Batería de baja temperatura y batería LiFePO4

¿Qué es una batería de baja temperatura?

Una batería de baja temperatura es una batería de iones de litio de nueva generación, utilizada principalmente en un entorno de baja temperatura. Se trata de una batería única desarrollada para hacer frente a los defectos de baja temperatura que suelen aparecer en el rendimiento de las fuentes de energía químicas. Como su nombre indica, la batería de baja temperatura puede funcionar a temperaturas extremadamente bajas, de hasta -50 °C.

La batería de baja temperatura es ideal para equipos que funcionan en condiciones de hielo. Así, la capacidad de las baterías de iones de litio para funcionar a temperaturas tan bajas como -30 °C o por debajo de -50 °C son beneficiosas para las personas que viven en condiciones climáticas tan duras.

Una batería de baja temperatura puede alimentar eficazmente los equipos electrónicos necesarios. Por lo general, a una temperatura de -20 °C, una batería de iones de litio típica puede funcionar sin problemas. Pero cuando la temperatura es inferior a -30 °C o incluso inferior a -50 °C, es imprescindible una batería de iones de litio de baja temperatura para que el dispositivo siga funcionando.

Para mejorar el rendimiento de las baterías de iones de litio, la temperatura interna y externa son factores cruciales. La temperatura tendrá un impacto considerable en el rendimiento y el uso de las baterías de iones de litio. Cuando se producen variaciones significativas de temperatura, también será motivo de efectos adversos en las baterías de iones de litio.

Para una gestión adecuada de la batería, es imprescindible conocer la temperatura interna de la batería de iones de litio. Un sistema fiable de gestión de la temperatura de la batería puede mantener el entorno necesario para que la batería de iones de litio funcione correctamente. Actualmente, podemos encontrar dos tipos de sistemas de gestión de baterías, los sistemas de gestión de temperatura activos y los pasivos. En la batería de iones de litio de baja temperatura, tendrá un sistema de calentamiento interno. La nueva tecnología térmica de las baterías de iones de litio calienta la batería internamente, sin técnicas de calentamiento externas ni aditivos para el electrolito.

Expliquemos los usos de las baterías de baja temperatura con algunos ejemplos. Los campos de aplicación de las baterías de litio de baja temperatura son equipos especiales, operaciones en aguas profundas, investigación científica polar, rescate en zonas frías, electrónica médica, ferrocarriles, barcos, robots, etc.

El equipo dispondrá de sensores de temperatura para comprobar la temperatura en tiempo real. Las baterías ordinarias de iones de litio no pueden funcionar ni suministrar la energía eléctrica necesaria para hacer funcionar las unidades de refrigeración en condiciones meteorológicas de clima frío.

Por debajo de -30°C ~ -50°C están fuera de sus límites de funcionamiento. Pueden funcionar sin problemas entre -20°C ~ +60°C. Una batería LiFePO4 normal puede suministrar 10-20% de su capacidad energética bajo -20~0°C. En estas condiciones climáticas, las baterías LiFePO4 a menudo no alcanzan la potencia necesaria. En estas condiciones, la gente necesita una batería LiFePO4 de baja temperatura que pueda funcionar en condiciones climáticas tan hostiles.

Duración de la batería y su relación con la temperatura

No es en absoluto un secreto que la temperatura influye en la esperanza de vida de una batería. Las temperaturas también son un motivo para acabar con el rendimiento de la batería. Sin embargo, el tiempo caluroso reduce la vida útil de la batería más que el tiempo frío. Cuando las condiciones climáticas son adversas, la reacción química dentro de la batería se ralentiza, lo que puede alargar su vida útil. Pero aún así, hay un inconveniente: cuando la reacción química se ralentiza, afecta al rendimiento de la batería. Así, cuando el ambiente se vuelve extremadamente frío, la batería deja de funcionar.

El rendimiento de la batería depende mucho de las condiciones climáticas de calor y frío del entorno. La temperatura cálida es una razón para acortar la vida útil de una batería. En condiciones de alta temperatura, la reacción química de la batería es elevada, lo que aumenta su rendimiento.

El aumento del rendimiento también será una razón para la rápida degradación de la batería. Pero la ralentización del rendimiento de la batería en climas fríos sólo expone el proceso de degradación en curso de la batería. En condiciones climáticas extremadamente calurosas, cuando obtenemos una esperanza de vida de la batería de 30 meses, podemos esperar una vida de la batería de 55 meses en un clima frío. Por lo tanto, el rango de temperatura de funcionamiento de la batería es una de las condiciones importantes para elegir una batería.

La tasa de autodescarga de cualquier batería de plomo-ácido aumentará cuando la temperatura sea alta, y esto ocurre debido al aumento de la velocidad de reacción química en la batería. Pero una batería de iones de litio ofrece un mayor almacenamiento de energía, un rendimiento excepcional y ciclos de vida máximos. El factor rendimiento tiene una relación directa con el ciclo de vida de la batería. Cuando obtenemos un mayor rendimiento de la batería, obviamente, su ciclo de vida se ve comprometido a largo plazo.

El nivel de aceptación de carga disminuirá si la batería no funciona a la temperatura aceptada. Esto ocurre porque la combinación de iones en la batería es baja. Si continúa cargando la batería sin tener en cuenta las condiciones climáticas de temperatura, se producirá presión en el interior de la batería, lo que provocará un cortocircuito.

Explica que la temperatura de la batería es demasiado baja

La siguiente información le dará una idea clara de las lecturas de carga y descarga entre las baterías de ión-litio y las de plomo-ácido. Al repasar la información anterior, podrá comprender la importancia de las temperaturas de carga y hasta qué punto una batería puede adaptarse a la temperatura de carga.

La temperatura de funcionamiento también varía en función del tipo de batería. Mientras que una batería de plomo-ácido puede cargarse y descargarse de -20°C a 50°C, la batería de iones de litio puede cargarse y descargarse de 0°C a 45°C y de -20°C a 60°C, respectivamente.

La exposición continuada de las baterías al frío también afectará negativamente a su seguridad y rendimiento. En tiempo de congelación, las baterías mostrarán una alta resistencia interna. La resistencia interna empujará a la batería a realizar un mayor esfuerzo para suministrar la energía, y las baterías realizan esta tarea reduciendo su capacidad. Cuando la batería reduce su capacidad, también se ven afectados sus índices de carga y descarga. El efecto del frío varía en las baterías en función de sus fórmulas químicas.

Cuando la temperatura de tu móvil descienda por debajo de los 4°C, es probable que aparezca un mensaje de advertencia como "temperatura de la batería demasiado baja". Si se encuentra en una zona de clima frío, caliente inmediatamente la batería para restablecer su estado. Podría haber otras condiciones. Por lo tanto, tienes que comprobar si tu teléfono muestra el mensaje repetidamente. Si no toma ninguna medida correctiva, la batería se apagará.

¿Qué hacer si la temperatura de la batería es demasiado baja?

Las siguientes son algunas acciones correctivas para salvar la batería del teléfono se agota.

Modo de ahorro de batería

Si la carga de la batería es inferior a 15-20%, debes activar inmediatamente el "modo de ahorro de batería", que las mantendrá en funcionamiento durante otros 10-15 minutos.

Calienta tu teléfono

Si la temperatura exterior es demasiado fría, guarda el teléfono en un lugar cálido. Puedes probar a sujetar el teléfono, meterlo debajo del abrigo o en el bolsillo y dejar que se caliente durante algún tiempo. El calentamiento detendrá la condensación y prolongará la duración de la batería de tu teléfono.

Realizar una carga completa

Cargue siempre completamente su teléfono, especialmente durante el invierno. Así evitarás que se agote la energía. Tenga el cargador a mano y recárguelo siempre que la carga baje de 15-20%.

Las baterías de iones de litio dependen de acciones químicas para generar energía. En condiciones de frío extremo, las baterías de iones de litio ralentizan su rendimiento o incluso dejan de funcionar. Las condiciones climáticas frías agotan la energía de la batería rápidamente, y para superar esto, usted tiene que cargar la batería con frecuencia. Sin embargo, la recarga a baja temperatura tampoco es tan sencilla como en condiciones climáticas normales.

Cuando hace frío, los iones no se mueven correctamente, y este movimiento lento repercute negativamente en el suministro de la energía necesaria. Por lo tanto, si vives en un lugar con clima frío, sería mejor utilizar baterías de iones de litio de baja temperatura con tecnología de calentamiento interno.

Si no hay una batería de litio de baja temperatura, la baja tensión de la batería de litio causada por el entorno de baja temperatura ya no puede mantener el uso normal de los equipos eléctricos，podría calentar su batería de litio externamente, cubrirla con una manta o colocarla en un espacio con calefacción y cargarla en un rango de temperatura de carga adecuado.

Qué es una batería LiFePO4

LiFePO4 es el sinónimo de batería de Litio Hierro Fosfato, o en pocas palabras, podemos llamarla batería LFP. En una batería LFP, el fosfato de hierro y litio es el material del cátodo, y el ánodo es el electrodo de carbono grafítico con un soporte metálico. Tiene un voltaje de funcionamiento bajo y su densidad energética es mucho menor que la de una batería de iones de litio normal, como las de níquel manganeso cobalto y níquel cobalto aluminio.

Gracias a estas características, tiene una vida útil más larga, un coste de funcionamiento bajo y una toxicidad escasa. Estas baterías no contienen cobalto y tienen factores de utilidad más significativos, por lo que son ideales para vehículos eléctricos y soluciones de reserva de energía.

Rendimiento de las baterías de litio fosfato de hierro en climas fríos

Por lo general, cuando hace frío, las reacciones químicas en el interior de la batería se ralentizan, lo que disminuye su rendimiento y capacidad de descarga. El fosfato de iones de litio puede rendir mejor que las baterías selladas de plomo-ácido. La batería LiFePO4 de carga a baja temperatura funciona durante un periodo prolongado, proporciona más potencia, una vida útil más larga y se recarga más rápido que las baterías de plomo-ácido selladas.

De lo anterior se deduce que la cantidad de potencia máxima que puede suministrar la batería será mucho menor. LiFePO4 baja temperatura de carga de la batería tendrá una mayor tasa de descarga en condiciones de clima frío, es decir, en una baja temperatura que las baterías selladas de plomo-ácido. Cuando una LiFePO4 muestra una tasa de descarga de 70% a -17°C, una batería de ácido sellada puede descargarse en 45% de su capacidad.

Consejos para cargar baterías LiFePO4 a baja temperatura

Aunque las baterías LiFePO4 de baja temperatura tienen muchas ventajas, incluso pueden descargar capacidad ≥75% a -50℃pero tiene una desventaja importante en la carga a baja temperatura. No se puede recargar a temperatura de congelación, especialmente cuando la temperatura es de -35°C. Si intenta recargar baterías LiFePO4 de baja temperatura, puede ser una razón para el enchapado de litio. El enchapado de litio es un proceso que reduce la capacidad de recarga y desarrolla problemas de cortocircuito, causando así daños irreparables a la batería.

En condiciones de temperatura bajo cero, si quiere cargar una batería LiFePO4 de carga a baja temperatura, tiene que elevar su temperatura inmediatamente. El mejor método para aumentar la temperatura de la batería es trasladarla a un lugar cálido. Envolver la batería en una manta térmica también es una excelente opción para aumentar la temperatura y mantenerla cerca de un pequeño calentador.

Nueva tecnología para resolver la carga de baterías de iones de litio a bajas temperaturas

La tecnología de las baterías de iones de litio ha mejorado mucho en los últimos tiempos, y la nueva tecnología en química de electrolitos está consiguiendo cargar una batería de iones de litio a temperaturas tan bajas como -60 °C. La nueva tecnología es una gran ayuda para los vehículos eléctricos y la maquinaria de servicios públicos que funcionan con baterías eléctricas. El nuevo electrolito que permite que la batería se cargue y funcione eficazmente en un entorno más frío y a baja temperatura cambiará la forma en que utilizamos los equipos alimentados por iones de litio.

La nueva química de los electrolitos puede aumentar la densidad energética y mejorar los parámetros de seguridad de los condensadores electromecánicos y las baterías de iones de litio. Los nuevos electrolitos permiten que los condensadores electroquímicos funcionen por debajo de -80 °C. Aunque esto permite que las baterías de iones de litio funcionen en un entorno de baja temperatura, es necesario mantener adecuadamente la temperatura ambiente de la batería.

Conclusión

La diferencia más esencial entre las pilas de baja temperatura y las pilas normales es la diferencia en la temperatura de funcionamiento de la pila. Las baterías de baja temperatura tienen un rango de temperatura de almacenamiento más amplio que las baterías ordinarias. Cargar una batería de baja temperatura es un reto si se empieza a cargar la batería de iones de litio si la temperatura desciende por debajo de Cero o -35°C no reduciendo la corriente de carga.