כיצד לטפל נכון בסוללות ליתיום בחורף?

מאז כניסת סוללת הליתיום-יון לשוק, נעשה בה שימוש נרחב בשל יתרונותיה כגון חיים ארוכים, קיבולת ספציפית גדולה וללא אפקט זיכרון. לשימוש בטמפרטורות נמוכות של סוללות ליתיום-יון יש בעיות כמו קיבולת נמוכה, הנחתה רצינית, ביצועי קצב מחזור גרועים, התפתחות ליתיום ברורה וביטול אינטרקלציה לא מאוזן של ליתיום. עם זאת, עם ההתרחבות המתמשכת של אזורי היישום, ההגבלות שמביאות הביצועים בטמפרטורה נמוכה של סוללות ליתיום-יון הפכו ברורות יותר ויותר.

על פי דיווחים, יכולת הפריקה של סוללות ליתיום-יון ב-20 מעלות צלזיוס היא רק כ-31.5% מזו בטמפרטורת החדר. טמפרטורת הפעולה של סוללות ליתיום-יון מסורתיות היא בין -20 ל-+60 מעלות צלזיוס. עם זאת, בתחומי התעופה והחלל, התעשייה הצבאית וכלי רכב חשמליים, הסוללות נדרשות לעבוד כרגיל ב-40 מעלות צלזיוס. לכן, לשיפור תכונות הטמפרטורה הנמוכות של סוללות ליתיום-יון יש משמעות רבה.

גורמים המגבילים את הביצועים בטמפרטורה נמוכה של סוללות ליתיום-יון:

1. בסביבת טמפרטורה נמוכה, צמיגות האלקטרוליט עולה, או אפילו מתמצקת חלקית, וכתוצאה מכך ירידה במוליכות סוללת הליתיום-יון.

2. התאימות בין האלקטרוליט, האלקטרודה השלילית והדיאפרגמה הופכת לקויה בסביבה בטמפרטורה נמוכה.

3. בסביבות טמפרטורות נמוכות, אלקטרודות שליליות של סוללת ליתיום-יון מושקעות בצורה חמורה, והליתיום המתכת המשקע מגיב עם האלקטרוליט, ותצהיר המוצר גורם לעובי של ממשק האלקטרוליט המוצק (SEI) לעלות.

4. בסביבת טמפרטורה נמוכה, מערכת הדיפוזיה של סוללת הליתיום יון בחומר הפעיל יורדת, והתנגדות העברת המטען (Rct) עולה באופן משמעותי.

דיון על הגורמים המשפיעים על הביצועים בטמפרטורה נמוכה של סוללות ליתיום-יון:

חוות דעת מומחה 1: לאלקטרוליט יש את ההשפעה הגדולה ביותר על ביצועי הטמפרטורות הנמוכות של סוללות ליתיום-יון, ולהרכב ולתכונות הפיזיקליות והכימיות של האלקטרוליט יש השפעה חשובה על ביצועי הסוללה בטמפרטורה נמוכה. הבעיות העומדות בפני מחזור הסוללה בטמפרטורות נמוכות הן: צמיגות האלקטרוליט תגדל, ומהירות הולכת היונים תואט, וכתוצאה מכך חוסר התאמה במהירות נדידת האלקטרונים של המעגל החיצוני. לכן, הסוללה תהיה מקוטבת בצורה חמורה ויכולת הטעינה והפריקה תרד בחדות. במיוחד בעת טעינה בטמפרטורה נמוכה, יוני ליתיום יכולים ליצור בקלות דנדריטים ליתיום על פני האלקטרודה השלילית, מה שגורם לסוללה להיכשל.

ביצועי הטמפרטורה הנמוכה של האלקטרוליט קשורים קשר הדוק למוליכות האלקטרוליט עצמו. המוליכות הגבוהה של האלקטרוליט מעבירה יונים מהר יותר, והיא יכולה להפעיל יותר קיבולת בטמפרטורות נמוכות. ככל שמלח הליתיום באלקטרוליט מתנתק יותר, כך מספר ההגירה גדול יותר והמוליכות גבוהה יותר. ככל שהמוליכות החשמלית גבוהה יותר, מוליכות היונים מהירה יותר, הקיטוב קטן יותר, וביצועי הסוללה טובים יותר בטמפרטורות נמוכות. לכן, מוליכות חשמלית גבוהה יותר היא תנאי הכרחי להשגת ביצועים טובים בטמפרטורה נמוכה של סוללות ליתיום-יון.

מוליכות האלקטרוליט קשורה להרכב האלקטרוליט, והפחתת צמיגות הממס היא אחת הדרכים לשיפור מוליכות האלקטרוליט. הנזילות הטובה של הממס בטמפרטורה נמוכה היא הערובה להובלת יונים, וקרום האלקטרוליט המוצק שנוצר על ידי האלקטרוליט על האלקטרודה השלילית בטמפרטורה נמוכה הוא גם המפתח להשפעה על הולכת יוני ליתיום, ו-RSEI הוא העכבה העיקרית של ליתיום סוללות יון בסביבות טמפרטורה נמוכה.

חוות דעת מומחה 2: הגורם העיקרי המגביל את הביצועים בטמפרטורות נמוכות של סוללות ליתיום-יון הוא התנגדות הדיפוזיה של Li+ המוגברת בחדות בטמפרטורות נמוכות, ולא סרט ה-SEI.

אז איך מטפלים נכון בסוללות ליתיום בחורף?

1. אל תשתמש בסוללות ליתיום בסביבות טמפרטורה נמוכה

לטמפרטורה יש השפעה רבה על סוללות ליתיום. ככל שהטמפרטורה נמוכה יותר, הפעילות של סוללות הליתיום נמוכה יותר, מה שמוביל ישירות לירידה משמעותית ביעילות הטעינה והפריקה. באופן כללי, טמפרטורת הפעולה של סוללות ליתיום היא בין -20 מעלות ל -60 מעלות.

כאשר הטמפרטורה נמוכה מ-0℃, שימו לב לא להטעין בחוץ, לא ניתן להטעין אותו גם אם אתם מטעינים אותו, נוכל לקחת את הסוללה לטעינה בתוך הבית (שימו לב, הקפידו להתרחק מחומרים דליקים!!! ), כאשר הטמפרטורה נמוכה מ-20 ℃, הסוללה תיכנס אוטומטית למצב רדום ולא ניתן להשתמש בה כרגיל. לכן, הצפון הוא המשתמש במיוחד במקומות קרים.

אם באמת אין מצב טעינה פנימית, כדאי לנצל עד תום את החום השיורי כשהסוללה מתרוקנת, ולהטעין אותה בשמש מיד לאחר החניה כדי להגדיל את קיבולת הטעינה ולהימנע מהתפתחות ליתיום.

2. פתחו את הרגל השימוש והטעינה

בחורף, כאשר עוצמת הסוללה נמוכה מדי, עלינו לטעון אותה בזמן ולפתח הרגל טוב לטעון מיד עם השימוש בה. זכור, לעולם אל תעריך את עוצמת הסוללה בחורף על סמך חיי הסוללה הרגילים.

פעילות סוללת הליתיום פוחתת בחורף, מה שקל מאוד לגרום לפריקת יתר וטעינת יתר, מה שישפיע על חיי השירות של הסוללה ותגרום לתאונת שריפה במקרה הרע. לכן בחורף עלינו לשים לב יותר לטעינה עם פריקה רדודה וטעינה רדודה. במיוחד יש לציין כי אין להחנות את הרכב לאורך זמן בדרך של טעינה כל הזמן כדי למנוע טעינת יתר.

3. אל תתרחקו בזמן הטעינה, זכרו לא לטעון לאורך זמן

אל תשאירו את הרכב במצב טעינה לאורך זמן מטעמי נוחות, פשוט שלפו אותו החוצה כשהוא טעון במלואו. בחורף, סביבת הטעינה לא צריכה להיות נמוכה מ-0℃, ובעת הטעינה, אל תעזוב רחוק מדי כדי למנוע מצבי חירום ולטפל בזה בזמן.

4. השתמשו במטען מיוחד לסוללות ליתיום בעת הטעינה

השוק מוצף במספר רב של מטענים נחותים. שימוש במטענים נחותים עלול לגרום נזק לסוללה ואף לגרום לשריפה. אל תהיו חמדנים לקנות מוצרים זולים ללא ערבויות, ואל תשתמשו במטענים לחומצת עופרת; אם לא ניתן להשתמש במטען שלך כרגיל, הפסק להשתמש בו מיד, ואל תאבד את המראה שלו.

5. שימו לב לחיי הסוללה והחליפו אותה בחדשה בזמן

לסוללות ליתיום יש תוחלת חיים. למפרטים ולדגמים שונים יש חיי סוללה שונים. בנוסף לשימוש יומיומי לא נכון, אורך חיי הסוללה משתנה בין מספר חודשים לשלוש שנים. אם המכונית כבויה או עם חיי סוללה קצרים באופן חריג, אנא פנה אלינו בזמן שצוות תחזוקת סוללת ליתיום יטפל בכך.

6. השאר עודפי חשמל כדי לשרוד את החורף

על מנת להשתמש ברכב כרגיל באביב בשנה הבאה, אם המצבר אינו בשימוש זמן רב, יש לזכור להטעין 50%-80% מהמצבר, ולהוציאו מהרכב לאחסון, ולהטעין באופן קבוע, בערך פעם בחודש. הערה: יש לאחסן את הסוללה בסביבה יבשה.

7. הנח את הסוללה בצורה נכונה

אין לטבול את הסוללה במים או להפוך את הסוללה לחה; אין לערום את הסוללה יותר מ-7 שכבות, או להפוך את הסוללה על פיה.