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当气温降至零度以下时，大多数电池都难以达到额定性能。寒冷的天气会减缓电池内部的化学反应，增加内阻，并显著降低容量。对于在无人机、户外传感器或冬季车辆中使用锂电池的用户来说，选择正确的电池类型并采取适当的预防措施，可以使电池在平稳运行和突然断电之间起到决定性作用。
本指南介绍 寒冷对锂电池的影响在寒冷天气下选择或使用锂电池时应注意什么？
为什么寒冷天气会影响锂电池？
所有锂电池都依靠锂离子在阳极和阴极之间的电解液中移动。在寒冷的天气里，这种运动会减慢。随着温度的降低
- 离子迁移率下降这意味着能产生电流的离子移动量减少。
- 内阻增加在负载情况下会造成明显的电压下陷。
- 可用容量减少 - 在 -10 °C（14 °F）条件下，额定运行时间可能只有 50-70%。
低温也会使电解液变稠，如果电池太冷，充电时可能会导致锂镀层。这就是为什么制造商警告不要在低于 0 °C （32 °F）的温度下充电--这会永久性地损坏电池。
什么温度对锂电池有害？
锂离子电池在以下最佳温度范围内性能最佳 20°C 至 25°C (68°F 至 77°F).一旦气温降至零度以下 (0°C 或 32°F)，它们的性能就会开始明显下降。
- 0°C 至 -10°C（32°F 至 14°F）： 电池容量会适度下降，但仍可在性能有限的情况下运行。
- -10°C至-20°C（14°F至-4°F）： 效率急剧下降，难以维持足够的功率输出。
- 低于 -20°C (-4°F)： 在这种情况下充电会造成不可逆转的伤害。
在极低温度下、 充电风险最大 - 金属锂可能会在阳极上形成，从而可能导致 内部短路 和 严重的安全问题.
锂电池与锂铁电池：哪个更适合寒冷天气？
选择 锂聚合物（LiPo） 和 磷酸铁锂 (LiFePO₄) 这两种电池都是常用的锂化学物质，但它们在寒冷环境中的表现却截然不同。正确的选择不仅取决于对温度的耐受性，还取决于您的具体情况。 应用、重量要求和功率需求.
让我们从几个关键因素对两者进行比较：
| 特点 | 锂电池 | 磷酸铁锂电池 |
| 能量密度 | 高 | 中度 |
| 低温性能 | 中度：预热后可使用至 -20 °C | 卓越：内置加热装置可将容量保持在 -30 °C 以下 |
| 放电功率 | 高（适用于无人机等大电流设备） | 中等（稳定但峰值电流较小） |
| 周期寿命 | 典型值为 500-1000 个循环 | 可进行 2000+ 次循环 |
| 重量 | 轻巧灵活的外形 | 相同容量时更重、更笨重 |
| 安全 | 对过充/过热敏感 | 化学性质稳定，更安全 |
| 理想应用 | 无人机、可穿戴设备、机器人、便携式设备 | 房车、太阳能系统、冷藏库、备用电源 |
如何选择适合寒冷天气使用的锂电池？
如果您的应用需要，请选择锂电池：
- 无人机/遥控飞机
- 可穿戴设备
- 高性能遥控汽车
- 对轻便性要求极高的便携式电子设备
在这些情况下 高功率重量比和最小尺寸是不可或缺的要求，没有任何实用的替代品。 用户必须接受其在寒冷天气下性能大幅降低的事实，并严格遵守使用和充电协议（如充电前将其加热至室温）。
如果您的应用是，请选择 LiFePO₄：
- 房车/船舶电气系统
- 太阳能储存系统
- 便携式发电站
- 冰钓设备、户外露营电源
- 汽车启动器电池（辅助或主电池）
- 任何需要将电池固定在适当位置，并对安全性和使用寿命有严格要求的应用场合
在这些情况下 安全性、使用寿命和容量稳定性远比轻便性更重要。 您可以轻松地将较重的 LiFePO₄ 电池安装在固定位置，并享受长达十年的可靠服务。
定制低温电池解决方案 - 蓝电
东莞市蓝电新能源科技有限公司成立于 2018 年，是一家领先的锂电池制造商，专注于研发 特殊形状的电池、低温电池和 锂电池组.
我们的低温电池的优势：
- 形状优势： 通过先进的叠片技术 堆垛技术我们的电池形状可广泛定制，为客户提供更大的灵活性。 设计灵活性 并优化设备内部空间的使用。这样就能生产 小、 超薄电池 这些电池不仅适用于结构紧凑或形状独特的产品，还能提供可靠的低温性能。这种电池非常适合专业应用、专业智能设备，以及在低温条件下对空间效率和性能稳定性要求较高的环境。
- 性能优势： 我们的锂电池专为最严酷的寒冷气候条件而设计，可在其他电池无法胜任的情况下提供卓越性能。它们拥有出色的低温放电性能，即使在零下 40°C 的极端条件下，以 0.5C 的放电率放电，也能保持超过 60% 的效率。在更常见的 -30°C 温度条件下，它们可提供高达 80% 的额定容量。这些电池具有 -40°C 至 60°C 的宽工作温度范围和符合 UL、CE 和 UN 认证的高安全标准，可为您最关键的应用提供可靠、安全的电源。
- 重量优势： 在电压和容量规格相同的情况下，低温锂聚合物电池的重量比同类的 LiFePO₄ 电池有明显优势。这主要是因为锂聚合物电池采用了灵活轻便的袋式设计，而锂铁氧体电池通常采用较重的圆柱形或棱柱形铝外壳来容纳其固有的高密度化学成分。这种结构上的根本区别使锂电池的设计更紧凑、更节省空间。
如何在寒冷天气为锂电池充电？
在寒冷天气中，充电是锂电池最关键的过程。请始终遵循以下最佳做法：
- 切勿在 0 °C (32 °F) 以下充电。
给冷冻电池充电会导致锂镀层和内部短路。 - 充电前预热电池。
如果电池温度较低，请将其放入室内，让其逐渐达到室温。 - 使用具有温度保护功能的 BMS 或充电器。
许多现代系统会自动延迟充电，直到内部温度达到安全温度。 - 以较低的电流充电。
慢速充电（如 0.3C-0.5C ）对冷电池产生的压力较小。 - 冬季避免快速充电。
快速充电会扩大内部发热，导致锂沉积不均匀。
如何 在寒冷天气中保护您的锂电池?
虽然寒冷的天气会给锂电池带来挑战，但您可以采取积极的措施，确保整个冬季电池都能发挥最佳性能并延长使用寿命。以下是在寒冷天气下有效管理电池的四个关键策略：
- 优先考虑暖存储： 不使用时，请将电池存放在高于 10°C (50°F) 的环境中。这种简单的做法是防止电池容量大量损失和保持电池健康的最有效方法。
- 投资保温材料： 利用隔热包裹或保温毯为电池挡寒。这样可以形成一道屏障，有助于保持内部温度稳定，减缓热量流失。为获得最大的便利性，请考虑出厂时已安装隔热材料的型号。
- 使用前预热： 切勿使用冰冷的电池或对其充电。如果电池暴露在冰冷的环境中，请先轻轻加热。方法是将电池放在室内或使用专用的电池加热器。
- 选择主动管理： 为了在恶劣的气候条件下提供终极保护，请选择具有集成加热功能的电池系统。这些先进的装置会自动启动，将电芯加热到最佳工作温度，确保按需供电。
结论
选择适合寒冷天气使用的锂电池需要了解温度对性能和安全性的影响。锂聚合物电池具有无与伦比的功率重量比，是紧凑型和高耗电量应用的理想选择，但在使用前必须对其进行保护、绝缘和加温。对于在极端寒冷环境中工作的用户，LiFePO₄ 或定制的低温锂聚合物电池是理想的选择。 解决方案 带集成加热器的设备可提供最可靠的结果。
无论您是在阿拉斯加为无人机供电，在加拿大为相机供电，还是在科罗拉多州为户外传感器供电，遵循这些寒冷天气下的最佳实践，都能确保您的锂电池即使在气温远远低于零度的情况下也能保持可靠。
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