温度是电池充电速度的唯一限制吗?


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充电速度过快可能会导致电池因发热而爆炸。

但是,如果我冷却电池该怎么办?如果我将其充分冷却后,可以充电吗?

如果电池温度较低,是否可以通过增加输入电压来提高充电速度?


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没有...化学反应的反应时间有限。
jsotola

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TonyM

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重新编辑-如果您已经阅读了给出的答案-您的想法是什么???
太阳迈克

仍然有帮助。谢谢您的回答,@太阳能麦克。
neverMind9

1
什么样的电池?锂和铅酸(例如)可能会吸引不同的答案。
克里斯·H

Answers:


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您当然不能以所需的速度充电,但是如果您在此过程中持续冷却电池,则确实可以提高充电速率。尽管重点不是使电池比正常温度更冷,但您还是要防止其变热。

例如,检查特斯拉电池组的拆卸情况,揭示快速充电所需的冷却系统。


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如果我有足够的冷却时间,可以充电吗?

不能。要更快地充电,您需要更高的电压来克服内部电阻。如果电压过高,可能会由于电解或其他影响而导致损坏,具体取决于电池的化学性质。

当每个电池的电压达到约2.45V时,铅酸电池会“放气”,因为水会分解为氢和氧。这会导致“湿”铅酸电池失去电解质,并且气体混合物具有爆炸危险。密封的铅酸电池可以吸收并重新混合一定量的气体,但是如果压力过高,它们会排出。必须保持低于放气电压是限制铅酸电池充电速度的主要因素,即使在电流不大的情况下也不会使电池过热。如果您忽略放气并尝试更快地充电,则由于气泡会降低有效电解质密度和极板表面积,因此充电效率可能会急剧下降。

高压还会导致腐蚀加剧,绝缘击穿,端子之间产生电弧等。因此,即使您以某种方式设法保留所有内部零件,也不能只是“尽可能多地”增加电压以获得更快的充电速率。电池冷却。

但是,使用某些电池化学成分,至少在部分充电周期内,您可以将充电电流增加到远远超过标称速率的水平。

对Nicad电池充电时,化学反应会吸热,因此电池在充电时自然会冷却下来。如果Nicad电池具有厚板和互连结构以保持低欧姆损耗,则可以在非常高的电流下为Nicad电池充电,直到充满电为止。但是,一旦充满电,必须立即切断电流,否则它将迅速加热并积聚内部压力,这可能会导致其放空和/或短路。

大功率锂离子电池也可以在“恒定电流”阶段快速充电。锂离子电池具有很高的充电效率,因此在充电过程中通常不会变热。主要限制因素是(非常薄的)隔板在更高电压下短路的可能性增加。某些大功率锂电池的额定充电速率最高为15C-4分钟内即可充满电!但是,由于严格限制了最大电压,因此必须在最后20%的时间内减小电流,以使达到100%充电的时间更长。


您非常有知识,@ BruceAbbott。
neverMind9

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实际上,随着温度的降低,可以对电池充电或放电的许多化学限制实际上会越来越严重

例如:冷电池中的载流子迁移率会比暖电池中的低。这导致更高的内部电阻。因此您无法快速充电或放电,因为电荷根本不会移动得那么快。

这就是为什么在冬季寒冷的日子里,启动器电池很难启动汽车的原因,因为它们根本无法提供那么多电流。对于充电,都是一样的。


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我对问题的解释更像是“如果使用主动冷却将电池保持在30°C,我可以继续增加电流吗?”,而不是将其冷却到零以下温度时会发生什么。
管道

嗯,在那种情况下,您应该真正写一个答案(因为是的,虽然会在一定范围内,有帮助,但在电极电流方面仍会找到技术界限,但仍会限制移动性)以补充我的问题!(我给予好评的是。)
马库斯·米勒

@pipe,但是是电池的哪一部分-您只能冷却外壳(或定制包装中单个电池的外部),但这不太可能是产生热量的地方,还有许多因素比选择电池材料的热导率
Chris H

1
@管道,事实是,不能使用主动冷却将电池保持在30°C。电池不是热超导体,因此您在冷却系统所在的外部与产生热量的电池内胆之间将具有温度梯度。如果您尝试将内部空间保持在30度,则外部层会更冷并且也不会充电。如果将外部温度保持在30度,内部温度会更高。
马克

@Mark不知道您为什么要回答我,因为我没有问这个问题。如果您了解有关电池的所有信息,则应该发布答案。
管道

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如果充电速度太快,则由于传热不是瞬时的,因此板会由于热膨胀而弯曲并形成局部的“短路”,这会导致灾难性的故障。

是的,在那里看到了吗:高速充电器在12v电池上设置为24v:由某人远不如一块面包...

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