Wiedza związana z baterią litową

Żywotność baterii
Uważam, że większość konsumentów słyszała, że ​​żywotność baterii litowych jest „500 razy”. Jeśli akumulator będzie ładowany i rozładowywany 500 razy, „umrze”. Aby przedłużyć żywotność baterii, wielu znajomych ładuje ją tylko wtedy, gdy bateria jest całkowicie wyczerpana. Nie wydłuża to jednak żywotności baterii litowej. Żywotność baterii litowej wynosi „500 razy”, co nie odnosi się do liczby ładowań, ale do cyklu ładowania i rozładowania.
Cykl ładowania oznacza proces wykorzystania całej mocy akumulatora od pełnego do rozładowanego, a następnie ładowanie od rozładowanego do pełnego, co nie jest równoznaczne z jednorazowym ładowaniem. Na przykład bateria litowa pierwszego dnia zużywa tylko połowę swojej mocy, a następnie ładuje ją do pełna. Jeżeli drugiego dnia jest to samo, czyli ładowanie połowy, czyli w sumie dwa ładowania, można to policzyć tylko jako jeden cykl ładowania, a nie dwa. Dlatego też ukończenie cyklu może wymagać zazwyczaj kilku ładowań. Po każdym cyklu ładowania pojemność akumulatora nieco się zmniejszy. Jednak to zmniejszenie mocy jest bardzo małe. Po wielokrotnych cyklach ładowania wysokiej jakości akumulatory nadal zachowują 80% swojej pierwotnej pojemności. Wiele produktów zasilanych litem jest nadal w normalnym użyciu po dwóch lub trzech latach. Oczywiście baterie litowe po zakończeniu ich żywotności nadal wymagają wymiany.
Tzw. 500 razy oznacza, że ​​producent osiągnął około 625 czasów ładowania przy stałej głębokości rozładowania (np. 80%), osiągając 500 cykli ładowania.
(80%*625=500) (pomiń takie czynniki, jak zmniejszenie pojemności baterii litowej)
Ze względu na różne czynniki występujące w życiu codziennym, zwłaszcza fakt, że głębokość rozładowania podczas ładowania nie jest stała, „500 cykli ładowania” można stosować jedynie jako referencyjną żywotność akumulatora.
Czynniki wpływające
Baterie litowe można zazwyczaj ładować i rozładowywać 300-500 razy. Baterie litowe najlepiej rozładowywać częściowo, a nie całkowicie, i starać się unikać częstych pełnych rozładowań. Gdy bateria zejdzie z linii produkcyjnej, zegar zaczyna się poruszać. Niezależnie od tego, czy są używane, czy nie, żywotność baterii litowych wynosi tylko kilka pierwszych lat. Zmniejszenie pojemności akumulatora wynika ze wzrostu rezystancji wewnętrznej spowodowanego utlenianiem (jest to główna przyczyna zmniejszenia pojemności akumulatora). Wreszcie rezystancja ogniwa elektrolitycznego osiągnie pewien poziom i chociaż akumulator jest w tym momencie całkowicie naładowany, nie może on uwolnić zmagazynowanej energii.
Szybkość starzenia akumulatorów litowych zależy od temperatury i stanu naładowania. Poniższa tabela ilustruje zmniejszenie pojemności akumulatora w przypadku dwóch parametrów.
Wpływ temperatury i początkowego ładowania na przechowywanie baterii litowej
Temperatura
Naładuj 40%
Naładuj 100%
0 stopień
Wydajność po roku 98%
Wydajność po roku 94%
25 stopni
Wydajność po roku 96%
Wydajność po roku 80%
40 stopni
Wydajność po roku 85%
Wydajność po roku 65%
60 stopni
Wydajność po roku 75%
Wydajność po trzech miesiącach 60%
Wysoki stan naładowania i podwyższona temperatura przyspieszają redukcję pojemności akumulatora.
Jeśli to możliwe, naładuj akumulator do 40% i umieść go w chłodnym miejscu. Umożliwia to działanie własnego obwodu zabezpieczającego akumulatora podczas długiego okresu przechowywania. Jeśli po pełnym naładowaniu akumulator zostanie umieszczony w wysokiej temperaturze, spowoduje to jego poważne uszkodzenie. (Dlatego w przypadku korzystania ze stałego źródła zasilania akumulator jest w tym momencie całkowicie naładowany, a temperatura zazwyczaj mieści się w zakresie 25-30 stopni, co powoduje uszkodzenie akumulatora i zmniejszenie jego pojemności).
Czynnik wpływający 1: Głębokość rozładowania i liczba ładowań
Z danych eksperymentalnych na rysunku 1 widać, że liczba ładowań jest powiązana z głębokością rozładowania. Im głębsze jest rozładowanie akumulatora, tym mniej może być jego ładowań.
Liczba ładowań * głębokość rozładowania=całkowita liczba ukończonych cyklów ładowania. Im wyższa całkowita liczba ukończonych cykli ładowania, tym dłuższa żywotność baterii, to znaczy liczba ładowań * głębokość rozładowania=rzeczywista żywotność baterii (pomijając inne czynniki)
Czynnik wpływający 2: Przeładowanie, nadmierne rozładowanie oraz duże prądy ładowania i rozładowywania
Unikaj przeładowania akumulatora. Jakakolwiek forma przeładowania akumulatorów litowo-jonowych spowoduje poważne pogorszenie ich wydajności, a nawet eksplozję.
Unikaj głębokiego rozładowania poniżej 2 V lub 2,5 V, ponieważ spowoduje to szybkie i trwałe uszkodzenie akumulatorów litowo-jonowych. Może wystąpić wewnętrzne pokrycie metaliczne, co spowoduje zwarcie i sprawi, że akumulator będzie niezdatny do użytku lub niebezpieczny.
Większość akumulatorów litowo-jonowych posiada obwody elektroniczne wewnątrz zestawu akumulatorów, które odłączają akumulator, jeśli napięcie akumulatora spadnie poniżej 2,5 V, przekroczy 4,3 V lub jeśli prąd akumulatora przekroczy ustaloną wartość progową podczas ładowania lub rozładowywania.
Unikaj dużych prądów ładowania i rozładowywania, ponieważ duże prądy wywierają zbyt duży nacisk na akumulator.
Czynnik wpływający 3: Przegrzane lub przechłodzone środowisko
Temperatura ma również duży wpływ na żywotność baterii litowych. Środowisko poniżej zera może spowodować spalenie baterii litowych w momencie włączenia produktu elektronicznego, natomiast przegrzanie zmniejszy pojemność baterii. Dlatego jeśli laptop przez dłuższy czas będzie korzystał z zewnętrznego źródła zasilania bez wyjmowania baterii, bateria będzie przez dłuższy czas poddawana działaniu wysokiej temperatury, rozładowywana przez laptopa i wkrótce zostanie zezłomowana.
Czynnik wpływający 4: Całkowicie naładowany lub brak zasilania przez długi czas
Stany zbyt wysokiego i niskiego poboru mocy wpływają niekorzystnie na żywotność akumulatorów litowych. Większość czasów ładowania podanych na sprzedawanych urządzeniach elektrycznych lub bateriach opiera się na 80% rozładowaniu jako test porównawczy. Eksperymenty pokazują, że w przypadku niektórych baterii litowych do laptopów, jeśli napięcie baterii często przekracza napięcie standardowe o 0,1 wolta, czyli z 4,1 wolta do 4,2 wolta, żywotność baterii zmniejszy się o połowę, a jeśli zostanie zwiększony o 0,1 wolta, żywotność zostanie zmniejszona do 1/3 oryginału; im pełniej akumulator jest naładowany, tym większe będą jego straty. Długotrwały stan niskiego poboru mocy lub brak zasilania powoduje, że opór ruchu elektronów wewnątrz akumulatora staje się coraz większy, co powoduje zmniejszenie pojemności akumulatora. Baterie litowe najlepiej przechowywać w stanie średniego naładowania, co zapewni im najdłuższą żywotność.