) Перезаряжаемые литий-серные батареи.Chem Rev 114 (23): 11751–11787
CAS Статья Google ученый
25.
Канепа П., Сай Гаутам Дж., Ханна Д.К., Малик Р., Лю М., Галлахер К.Г., Перссон К.А., Седер Дж. (2017) Одиссея поливалентных катодных материалов: открытые вопросы и будущие задачи. Chem Rev 117 (5): 4287–4341
26.
Besenhard JO, Winter M (2002) Достижения в аккумуляторной технологии: перезаряжаемые магниевые батареи и новые материалы отрицательных электродов для литий-ионных батарей.ChemPhysChem 3 (2): 155–159
CAS Статья Google ученый
27.
Kim JG, Son B, Mukherjee S, Schuppert N, Bates A, Kwon O, Choi MJ, Chung HY, Park S (2015) Обзор твердотельных батарей на литиевой и нелитиевой основе. J Power Sources 282: 299–322
28.
Janek J, Zeier WG (2016) Надежное будущее для разработки аккумуляторов. Nature Energy 1: 16141
Статья Google ученый
29.
Нельсон П., Галлахер К., Блум И., Дис Д. (2011) Моделирование производительности и стоимости литий-ионных батарей для транспортных средств с электрическим приводом. Отделение химических наук и инженерии. Аргоннская национальная лаборатория, Аргонн, штат Иллинойс, США
Google ученый
30.
Теккерей М.М., Волвертон С., Айзекс Э.Д. (2012) Хранение электрической энергии для транспортировки, приближающееся к литий-ионным батареям и выходящее за их пределы. Energy Environ Sci 5 (7): 7854–7863
CAS Статья Google ученый
31.
Gallagher KG, Goebel S, Greszler T, Mathias M, Oelerich W., Eroglu D, Srinivasan V (2014) Количественная оценка перспективности литий-воздушных батарей для электромобилей. Energy Environ Sci 7 (5): 1555–1563
CAS Статья Google ученый
32.
Van Noorden R (2014) Аккумулятор лучше. Nature 507 (7490): 26–28
CAS Статья Google ученый
33.
Berg EJ, Villevieille C, Streich D, Trabesinger S, Novák P (2015) Аккумуляторные батареи: понимание ограничений химии.J Electrochem Soc 162 (14): A2468 – A2475
CAS Статья Google ученый
34.
Грёгер О., Гастайгер Х.А., Сухсленд Дж.П. (2015) Обзор — электромобильность: батареи или топливные элементы? J Electrochem Soc 162 (14): A2605 – A2622
Артикул CAS Google ученый
35.
Wood Iii DL, Li J, Daniel C (2015) Перспективы снижения стоимости обработки литий-ионных батарей.J Power Sources 275: 234–242
Статья CAS Google ученый
36.
Scrosati B (2011) История литиевых батарей. J Solid State Electrochem 15 (7–8): 1623–1630
CAS Статья Google ученый
37.
Placke T, Winter M (2015) Batterien für medizinische Anwendungen. Z Herz- Thorax- Gefäßchir 29 (2): 139–149
Статья Google ученый
38.
Бикер П., Зима М. (2015) Был ли braucht man für eine Super-Batterie? Chem Unserer Zeit 50 (1): 26–33
Артикул CAS Google ученый
39.
Winter M, Besenhard JO (1999) Wiederaufladbare Batterien. Часть 1: Akkumulatoren mit wäßriger Elektrolytlösung. Chem Unserer Zeit 33 (5): 252–266
CAS Статья Google ученый
40.
Owens BB (1986) Батареи для имплантируемых биомедицинских устройств.Plenum Press, New York
Книга Google ученый
41.
Rüdorff W, Hofmann U (1938) Über Graphitsalze. Z Anorg Allg Chem 238 (1): 1
Статья Google ученый
42.
McCullough FP, Beale AF (1989) Электрод для использования во вторичных накопителях электроэнергии — позволяет избежать каких-либо существенных изменений размеров во время повторяющихся циклов электрического заряда и разряда.Патент США 4: 865 931
Google ученый
43.
McCullough FP, Levine A, Snelgrove RV (1989) Вторичная батарея. Патент США 4: 830,938
Google ученый
44.
McCullough FP (1996) Гибкое углеродное волокно, электрод из углеродного волокна и устройства вторичного накопления энергии. Патент США 5: 518,836
Google ученый
45.
McCullough FP (1996) Гибкий электрод из углеродного волокна с низким модулем упругости и высокой электропроводностью, батарея, в которой используется электрод из углеродного волокна, и способ изготовления. Патент США 5: 532,083
Google ученый
46.
Carlin RT, Delong HC, Fuller J, Trulove PC (1994) Батареи с двумя интеркалирующими расплавленными электролитами. J Electrochem Soc 141 (7): L73 – L76
CAS Статья Google ученый
47.
Carlin RT, Fuller J, Kuhn WK, Lysaght MJ, Trulove PC (1996) Электрохимия расплавленных солей хлоралюмината при комнатной температуре на графитовых и неграфитовых электродах. J Appl Electrochem 26 (11): 1147–1160
CAS Статья Google ученый
48.
Dahn JR, Seel JA (2000) Прогнозы энергии и емкости для практических элементов с двойным графитом. J Electrochem Soc 147 (3): 899–901
CAS Статья Google ученый
49.
Seel JA, Dahn JR (2000) Электрохимическое внедрение PF ₆ в графит. J Electrochem Soc 147 (3): 892–898
CAS Статья Google ученый
50.
Placke T, Bieker P, Lux SF, Fromm O, Meyer HW, Passerini S, Winter M (2012) Двойные ионные элементы, основанные на внедрении анионов в графит из электролитов на основе ионной жидкости. Z Phys Chem 226: 391–407
CAS Статья Google ученый
51.
Placke T, Fromm O, Lux SF, Bieker P, Rothermel S, Meyer HW, Passerini S, Winter M (2012) Обратимая интеркаляция анионов бис (трифторметансульфонил) имида из ионного жидкого электролита в графит для высокоэффективных двухионных ячеек . J Electrochem Soc 159 (11): A1755 – A1765
CAS Статья Google ученый
52.
Rothermel S, Meister P, Schmuelling G, Fromm O, Meyer HW, Nowak S, Winter M, Placke T. (2014) Ячейки с двойным графитом на основе обратимого интеркалирования анионов бис (трифторметансульфонил) имида из ионно-жидкий электролит.Energy Environ Sci 7 (10): 3412–3423
CAS Статья Google ученый
53.
Рид Дж. А., Кресче А. В., Эрвин М. Х., Сюй К. (2014) Химия двойного графита, обеспечиваемая высоковольтным электролитом. Energy Environ Sci 7 (2): 617–620
CAS Статья Google ученый
54.
Zhang X, Tang Y, Zhang F, Lee C-S (2016) Новая двухионная батарея из алюминия и графита. Adv Energy Mater 6 (11): 1502588–1502593
Артикул CAS Google ученый
55.
Tong X, Zhang F, Ji B, Sheng M, Tang Y (2016) Пористый анод из алюминиевой фольги с углеродным покрытием для высокоскоростной, долговременной циклической стабильности и двухионных батарей с высокой плотностью энергии. Adv Mater 28 (45): 9979–9985
CAS Статья Google ученый
56.
Miyoshi S, Nagano H, Fukuda T, Kurihara T, Watanabe M, Ida S, Ishihara T (2016) Двухуглеродный аккумулятор с высокой концентрацией LiPF ₆ в диметилкарбонатном (DMC) электролите.J Electrochem Soc 163 (7): A1206 – A1213
CAS Статья Google ученый
57.
Meister P, Siozios V, Reiter J, Klamor S, Rothermel S, Fromm O, Meyer HW, Winter M, Placke T (2014) Двойные ионные ячейки, основанные на электрохимической интеркаляции асимметричного фторсульфонил- (трифторметансульфонил) ) имидные анионы в графит. Electrochim Acta 130 (0): 625–633
58.
Onagi N, Hibino E, Okada S, Ishihara T (2014) Батарея с неводным электролитом.US20140186696 A1
59.
Winter M, Besenhard JO (1999) Wiederaufladbare Batterien. Часть 2: Akkumulatoren mit nichtwäßriger Elektrolytlösung. Chem Unserer Zeit 33 (6): 320–332
CAS Статья Google ученый
60.
Пелед Э. (1979) Электрохимическое поведение щелочных и щелочно-земельных металлов в неводных аккумуляторных системах — межфазная модель твердого электролита. J Electrochem Soc 126 (12): 2047–2051
CAS Статья Google ученый
61.
Besenhard JO, Winter M, Yang J, Biberacher W (1995) Механизм пленок литий-углеродных анодов в органических и неорганических электролитах. J Power Sources 54 (2): 228–231
CAS Статья Google ученый
62.
Пелед Э., Голодницкий Д., Ардел Г. (1997) Усовершенствованная модель межфазных электродов из твердого электролита в жидких и полимерных электролитах. J Electrochem Soc 144 (8): L208 – L210
CAS Статья Google ученый
63.
Winter M, Appel WK, Evers B, Hodal T, Moller KC, Schneider I, Wachtler M, Wagner MR, Wrodnigg GH, Besenhard JO (2001) Исследования на границе раздела анод / электролит в литий-ионных батареях. Chem Mon 132 (4): 473–486
CAS Статья Google ученый
64.
Эдстрем К., Херстедт М., Абрахам Д.П. (2006) Новый взгляд на межфазную поверхность твердого электролита на графитовых анодах в литий-ионных батареях. J Power Sources 153 (2): 380–384
Статья CAS Google ученый
65.
Winter M (2009) Твердый электролит между фазами — наиболее важный и наименее изученный твердый электролит в перезаряжаемых литиевых батареях. Z Phys Chem 223 (10–11): 1395–1406
CAS Статья Google ученый
66.
Verma P, Maire P, Novak P (2010) Обзор характеристик и анализ межфазной границы твердого электролита в литий-ионных батареях. Electrochim Acta 55 (22): 6332–6341
CAS Статья Google ученый
67.
An SJ, Li J, Daniel C, Mohanty D, Nagpure S, Wood III DL (2016) Состояние понимания межфазной границы твердого электролита (SEI) литий-ионной батареи и графита и ее связи с циклическим изменением формации. Углерод 105: 52–76
CAS Статья Google ученый
68.
Schranzhofer H, Bugajski J, Santner H, Korepp C, Möller K-C, Besenhard J, Winter M, Sitte W. (2006) Исследование методом электрохимической импедансной спектроскопии образования SEI на графитовых и металлических электродах.J Power Sources 153 (2): 391–395
CAS Статья Google ученый
69.
Root MJ (2013) Батареи для медицинских устройств. В: Бродд Р.Дж. (Ред.) Батареи для устойчивого развития — избранные статьи из Энциклопедии науки и технологий в области устойчивого развития. Springer, New York,
70.
Eichinger G, Semrau G (1990) Lithiumbatterien I. Chemische Grundlagen. Chem Unserer Zeit 24 (1): 32–36
CAS Статья Google ученый
71.
Eichinger G, Semrau G (1990) Lithiumbatterien II. Entladereaktionen und komplette Zellen. Chem Unserer Zeit 24 (2): 90–96
CAS Статья Google ученый
72.
Brandt K (1994) Историческое развитие вторичных литиевых батарей. Ионика твердого тела 69 (3-4): 173–183
CAS Статья Google ученый
73.
Ватанабэ К., Фукуда М. (1970) Первичный элемент для электрических батарей.Патент США № 3: 536,532
. Google ученый
74.
Schneider AA, Moser JR (1972) Таким образом, первичные элементы и йодсодержащие катоды. Патент США 3: 674,562
. Google ученый
75.
Julien C, Mauger A, Vijh A, Zaghib K (2016) Литиевые батареи. Наука и технологии, Springer International Publishing, Швейцария
76.
Reddy TB (2010) Справочник Линдена по аккумуляторам, 4-е издание.McGraw-Hill Education, Нью-Йорк
77.
Whittingham MS (1976) Накопление электрической энергии и химия интеркаляции. Наука 192 (4244): 1126–1127
CAS Статья Google ученый
78.
Whittingham MS (1978) Химия интеркаляционных соединений — металлических гостей в халькогенидных хозяевах. Prog Solid State Chem 12 (1): 41–99
CAS Статья Google ученый
79.
Whittingham MS (2004) Литиевые батареи и катодные материалы. Chem Rev 104 (10): 4271–4301
CAS Статья Google ученый
80.
Перейра Н., Аматуччи Г.Г., Уиттингем М.С., Хэмлен Р. (2015) Характеристики перезаряжаемых элементов на основе дисульфида лития и титана после 35 лет хранения. J Power Sources 280: 18–22
CAS Статья Google ученый
81.
Фушар Д., Тейлор Дж. Б. (1987) Перезаряжаемая литиевая система Molicel — аспекты, связанные с несколькими ячейками.J Power Sources 21 (3–4): 195–205
CAS Статья Google ученый
82.
Брандт К., Ламан Ф.К. (1989) Воспроизводимость и надежность перезаряжаемых литий-молибден-дисульфидных батарей. J Power Sources 25 (4): 265–276
CAS Статья Google ученый
83.
Робиллард С. (2005) Proc Общее собрание энергетического общества IEEE. Сан-Франциско, Калифорния, 12–16 июня: 1223–1227
Google ученый
84.
Dan P, Mengeritsky E, Aurbach D, Weissman I, Zinigrad E (1997) Более подробная информация о новой технологии аккумуляторных батарей LiMnO ₂, разработанной в Tadiran. J Power Sources 68 (2): 443–447
CAS Статья Google ученый
85.
Mengeritsky E, Dan P, Weissman I, Zaban A, Aurbach D (1996) Безопасность и характеристики аккумуляторных батарей Tadiran TLR-7103. J Electrochem Soc 143 (7): 2110–2116
CAS Статья Google ученый
86.
Фушар Д., Лехнер Л. (1993) Анализ безопасности и надежности вторичных литиевых батарей. Electrochim Acta 38 (9): 1193–1198
CAS Статья Google ученый
87.
Winter M, Besenhard JO, Spahr ME, Novak P (1998) Материалы вставных электродов для перезаряжаемых литиевых батарей. Adv Mater 10 (10): 725–763
CAS Статья Google ученый
88.
Heine J, Hilbig P, Qi X, Niehoff P, Winter M, Bieker P (2015) Фторэтиленкарбонат в качестве добавки к электролиту в электролитах на основе диметилового эфира тетраэтиленгликоля для применения в литий-ионных и литий-металлических батареях. J Electrochem Soc 162 (6): A1094 – A1101
CAS Статья Google ученый
89.
Lazzari M, Scrosati B (1980) Циклическая ячейка с литиево-органическим электролитом на основе 2-х вставочных электродов. J Electrochem Soc 127 (3): 773–774
CAS Статья Google ученый
90.
Scrosati B (1992) Литиевые батареи для кресел-качалок — старая концепция. J Electrochem Soc 139 (10): 2776–2781
CAS Статья Google ученый
91.
Мидзусима К., Джонс П.С., Вайзман П.Дж., Гуденаф Дж. Б. (1980) Li _x CoO ₂ — новый катодный материал для батарей с высокой плотностью энергии. Mater Res Bull 15 (6): 783–789
CAS Статья Google ученый
92.
Winter M, Besenhard JO (1999) Литированный уголь. В: Besenhard JO (ed) Handbook of Battery Materials. Wiley-VCH Verlag GmbH, Weinheim, pp 383–418
93.
Winter M, Möller K-C, Besenhard JO (2003) Углеродистые и графитовые аноды. В: Nazri G-A, Pistoia G (eds) Литиевые батареи: наука и технологии. Springer US, Boston, pp. 145–194
Глава Google ученый
94.
Juza R, Wehle V (1965) Lithium-Graphit-Einlagerungsverbindungen.Naturwissenschaften 52 (20): 560
CAS Статья Google ученый
95.
Багуин М., Герар Д., Герольд А. (1966) Экшн лития на графите. Comptes Rendus Hebdomadaires Des Seances De L Academie Des Sciences Serie C 262 (7): 557
CAS Google ученый
96.
Guerard D, Herold A (1972) Новый метод получения соединений лития с введением в графит.Comptes Rendus Hebdomadaires Des Seances De L Academie Des Sciences Serie C 275 (11): 571
CAS Google ученый
97.
Герард Д., Герольд А. (1975) Интеркаляция лития в графит и другие углеродные атомы. Углерод 13 (4): 337–345
CAS Статья Google ученый
98.
Дей А.Н., Салливан Б.П. (1970) Электрохимическое разложение пропиленкарбоната на графите.J Electrochem Soc 117 (2): 222
CAS Статья Google ученый
99.
Аракава М., Ямаки Д.И. (1987) Катодное разложение пропиленкарбоната в литиевых батареях. J Electroanal Chem 219 (1-2): 273-280
CAS Статья Google ученый
100.
Фонг Р., фон Сакен Ю., Дан Дж. Р. (1990) Исследования интеркаляции лития в углерод с использованием неводных электрохимических ячеек.J Electrochem Soc 137 (7): 2009–2013
CAS Статья Google ученый
101.
Besenhard JO (1976) Электрохимическое получение и свойства ионных соединений щелочного металла и NR ₄ -графита интеркалирования в органических электролитах. Углерод 14 (2): 111–115
CAS Статья Google ученый
102.
Gallus DR, Wagner R, Wiemers-Meyer S, Winter M, Cekic-Laskovic I (2015) Новое понимание взаимосвязи структуры и свойств компонентов высоковольтного электролита для литий-ионных батарей с использованием значения pKa .Electrochim Acta 184: 410–416
CAS Статья Google ученый
103.
Wagner R, Streipert B, Kraft V, Reyes Jiménez A, Röser S, Kasnatscheew J, Gallus DR, Börner M, Mayer C, Arlinghaus HF (2016) Контраинтуитивная роль солей магния как эффективных добавок к электролиту для высоких напряжение литий-ионных аккумуляторов. Adv Mater Interfaces 3 (15)
104.
Wagner R, Korth M, Streipert B, Kasnatscheew J, Gallus DR, Brox S, Amereller M, Cekic-Laskovic I, Winter M (2016) Влияние выбранных продуктов гидролиза LiPF6 о стабильности высокого напряжения литий-ионных аккумуляторных элементов.Интерфейсы ACS Appl Mater 8 (45): 30871–30878
CAS Статья Google ученый
105.
Язами Р., Тузайн П. (1983) Обратимый графит-литиевый отрицательный электрод для электрохимических генераторов. J Power Sources 9 (3): 365–371
CAS Статья Google ученый
106.
Basu S (1981) Аккумулятор. Bell Telephone Laboratories, Патент США 4: 304 825
Google ученый
107.
Murmann P, Streipert B, Kloepsch R, Ignatiev N, Sartori P, Winter M, Cekic-Laskovic I (2015) Литий-цикло-дифторметан-1,1-бис (сульфонил) имид в качестве стабилизирующей добавки к электролиту для повышения высокого напряжения применения в литий-ионных батареях. Phys Chem Chem Phys 17 (14): 9352–9358
CAS Статья Google ученый
108.
Ozawa K (1994) Литий-ионные аккумуляторные батареи с LiCoO ₂ и угольными электродами — система LiCoO ₂ / C.Ионика твердого тела 69 (3–4): 212–221
CAS Статья Google ученый
109.
Megahed S, Scrosati B (1994) Литий-ионные аккумуляторные батареи. J Power Sources 51 (1-2): 79-104
CAS Статья Google ученый
110.
Bieker P, Winter M (2016) Lithium-Ionen-Technologie und was danach kommen könnte. Chem Unserer Zeit 50 (3): 172–186
CAS Статья Google ученый
111.
Krämer E, Schedlbauer T, Hoffmann B, Terborg L, Nowak S, Gores HJ, Passerini S, Winter M (2013) Механизм анодного растворения алюминиевого токоприемника в 1 M LiTFSI EC: DEC 3: 7 в перезаряжаемых литиевых батареях . J Electrochem Soc 160 (2): A356 – A360
Артикул CAS Google ученый
112.
Krämer E, Passerini S, Winter M (2012) Зависимость коррозии алюминиевого коллектора литий-ионных батарей от растворителя электролита.ECS Electrochem Lett 1 (5): C9 – C11
Артикул CAS Google ученый
113.
Heckmann A, Krott M, Streipert B, Uhlenbruck S, Winter M, Placke T (2017) Подавление растворения алюминиевого токосъемника с помощью защитных керамических покрытий для улучшения характеристик высоковольтной батареи. ChemPhysChem 18 (1): 156–163
CAS Статья Google ученый
114.
Böttcher T, Duda B, Kalinovich N, Kazakova O, Ponomarenko M, Vlasov K, Winter M, Röschenthaler GV (2014) Синтезы новых делокализованных катионов и фторированных анионов, новые фторированные растворители и добавки для ионно-литиевых батарей .Prog Solid State Chem 42 (4): 202–217
Статья CAS Google ученый
115.
Schmitz RW, Murmann P, Schmitz R, Müller R, Krämer L, Kasnatscheew J, Isken P, Niehoff P, Nowak S, Röschenthaler GV (2014) Исследования новых электролитов, растворителей и присадок SEI для использования в литий-ионные батареи: систематическая электрохимическая характеристика и детальный анализ спектроскопическими методами. Prog Solid State Chem 42 (4): 65–84
CAS Статья Google ученый
116.
Amereller M, Schedlbauer T, Moosbauer D, Schreiner C, Stock C, Wudy F, Zugmann S, Hammer H, Maurer A, Gschwind R (2014) Электролиты для литиевых и литий-ионных батарей: от синтеза новых боратов лития и ионных жидкостей разработке новых методов измерения. Prog Solid State Chem 42 (4): 39–56
CAS Google ученый
117.
Nishi Y (2001) Разработка литий-ионных вторичных батарей. Chem Rec 1 (5): 406–413
CAS Статья Google ученый
118.
Бруссели М., Арчдейл Г. (2004) Литий-ионные батареи и перспективы портативных источников питания на следующие 5–10 лет. J Power Sources 136 (2): 386–394
CAS Статья Google ученый
119.
Pillot C (2017) Рынок аккумуляторов и основные тенденции 2016–2025 гг. Доклад на конференции Advanced Automotive Battery Conference (AABC) Europe, Mainz
120.
Whittingham MS (2014) Окончательные пределы реакций интеркаляции для литиевых аккумуляторов.Chem Rev 114 (23): 11414–11443
CAS Статья Google ученый
121.
Шао Й.Ю., Дин Ф., Сяо Дж., Чжан Дж., Сюй В., Парк С., Чжан Дж. Г., Ван И, Лю Дж. (2013) Создание перезаряжаемых литий-воздушных батарей: материальные проблемы. Adv Funct Mater 23 (8): 987–1004
CAS Статья Google ученый
122.
Чжан С.С. (2013) Литий-серная батарея с жидким электролитом: фундаментальная химия, проблемы и решения.J Power Sources 231: 153–162
CAS Статья Google ученый
123.
Чен Л., Шоу Л.Л. (2014) Последние достижения в области литий-серных батарей. J Power Sources 267: 770–783
CAS Статья Google ученый
124.
Grande L, Paillard E, Hassoun J, Park J-B, Lee Y-J, Sun Y-K, Passerini S, Scrosati B (2014) Литиево-воздушная батарея: все еще развивающаяся система или практическая реальность? Adv Mater 27 (5): 784-800
125.
Ogasawara T, Débart A, Holzapfel M, Novák P, Bruce PG (2006) Аккумуляторный Li ₂ O ₂ электрод для литиевых батарей. J Am Chem Soc 128 (4): 1390–1393
CAS Статья Google ученый
126.
Hagen M, Hanselmann D, Ahlbrecht K, Maça R, Gerber D, Tübke J (2015) Литий-серные элементы: разрыв между современным уровнем техники и требованиями к аккумуляторным элементам с высокой энергией . Adv Energy Mater 5 (16): 1401986
Артикул CAS Google ученый
127.
Blurton KF, Sammells AF (1979) Металлические / воздушные батареи: их состояние и потенциал — обзор. J Power Sources 4 (4): 263–279
CAS Статья Google ученый
128.
Abraham KM, Jiang Z (1996) Кислородные батареи на основе твердого полимерного электролита. Патент США 5: 510,209
. Google ученый
129.
Abraham KM, Jiang Z (1996) Перезаряжаемая литий-кислородная батарея на основе полимерного электролита.J Electrochem Soc 143 (1): 1–5
CAS Статья Google ученый
130.
Choi JW, Aurbach D (2016) Перспективы и реальность постлитий-ионных аккумуляторов с высокой плотностью энергии. Материалы Nature Reviews 1: 16013
CAS Статья Google ученый
131.
Данута Х., Юлиуш У. (1962) Сухие электрические элементы и аккумуляторные батареи. Патент США 3: 043,896
. Google ученый
132.
Rao MLB (1966) Элементы с органическими электролитами. Патент США 3413154 A
133.
Rauh RD, Abraham KM, Pearson GF, Surprenant JK, Brummer SB (1979) Батарея лития / растворенной серы с органическим электролитом. J Electrochem Soc 126 (4): 523–527
CAS Статья Google ученый
134.
Джи Х, Ли К.Т., Назар Л.Ф. (2009) Высокоупорядоченный наноструктурированный углерод-серный катод для литий-серных батарей. Nat Mater 8 (6): 500–506
CAS Статья Google ученый
135.
Аурбах Д., Поллак Э., Элазари Р., Салитра Г., Келли С.С., Аффинито Дж. (2009) О поверхностных химических аспектах перезаряжаемых литий-серных батарей с очень высокой плотностью энергии. J Electrochem Soc 156 (8): A694 – A702
CAS Статья Google ученый
136.
Yin Y-X, Xin S, Guo Y-G, Wan L-J (2013) Литий-серные батареи: электрохимия, материалы и перспективы. Angew Chem Int Ed 52 (50): 13186–13200
CAS Статья Google ученый
137.
SionPower http://www.sionpower.com (по состоянию на 20 января 2017 г.)
138.
Ябуучи Н., Кубота К., Дахби М., Комаба С. (2014) Разработка исследований натриево-ионных аккумуляторов. Chem Rev 114 (23): 11636–11682
CAS Статья Google ученый
139.
Klein F, Jache B, Bhide A, Adelhelm P (2013) Реакции преобразования для натрий-ионных батарей. Phys Chem Chem Phys 15 (38): 15876–15887
CAS Статья Google ученый
140.
Эллис Б.Л., Назар Л.Ф. (2012) Натриевые и натриево-ионные аккумуляторные батареи. Curr Opin Solid State Mat Sci 16 (4): 168–177
CAS Статья Google ученый
141.
Bachman JC, Muy S, Grimaud A, Chang HH, Pour N, Lux SF, Paschos O, Maglia F, Lupart S, Lamp P, Giordano L, Shao-Horn Y (2016) Неорганическое твердое тело электролиты для литиевых батарей: механизмы и свойства ионной проводимости. Chem Rev 116 (1): 140–162
CAS Статья Google ученый
142.
Hu Y-S (2016) Батареи: становятся твердыми. Nature Energy 1: 16042
CAS Статья Google ученый
143.
Weber AZ, Mench MM, Meyers JP, Ross PN, Gostick JT, Liu QH (2011) Проточные окислительно-восстановительные батареи: обзор. J Appl Electrochem 41 (10): 1137–1164
CAS Статья Google ученый
144.
Aurbach D, Weissman I, Gofer Y, Levi E (2003) Электрохимия неводного магния и ее применение во вторичных батареях.Chem Rec 3 (1): 61–73
CAS Статья Google ученый
145.
Saha P, Datta MK, Velikokhatnyi OI, Manivannan A, Alman D, Kumta PN (2014) Перезаряжаемые магниевые батареи: текущее состояние и ключевые задачи на будущее. Prog Mater Sci 66 (0): 1–86
146.
Jian Z, Luo W, Ji X (2015) Угольные электроды для K-ионных аккумуляторов. J Am Chem Soc 137: 11566–11569
147.
Vaalma C, Giffin GA, Buchholz D, Passerini S (2016) Неводная ионная батарея K на основе слоистого K _0.3 MnO ₂ и твердый углерод / технический углерод. J Electrochem Soc 163 (7): A1295 – A1299
CAS Статья Google ученый
148.
Ponrouch A, Frontera C, Barde F, Palacin MR (2016) На пути к перезаряжаемой батарее на основе кальция. Nat Mater 15 (2): 169
CAS Статья Google ученый
149.
Reinsberg P, Bondue CJ, Baltruschat H (2016) Кальций-кислородные батареи как перспективная альтернатива натриево-кислородным батареям.J Phys Chem C 120 (39): 22179–22185
CAS Статья Google ученый
150.
Wachtler M, Wagner MR, Schmied M, Winter M, Besenhard JO (2001) Влияние морфологии связующего на циклическую стабильность композитных электродов из сплава Li. J Electroanal Chem 510 (1): 12–19
CAS Статья Google ученый
151.
Lux S, Schappacher F, Balducci A, Passerini S, Winter M (2010) Недорогие, экологически безопасные связующие для литий-ионных аккумуляторов.J Electrochem Soc 157 (3): A320 – A325
CAS Статья Google ученый
152.
Qi X, Blizanac B, DuPasquier A, Oljaca M, Li J, Winter M (2013) Понимание влияния площади поверхности проводящих углеродных добавок на быстродействие катодов LiFePO ₄ для литий-ионных батарей. Углерод 64: 334–340
CAS Статья Google ученый
153.
Qi X, Blizanac B, DuPasquier A, Meister P, Placke T., Oljaca M, Li J, Winter M (2014) Исследование внедрения анионов PF ₆ ^— и TFSI ^— в графитированную сажу и ее влияние на высоковольтных литий-ионных батареях. Phys Chem Chem Phys 16 (46): 25306–25313
CAS Статья Google ученый
154.
Qi X, Blizanac B, DuPasquier A, Lal A, Niehoff P, Placke T, Oljaca M, Li J, Winter M (2015) Влияние термообработанной проводящей добавки сажи на характеристики высоковольтной шпинели LiNi, легированный хромом _0.5 Mn _1,5 O ₄ композитный катодный электрод. J Electrochem Soc 162 (3): A339 – A343
CAS Статья Google ученый
155.
Bockholt H, Haselrieder W, Kwade A (2013) Интенсивное сухое и влажное перемешивание, влияющее на структурные и электрохимические свойства вторичных катодов литий-ионных аккумуляторов. ECS Trans 50 (26): 25–35
Артикул CAS Google ученый
156.
Bockholt H, Haselrieder W, Kwade A (2016) Интенсивное порошковое перемешивание для сухого диспергирования сажи и его актуальность для катодов литий-ионных аккумуляторов. Порошок Technol 297: 266–274
CAS Статья Google ученый
157.
Bauer W, Nötzel D, Wenzel V, Nirschl H (2015) Влияние сухого перемешивания и распределения проводящих добавок в катодах для литий-ионных батарей. J Источники питания 288: 359–367
CAS Статья Google ученый
158.
Mazouzi D, Karkar Z, Hernandez CR, Manero PJ, Guyomard D, Roue L, Lestriez B (2015) Важнейшие роли связующих и рецептуры в многомасштабных композитных электродах на основе кремния. J Power Sources 280: 533–549
CAS Статья Google ученый
159.
Porcher W, Lestriez B, Jouanneau S, Guyomard D (2010) Оптимизация поверхностно-активного вещества для водной обработки композитных электродов LiFePO ₄. J Power Sources 195 (9): 2835–2843
CAS Статья Google ученый
160.
Du Z, Wood III DL, Daniel C, Kalnaus S, Li J (2017) Понимание ограничивающих факторов в характеристиках толстых электродов применительно к литий-ионным батареям с высокой плотностью энергии. J Appl Electrochem 47 (3): 405–415
161.
Bitsch B, Gallasch T, Schroeder M, Börner M, Winter M, Willenbacher N (2016) Капиллярные суспензии как полезная концепция рецептуры литий-ионных аккумуляторов с высокой плотностью энергии аккумуляторные электроды. J Power Sources 328: 114–123
CAS Статья Google ученый
162.
Новак П., Шайфеле В., Винтер М., Хаас О. (1997) Графитовые электроды с заданной пористостью для аккумуляторных батарей с ионным переносом. J Power Sources 68 (2): 267–270
Статья Google ученый
163.
Хазелридер В., Иванов С., Кристен Д.К., Бокхольт Х., Кваде А. (2013) Влияние процесса каландрирования на межфазную структуру и соответствующие электрохимические характеристики вторичных литий-ионных аккумуляторов. ECS Trans 50 (26): 59–70
Артикул CAS Google ученый
164.
Antartis D, Dillon S, Chasiotis I (2015) Влияние пористости на электрохимические и механические свойства композитных литий-ионных анодов. J Compos Mater 49 (15): 1849–1862
165.
Zhang W-J (2011) Механизм ввода / извлечения лития в сплавные аноды для литий-ионных батарей. J Power Sources 196 (3): 877–885
CAS Статья Google ученый
166.
Чжао Х., Юань В., Лю Дж. (2015) Иерархическая конструкция электродов из наноматериалов из сплавов большой емкости для литий-ионных аккумуляторов.Нано сегодня 10 (2): 193–212
CAS Статья Google ученый
167.
Хохгаттерер Н., Швайгер М., Коллер С., Райманн П., Вёрле Т., Вурм С., Винтер М. (2008) Композитные электроды кремний / графит для анодов большой емкости: влияние химического состава связующего на стабильность циклирования. Electrochem Solid-State Lett 11 (5): A76 – A80
CAS Статья Google ученый
168.
Vogl U, Das P, Weber A, Winter M, Kostecki R, Lux S (2014) Механизм взаимодействия между связующим CMC и гранями монокристалла Si. Langmuir 30 (34): 10299–10307
CAS Статья Google ученый
169.
Nelson P, Gallagher K, Bloom I BatPaC (производительность и стоимость батареи), Национальная лаборатория Аргонна, http://www.cse.anl.gov/BatPaC/ (по состоянию на 10 января 2017 г.)
170.
Warner J (2015) Справочник по конструкции литий-ионных аккумуляторных батарей — химия, компоненты, типы и терминология.Elsevier Science, Burlington
171.
3M http://multimedia.3m.com/mws/media/756169O/3mtm-battery-materials.pdf (по состоянию на 20 марта 2017 г.)
172.
Korthauer R ( 2013) Handbuch Lithium-Ionen-Batterien. Springer Vieweg, Wiesbaden
173.
Kasavajjula U, Wang C, Appleby AJ (2007) Вставные аноды на основе нано- и объемного кремния для литий-ионных вторичных элементов. J Power Sources 163 (2): 1003–1039
CAS Статья Google ученый
174.
Обровац М.Н., Шевриер В.Л. (2014) Отрицательные электроды из сплава для литий-ионных аккумуляторов. Chem Rev 114 (23): 11444–11502
CAS Статья Google ученый
175.
Zhang W-J (2011) Обзор электрохимических характеристик легированных анодов для литий-ионных аккумуляторов. J Power Sources 196 (1): 13–24
CAS Статья Google ученый
176.
Qiu B, Zhang M, Xia Y, Liu Z, Meng YS (2017) Понимание и контроль анионной электрохимической активности в оксидах большой емкости для литий-ионных аккумуляторов следующего поколения.Chem Mater 29 (3): 908–915
CAS Статья Google ученый
177.
Noh HJ, Youn S, Yoon CS, Sun YK (2013) Сравнение структурных и электрохимических свойств слоистого Li [Ni _x Co _y Mn _z] O ₂ ( x = 1/3, 0,5, 0,6, 0,7, 0,8 и 0,85) катодный материал для литий-ионных аккумуляторов. J Power Sources 233: 121–130
CAS Статья Google ученый
178.
Li J, Kloepsch R, Stan MC, Nowak S, Kunze M, Winter M, Passerini S (2011) Синтез и электрохимические характеристики материала катода высокого напряжения Li [Li _0,2 Mn _0,56 Ni _0,16 Co _0,08] O ₂ с улучшенной производительностью. J Power Sources 196 (10): 4821–4825
CAS Статья Google ученый
179.
Xia Q, Zhao X, Xu M, Ding Z, Liu J, Chen L, Ivey DG, Wei W (2015) A Li-rich Layered @ Spinel @ Углеродный гетероструктурированный катодный материал для высокой емкости и высокой производительности литий-ионные аккумуляторы, изготовленные методом синхронного восстановления карбонизации на месте.J Mater Chem A 3 (7): 3995–4003
CAS Статья Google ученый
180.
Liu H, Wang J, Zhang X, Zhou D, Qi X, Qiu B, Fang J, Kloepsch R, Schumacher G, Liu Z, Li J (2016) Морфологическая эволюция высоковольтной шпинели LiNi _0,5 Mn _1,5 O ₄ катодные материалы для литий-ионных батарей: критические эффекты ориентации поверхности и размера частиц. Интерфейсы ACS Appl Mater 8 (7): 4661–4675
181.
Liu N, Lu Z, Zhao J, McDowell MT, Lee H-W, Zhao W, Cui Y (2014) Наноразмерный дизайн, вдохновленный гранатом, для замены анодов литиевых батарей большого объема. Nat Nano 9 (3): 187–192
CAS Статья Google ученый
182.
Винтер М., Безенхард Дж., Альберинг Дж. Х., Ян Дж., Вахтлер М. (1998) Литиевые сплавы для хранения в качестве анодных материалов для литий-ионных батарей. Prog Batt Batt Mater 17: 208
CAS Google ученый
183.
Безенхард Дж., Ян Дж., Винтер М. (1997) Будут ли усовершенствованные аноды из литиевых сплавов использоваться в литий-ионных батареях? J Power Sources 68 (1): 87–90
CAS Статья Google ученый
184.
Qian J, Adams BD, Zheng J, Xu W, Henderson WA, Wang J, Bowden ME, Xu S, Hu J, Zhang J-G (2016) Безанодные перезаряжаемые литий-металлические батареи. Adv Funct Mater 26 (39): 7094–7102
CAS Статья Google ученый
185.
Brückner J, Thieme S, Grossmann HT, Dörfler S, Althues H, Kaskel S (2014) Литий-серные батареи: влияние скорости заряда, количества электролита и нагрузки серы на рабочие характеристики цикла. J Power Sources 268: 82–87
Статья CAS Google ученый
186.
Greszler T, Gu W, Goebel S, Masten D, Lakshmanan B (2012) Литий-воздух и литий-сера в контексте автомобильных систем. Выступление на конференции Beyond Lithium Ion 5, Беркли, Калифорния,
187.
Арманд М. (1994) История полимерных электролитов. Ионика твердого тела 69 (3): 309–319
CAS Статья Google ученый
188.
Greatbatch W, Holmes CF (1992) Литиево-йодная батарея: историческая перспектива. Стимуляция Clin Electrophysiol 15 (11): 2034–2036
CAS Статья Google ученый
189.
Феттер Дж., Новак П., Вагнер М. Р., Фейт С., Мёллер К. К., Безенхард Дж. О., Винтер М., Вольфарт-Мехренс М., Фоглер С., Хаммуш А. (2005) Механизмы старения в литий-ионных батареях.J Источники питания 147 (1-2): 269–281
CAS Статья Google ученый
190.
Seino Y, Ota T, Takada K, Hayashi A, Tatsumisago M (2014) Сульфидный литиевый суперионный проводник превосходит жидко-ионные проводники для использования в аккумуляторных батареях. Energy Environ Sci 7 (2): 627–631
CAS Статья Google ученый
191.
Manthiram A, Yu X, Wang S (2017) Химический состав литиевых батарей обеспечивается твердотельными электролитами.Nat Rev Mater 2: 16103
CAS Статья Google ученый
192.
Pieczonka NPW, Liu Z, Lu P, Olson KL, Moote J, Powell BR, Kim JH (2013) Понимание поведения растворения переходных металлов в LiNi _0,5 Mn _1,5 O ₄ high- шпинель напряжения для литий-ионных аккумуляторов. J Phys Chem C 117 (31): 15947–15957
CAS Статья Google ученый
193.
Gallus DR, Schmitz R, Wagner R, Hoffmann B, Nowak S, Cekic-Laskovic I, Schmitz RW, Winter M (2014) Влияние различных проводящих солей на растворение металлов и снижение емкости катодного материала NCM. Electrochim Acta 134: 393–398
CAS Статья Google ученый
194.
Бёрнер М., Кламор С., Хоффманн Б., Шредер М., Новак С., Вюрсиг А., Винтер М., Шаппахер Ф. (2016) Исследования зависимости от скорости углерода и температуры растворения / осаждения марганца в LiMn ₂ O ₄ / Li ₄ Ti ₅ O ₁₂ литий-ионные батареи.J Electrochem Soc 163 (6): A831 – A837
Артикул CAS Google ученый
195.
Evertz M, Horsthemke F, Kasnatscheew J, Börner M, Winter M, Nowak S (2016) Распознавание растворения Li _{в переходном металле 1.04} Ni _1/3 Co _1/3 Mn _{1 / 3} O ₂ (NCM 111) в литиево-ионных полных ячейках с использованием метода рентгеновской флуоресценции полного отражения. J Power Sources 329: 364–371
CAS Статья Google ученый
196.
Jia H, Kloepsch R, He X, Evertz M, Nowak S, Li J, Winter M, Placke T (2016) Наноструктурированный ZnFe ₂ O ₄ в качестве анодного материала для литий-ионных батарей: синтез с использованием ионной жидкости и оценка производительности с особым вниманием к сравнительному растворению металлов. Acta Chim Slov 63 (3): 470–483
CAS Статья Google ученый
197.
Xu W, Wang J, Ding F, Chen X, Nasybulin E, Zhang Y, Zhang J-G (2014) Литий-металлические аноды для аккумуляторных батарей.Energy Environ Sci 7 (2): 513–537
CAS Статья Google ученый
198.
Kato Y, Kawamoto K, Kanno R, Hirayama M (2012) Разрядные характеристики твердотельной батареи с использованием литиевого суперионного проводника Li ₁₀ GeP ₂ S ₁₂. Электрохимия 80 (10): 749–751
CAS Статья Google ученый
199.
Gambe Y, Sun Y, Honma I (2015) Разработка биполярной твердотельной литиевой батареи на основе квазитвердотельного электролита, содержащего эквимолярный комплекс тетраглим-LiTFSA.Sci Rep 5: 8869–8872
200.
Kloepsch R, Placke T, Winter M (2017) Festelektrolytbatterien: Sinn, Unsinn, Realitätssinn. Proceedings, Batterieforum Deutschland, 25–27 января, Берлин, Германия
201.
Armand M (1983) Полимерные твердые электролиты — обзор. Ионика твердого тела 9: 745–754
Статья Google ученый
202.
Арманд М.Б. (1986) Полимерные электролиты. Annu Rev Mater Sci 16 (1): 245–261
CAS Статья Google ученый
203.
Baril D, Michot C, Armand M (1997) Электрохимия жидкостей и твердых тел: полимерные электролиты. Ионика твердого тела 94 (1): 35–47
CAS Статья Google ученый
204.
Мурата К., Изути С., Йошихиса Ю. (2000) Обзор исследований и разработок батарей с твердым полимерным электролитом. Electrochim Acta 45 (8–9): 1501–1508
CAS Статья Google ученый
205.
Рупп Б., Шмук М., Балдуччи А., Винтер М., Керн В. (2008) Полимерный электролит для литиевых батарей на основе фотохимически сшитого полиэтиленоксида и ионной жидкости. Eur Polym J 44 (9): 2986–2990
CAS Статья Google ученый
206.
Искен П., Винтер М., Пассерини С., Лекс-Балдуччи А. (2013) Гелевый полимерный электролит на основе метакрилата для литий-ионных аккумуляторов. J Power Sources 225: 157–162
CAS Статья Google ученый
207.
Шредер М., Искен П., Винтер М., Пассерини С., Лекс-Балдуччи А., Балдуччи А. (2013) Исследование использования гелевого полимерного электролита на основе метакрилата в устройствах большой мощности. J Electrochem Soc 160 (10): A1753 – A1758
CAS Статья Google ученый
208.
Jankowsky S, Hiller MM, Fromm O, Winter M, Wiemhoefer H-D (2015) Улучшенный литий-ионный транспорт в гелевых полимерных электролитах на основе полифосфазена. Electrochim Acta 155: 364–371
CAS Статья Google ученый
209.
Bruce PG, West AR (1983) A-C проводимость поликристаллического LISICON, Li _{2 + 2x} Zn _1-x GeO _4, и модель сопротивления межкристаллитному сужению. J Electrochem Soc 130 (3): 662–669
CAS Статья Google ученый
210.
Аоно Х., Сугимото Э., Садаока Ю., Иманака Н., Адачи Г. (1990) Ионная проводимость твердых электролитов на основе фосфата лития-титана. J Electrochem Soc 137 (4): 1023–1027
CAS Статья Google ученый
211.
Инагума Ю., Чен Л.К., Ито М., Накамура Т., Учида Т., Икута Х., Вакихара М. (1993) Высокая ионная проводимость в титанате лантана лития. Solid State Commun 86 (10): 689–693
CAS Статья Google ученый
212.
Муруган Р., Тангадурай В., Веппнер В. (2007) Быстрая ионная проводимость лития в гранате типа Li ₇ La ₃ Zr ₂ O ₁₂. Angew Chem, Int Ed 46 (41): 7778–7781
CAS Статья Google ученый
213.
Yu XH, Bates JB, Jellison GE, Hart FX (1997) Стабильный тонкопленочный литиевый электролит: оксинитрид лития-фосфора. J Electrochem Soc 144 (2): 524–532
CAS Статья Google ученый
214.
Ван Й., Ричардс В. Д., Онг С. П., Миара Л. Дж., Ким Дж. К., Мо Ю. Ф., Седер Г. (2015) Принципы проектирования твердотельных литиевых суперионных проводников. Nat Mater 14 (10): 1026
CAS Статья Google ученый
215.
Сакуда А., Хаяси А., Тацумисаго М. (2013) Твердый сульфидный электролит с благоприятными механическими свойствами для полностью твердотельной литиевой батареи. Sci Rep 3: 2261
216.
Muramatsu H, Hayashi A, Ohtomo T, Hama S, Tatsumisago M (2011) Структурные изменения Li ₂ S – P ₂ S ₅ сульфидные твердые электролиты в Атмосфера. Ионика твердого тела 182 (1): 116–119
CAS Статья Google ученый
217.
Kamaya N, Homma K, Yamakawa Y, Hirayama M, Kanno R, Yonemura M, Kamiyama T, Kato Y, Hama S, Kawamoto K, Mitsui A (2011) литиевый суперионный проводник. Nat Mater 10 (9): 682–686
CAS Статья Google ученый
218.
Wenzel S, Randau S, Leichtweiss T, Weber DA, Sann J, Zeier WG, Janek J (2016) Прямое наблюдение межфазной нестабильности быстрого ионного проводника Li ₁₀ GeP ₂ S ₁₂ на аноде из металлического лития.Chem Mater 28 (7): 2400–2407
CAS Статья Google ученый
219.
Венцель С., Вебер Д.А., Лейхтвейс Т., Буше М.Р., Санн Дж., Янек Дж. (2016) Межфазное образование и деградация кинетики переноса заряда между металлическим литиевым анодом и высококристаллическим твердым электролитом Li7P3S11. Ионика твердого тела 286: 24–33
CAS Статья Google ученый
220.
Zhu YZ, He XF, Mo YF (2016) Изучение первых принципов электрохимической и химической стабильности границ раздела твердый электролит-электрод в полностью твердотельных литий-ионных батареях. J Mater Chem A 4 (9): 3253–3266
CAS Статья Google ученый
221.
Металл http://metalary.com/lithium-price/. По состоянию на 8 марта 2017 г.
222.
Cekic-Laskovic I, Wagner R, Wiemers-Meyer S, Nowak S, Winter M (2016) Жидкие электролиты — всего лишь товар и модель постепенного отказа? Proceedings, Graz Battery Days, 26–28 сентября, Грац, Австрия
223.
Бикер Г., Винтер М., Бикер П. (2015) Электрохимические исследования in situ SEI и образования дендритов на аноде из металлического лития. Phys Chem Chem Phys 17 (14): 8670–8679
CAS Статья Google ученый
224.
Ryou MH, Lee YM, Lee Y, Winter M, Bieker P (2015) Обработка поверхности: механическая модификация поверхности металлического лития: улучшение характеристик металлического лития анода за счет направленного литиевого покрытия. Adv Funct Mater 25 (6): 825–825
Статья Google ученый
225.
Martha SK, Nanda J, Kim Y, Unocic RR, Pannala S, Dudney NJ (2013) Высоковольтный слоистый литий-богатый композитный катод с покрытием из твердого электролита: Li _1,2 Mn _0,525 Ni _0,175 Co _0,1 О ₂. J Mater Chem A 1 (18): 5587–5595
CAS Статья Google ученый
226.
Li XF, Liu J, Banis MN, Lushington A, Li RY, Cai M, Sun XL (2014) Осаждение атомных слоев катодных материалов с покрытием из твердого электролита с превосходными характеристиками цикличности высокого напряжения для иона лития аккумулятор приложение.Energy Environ Sci 7 (2): 768–778
CAS Статья Google ученый
227.
Woodford WH, Carter WC, Chiang Y-M (2012) Критерии проектирования для электрохимических ударопрочных аккумуляторных электродов. Energy Environ Sci 5 (7): 8014–8024
CAS Статья Google ученый
Аккумуляторы | Бесплатный полнотекстовый | Обзор температурно-зависимых электрохимических свойств, старения и эксплуатационных характеристик литий-ионных элементов
Полимерные электролиты (ПЭ) обычно представляют собой мембрану, состоящую из полимерной основы и литиевой соли.Они обладают хорошими транспортными свойствами и по сравнению с жидкими электролитами имеют некоторые преимущества, такие как негорючесть, отсутствие внутреннего короткого замыкания, энергонезависимость, отсутствие утечки электролита, повышенная безопасность и меньшее разложение на поверхности электродов [68,69,70] . Наиболее часто изучаемые ПЭ основаны на поли (оксаалканах), поли (азаалканах) или поли (тиаалканах) [71]. Материалы, используемые в полимерных электролитах (ПЭ), должны быть механически и термически стабильными в широком диапазоне температур, быть электрохимически стабильными при высоких и низких потенциалах электродов, иметь низкую энергию активации для проводимости и не реагировать на граница раздела электролит-электрод.Что еще более важно, они должны иметь низкую температуру стеклования (T _g), поскольку ионная проводимость становится ниже в высокополимерной кристаллической структуре [72]. Миндемарк и др. [73] синтезировали электролит на основе сополимеров триметиленкарбоната и ε-капролактона и сообщили, что увеличение содержания сложного эфира улучшает ионную проводимость и снижает T _g. Комплексы полиэфир – соль лития являются наиболее изученными полиэтиленами, ионная проводимость которых находится в диапазоне от 10 ^-7 до 10 ^-8 С.см ⁻¹. Их низкая ионная проводимость обусловлена их высококристаллической структурой при температуре окружающей среды, что ограничивает их применение [56]. Sun et al. [74] сообщили, что графики зависимости ионной проводимости от температуры для полимерных электролитов на основе поли (триметиленкарбоната) демонстрируют поведение Фогеля – Таммана – Фулчера (VTF) в диапазоне температур от 294 до 357 К. Помимо ограниченной ионной проводимости, имеются Кроме того, это высокая межфазная преграда, вызванная плохим контактом и смачиванием полимерных электролитов на обычных композитных катодах / анодах.Sun et al. [75] сообщили об улучшении межфазных свойств электрод / электролит за счет добавления олигомера поли (триметиленкарбоната) в качестве межфазного медиатора. ПЭ также страдают низкой теплопроводностью вместе с низким числом переноса лития, которое колеблется в пределах 0,1–0,2 [56]. Для лучшей механической и термической стабильности полиэтилены сшивают с использованием сшивающего агента, такого как изоцианаты. Сукешини и др. В работе [76] изучалась температурная зависимость ионной проводимости тройного полимерного электролита, содержащего поливинилхлорид в качестве растворителя, бис (триметилсульфонил) имид лития в качестве соли и дибутилфталат в качестве пластификатора.Nest et al. [77] разработали взаимосвязь между температурой стеклования (T _г) и молярностью сшивающего агента (C), как показано ниже.
1Тг = 1Тг0-7,6 × 10-4С
(29)
где Tg0 — температура стеклования при C = 0.
Электромобили зимой — Drive Electric Vermont
Теги: зима, диапазон электромобилей
21 октября 2020 г.
Многие недавние покупатели автомобилей открывают для себя преимущества приобретения подключаемых электромобилей (EV), в том числе:
Благодаря этим преимуществам мы с энтузиазмом выступаем за электромобили здесь, в Drive Electric Vermont, но важно понимать, как низкие температуры могут сократить диапазон, чтобы сделать осознанную покупку электромобиля.Ниже приведены некоторые дополнительные сведения, которые помогут вам выбрать правильную модель электромобиля для ваших нужд, понять, какие варианты улучшают диапазон в холодную погоду, а также передовые методы зарядки и вождения, чтобы получить максимальную отдачу от инвестиций в электромобиль.
Холодная погода снижает эффективность всех типов транспортных средств, а не только электромобилей. По данным FuelEconomy.gov, обычные бензиновые автомобили обычно имеют снижение расхода топлива на 20% при 20 ° F. Однако это часто более заметно на электромобилях и особенно беспокоит водителей полностью электрических транспортных средств, которым необходимо знать, что у них достаточно топлива. диапазон, чтобы добраться до места назначения.
Сохранение тепла в салоне автомобиля зимой обычно является самым большим расходом энергии в диапазоне электромобилей, особенно когда температура окружающей среды опускается ниже 15 ° F. Литий-ионные батареи, используемые в электромобилях, также не работают так хорошо при низких температурах, что может привести к дальнейшему ухудшению характеристик. уменьшение диапазона.
Команда компании Geotab, занимающейся аналитикой автопарков, проанализировала тысячи электромобилей в различных условиях и разработала подробные данные об ожидаемом сокращении дальности полета электромобилей в холодных условиях. Их общие выводы заключаются в том, что при -4 ° F водители среднего электромобиля EV могут видеть примерно половину официального диапазона производителя.Однако это может значительно различаться в зависимости от модели, опций модели, а также от того, как она хранится и используется. Их онлайн-инструмент для измерения температуры электромобилей позволяет пользователям проверять потенциальные характеристики конкретных моделей в холодную погоду. На приведенной ниже диаграмме показано уменьшение (или увеличение) среднего диапазона EV по сравнению с официально заявленным диапазоном производителя при различных температурах.
источник: Geotab
Рекомендации по покупке электромобилей зимнего диапазона
Зима в вашем электромобиле начинается с покупки автомобиля, подходящего для ваших нужд.Большинство новых полностью электрических моделей предлагают официальный запас хода более 200 миль, поэтому даже с зимними скидками многие водители редко будут испытывать неудобства из-за этих проблем. С другой стороны, старые подержанные модели электромобилей могут иметь запас хода менее 100 миль, что может создать серьезные проблемы, если водители не знают о зимних скидках при покупке.
Если вам предстоит длительная поездка на работу или вы путешествуете по зимним дорогам, мы рекомендуем полностью электрические модели с увеличенным запасом хода или подключаемые гибриды, которые могут работать на бензине с увеличенным запасом хода.Для путешественников на дальние расстояния, которые хотят пользоваться полностью электрическим приводом, запатентованная сеть быстрой зарядки и навигационные системы Tesla значительно упрощают планирование маршрута. Государства и автопроизводители расширяют возможности быстрой зарядки, отличной от Tesla, по ключевым маршрутам, но Tesla играет значительную роль в этих усилиях.
Мы также настоятельно рекомендуем покупать электромобили, оснащенные опциями для холодной погоды, предлагаемыми многими автопроизводителями, в том числе сиденьями с подогревом и рулевыми колесами. Они намного эффективнее работающих систем обогрева кабины.Некоторые модели электромобилей могут также иметь нагреватели батареи, которые помогают поддерживать оптимальную температуру аккумуляторной батареи. Некоторые автопроизводители предлагают более эффективные системы обогрева с тепловым насосом, которые могут значительно повысить эффективность обогрева кабины до примерно 15 ° F. В приведенном ниже списке подробно описаны варианты использования в холодную погоду для многих текущих автомобилей 2019 или 2020 модельного года (по автопроизводителям в алфавитном порядке):
Audi e-tron включает в себя тепловой насос в качестве стандартного оборудования, но также предлагает пакет для холодной погоды с подогревом задних сидений и более мощную систему предварительного подогрева при подключении к сети.
BMW i3 имеет дополнительный тепловой насос на полностью электрической модели.
Chevrolet Bolt использует систему резистивного нагрева — опция с тепловым насосом недоступна. Базовая комплектация LT имеет дополнительный пакет «Комфорт и удобство», который включает подогрев передних сидений и рулевого колеса. Комплектация Premier включает в себя рулевое колесо с подогревом, передние и задние сиденья в стандартной комплектации.
Ford Mustang Mach-E не имеет опции теплового насоса. Комплектация Premium включает подогрев передних сидений и рулевого колеса.
Hyundai Ioniq Electric включал тепловой насос на более высоком уровне отделки «Limited» для модельного года 2019 года, но для рынка США он был удален в версии 2020 модельного года. В базовой модели SE его нет. Hyundai Kona в настоящее время не предлагает тепловой насос для моделей для США, хотя он входит в стандартную комплектацию канадских моделей. У Kona 2020 года есть система подогрева батареи в более высоких комплектациях Limited и Ultimate, которая улучшит мощность и скорость быстрой зарядки постоянного тока в очень холодных условиях.
Jaguar I-Pace включает в себя тепловой насос в стандартной комплектации. Также доступен пакет для холодной погоды с подогревом лобового стекла и руля.
Kia Niro EV включает в себя тепловой насос в пакете для холодной погоды, который также включает обогрев рулевого колеса и обогреватель аккумулятора.
Mini Cooper SE полностью электрический включает в себя тепловой насос в качестве стандартного оборудования на всех моделях.
Nissan LEAF выпускается в комплектациях S, SV и SL, а более эффективная «гибридная система обогрева» недоступна для S, является дополнительной для SV (входит в всепогодный пакет) и только входит в стандартную комплектацию сверху. — линейка SL Plus.
Polestar 2 не имеет теплового насоса, хотя есть признаки того, что он может быть добавлен в будущем.
Подключаемый гибрид
Subaru Crosstrek Hybrid включает систему теплового насоса в соответствии с руководством пользователя.
Tesla Model Y предлагается с тепловым насосом. Tesla Model 3 была обновлена в октябре 2020 года и теперь включает аналогичную систему. Другие модели Tesla включают системы, которые регенерируют отработанное тепло электроники для повышения эффективности систем отопления.
Подключаемые гибриды
Toyota Prius Prime и RAV4 Prime стандартно поставляются с системами теплового насоса.
Volkswagen ID.4 не имеет теплового насоса в модели для США (он включен в версию для Канады). Электронный гольф включал тепловой насос на более высоком уровне отделки салона SEL. В базовой комплектации SE модели не было.
Полностью электрические модели Volvo, скорее всего, будут оснащены тепловыми насосами. XC40 Recharge полностью электрический имеет вариант климатического пакета, который включает подогрев рулевого колеса и задних сидений (обогреватели передних сидений входят в стандартную комплектацию). Эта модель также имеет отдельный вариант теплового насоса. Существующие модели PHEV могут не иметь тепловых насосов.У дилеров должна быть дополнительная информация о вариантах системы отопления.
Модели, не включенные в этот список, вряд ли будут предлагать тепловые насосы, но мы рекомендуем проверить ресурсы автопроизводителей / дилеров для подтверждения.
Тяга и клиренс
Если вы живете в снежном поясе или регулярно путешествуете по неровным дорогам, вы можете рассмотреть модель электромобиля с более высоким клиренсом и / или полным приводом. Вы можете отфильтровать наш инструмент сравнения транспортных средств, чтобы показать, что в настоящее время доступно с полным приводом.
Большинство доступных сегодня электромобилей имеют передний привод, который подходит для большинства зимних условий вождения на северо-востоке в сочетании с зимними шинами и современными системами контроля тяги. Все большее количество электромобилей имеют полный привод (AWD), в том числе модели от Toyota, Tesla («двойной двигатель»), Mitsubishi, Subaru, Audi, BMW, Mini и Volvo, все предлагают модели с AWD. В ближайшие несколько лет появится еще много вариантов.
Некоторые модели электромобилей имеют систему заднего привода (RWD), которая может быть менее предсказуемой в зимних дорожных условиях.Многие владельцы сообщают, что системы контроля тяги и зимние шины делают задние колеса приемлемыми в северо-восточных условиях. Мы рекомендуем изучить конкретные модели перед покупкой, чтобы убедиться, что они будут соответствовать вашим потребностям.
Аккумуляторы
EV часто размещаются вдоль днища автомобиля — этот дополнительный вес помогает удерживать колеса на дороге, особенно если у вас установлены зимние шины. Исследования показали, что зимние шины — это самая важная инвестиция, которую вы можете сделать для безопасного зимнего вождения на любом транспортном средстве, и электромобили не являются исключением.Зимние шины, как правило, менее эффективны, чем всесезонные или летние шины, но в большинстве случаев они не оказывают большого влияния на запас хода.
Аэродинамические части кузова помогают электромобилям увеличить дальность полета, но иногда они включают элементы отделки, которые уменьшают дорожный просвет автомобиля. Некоторые модели электромобилей имеют регулируемые системы подвески, которые позволяют водителям увеличивать дорожный просвет одним нажатием кнопки. Другой вариант — установить «подъемный комплект», который поднимает стандартную подвеску дальше от земли.Если вы регулярно ездите по глубокому снегу, обратитесь к своему дилеру / производителю, так как могут быть другие варианты увеличения клиренса.
Зарядка зимой
электромобилей могут заряжаться на уровне 1 зарядки (при подключении к стандартной домашней розетке на 120 В), что обычно занимает ночь или больше. Также доступна более быстрая зарядка уровня 2 (240 В). Некоторые электромобили имеют возможность быстрой зарядки постоянным током, которая при нормальных условиях может обеспечить заряд на 80% за 30-60 минут. Для всех трех типов зарядки может потребоваться больше времени в холодных зимних условиях, но это особенно актуально для быстрой зарядки постоянным током.
Если у вас есть гараж или навес для вашего электромобиля, это поможет согреть батарею. У некоторых электромобилей есть обогреватели батареи, которые включаются при самых низких температурах (например, ниже 0 ° F), чтобы предотвратить необратимое повреждение батареи, поэтому часто разумно оставлять электромобиль подключенным на ночь, когда воздух «полярного вихря» посещает ваш район — особенно если ваш автомобиль припаркован снаружи. Обратитесь к дилеру электромобиля или в руководство пользователя, чтобы узнать, следует ли это учитывать для вашего автомобиля.
Если у вас полностью электрический автомобиль, обновление до зарядного устройства уровня 2 ускорит зарядку, а также может улучшить вашу способность предварительно нагреваться, оставаясь подключенным к сети, для экономии диапазона.
Для быстрой зарядки постоянным током зимой некоторые электромобили могут иметь системы предварительной подготовки, которые нагревают аккумулятор, когда вы приближаетесь к быстрой остановке зарядки. Например, если вы находитесь в автомобильной поездке Tesla и останавливаетесь у одного из их быстрых зарядных устройств Supercharger DC, обязательно используйте встроенную навигационную систему автомобиля, поскольку она автоматически подготовит аккумулятор перед сеансом наддува.
Советы по дальности стрельбы
К счастью, водители электромобилей могут кое-что сделать, чтобы восстановить часть запаса хода, потерянного в более холодных зимних условиях. Передовой опыт включает:
Предварительный нагрев — доведение кабины автомобиля до температуры при подключении к электросети означает, что в аккумуляторной батарее остается больше энергии для запаса хода. Обычно это можно контролировать с помощью приложений для смартфонов и / или брелоков, и, как правило, лучше всего работает с более мощными зарядными устройствами уровня 2. Предварительный нагрев также может значительно облегчить удаление снега и льда с вашего автомобиля перед выездом из дома.
Планирование времени отправления — многие модели электромобилей позволяют запланировать время отправления, при котором сеанс зарядки завершится непосредственно перед тем, как вам нужно будет уйти. Это отличный способ немного разогреть аккумулятор после зарядки и подготовить его к работе. Для некоторых моделей он может также включать предварительный обогрев кабины.
Поверхности с подогревом — Использование подогрева сидений и / или рулевых колес (если они есть в вашем автомобиле) обычно намного эффективнее, чем включение обогрева кабины, даже если у вас установлен тепловой насос.Некоторые водители будут использовать одеяла для коленей или носить куртки и другую хорошо утепленную одежду, чтобы избежать использования тепла кабины в поездках на дальние расстояния.
Давление в шинах — низкие температуры увеличивают плотность воздуха, что обычно приводит к снижению давления в шинах. Рекомендуемое давление в шинах указано на наклейке на косяке двери водителя. Проверяйте давление и регулярно добавляйте воздух, чтобы повысить эффективность зимой.
Driving Speed - снижение скорости движения — один из наиболее эффективных способов увеличения дальности полета в любых условиях, поскольку сопротивление воздуха значительно увеличивается с увеличением скорости.Снижение скорости на 5–10 миль в час может обеспечить дополнительные 10–20% или более диапазона, в зависимости от модели и условий.
Эко-вождение — Некоторые автомобили имеют «эко» или экономичный режимы, которые снижают мощность двигателей и делают другие действия для повышения эффективности. Кроме того, следование базовым принципам экологичного вождения (медленное ускорение, медленное торможение, отпускание педали акселератора при подъеме на холм, предупреждение стоп-сигналов и снижение скорости) поможет максимально эффективно использовать системы рекуперативного торможения, которые вместо этого возвращают энергию в аккумулятор. тратить его с механическими тормозами.Вы также должны удалить с автомобиля все тяжелые предметы, багажники на крыше, снег / лед и т. Д., Когда это возможно, для повышения эффективности.
Большинство владельцев электромобилей считают, что такая практика стала второй натурой, и им нравится эксплуатировать свои электромобили круглый год. Тем не менее, если вы живете в доме с одним автомобилем и не хотите больше планировать поездки зимой, вы можете быть более счастливы с подключаемой гибридной моделью электромобиля, которая может работать на бензине, когда это необходимо.
Автопроизводители и разработчики аккумуляторов работают над новыми химическими составами аккумуляторов и системами транспортных средств, которые обещают больший диапазон и меньшее воздействие более низких температур, поэтому мы надеемся, что эти проблемы уменьшатся по мере того, как эти разработки будут интегрированы в будущие электромобили.
Дополнительные ресурсы
Департамент энергетики США — максимальное увеличение диапазона электромобилей при экстремальных температурах
Отчеты об экологичных автомобилях — Вождение электромобилей зимой: советы опытного владельца
FuelEconomy.gov — Советы для гибридов, подключаемых к электросети гибридов и электромобилей
InsideEVs — Tesla Model 3 Winter Survival: советы, приемы и методы
Tesla — Рекомендации по вождению зимой
.
No related posts.