低温バッテリーとは？
A 低温バッテリー は、0 °C以下の温度でも信頼性の高い性能を維持できるよう特別に設計されています。温度が0 °Cに近づくにつれて内部抵抗が増加し、エネルギー貯蔵量の減少、充電時間の延長、容量の低下を招く標準的なリチウムイオン電池とは異なり、低温電池はこれらの制限を克服し、極端な低温条件下でも安定した電力を確保するように設計されています。
低温がバッテリーに与える影響
化学反応速度
低温では、黒鉛電極上へのリチウムイオンのインターカレーションとリチウムめっき反応が同時に起こる。低温条件下では、グラファイト内でのリチウムイオンの拡散が阻害され、電解液の導電性が低下するため、インターカレーションプロセスが遅くなる。このため、グラファイト表面へのリチウムめっきが起こりやすくなり、固体電解質界面（SEI）層の厚みが増す。
放電容量
低温では電極材料の活性が低下し、リチウムイオンの移動が制限され、放電電流が減少する。その結果、バッテリー全体の容量が低下する。
バッテリー抵抗
また、低温は正負両電極の荷電イオンの動きを妨げ、電解液中のイオン移動を遅くする。活物質の表面に析出物が形成され、内部抵抗がさらに増加する可能性があります。このプロセスは余分な熱を発生させ、リチウム電池の性能を著しく低下させます。さらに、リチウムイオンは充放電中に電解液と不可逆的に反応し、時間の経過とともに徐々に容量が低下したり、永久的な損傷につながることもある。
低温リチウム電池の仕組み
1.電解液の最適化
低温では、標準的なリチウムイオンバッテリーの電解液の導電性が低下するため、イオンの移動が遅くなり、全体的な容量が低下します。低温バッテリーは、極端な低温でも導電性を維持する特別に調合された電解液を使用しており、一貫したイオン移動と安定した性能を保証します。
2.電極材料設計
低温バッテリーのグラファイト電極とリチウム金属酸化物電極は、内部抵抗を低減し、リチウムイオンの拡散を促進するよう慎重に設計されています。これにより、リチウムのメッキや劣化のリスクを最小限に抑え、放電容量と電池寿命を維持します。
3.固体電解質界面（SEI）制御
SEI層は電池の安定性に重要な役割を果たす。低温電池は安定したSEI層を形成するように設計されており、電極表面への過剰なリチウム蓄積を防ぎ、不可逆反応を低減し、長期的な性能維持に役立っている。
4.熱および構造管理
低温バッテリーの中には、最適な動作温度を維持するために、内部に発熱体や断熱材を組み込んでいるものもあります。さらに、バッテリー内部の構造改良によりイオン輸送抵抗を低減し、極端な寒さでも信頼性の高いエネルギー出力を確保します。
低温リチウム電池メーカー
2018年に設立されたLanDazzleは、リチウムの研究開発に重点を置く大手リチウムメーカーである。 特殊形状リポバッテリー低温バッテリー リチウム電池パック.
カスタム低温バッテリーソリューション - LanDazzle
LanDazzle低温バッテリーの利点
シェイプド・アドバンテージ
高度な スタッキング技術また、電池の形状を幅広くカスタマイズすることが可能で、より高い性能を提供することができます。 デザインの柔軟性 と、デバイス内の内部スペースの使用を最適化する。これにより 小さい、 超薄型バッテリー コンパクトな製品や特殊な形状の製品に適合するだけでなく、信頼性の高い低温性能を提供します。このようなバッテリーは、特殊なアプリケーション、プロ仕様のスマート機器、スペース効率と低温条件下での安定した性能の両方が重要な環境に最適です。
パフォーマンスの優位性
卓越した低温放電性能
40℃で0.5℃の放電では、効率は60%を上回る。
30℃、0.5℃の放電で、バッテリーは公称容量の80%を発揮する。
広い動作温度範囲 -40 °C～60 °C。
高い安全基準： UL、CE、UN認証要件に準拠。
ウェイトアドバンテージ
同じ電圧と容量仕様の場合、低温リチウムイオンポリマー（LiPo）バッテリーは低温18650セルよりも軽量です。LiPoバッテリーは硬い金属ケーシングの代わりに柔軟なポリマー電解質を使用しているため、全体的な重量が軽減され、よりコンパクトでスペース効率の高い設計が可能になります。
結論
低温バッテリーは、産業用機器、ドローン、スマートデバイス、特殊なアプリケーションなど、低温環境下で信頼性の高い性能を確保するために不可欠です。その仕組みを理解することで、運用ニーズに最適なバッテリーを選択することができます。適切な低温バッテリーを選択することで、過酷な条件下でもデバイスの性能を最大化し、バッテリー寿命を延ばし、安全性を維持することができます。
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