Kako produžiti vijek trajanja litij baterija
1. Neka dobro poznata temeljna znanja
Kao punjive baterije, litij-ionske baterije imaju mnoge prednosti kao što je visoka gustoća energije, a sada se široko koriste u digitalnim proizvodima.
(1) Neke rane punjive baterije, kao što su nikal-kadmijeve baterije, imaju efekt pamćenja. Ako se baterija ne istroši i počne puniti, sljedeći put kada se isprazni i postavi na ovo mjesto, više se ne može postaviti, što rezultira smanjenjem kapaciteta baterije; ako baterija nije potpuno napunjena, počet će se prazniti, a zatim će se sljedeći put napuniti, a zatim ponovno napuniti na ovo mjesto , Ne može se napuniti, što također dovodi do smanjenja kapaciteta. Stoga, za nikal-kadmijeve baterije i druge baterije koje imaju memorijski efekt, najbolji način za korištenje je punjenje kada se potroše i korištenje kada su pune.
Litij baterije nemaju ovaj učinak. Naprotiv, potpuno punjenje i pražnjenje litijeve baterije uvelike će oštetiti kapacitet litijeve baterije. Stoga litijsku bateriju nije potrebno potpuno napuniti.
(2) Litijeve baterije su izuzetno štetne bilo da su prenapunjene ili previše ispražnjene. Ako se prepuni, trajno će oštetiti kapacitet litijeve baterije; ako je prenapunjen, postojat će rizici poput eksplozije. Međutim, ne postoji opasnost od prekomjernog punjenja ako je uređaj s litijskom baterijom priključen preko noći, jer će, naravno, ovi uređaji prestati puniti ili smanjiti struju na vrlo nisku razinu kada su potpuno napunjeni (samo da bi nadoknadili malu količinu potrošnja energije preko noći). Zapravo, litijeva baterija 18650 od deset dolara koju inače koristim u DIY-u ima ugrađenu zaštitnu ploču, tako da je sigurno ima na mobitelima i tako dalje.
Ako je previše ispražnjena, litijeva baterija se više neće puniti i ne može se izravno koristiti. Za posebnu aktivaciju potrebno ga je rastaviti; ako je prekomjerno ispražnjen, bit će potpuno"umrijeti od gladi" i potpuno neupotrebljiv. Stoga, budući da sama litijeva baterija ima određen stupanj samopražnjenja, potrebno je osigurati da uređaj ima određenu količinu snage prije nego što litij baterijski uređaj pohrani na duže vrijeme kako bi se spriječilo izgladnjivanje baterije; nakon određenog vremena provjerite treba li ga dopuniti.
(3) Životni vijek litij baterije je doista povezan sa strujom punjenja (ili brzinom punjenja). Stoga se može reći da je vijek trajanja litijeve baterije vezan uz napajanje. Općenito govoreći, vijek trajanja litij baterija bit će kraći ako se koristi brzo punjenje. Međutim, sve dok struja ne prijeđe iznos pune napunjenosti u 1 satu, utjecaj brzine punjenja na životni vijek nije značajan.
Jedini"problem" kod korištenja power bankova, kompjuterskih USB portova itd., je da je struja napajanja relativno mala i da je punjenje vrlo sporo; za vijek trajanja baterije to nije štetno. Osim iznimno inferiornih punjača, današnji' uređaji u osnovi ne preuzimaju izvor napajanja za punjenje, za razliku od ranih dana, svaka baterija mobilnog telefona mora biti opremljena posebnim punjačem. Naprotiv, sporija struja punjenja više štiti bateriju.
(4) Litij baterije je najbolje raditi na sobnoj temperaturi. Korištenje litijevih baterija na visokim temperaturama, njihovo punjenje ili pohranjivanje na dulje vrijeme trajno će smanjiti kapacitet. Punjenje litijeve baterije na niskoj temperaturi (< 0°c)="" prouzročit="" će="" trajno="" oštećenje,="" ali="" samo="" korištenje="" na="" niskoj="" temperaturi="" u="" osnovi="" će="" samo="" privremeno="" doživjeti="" smanjenje="" kapaciteta="" i="" oporaviti="" će="" se="" kada="" se="" vrati="" na="" normalnu="" temperaturu.="" nije="" veliki="" problem="" čuvati="" litijeve="" baterije="" na="" nižim="" temperaturama,="" ali="" se="" ne="" mogu="" predugo="" čuvati="" na="" preniskim="">
2. Detaljnije znanje
Gubitak kapaciteta litij baterija iznimno je složen proces koji uključuje mnogo čimbenika. Ovdje nema mjesta za objašnjenje specifičnog mehanizma putem kojeg svaki čimbenik ima utjecaj, već kratak popis tih čimbenika.
Gubitak kapaciteta litijevih baterija može se podijeliti na dva dijela: gubitak kapaciteta tijekom vremena (kalendarsko starenje) (litijeva baterija je ostavljena neiskorištena, kapacitet će se smanjiti dulje vrijeme) i gubitak kapaciteta uzrokovan korištenjem (ciklično starenje ).
Što se tiče prvog, glavni faktori su:
Država zaduženja. To se odnosi na mjesto gdje je snaga u ukupnom kapacitetu. Na primjer, to je 40% ili 60%;
Temperatura (Temperatura);
Vrijeme skladištenja (vrijeme).
Što se tiče potonjeg, glavni faktori su:
Dubina pražnjenja svaki put. Na primjer, svaki put kada punite od 0% do 100%, a zatim punite do 0%, ili počnete puniti kada je baterija 20%, a isključite je kada dosegne 80%. Ovo nije isto;
Stanje napunjenosti (State of Charge), koje se obično naziva električna energija. Za isti DoD, prosječni SoC može biti različit. Na primjer, kada se baterija održava između 40% i 100%, a baterija se održava između 20% i 80%, iako je dubina punjenja i pražnjenja ista, utjecaj na bateriju je različit zbog različitog stanja punjenja ;
Stopa naplate (stopa naplate). Ako struja punjenja može potpuno napuniti bateriju za 1 sat, kažemo da je brzina punjenja u prosjeku 1C; ako struja punjenja može potpuno napuniti bateriju za 2 sata, kažemo da je brzina punjenja u prosjeku 0,5C; i tako dalje;
Temperatura (Temperatura);
Broj ciklusa. Očito, biciklizam za dvjesto ciklusa je veći gubitak od sto ciklusa...
Osim toga, postoje neki čimbenici koji su gotovo izvan naše kontrole. Na primjer, litijeva baterija u početnoj fazi upotrebe proći će proces formiranja filma sučelja faze čvrstog elektrolita (SEI film). Ovaj proces troši određenu količinu litijevih iona. Sve dok se baterija treba koristiti, ovaj se proces ne može zaobići, pa ne moramo'o tome previše razmišljati.
Kalendarsko starenje i starenje ciklusa u osnovi su neovisni. Stoga, ako uređaj može izravno koristiti vanjski izvor napajanja bez punjenja i pražnjenja litijeve baterije, tada se može izbjeći ciklus starenja, što je korisno za životni vijek litijeve baterije. Međutim, u kojem SoC-u bismo trebali ostati? O tome će biti riječi u nastavku: kvalitativnom zakonu o utjecaju različitih čimbenika na životni gubitak litijevih baterija.
(1) Država zaduženja
Studije su pokazale da kada je SoC niži, i kalendarsko i ciklusno starenje će biti odgođeno. Stoga, ako želimo minimizirati propadanje litij baterija, trebamo zadržati nisku snagu. Na primjer, ako želite da uređaj izravno koristi vanjski izvor napajanja bez punjenja i pražnjenja litijeve baterije, bolje je zadržati snagu na 40% nego na 60%.
Dakle, sve dok je za korištenje potrebno dopuštenje, da li što je baterija niža, to bolje? Ovisi o tome hoćete li dopustiti da litijska baterija ne sudjeluje u punjenju i pražnjenju, kao što je pohranjivanje na čekanje ili korištenje samo vanjskog napajanja (trenutačno samo starenje kalendara), ili dopustite da sudjeluje u punjenju i pražnjenju (starenje ciklusa je dominantno kod ovaj put).
U prvom slučaju, snaga je doista što niža. Međutim, ako je baterija preniska, rizik od gladovanja uzrokovanog zaboravom napuniti bateriju je još veći. Pod uvjetom da baterija neće umrijeti od gladi, učinak zaštite je bolji ako se baterija isprazni na 5% ili čak blizu 0% i zatim pohrani.
U potonjem slučaju situacija je malo kompliciranija. Kada je baterija preniska, unutarnji otpor baterije će se povećati. Neka's napravi ekstremnu hipotezu kako bi ilustrirao ovaj skriveni problem. Kapacitet određene baterije je 10Wh. Njegov unutarnji otpor je vrlo visok kada je njegova snaga 0~10%, tako da kada pohranite 1Wh snage za punjenje snage od 0% do 10%, možete koristiti samo 0,1Wh kada ga izvadite, a ostalih 0,9 Što radi u uređaju. Kada se pretvori u toplinu na bateriji. U ovom trenutku, efektivno smo iskoristili samo 0,1Wh, ali smo uzrokovali ciklus starenja baterije od 1Wh. Unutarnji otpor je nizak kada je njegova snaga između 98% i 100%. Iako je ciklus starenja koji uzrokuje baterija od 98% do 100% samo 0,2Wh, ona stvara manje topline tijekom upotrebe, a također može dobiti efektivnu vrijednost od 0,1Wh. koristiti. Iako će starenje iste baterije od 0,2 Wh pod velikom snagom biti veće od starenja iste baterije od 0,2 Wh pod niskom snagom, također će vjerojatno biti manje od stvarnih 1 Wh male snage.
Među ograničenim podacima koje mogu pronaći, ne mogu reći je li razina baterije manja od 20%, donosi li veći unutarnji otpor veću štetu, ili nisko napunjenost baterije ima veću korist, pa ne mogu ovdje odgovoriti. Zar bi baterija trebala biti tako slaba? Ali ono što je sigurno jest da se barem pri razini snage iznad 40% unutarnji otpor baterije može zanemariti. Stoga je, na primjer, držanje snage na 40%±20% korisnije od održavanja na 60%±20%.
(2) Temperatura
Koja je temperatura najprikladnija za litij baterije? Podaci dobiveni iz različitih studija nisu potpuno isti, ali su otprilike slični ugodnoj temperaturi ljudskog tijela. Dakle, održavajte temperaturu na sobnoj temperaturi koja vam je ugodna.
Na višim temperaturama (gotovo višoj od normalne oralne temperature osobe &) proces starenja je ionako mnogo brži.
Na nižoj temperaturi (gotovo 0°C) skladištenje u osnovi nije problem, ali ako se napuni, prouzročit će više štete nego inače.
Pri ekstremno niskim temperaturama (skoro< 20°c)="" čak="" i="" skladištenje="" nije="">
(Umetak: Čini se da se istraživanje o vlažnosti rijetko viđa, ali prema zdravom razumu, nemojte misliti da je previše vlažno...)
(3) Dubina pražnjenja svaki put
Što je dubina punjenja i pražnjenja manja, to bolje. Puno je bolje nakratko puniti bateriju još nekoliko puta dnevno nego skoro potpuno puniti bateriju svaki dan, a zatim je ponovno puniti noću.
Možda imate pitanje: Ako je punjenje plitko, ne bi li se' broj ciklusa prirodno povećao? Na primjer, ako možemo koristiti 500 ciklusa prema 100% dubine punjenja i pražnjenja, zar' ne očekujemo naravno da ćemo koristiti 1000 ciklusa prema dubini od 50%? Zapravo, to nije tako. Istraživači kažu da se svaki ciklus temelji na kumulativnoj količini punjenja i pražnjenja koja je dosegla 100%. Pod ovom definicijom i dalje dobivamo zaključak da što je pliće punjenje i pražnjenje, to bolje, što znači da, primjerice, na dubini od 50% možete računati na 2000 puta punjenja i pražnjenja.
(4) Stopa naknade
Bolja je niža brzina punjenja. Ako vam se ne žuri, preporuča se smanjiti korištenje brzog punjenja. Međutim, brza stopa punjenja digitalnih proizvoda kao što su mobilni telefoni i tableti je najviše oko 2C, što je daleko manje od 5C ili čak 15C za koje su istraživači otkrili da je štetnije tijekom studije. Stoga je brzina punjenja ovih uređaja relativno mali faktor.
(5) Vrijeme i broj ciklusa
Ovo je očito. Što je baterija novija i što se manje koristi, to će naravno biti manji gubitak kapaciteta. Međutim, ako postoji novi uređaj, njegovo manje korištenje znači da će mu vrijeme oduzeti više životnog vijeka, umjesto da ga pretvorimo u vrijeme korištenja koje nas prati. Čini se da ovo nije samo tehnički problem. Dobronamjerni vide dobronamjernost, a mudri vide mudrost.
Da rezimiramo gore navedeno:
Pokušajte koristiti i puniti litijeve baterije na sobnoj temperaturi;
Odaberite relativno nisku razinu snage, držite stvarnu razinu iznad i ispod nje i izbjegavajte uvijek potpuno punjenje;
Lagano napunite i ispraznite, jedite manje i više obroka;
