低溫時電池的充放電設計要注意哪些？
來源：寶鄂實業(yè)
2019-05-20 19:15
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如果電池的充電速度過快，電池中的壓力就會增加，從而導致放電。充電溫度低于0℃時，將所有鎳基電池的充電電流降至0.1C非常重要。
（EDN電子技術設計在這里要快速說明下“C”的定義：如果電池容量為1000mAh，“C”被定義為在1小時內放電1000mA。）
具有負電壓（NDV）滿電檢測功能的鎳基充電器，可在低溫下快速充電時提供一定的保護：當低溫模擬充滿電的電池時，充電接受能率不佳。這部分原因是，在低溫下由于氣體重組能力降低而造成的高壓累積造成的。滿電時的壓力升高和電壓下降似乎是相伴發(fā)生。
為了能夠在所有溫度下進行快速充電，一些工業(yè)電池添加了熱毯，將電池加熱到合適的溫度；智能充電器自動調節(jié)充電率到當前的溫度。消費電子的充電器沒有這些功能，終端用戶只能在室溫下充電。
不同類型電池在低溫下的表現
當涉及到極端溫度時，鉛酸電池相當寬容，正如我們汽車中的蓄電池電池顯示的那樣。推薦的低溫充電速率為0.3C，與正常情況幾乎相同。在+20℃的舒適溫度下，充氣開始時充電電壓為2.41V/電池芯。到-20℃時，充氣閾值升至2.97V/電池。
凍過的鉛酸電池會導致永久性損壞。始終保持電池完全充電，因為在放電狀態(tài)下，電解液變得更像水，比充滿電時更易結冰。被浸沒過的鉛酸蓄電池往往會破裂，如果被凍就會造成泄漏；密封鉛酸包裝失去效力，失效前只能提供幾次充電周期而已，需要更換。
鋰離子電池在較冷的溫度下可提供相當好的充電性能，并能在+5至+45oC的溫度范圍內快速充電。低于+5oC時，充電電流應降低，在結冰的溫度下不允許充電。在充電過程中，內部電池芯電阻引起輕微的溫度升高，從而補償一些寒冷。所有電池的內部電阻在寒冷時變得更高。
許多電池用戶并不知道，消費級鋰離子電池在低于0℃時不能充電。盡管電池組看起來在正常充電，但在低溫充電過程中，陽極上可能會發(fā)生金屬鋰電鍍。這個電鍍是永久的，不會伴隨充電周期消除。如果暴露在振動或其他壓力條件下，鋰電池電池更容易出現故障。先進的充電器可以防止鋰離子電池在低于結冰溫度時充電。
對低于冰凍溫度的鋰離子電池充電，正在取得進展。對于大多數鋰離子電池來說，充電確實是可能的，但是以非常低的電流進行。
根據研究論文，-30℃的允許充電率為0.02C。例如：2500mAh的電池在-30 oC時需要以50mA的電流充電，在這樣低的電流下，充電時間需要延長到50小時以上，這似乎是不切實際的，但在北方的石油/天然氣領域，保持鋰離子電池組準備好并充滿電，以便控制管道內的壓力和其他參數，似乎是行的通的。通常這些電池組被用作后備電源。
所有電池在低溫下的性能急劇下降；然而，由于使用過程中內部直流電阻會升高，產生的效率損失會造成一些變暖效應。在-20℃時，大多數電池停止工作。盡管鎳鎘電池的工作溫度可以降低到零下40攝氏度，但允許的放電量只有0.2C。鋰離子電池可以工作在-40℃的溫度，但只能在較低的放電速率下工作。在這個溫度下充電是不可能的。用鉛酸電池會有電解質凍結的危險，這會使外殼破裂。當充滿電時鉛酸液比重更像是水，只有少量電量時會快速凍結。
