química de baterías de alta temperatura

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Actualmente estoy desarrollando un registrador de datos alimentado con energía solar que se sienta afuera a la luz solar directa para una buena parte de su vida. Las pruebas preliminares han demostrado que el interior del recinto puede alcanzar hasta 70 ° C en un día caluroso en el sol de Australia.

Mi primera iteración de prototipo usaba una sola celda prismática de polímero de litio de 5000mAh 3.7v. Esto cumplía perfectamente con los requisitos de energía, pero en los días de calor moderado, el corte de temperatura excesiva de 50 ° C se activaría y la celda dejaría de cargarse desde el panel solar y la placa no se mantendría encendida cuando se retirara del sol. También me preocupa la vida útil de estas células bajo estrés por calor y el uso de celdas de polietileno potencialmente inflamables en condiciones de calor.

El dispositivo requiere 2-3000mAh de capacidad con una placa Vcc de 3v, el consumo de corriente promedio es de < 100mA. Prefiero no ventilar el gabinete ya que el dispositivo se usa en condiciones de mucho polvo y me gustaría mantenerlo como una unidad sellada. Al aislar mejor el recinto, es posible que pueda reducir el interior a unos 60 ° C si eso facilita las cosas. La batería debe tener un grosor inferior a 12 mm.

Para mi próxima iteración, estoy considerando diferentes químicas para abordar este problema. Hasta ahora, las únicas celdas clasificadas para tales temperaturas son las celdas de iones de litio de alta temperatura SAFT ( enlace ) que se clasifican hasta 125 ° C, pero no vienen como una celda plana y no están disponibles en pequeñas cantidades.

También he leído literatura mixta acerca de a qué temperatura se pueden usar las células LiFePO4.

¿Qué opciones tienen aquellos de ustedes que han necesitado baterías a altas temperaturas ambiente?

Si alguien pudiera señalarme en la dirección de algunos otros químicos o células específicas que pudieran cumplir mis requisitos, estaría muy agradecido.

¡Gracias!

    
pregunta user2036607

1 respuesta

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Lo primero que debes probar es la sombra, por ejemplo, Desde el panel solar. Si el panel solar realmente está re-irradiando (como usted dice en los comentarios), una sábana de manta espacial en la parte posterior de este se ocuparía de eso.

Un dispositivo brillante o incluso pálido obtendrá mucho menos calor (sin sombrear) que uno negro. Por supuesto, si la temperatura del aire excede el límite, todavía tendrá un problema, aunque esto podría resolverse con una masa térmica (una losa de aluminio) si las noches son lo suficientemente frías como para perder calor.

Es una pena que su requerimiento de grosor sea tan bajo: los ácidos de plomo de 6V están disponibles con un grosor de 34 mm (al igual que las células individuales de 2V). Y, por supuesto, los ácidos de plomo pueden funcionar bastante calientes bajo los capos de los automóviles.

Puede enfriar el aire sin abrir el estuche si presiona la batería contra un disipador de calor que se encuentra en la pared del estuche, con un ventilador en la parte exterior. El ventilador estaría expuesto al polvo, pero nada más lo haría, y existen ventiladores IP55 12V (haciendo suposiciones acerca de su panel solar).

    
respondido por el Chris H

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