Kennis over lithiumbatterijen

Levensduur van de batterij
Ik geloof dat de meeste consumenten hebben gehoord dat de levensduur van lithiumbatterijen "500 keer" is. Als de batterij 500 keer wordt opgeladen en ontladen, gaat deze dood. Om de levensduur van de batterij te verlengen, laden veel vrienden deze pas op als de batterij helemaal leeg is. Dit verlengt de levensduur van de lithiumbatterij echter niet. De levensduur van een lithiumbatterij is "500 keer", wat niet verwijst naar het aantal oplaadbeurten, maar naar een laad- en ontlaadcyclus.
Een oplaadcyclus betekent het proces waarbij alle energie van de batterij wordt verbruikt van vol naar leeg, en vervolgens wordt opgeladen van leeg naar vol, wat niet hetzelfde is als één keer opladen. Een lithiumbatterij gebruikt bijvoorbeeld de eerste dag slechts de helft van zijn stroom en laadt hem vervolgens volledig op. Als het de tweede dag hetzelfde is, dat wil zeggen de helft opladen, in totaal twee keer opladen, kan dit slechts als één oplaadcyclus worden geteld en niet als twee. Daarom zijn er doorgaans meerdere oplaadbeurten nodig om een ​​cyclus te voltooien. Na elke laadcyclus neemt de batterijcapaciteit iets af. Deze vermindering van het vermogen is echter zeer klein. Na meerdere oplaadcycli behouden hoogwaardige batterijen nog steeds 80% van hun oorspronkelijke capaciteit. Veel producten op lithiumbasis worden na twee tot drie jaar nog steeds normaal gebruikt. Uiteraard moeten lithiumbatterijen aan het einde van hun levensduur nog steeds vervangen worden.
De zogenaamde 500 keer betekent dat de fabrikant ongeveer 625 oplaadtijden heeft behaald bij een constante ontladingsdiepte (zoals 80%), waardoor 500 oplaadcycli zijn bereikt.
(80%*625=500) (negeer factoren zoals de vermindering van de capaciteit van de lithiumbatterij)
Vanwege verschillende invloeden in het echte leven, vooral het feit dat de ontladingsdiepte tijdens het opladen niet constant is, kunnen "500 oplaadcycli" alleen als referentie-levensduur van de batterij worden gebruikt.
Beïnvloedende factoren
Lithiumbatterijen kunnen doorgaans 300-500 keer worden opgeladen en ontladen. Het is het beste om lithiumbatterijen gedeeltelijk te ontladen in plaats van ze volledig te ontladen, en te proberen frequente volledige ontladingen te vermijden. Zodra de batterij van de productielijn is, begint de klok te bewegen. Of ze nu worden gebruikt of niet, de levensduur van lithiumbatterijen bedraagt ​​slechts de eerste paar jaar. De vermindering van de batterijcapaciteit is te wijten aan de toename van de interne weerstand veroorzaakt door oxidatie (dit is de belangrijkste reden voor de vermindering van de batterijcapaciteit). Ten slotte zal de weerstand van de elektrolytische cel een bepaald punt bereiken, en hoewel de batterij op dat moment volledig is opgeladen, kan de batterij de opgeslagen energie niet vrijgeven.
De verouderingssnelheid van lithiumbatterijen wordt bepaald door de temperatuur en de laadstatus. De volgende tabel illustreert de vermindering van de batterijcapaciteit onder twee parameters.
Effect van temperatuur en initiële lading op de opslag van lithiumbatterijen
Temperatuur
Laad 40%
Laad 100% op
0 graad
Capaciteit na één jaar 98%
Capaciteit na één jaar 94%
25 graden
Capaciteit na één jaar 96%
Capaciteit na één jaar 80%
40 graden
Capaciteit na één jaar 85%
Capaciteit na één jaar 65%
60 graden
Capaciteit na één jaar 75%
Capaciteit na drie maanden 60%
Een hoge laadtoestand en een hogere temperatuur versnellen de vermindering van de batterijcapaciteit.
Laad de batterij indien mogelijk op tot 40% en plaats deze op een koele plaats. Hierdoor kan het eigen beveiligingscircuit van de batterij tijdens de lange opslagperiode functioneren. Als de batterij, nadat deze volledig is opgeladen, aan een hoge temperatuur wordt blootgesteld, zal dit grote schade aan de batterij veroorzaken. (Bij gebruik van een vaste voeding is de batterij daarom op dit moment volledig opgeladen en ligt de temperatuur doorgaans tussen de 25-30 graden, waardoor de batterij beschadigd raakt en de capaciteit ervan afneemt).
Beïnvloedende factor 1: Ontladingsdiepte en aantal oplaadbeurten
Uit de experimentele gegevens in Figuur 1 blijkt dat het aantal herladingen gerelateerd is aan de diepte van de ontlading. Hoe dieper de ontladingsdiepte van de batterij, hoe minder oplaadbeurten er mogelijk zijn.
Het aantal oplaadbeurten * ontladingsdiepte=het totale aantal voltooide oplaadcycli. Hoe hoger het totale aantal voltooide oplaadcycli, hoe langer de levensduur van de batterij, dat wil zeggen het aantal oplaadbeurten * diepte van ontlading=werkelijke levensduur van de batterij (andere factoren buiten beschouwing gelaten)
Beïnvloedingsfactor 2: overbelasting, overontlading en grote laad- en ontlaadstromen
Vermijd het overladen van de batterij. Elke vorm van overladen van lithium-ionbatterijen zal ernstige schade aan de batterijprestaties of zelfs een explosie veroorzaken.
Vermijd diepe ontlading onder 2V of 2,5V, aangezien dit lithium-ionbatterijen snel en permanent zal beschadigen. Er kan interne metaalplaatvorming optreden, die kortsluiting veroorzaakt en de batterij onbruikbaar of onveilig maakt.
De meeste lithium-ionbatterijen hebben elektronische circuits in het batterijpakket die de batterij loskoppelen als de batterijspanning lager is dan 2,5 V, hoger dan 4,3 V, of als de batterijstroom tijdens het opladen of ontladen een vooraf bepaalde drempelwaarde overschrijdt.
Vermijd grote laad- en ontlaadstromen, omdat grote stromen te veel druk op de accu uitoefenen.
Beïnvloedende factor 3: Oververhitte of te gekoelde omgeving
Temperatuur heeft ook een grote invloed op de levensduur van lithiumbatterijen. Een omgeving onder het vriespunt kan ertoe leiden dat lithiumbatterijen doorbranden op het moment dat het elektronische product wordt ingeschakeld, terwijl een oververhitte omgeving de batterijcapaciteit zal verminderen. Als de laptop langere tijd een externe voeding gebruikt zonder de batterij te verwijderen, zal de batterij dus lange tijd in de hoge hitte staan ​​die door de laptop wordt ontladen en binnenkort worden gesloopt.
Beïnvloedingsfactor 4: Volledig opgeladen of lange tijd geen stroom
Overmatig hoge en lage energietoestanden hebben een negatief effect op de levensduur van lithiumbatterijen. De meeste oplaadtijden die op de verkochte elektrische apparaten of batterijen staan ​​vermeld, zijn gebaseerd op een ontlading van 80% als benchmarktest. Uit experimenten blijkt dat als de accuspanning van sommige lithiumbatterijen voor laptops vaak de standaardspanning met 0,1 volt overschrijdt, dat wil zeggen van 4,1 volt naar 4,2 volt, de levensduur van de batterij wordt gehalveerd. het wordt verhoogd met 0,1 volt, de levensduur wordt teruggebracht tot 1/3 van het origineel; hoe vollediger de batterij wordt opgeladen, hoe groter het batterijverlies zal zijn. Een langdurige toestand met weinig of geen stroom zal de weerstand tegen de beweging van elektronen in de batterij steeds groter maken, waardoor de capaciteit van de batterij afneemt. Lithiumbatterijen kunnen het beste in een gemiddelde laadtoestand worden bewaard, omdat ze hierdoor de langste levensduur van de batterij hebben.