Kako podaljšati življenjsko dobo litijevih baterij
1. Nekaj znanih osnovnih znanj
Kot polnilna baterija imajo litij-ionske baterije številne prednosti, kot je visoka energijska gostota, in se zdaj pogosto uporabljajo v digitalnih izdelkih.
(1) Nekatere zgodnje polnilne baterije, kot so nikelj-kadmijeve baterije, imajo spominski učinek. Če se baterija ne izprazni in se začne polniti, je naslednjič, ko jo izpraznite in postavite na to mesto, ni več mogoče postaviti, kar povzroči zmanjšanje zmogljivosti baterije; če baterija ni popolnoma napolnjena, se bo začela prazniti, nato pa se bo naslednjič napolnila in nato ponovno napolnila do tega mesta , Ni je mogoče napolniti, kar vodi tudi do zmanjšanja zmogljivosti. Zato je za nikelj-kadmijeve baterije in druge baterije, ki imajo spominski učinek, najboljši način za njihovo uporabo, da jih napolnite, ko so izrabljene, in jih uporabite, ko so polne.
Litijeve baterije nimajo tega učinka. Nasprotno, popolno polnjenje in praznjenje litijeve baterije močno poškoduje zmogljivost litijeve baterije. Zato litijeve baterije ni treba popolnoma napolniti.
(2) Litijeve baterije so izjemno škodljive, ne glede na to, ali so prenapolnjene ali preveč izpraznjene. Če je prenapolnjen, bo trajno poškodoval kapaciteto litijeve baterije; če je prenapolnjen, bo prišlo do nevarnosti, kot je eksplozija. Vendar pa ni nevarnosti prenapolnjenosti, če je litijeva baterija priključena čez noč, saj bodo te naprave seveda prenehale polniti ali zmanjšale tok na zelo nizko raven, ko so popolnoma napolnjene (le da bi nadomestile majhno količino poraba energije čez noč). Pravzaprav ima deset-dolarska litijeva baterija 18650, ki jo običajno uporabljam v DIY, vgrajeno zaščitno ploščo, tako da jo bo zagotovo imela na mobilnih telefonih in tako naprej.
Če je preveč izpraznjena, se litijeva baterija ne bo več polnila in je ni mogoče uporabiti neposredno. Za posebno aktivacijo ga je treba razstaviti; če je preveč izpraznjena, bo popolnoma"stradala" in popolnoma neuporabna. Zato, ker ima sama litijeva baterija določeno stopnjo samopraznjenja, je treba zagotoviti, da ima naprava določeno količino moči, preden litijevo baterijsko napravo shranite za dolgo časa, da preprečite stradanje baterije; po določenem času preverite, ali ga je treba napolniti.
(3) Življenjska doba litijeve baterije je dejansko povezana s polnilnim tokom (ali hitrostjo polnjenja). Zato lahko rečemo, da je življenjska doba litijeve baterije povezana z napajanjem. Na splošno bo življenjska doba litijevih baterij krajša, če se uporablja hitro polnjenje. Vendar, dokler tok ne preseže vrednosti polne napolnjenosti v 1 uri, vpliv hitrosti polnjenja na življenjsko dobo ni pomemben.
Edini"problem" pri uporabi napajalnikov, računalniških USB vrat itd. je tok napajalnika relativno majhen in polnjenje zelo počasno; za življenjsko dobo baterije to ni škodljivo. Razen pri izjemno slabših polnilnikih, današnje naprave' v bistvu' ne prevzemajo vira energije za polnjenje, za razliko od zgodnjih dni mora biti vsaka baterija mobilnega telefona opremljena s posebnim polnilnikom. Nasprotno, počasnejši polnilni tok bolj ščiti baterijo.
(4) Litijeve baterije je najbolje uporabljati pri sobni temperaturi. Uporaba litijevih baterij pri visokih temperaturah, njihovo polnjenje ali dolgotrajno shranjevanje trajno zmanjša zmogljivost. Polnjenje litijeve baterije pri nizki temperaturi (< 0°c)="" bo="" povzročilo="" trajne="" poškodbe,="" vendar="" se="" bo="" le="" pri="" nizki="" temperaturi="" v="" bistvu="" le="" začasno="" zmanjšala="" zmogljivost="" in="" se="" bo="" povrnila,="" ko="" se="" bo="" vrnila="" na="" normalno="" temperaturo.="" ni="" velika="" težava="" shranjevanje="" litijevih="" baterij="" pri="" nižjih="" temperaturah,="" vendar="" jih="" pri="" prenizkih="" temperaturah="" ni="" mogoče="" hraniti="">
2. Podrobnejše znanje
Izguba zmogljivosti litijevih baterij je izjemno zapleten proces, ki vključuje številne dejavnike. Tukaj ni prostora za razlago posebnega mehanizma, prek katerega ima vsak dejavnik vpliv, ampak kratek seznam teh dejavnikov.
Izgubo zmogljivosti litijevih baterij lahko razdelimo na dva dela: izguba zmogljivosti skozi čas (staranje koledarja) (litijeva baterija ostane neuporabljena, zmogljivost se bo zmanjšala za dolgo časa) in izguba zmogljivosti, ki jo povzroči uporaba (ciklično staranje). ).
V zvezi s prvim so glavni vpleteni dejavniki:
Stanje polnjenja. To se nanaša na mesto, kjer je moč v skupni zmogljivosti. Na primer, 40 % ali 60 %;
Temperatura (Temperatura);
Čas shranjevanja (čas).
V zvezi s slednjim so glavni dejavniki:
Globina praznjenja vsakič. Na primer, vsakič, ko napolnite od 0 % do 100 % in nato napolnite do 0 % ali začnete polniti, ko je baterija 20 %, in jo izključite, ko doseže 80 %. To ni isto;
Stanje napolnjenosti (State of Charge), ki se običajno imenuje električna energija. Za isti DoD je lahko povprečni SoC različen. Na primer, ko se baterija vzdržuje med 40 % in 100 % in se baterija vzdržuje med 20 % in 80 %, čeprav sta globina polnjenja in praznjenja enaka, je vpliv na baterijo drugačen zaradi različnega stanja polnjenja ;
Stopnja polnjenja (stopnja polnjenja). Če lahko polnilni tok popolnoma napolni baterijo v 1 uri, pravimo, da je hitrost polnjenja v povprečju 1C; če lahko polnilni tok popolnoma napolni baterijo v 2 urah, pravimo, da je hitrost polnjenja v povprečju 0,5C; in tako naprej;
Temperatura (Temperatura);
Število ciklov. Očitno je, da je kolesarjenje za dvesto ciklov bolj izgubljeno kot sto ciklov ...
Poleg tega obstajajo nekateri dejavniki, ki so skoraj izven našega nadzora. Na primer, litijeva baterija v začetni fazi uporabe bo podvržena procesu oblikovanja vmesnega filma trdnega elektrolita (SEI film). Ta postopek porabi določeno količino litijevih ionov. Dokler je treba baterijo uporabljati, tega postopka ni mogoče zaobiti, zato nam'o tem ni treba preveč razmišljati.
Staranje koledarja in staranje cikla sta v bistvu neodvisna. Torej, če lahko naprava neposredno uporablja zunanji vir napajanja brez polnjenja in praznjenja litijeve baterije, se lahko izognemo cikličnemu staranju, kar je koristno za življenjsko dobo litijeve baterije. Vendar, v katerem SoC naj ostanemo? To je tisto, o čemer bomo razpravljali v nadaljevanju: kvalitativni zakon o vplivu različnih dejavnikov na izgubo življenjske dobe litijevih baterij.
(1) Država polnjenja
Študije so pokazale, da bosta, ko je SoC nižja, staranje koledarja in ciklično staranje odloženo. Zato, če želimo zmanjšati življenjsko dobo litijevih baterij, moramo ohraniti nizko moč. Na primer, če želite, da naprava neposredno uporablja zunanji vir napajanja brez polnjenja in praznjenja litijeve baterije, je bolje ohraniti moč pri 40 % kot pri 60 %.
Torej, dokler je za uporabo potrebno dovoljenje, ali nižja kot je baterija, tem bolje? Odvisno je od tega, ali dovolite, da litijeva baterija ne sodeluje pri polnjenju in praznjenju, na primer, da jo shranjuje na čakanju ali uporablja samo zunanje napajanje (trenutno samo staranje koledarja), ali ji dovolite, da sodeluje pri polnjenju in praznjenju (ciklično staranje prevladuje pri tokrat).
V prvem primeru je moč res čim manjša. Če pa je baterija prenizka, je nevarnost stradanja, ki nastane zaradi pozabljanja napolniti baterijo, še večja. Pod pogojem, da baterija ne bo umrla od lakote, je zaščitni učinek boljši, če je baterija izpraznjena do 5 % ali celo blizu 0 % in nato shranjena.
V slednjem primeru je situacija nekoliko bolj zapletena. Ko je baterija prenizka, se bo notranji upor baterije povečal. Naj's postavi skrajno hipotezo za ponazoritev tega skritega problema. Kapaciteta določene baterije je 10Wh. Njegova notranja upornost je zelo visoka, ko je njegova moč 0~10%, tako da, ko shranite 1Wh moči za polnjenje moči od 0% do 10%, lahko porabite le 0,1Wh, ko jo odstranite, in ostalih 0,9 Kdo deluje v napravi. Ko se preklopi v toploto na bateriji. V tem času smo učinkovito porabili le 0,1 Wh, vendar smo povzročili cikel staranja baterije za 1 Wh. Notranji upor je nizek, ko je njegova moč med 98 % in 100 %. Čeprav je cikel staranja, ki ga povzroči baterija od 98 % do 100 %, le 0,2 Wh, med uporabo proizvede manj toplote in lahko doseže tudi učinkovito vrednost 0,1 Wh. uporaba. Čeprav bo staranje iste 0,2 Wh baterije pri visoki porabi večje od staranja enakovredne 0,2 Wh pri nizki porabi, je verjetno tudi manjše od dejanske 1 Wh nizke porabe.
Med omejenimi podatki, ki jih najdem, ne morem ugotoviti, ali je nivo baterije manjši od 20 %, ali večji notranji upor prinaša večjo škodo ali pa ima nizka napolnjenost večjo korist, zato tukaj ne morem odgovoriti. Bi morala biti baterija tako nizka? Zagotovo pa je, da vsaj pri stopnji moči nad 40 % lahko prezremo notranji upor baterije. Zato je na primer ohranjanje moči pri 40 % ± 20 % bolj koristno kot ohranjanje pri 60 % ± 20 %.
(2) Temperatura
Katera temperatura je najbolj prijazna do litijevih baterij? Podatki, pridobljeni iz različnih študij, niso povsem enaki, so pa približno podobni ugodni temperaturi človeškega telesa. Zato imejte temperaturo pri sobni temperaturi, ki vam omogoča udobno.
Pri višjih temperaturah (skoraj višji od normalne ustne temperature osebe &) je proces staranja vseeno veliko hitrejši.
Pri nižji temperaturi (skoraj 0°C) shranjevanje v bistvu ni težava, če pa je napolnjeno, bo povzročilo več škode kot običajno.
Pri ekstremno nizkih temperaturah (skoraj< 20°c)="" celo="" shranjevanje="" ni="">
(Vstavi: Raziskave o vlažnosti se zdijo redko vidne, vendar po zdravi pameti ne mislite, da je preveč vlažno ...)
(3) Vsakokratna globina praznjenja
Čim manjša je globina polnjenja in praznjenja, tem bolje. Veliko bolje je, da baterijo napolnite za kratek čas še nekajkrat na dan, kot da baterijo napolnite skoraj vsak dan in jo nato ponoči znova napolnite.
Morda imate vprašanje: če je polnjenje plitko, ali se' ne bi število ciklov naravno povečalo? Na primer, če lahko uporabimo 500 ciklov glede na 100 % globine polnjenja in praznjenja, mar ne pričakujemo' seveda, da bomo uporabili 1000 ciklov glede na 50 % globine? Pravzaprav temu ni tako. Raziskovalci pravijo, da vsak cikel temelji na skupni količini polnjenja in praznjenja, ki je dosegla 100%. Po tej definiciji še vedno pridemo do zaključka, da plitkejše kot je polnjenje in praznjenje, tem bolje, kar pomeni, da lahko na primer pri 50-odstotni globini računate na 2000 časov polnjenja in praznjenja.
(4) Stopnja obremenitve
Nižja stopnja polnjenja je boljša. Če se vam ne mudi, je priporočljivo zmanjšati uporabo hitrega polnjenja. Vendar pa je hitra stopnja polnjenja digitalnih izdelkov, kot so mobilni telefoni in tablični računalniki, največ približno 2C, kar je veliko manj od 5C ali celo 15C, za katero so raziskovalci med študijo ugotovili, da je bolj škodljiva. Zato je hitrost polnjenja teh naprav relativno majhen dejavnik.
(5) Čas in število ciklov
To je očitno. Novejša kot je baterija in manj rabljena, manjša bo seveda izguba zmogljivosti. Če pa obstaja nova naprava, jo dajanje v manjšo uporabo pomeni, da bo čas odvzel večjo življenjsko dobo, namesto da bi jo spremenil v čas uporabe, ki nas spremlja. Zdi se, da je to več kot le tehnična težava. Dobrodušni vidijo dobrohotnost, modri pa modrost.
Če povzamem zgornje:
Poskusite uporabljati in polniti litijeve baterije pri sobni temperaturi;
Izberite sorazmerno nizko raven moči, ohranite dejansko raven moči nad in pod njo in se izogibajte vedno polnemu polnjenju;
Rahlo napolnite in izpraznite, jejte manj in več obrokov;
