Litiumpariston testi talvella

Kuinka paljon Polar- tai Arctic-akkua on todellisuudessa litiumakuissa, joita voidaan ladata sisäänrakennetun lämmittimen ansiosta selvästi alle 0 asteen lämpötiloissa? Olemme testanneet tämän puolestasi, ainakin yhdessä mallissa.

Miksi litiumioniakut eivät pidä kylmästä?

Litiumioniakut ovat itse asiassa pieniä diivoja, ne eivät saa olla liian lämpimiä, mutta eivät myöskään liian kylmiä. Lämmön jälkeen kylmä on akkujen toiseksi suurin vihollinen. Tämä johtuu pääasiassa siitä, että pakkasta alhaisemmissa lämpötiloissa tarvittavat sähkökemialliset reaktiot tapahtuvat yhä hitaammin ja akun sisäinen vastus kasvaa edelleen. Litiumionien on yhä vaikeampi tehdä sitä, mitä ne rakastavat, eli liikkua elektrodien välillä. Tämän seurauksena akun suorituskyky heikkenee. Jos esimerkiksi akku kestää 10 tuntia 20 asteen lämpötilassa, ei ole epätavallista, että se kestää vain 4 tuntia tai jopa vähemmän 0 asteen lämpötilassa. Akku ei eroa sinusta kylmässä, myös sen liikkuminen on vaikeampaa.

Jos yrität ladata litiumakkuasi pakkasessa, akun sisällä tapahtuu vaurioita, joita kutsutaan “litiumpinnoitukseksi”.

Mitä tapahtuu litiumpinnoituksen aikana?

Kun akkua ladataan, ionit siirtyvät katodilta (akun positiivinen napa) anodille (akun negatiivinen napa). Kun puramme akkua, prosessi on päinvastainen, jolloin sähkö vapautuu. Jos nyt yrität ladata akkua, kun se on kylmä, ionit eivät välttämättä siirry katodilta anodille ja varastoidu sinne halutulla tavalla, vaan muodostavat metallista litiumia. Tämä litium kerääntyy anodille, mikä pahimmassa tapauksessa “vain” heikentää akun suorituskykyä. Se voi kuitenkin olla myös todella vaarallista, sillä metallinen litium voi aiheuttaa oikosulun, joka voi johtaa jopa tulipaloon.

Näistä syistä on tärkeää, että litiumakkua ladataan vain plus-asteessa. Yleensä akun BMS-järjestelmä kytkee latauksen pois päältä 0 asteen lämpötilassa ja suojaa siten kennoja litiumpinnoitukselta.

Ratkaisu: lämmitysmatto akussa

Tämän ongelman ratkaisemiseksi akkuvalmistajat asentavat akkukoteloihin yhä useammin lämmitysmattoja. Näiden lämmitysmattojen avulla akkukennojen lämpötila nostetaan tarpeen mukaan plussan puolelle, jotta akku voidaan ladata jopa selvästi pakkasen alapuolella olevissa ulkolämpötiloissa. Se on teoria 🫣.

Kokeilimme sitä Lapissa -20 asteen pakkasessa.

Supervolt 150Ah Polar -laitteen testi

Supervolt toimitti meille 150Ah:n Polar-mallin testiä varten. Ja voimme tässä vaiheessa sanoa, että se oli todellakin ehdoton kestävyystesti.

Suomessa vietetyn jäisen yön jälkeen, jolloin lämpötila oli -20 astetta, totuuden aamu oli saapunut. Alkaako akku latautua näissä lämpötiloissa?

Vilkaisu sovellukseen osoitti kennon lämpötilaksi -12 astetta, ja akun lämmitin käynnistyi heti moottorin käynnistämisen jälkeen. Tähän asti kaikki hyvin, ajattelimme. Lähdimme kohti seuraavaa määränpäätä, mutta lämpötila oli yksinkertaisesti liian kylmä. Vaikka moottori kävi, akku ei päässyt plussan puolelle edes yli kahden tunnin ajon jälkeen, eikä sitä ollut ladattu prosenttiakaan. Vasta kun olimme pysäköineet auton tauolle, moottorin lämpö sai akun lämpenemään niin paljon, että sitä voitiin ladata jatkomatkalla, ja ilman tätä pysähdystä se olisi todennäköisesti ollut mahdotonta. – 20 astetta on yksinkertaisesti liikaa tähän asennuspaikkaan. Voisimme siis olettaa, että normaali litiumakku olisi hoitanut saman homman. Tässäkin tapauksessa kennot olisivat luultavasti lämmenneet riittävästi moottorin lämmön vaikutuksesta paikallaan ollessa.

Havaintomme ovat osoittaneet, että lämmitys toimii todella hyvin jopa -5 asteeseen asti.

Toinen tilanne on, jos olet leirintäalueella, jossa on sähköliitäntä, jolloin akun lämmitin käynnistyy heti, kun lämpötila laskee pakkasen alapuolelle, eivätkä kennot jäähdy niin paljon.

Tämä kannattaa pitää mielessä, jos haluat seisoa vapaana talvella ja olet riippuvainen kuormasta.

Täältä löydät ensimmäisen Supervolt-testin: