电池容量变小，其实是因为天太冷了
来源：宝鄂实业
2019-03-18 12:19
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对于许多地方来说，冬天都已经来到了我们的身边。不过，到了冬天，气温降低的同时，也会出现一些不太一样的现象。尤其是在室外玩手机的时候，很多人都会有手机电电量不耐用的情况。这样，在室外玩手机就显得不是很尽兴了。
有的人或许会把这方面归结到天气冷手机的性能更强这一方面，其实不然。手机在低温情况下获得了更好的散热，性能也得到了更好的发挥空间。不过，因为气温提升的性能比较有限，因此也不会对电量产生太大的影响。为了探索这个问题，专业人士也是给出了正确的答案。
最近，中国信息通信研究院对这一现象进行了实验。在实验中，实验人员把两块3400毫安时的电池充满电，然后将两块分别放在23摄氏度和-10摄氏度的环境中，并用相同的速度放电。结果发现常温下电池放电量为3420mAh，而在零下10摄氏度的电池放电量只有2716mAh。两者相比之下，温度低的电池整整下降了百分之21的容量。
对于这个比较严谨的实验，有关专家也解释了这个不太为人所知的现象。低温环境下会让锂电池的化学反应速率下降，所以电池的电量就会变得更小了。通过这个实验，我们知道了应该实事求是，而不是偏听偏信。如果你发现在冬天续航变差，也可以不用急着换电池，等到了温暖的环境在做判断也不迟。
今年第3季度，山东对19家企业生产的19批次电动自行车、手机等锂电池产品进行了监督抽检。检测发现，山东嘉寓润峰新能源、临沂颐阳新能源、山东颐捷新能源、山东兴宇新能源、山东泰一新能源5家企业生产的5批次产品不合格，不合格项目主要为穿刺、电池容量测试、挤压、重物冲击等。其中，穿刺实验是模拟电池在遭受尖锐物体穿刺时是否安全，检测人员用直径三毫米的钢针垂直穿过电池中心，停留30秒钟。
国家锂电池检测中心检测员梁雷告诉记者，这个电池表面已经完全烧焦，内部电芯也完全焦化，发生了着火，它是不合格的。如果是一个安全性能达标的电池，那顶多会有一定的发热，而不会发生燃烧爆炸。
而重物冲击则是模拟电池在遭受一定的正面冲击力之后是否安全。检测人员用直径为15.8mm的钢棒压住电池，随后用重量9.1千克的重物，从0.6米的高度垂直砸在钢棒上，如果电池发生起火爆炸则为不合格。
“我们可以看到，这个里面电芯都已经喷出来了，而且这个电池表面烧得黢黑，因为锂电池能量密度很大，一旦起火或者爆炸的话，爆炸的强度会很大，他会对人产生很大的危害。”国家锂电池检测中心技术负责人鞠群表示。
电池容量不合格则是平常所说的容量虚标，即试验检测的电池容量小于厂商标称的额定容量。
国家锂电池检测中心技术负责人鞠群认为，这个电池标称的容量是600个毫安时，它实际测出的容量只有300多个，不到400个毫安时，因为容量不达标的，一般就是规定使用时长短，最有可能就是厂商在制造电池的时候偷工减料，容量就小，而把它卖一个比较高的价格，这就是一个欺诈行为。
在过去十年中，锂电池的广泛应用已被证明是一种非常可靠的电池技术。锂电池广泛用于电动汽车，手机，照相机，笔记本电脑和其他移动设备。锂电池甚至用于电网中的能量存储。所以看起来锂电池比铅等传统类型的电池有很多优势.
首先，我将总结锂电池与铅电池相比最重要的好处。在这种情况下，铅电池是指铅电池的所有不同化学物质，甚至是最现代类型的铅电池，深循环密封.
电池不喜欢高温，因为它们会缩短使用寿命。然而，与锂电池相比，温度升高对铅电池的影响要大得多。温度高于20C会迅速降低铅电池的使用寿命，而锂电池则可承受高达45C的温度。当温度从20C升至30C时，铅蓄电池的使用寿命将缩短2倍。
下图清楚地显示了这一点，容量保持率与20C和33C的充电次数相对应。例如，在中东，带有铅电池的太阳能路灯可能需要在2年（或750个周期）内更换。当温度从20C升高到40C时，铅电池的使用寿命将降低4倍。对于锂电池技术，40C的温度根本不会对电池寿命产生任何影响。特别是考虑到太阳能路灯在温暖，阳光充足的地区（环境温度通常高于20C）最常见的事实，强烈建议使用锂电池。
耐低温
锂电池和铅电池在寒冷天气条件下都会失去有用的能量容量。然而，对于铅电池，效果要严重得多。在-20C的温度下，铅电池的有用能量减少到30％，如下图所示。在相同的放电条件下，锂电池保留了82％的能量容量。锂电池不仅在高温国家持续更长时间，而且在山区非常寒冷的地区也会持续更长时间。
周转效率
周转周期效率显示了电池在完整充电和放电周期中的效率。对于铅蓄电池，这通常约为75％。这意味着如果您为1000Wh的铅蓄电池充电，您只能获得750Wh的电量来实际为您的设备供电。因此，仅电池就会损失25％的系统效率！在太阳能路灯（或任何其他太阳能系统）的情况下，这意味着您需要至少多25％的太阳能电池板来为相同的负载供电。在这些条件下，系统将不可避免地变得更加昂贵（或者在相同配置下表现更差）。然而，对于锂电池，周转周期效率大约为98％。难怪我们看到这种电池技术的使用有所增加。
放电深度公差和放电周期
放电深度与每个周期中电池的耗电深度有关。电池放电越深，放电周期越少，因此电池的使用寿命就越短。锂电池可轻松放电至95％，而铅电池则可限制在50％以下。下图显示了放电深度如何与铅电池和锂电池的循环次数相关。如果我们想要使用电池大约2000个周期（2000/365天= 5，5年），你只能将铅电池放电25-35％，而锂电池则只能放电80％左右。这意味着您需要至少4倍的锂电池容量才能获得铅电池的相同电池寿命！或者换句话说：如果你想使用80％的电池容量，你只能使用铅电池250-500次循环而不是锂电池的2000次循环。铅蓄电池必须比锂电池更换4-8倍！
锂电池的复杂性
阅读完所有这些后，您可能想知道为什么有人会选择铅蓄电池。答案很简单。铅电池比锂电池更容易实施。锂电池对过充电（高于最大允许电压）和放电（低于最小允许电压）更敏感，这需要更先进的电子设备。在FlexSol，我们拥有处理这种复杂性的知识和技能。这就是为什么我们所有的产品都配备了专用的电池管理系统，可以优化充电和放电，从而最大限度地延长电池寿命。
案例研究：锂电池对太阳能路灯的影响
利用所有这些抽象的数字和图表，在太阳能路灯的特定情况下，很难完全掌握铅和锂电池之间的差异的影响。让我们用一个案例研究来关注锂电池对太阳能路灯性能和成本的影响。考虑我们配置100Wp太阳能电池板，20W光源和1400Wh锂电池。我们希望将电池使用2000个周期（5，5年），因此DoD不应大于80％。这意味着有效电池容量为1400Wh * 80％= 1120Wh。因此，电池可以为灯具供电1120Wh / 20W = 56小时。该系统中的电池成本约为800欧元，可以安装在色谱柱内（地上或地下）。如果我们想使用深循环GEL电池，我们需要一个130Wp的太阳能电池板来补偿周转周期效率。采用深循环GEL电池，太阳能电池板的成本约为200欧元。此外，如果我们想要相同的2000周期寿命，我们应该使用30％的DOD作为电池。这导致3700Wh的电池，在相同的有效容量和寿命下比锂电池大2.7倍。如果我们正在寻找质量好的电池。这已经比锂电池贵了，但这不是一切。由于尺寸较大，我们无法将铅电池放入色谱柱内，所以我们需要增加一个可以装上电池的额外地下容器。。那么，为什么铅电池通常看起来更便宜呢？答案很简单; 在我们的示例中，我们将高品质锂电池与可比较的高品质深循环电池进行了比较，具有相同的使用寿命和对周转周期效率的补偿。然而，大多数竞争对手提供更小的铅电池 - 在这种情况下大约2400Wh。这意味着电池必须经常更换2.7倍，此外，竞争对手不会补偿周转周期效率，这会导致灯具可用的电力减少。所有这些都导致初始价格降低，因此，尽管锂电池的前期成本略高，但考虑到寿命和性能，真正的拥有成本远远低于铅酸。这就是为什么我们只使用锂; 我们宁愿收取路灯，而不是我们的客户。
