Hoe de levensduur van lithiumbatterijen te verlengen?
1. Enige bekende basiskennis
Als oplaadbare batterij hebben lithium-ionbatterijen veel voordelen, zoals een hoge energiedichtheid, en worden ze nu veel gebruikt in digitale producten.
(1) Sommige vroege oplaadbare batterijen, zoals nikkel-cadmium-batterijen, hebben een geheugeneffect. Als de batterij niet opgebruikt is en begint met opladen, kan deze de volgende keer dat deze wordt ontladen en op deze plaats wordt geplaatst niet meer worden geplaatst, wat resulteert in een afname van de batterijcapaciteit; als de batterij niet volledig is opgeladen, begint deze te ontladen, en de volgende keer dat deze wordt opgeladen en vervolgens naar deze plaats wordt opgeladen, kan deze niet worden opgeladen, wat ook leidt tot een afname van de capaciteit. Daarom kunnen nikkel-cadmium-batterijen en andere batterijen met een geheugeneffect het beste worden gebruikt door ze op te laden wanneer ze leeg zijn en ze te gebruiken wanneer ze vol zijn.
Lithiumbatterijen hebben dit effect niet. Integendeel, het volledig opladen en ontladen van de lithiumbatterij zal de capaciteit van de lithiumbatterij aanzienlijk schaden. Daarom hoeft de lithiumbatterij niet volledig te worden opgeladen.
(2) Lithiumbatterijen zijn uiterst schadelijk, of ze nu overladen of te ver ontladen zijn. Als het te veel wordt opgeladen, zal het de capaciteit van de lithiumbatterij permanent beschadigen; als het wordt overladen, zijn er risico's zoals explosie. Er is echter geen gevaar voor overladen als het lithiumbatterijapparaat 's nachts wordt aangesloten, omdat deze apparaten natuurlijk stoppen met opladen of de stroom tot een zeer laag niveau verlagen wanneer ze volledig zijn opgeladen (alleen om een kleine hoeveelheid stroomverbruik 's nachts). In feite heeft de 18650-lithiumbatterij van tien dollar die ik meestal in doe-het-zelfzaken gebruik een ingebouwd beschermingsbord, dus het is zeker dat het op mobiele telefoons zit, enzovoort.
Als deze te veel wordt ontladen, wordt de lithiumbatterij niet meer opgeladen en kan deze niet direct worden gebruikt. Het moet worden gedemonteerd voor speciale activering; als het te veel wordt ontladen, wordt het volledig" uitgehongerd" en totaal onbruikbaar. Daarom is het, omdat de lithiumbatterij zelf een zekere mate van zelfontlading heeft, noodzakelijk om ervoor te zorgen dat het apparaat een bepaalde hoeveelheid stroom heeft voordat het lithiumbatterijapparaat lange tijd wordt opgeslagen om te voorkomen dat de batterij verhongert; controleer na een bepaalde tijd of hij moet worden opgeladen.
(3) De levensduur van een lithiumbatterij is inderdaad gerelateerd aan de laadstroom (of laadsnelheid). Daarom kan worden gezegd dat de levensduur van een lithiumbatterij gerelateerd is aan de stroomvoorziening. Over het algemeen zal de levensduur van lithiumbatterijen lager zijn als snelladen wordt gebruikt. Echter, zolang de stroom de hoeveelheid volledige lading in 1 uur niet overschrijdt, is de impact van de laadsnelheid op de levensduur niet significant.
Het enige"probleem" bij gebruik van powerbanks, computer-USB-poorten, enz. is de stroomtoevoer relatief klein en het opladen erg traag; voor de batterijduur is dit niet schadelijk. Met uitzondering van extreem inferieure opladers, nemen de apparaten van' tegenwoordig in principe de oplaadstroombron niet op, in tegenstelling tot vroeger moet elke batterij van een mobiele telefoon zijn uitgerust met een speciale oplader. Integendeel, de langzamere laadstroom is meer beschermend voor de batterij.
(4) Lithiumbatterijen werken het best bij kamertemperatuur. Als u lithiumbatterijen gebruikt bij hoge temperaturen, ze oplaadt of voor langere tijd opbergt, zal de capaciteit permanent verminderen. Het opladen van de lithiumbatterij bij lage temperatuur (<0°c) zal="" blijvende="" schade="" veroorzaken,="" maar="" alleen="" bij="" gebruik="" bij="" lage="" temperatuur="" zal="" de="" capaciteit="" in="" principe="" slechts="" tijdelijk="" afnemen="" en="" zal="" deze="" herstellen="" wanneer="" deze="" terugkeert="" naar="" de="" normale="" temperatuur.="" het="" is="" geen="" groot="" probleem="" om="" lithiumbatterijen="" bij="" lagere="" temperaturen="" te="" bewaren,="" maar="" ze="" kunnen="" niet="" te="" lang="" bij="" te="" lage="" temperaturen="" worden="">
2. Meer gedetailleerde kennis
Het capaciteitsverlies van lithiumbatterijen is een uiterst complex proces waarbij veel factoren betrokken zijn. Er is hier geen ruimte om het specifieke mechanisme uit te leggen waardoor elke factor een impact heeft, maar een korte lijst van deze factoren.
Het capaciteitsverlies van lithiumbatterijen is op te delen in twee delen: het capaciteitsverlies in de tijd (kalenderveroudering) (de lithiumbatterij blijft ongebruikt, de capaciteit zal voor lange tijd afnemen) en het capaciteitsverlies door gebruik (cyclusveroudering) ).
Wat het eerste betreft, zijn de belangrijkste factoren die een rol spelen:
Staat van het opladen. Dit verwijst naar de plaats waar het vermogen zich in de totale capaciteit bevindt. Het is bijvoorbeeld 40% of 60%;
Temperatuur (Temperatuur);
Bewaartijd (tijd).
Wat dit laatste betreft, zijn de belangrijkste factoren die een rol spelen:
Diepte van ontlading elke keer. Bijvoorbeeld elke keer dat u oplaadt van 0% tot 100% en vervolgens oplaadt tot 0%, of begint met opladen wanneer de batterij 20% is en de stekker uit het stopcontact haalt wanneer deze 80% bereikt. Dit is niet hetzelfde;
State of Charge (State of Charge), wat gewoonlijk elektriciteit wordt genoemd. Voor dezelfde DoD kan de gemiddelde SoC anders zijn. Wanneer de batterij bijvoorbeeld tussen 40% en 100% wordt gehouden en de batterij tussen 20% en 80% wordt gehouden, hoewel de laad- en ontlaaddiepte hetzelfde is, is de impact op de batterij verschillend vanwege de verschillende laadstatus ;
Oplaadtarief (tarief). Als de laadstroom de batterij in 1 uur volledig kan opladen, zeggen we dat de laadsnelheid gemiddeld 1C is; als de laadstroom de batterij in 2 uur volledig kan opladen, zeggen we dat de laadsnelheid gemiddeld 0,5C is; enzovoort;
Temperatuur (Temperatuur);
Aantal cycli. Het is duidelijk dat tweehonderd cycli fietsen meer verlies oplevert dan honderd cycli...
Daarnaast zijn er enkele factoren die we bijna niet in de hand hebben. Een lithiumbatterij in de beginfase van gebruik zal bijvoorbeeld een proces ondergaan waarbij een vaste elektrolytfase-interfacefilm (SEI-film) wordt gevormd. Dit proces verbruikt een bepaalde hoeveelheid lithiumionen. Zolang de batterij moet worden gebruikt, kan dit proces niet worden omzeild, dus we hoeven er niet te veel over na te denken.
Kalenderveroudering en cyclusveroudering zijn in principe onafhankelijk. Daarom, als het apparaat direct een externe stroombron kan gebruiken zonder de lithiumbatterij op te laden en te ontladen, kan veroudering van de cyclus worden vermeden, wat gunstig is voor de levensduur van de lithiumbatterij. Maar in welke SoC moeten we blijven? Dit is wat hieronder zal worden besproken: de kwalitatieve wet over de invloed van verschillende factoren op het levensduurverlies van lithiumbatterijen.
(1) Laadstatus
Studies hebben aangetoond dat wanneer de SoC lager is, zowel kalenderveroudering als cyclusveroudering zal worden uitgesteld. Daarom moeten we, als we het verval van de levensduur van lithiumbatterijen willen minimaliseren, het vermogen ervan laag houden. Als u bijvoorbeeld wilt dat het apparaat rechtstreeks een externe stroombron gebruikt zonder de lithiumbatterij op te laden en te ontladen, kunt u het vermogen beter op 40% houden dan op 60%.
Dus, zolang het gebruik toestemming vereist, is hoe lager de batterij, hoe beter? Het hangt ervan af of u de lithiumbatterij niet laat meewerken aan het laden en ontladen, zoals in de wacht zetten of alleen externe stroom gebruiken (op dit moment alleen kalenderveroudering), of dat u hem laat deelnemen aan het opladen en ontladen (cyclusveroudering is dominant bij deze keer).
In het eerste geval is het vermogen inderdaad zo laag mogelijk. Als de batterij echter te laag is, is het risico op verhongering door vergeten de batterij op te laden nog groter. Om ervoor te zorgen dat de batterij niet verhongert, is het beschermingseffect beter als de batterij tot 5% of zelfs bijna 0% wordt ontladen en vervolgens wordt opgeslagen.
In het laatste geval is de situatie iets gecompliceerder. Wanneer de batterij te laag is, zal de interne weerstand van de batterij toenemen. Laat' een extreme hypothese maken om dit verborgen probleem te illustreren. De capaciteit van een bepaalde batterij is 10Wh. De interne weerstand is erg hoog wanneer het vermogen 0 ~ 10% is, zodat wanneer u 1 Wh aan stroom opslaat om het vermogen van 0% tot 10% op te laden, u slechts 0,1 Wh kunt gebruiken wanneer u het eruit haalt, en de andere 0,9 Wh werkt in het apparaat. Wanneer omgezet in warmte op de batterij. Op dit moment kregen we alleen het effectieve gebruik van 0,1 Wh, maar veroorzaakten we een cyclusveroudering van 1 Wh voor de batterij. De interne weerstand is laag wanneer het vermogen tussen 98% en 100% ligt. Hoewel de door de batterij veroorzaakte cyclusveroudering van 98% naar 100% slechts 0,2 Wh is, genereert deze tijdens gebruik minder warmte en kan ook een effectieve waarde van 0,1 Wh worden bereikt. gebruik maken van. Hoewel de veroudering van dezelfde 0,2 Wh batterij bij hoog vermogen groter zal zijn dan de equivalente 0,2 Wh veroudering bij laag vermogen, is het waarschijnlijk ook minder dan de werkelijke 1 Wh bij laag vermogen.
Van de beperkte gegevens die ik kan vinden, kan ik niet zeggen of het batterijniveau lager is dan 20%, of de hoge interne weerstand meer schade aanricht, of de lage batterijlading een groter voordeel heeft, dus ik kan hier geen antwoord geven. Moet de batterij zo laag zijn? Maar wat zeker is, is dat in ieder geval bij een vermogen van meer dan 40% de interne weerstand van de batterij kan worden genegeerd. Daarom is het bijvoorbeeld voordeliger om het vermogen op 40% ± 20% te houden dan op 60% ± 20% te houden.
(2) Temperatuur
Welke temperatuur is het meest vriendelijk voor lithiumbatterijen? De gegevens die uit verschillende onderzoeken zijn verkregen, zijn niet precies hetzelfde, maar komen ongeveer overeen met de comfortabele temperatuur van het menselijk lichaam. Houd de temperatuur dus op een kamertemperatuur waar jij je prettig bij voelt.
Bij hogere temperaturen (bijna hoger dan de normale orale temperatuur van een persoon') gaat het verouderingsproces sowieso veel sneller.
Bij een lagere temperatuur (bijna 0°C) is bewaren in principe geen probleem, maar als hij wordt opgeladen zal hij meer schade aanrichten dan normaal.
Bij extreem lage temperaturen (bijna <20°c) is="" zelfs="" opslag="" niet="">
(Invoegen: Het onderzoek naar vochtigheid lijkt zelden te worden gezien, maar volgens gezond verstand, denk niet dat het te vochtig is...)
(3) Diepte van ontlading elke keer:
Hoe ondieper de laad- en ontlaaddiepte, hoe beter. Het is veel beter om een paar keer per dag een korte tijd op te laden dan elke dag de batterij bijna volledig op te laden en 's nachts weer op te laden.
Je hebt misschien een vraag: als de lading ondiep is, zou't het aantal cycli dan natuurlijk toenemen? Als we bijvoorbeeld 500 cycli kunnen gebruiken volgens 100% van de laad- en ontlaaddiepte, verwachten we dan' niet natuurlijk dat we 1000 cycli gebruiken volgens de 50% diepte? In feite is dit niet het geval. De onderzoekers zeggen dat elke cyclus gebaseerd is op de cumulatieve hoeveelheid lading en ontlading die 100% is bereikt. Onder deze definitie komen we toch tot de conclusie dat hoe ondieper het laden en ontladen, hoe beter, waardoor je bijvoorbeeld op een diepte van 50% kunt rekenen op 2000 laad- en ontlaadtijden.
(4) Tarief
Een lagere laadsnelheid is beter. Als je geen haast hebt, is het aan te raden om het gebruik van snelladen te verminderen. De snelle oplaadsnelheid van digitale producten zoals mobiele telefoons en tablets is echter hooguit ongeveer 2C, wat veel minder is dan de 5C of zelfs 15C die onderzoekers tijdens het onderzoek schadelijker vonden. Daarom is de oplaadsnelheid van deze apparaten een relatief kleine factor.
(5) Tijd en aantal cycli
Dit is duidelijk. Hoe nieuwer de accu en hoe minder deze wordt gebruikt, hoe minder capaciteitsverlies natuurlijk zal zijn. Als er echter een nieuw apparaat is, betekent het minder gebruiken dat het langer meegaat met de tijd, in plaats van het in gebruikstijd te veranderen om ons te vergezellen. Dit lijkt meer te zijn dan alleen een technisch probleem. De welwillende zien welwillendheid, en de wijzen zien wijsheid.
Om het bovenstaande samen te vatten:
Probeer lithiumbatterijen bij kamertemperatuur te gebruiken en op te laden;
Kies een relatief laag vermogensniveau, houd het werkelijke vermogen erboven en eronder en vermijd altijd volledig opgeladen te zijn;
Lichtjes opladen en ontladen, steeds minder eten;
