أصبحت البطاريات ذات درجات الحرارة المنخفضة، مع ميزتها المتمثلة في الحفاظ على طاقة قابلة للاستخدام في الظروف الباردة، مصادر طاقة مهمة للبعثات العلمية القطبية، والدوريات على ارتفاعات عالية-، وعمليات الإنقاذ في حالات الطوارئ في فصل الشتاء، والعمليات على ارتفاعات عالية-. ومع ذلك، فإن خصائص المواد الفريدة ومتطلبات التشغيل تتطلب إتقان سلسلة من التقنيات العلمية في الاستخدام العملي للاستفادة الكاملة من الأداء وإطالة العمر الافتراضي وضمان السلامة.
الأسلوب الأساسي هو إدارة التسخين. يمكن أن يؤدي تفريغ البطاريات ذات درجة الحرارة المنخفضة أو شحنها-بطاقة عالية مباشرة في بيئات شديدة البرودة بسهولة إلى انخفاض مفاجئ في الجهد الكهربي، وانخفاض حاد في السعة، وحتى خطر طلاء الليثيوم الداخلي. يوصى بوضع البطارية في حاوية معزولة أو الاستفادة من نظام التسخين المدمج- قبل بدء تشغيل المعدات أو أداء المهام، مما يسمح بارتفاع درجة حرارتها إلى نطاق التشغيل الموصى به من قبل الشركة المصنعة (عادةً أعلى من 0 درجة ). بالنسبة للنماذج ذات وظائف التسخين المسبق، يجب بدء برنامج التسخين المسبق وفقًا للإجراء، ويجب مراقبة التغيرات في درجات الحرارة لتجنب تلف الخلايا بسبب التسخين غير المتساوي أو ارتفاع درجة الحرارة.
ثانيا، تحسين استراتيجيات الشحن والتفريغ أمر بالغ الأهمية. يجب أن يتم الشحن في ظل ظروف درجات الحرارة المنخفضة-بحذر شديد. قم بإعطاء الأولوية لأوضاع الشحن الحالية المنخفضة-المسبقة-، واستأنف الشحن بالمعدل الطبيعي فقط بعد استقرار درجة حرارة الخلية والجهد الكهربي لتقليل احتمالية تكوين تشعبات الليثيوم. أثناء التفريغ، تجنب تشغيل التحميل الكامل- لفترة طويلة. اضبط متطلبات الطاقة وفقًا لحمل المهمة لتقليل تدهور الأداء الناتج عن انخفاض درجة حرارة الاستقطاب-. إذا كانت هناك فترات زمنية طويلة بين المهام، فانقل البطارية إلى بيئة أكثر دفئًا أثناء فترة الاستراحة للسماح بارتفاع درجة حرارتها الداخلية، مما يساعد على استعادة السعة القابلة للاستخدام ومعدل الأداء.
ثالثا، إدارة سعة البطارية وتخزينها. في البيئات شديدة البرودة، يجتمع التفريغ الذاتي للبطارية مع انخفاض درجة الحرارة-، مما يؤدي إلى انخفاض سريع في السعة. احتفظ بسعة كافية بناءً على مدة المهمة وتجنب استنفاد البطارية إلى مستويات منخفضة للغاية قبل التخزين لمنع تلف هيكل القطب الكهربائي. بالنسبة للتخزين طويل الأمد-، حافظ على سعة البطارية بين 40% و60% وقم بتخزينها في مكان جاف ومظلم ودرجة الحرارة-مناسبة لإبطاء الشيخوخة الكيميائية. إذا كان التخزين في درجة حرارة منخفضة-مطلوبًا، فاستخدم عبوة معزولة لتأخير الانخفاض المفاجئ في درجة الحرارة.
يعد التكيف البيئي والحماية البيئية من التقنيات الحاسمة أيضًا. قلل من تعرض البطارية للمطر والثلج والرياح القوية ورذاذ الملح أثناء الاستخدام. إذا لزم الأمر، استخدم أغلفة مقاومة للماء والغبار أو الأكمام العازلة. أثناء النقل، استخدم تدابير تأمين وتغليف مقاومة للدائرة القصيرة والصدمات-لمنع حدوث أضرار ميكانيكية يمكن أن تؤثر على تماسك الخلية. بالنسبة للأنظمة متعددة- الخلايا، يجب الانتباه إلى توازن درجة الحرارة والجهد لكل خلية لتجنب الحماية الشاملة أو تدهور الأداء الناتج عن ضعف أداء خلية واحدة.
وأخيرا، ينبغي تنمية عادة مراقبة الحالة وتسجيلها. باستخدام نظام إدارة البطارية أو معدات اختبار مخصصة، تحقق بانتظام من المؤشرات مثل الجهد الكهربي والمقاومة الداخلية والسعة والحالة الصحية (SOH). إذا تم العثور على أي خلل، يجب إيقاف تشغيل البطارية لإصلاحها على الفور. يمكن أن يوفر تسجيل بيئة الاستخدام ومعلمات الشحن/التفريغ وعمليات الصيانة لكل استخدام دعمًا للبيانات لتخطيط المهمة اللاحقة واستبدال البطارية.
بشكل عام، تغطي تقنيات استخدام البطاريات ذات درجات الحرارة المنخفضة- التسخين المسبق والتحكم في درجة الحرارة، وإستراتيجيات الشحن/التفريغ، وإدارة السعة والتخزين، وحماية البيئة، ومراقبة الحالة. إن إتقان هذه التقنيات وممارستها يمكن أن يحافظ على إنتاج طاقة فعال وآمن في الظروف شديدة البرودة، مما يوفر ضمانًا قويًا للطاقة للمهام-الحرجة.
