Πώς να παρατείνετε τη διάρκεια ζωής των μπαταριών λιθίου
1. Μερικές γνωστές βασικές γνώσεις
Ως επαναφορτιζόμενες μπαταρίες, οι μπαταρίες ιόντων λιθίου έχουν πολλά πλεονεκτήματα, όπως η υψηλή ενεργειακή πυκνότητα και πλέον χρησιμοποιούνται ευρέως σε ψηφιακά προϊόντα.
(1) Ορισμένες πρώιμες επαναφορτιζόμενες μπαταρίες, όπως οι μπαταρίες νικελίου-καδμίου, έχουν αποτέλεσμα μνήμης. Εάν η μπαταρία δεν εξαντληθεί και αρχίσει να φορτίζεται, τότε την επόμενη φορά που θα αποφορτιστεί και θα τοποθετηθεί σε αυτό το μέρος, δεν μπορεί πλέον να τοποθετηθεί, με αποτέλεσμα τη μείωση της χωρητικότητας της μπαταρίας. εάν η μπαταρία δεν είναι πλήρως φορτισμένη, θα αρχίσει να αποφορτίζεται, τότε την επόμενη φορά που θα φορτιστεί και στη συνέχεια θα επαναφορτιστεί σε αυτό το μέρος, δεν μπορεί να φορτιστεί, γεγονός που οδηγεί επίσης σε μείωση της χωρητικότητας. Επομένως, για τις μπαταρίες νικελίου-καδμίου και άλλες μπαταρίες που έχουν αποτέλεσμα μνήμης, ο καλύτερος τρόπος χρήσης τους είναι να τις επαναφορτίσετε όταν εξαντληθούν και να τις χρησιμοποιήσετε όταν είναι γεμάτες.
Οι μπαταρίες λιθίου δεν έχουν αυτό το αποτέλεσμα. Αντίθετα, η πλήρης φόρτιση και αποφόρτιση της μπαταρίας λιθίου θα βλάψει πολύ τη χωρητικότητα της μπαταρίας λιθίου. Επομένως, η μπαταρία λιθίου δεν χρειάζεται να φορτιστεί πλήρως.
(2) Οι μπαταρίες λιθίου είναι εξαιρετικά επιβλαβείς είτε υπερφορτίζονται είτε υπερφορτίζονται. Εάν υπερφορτιστεί, θα βλάψει μόνιμα τη χωρητικότητα της μπαταρίας λιθίου. αν υπερφορτιστεί, θα υπάρξουν κίνδυνοι όπως έκρηξη. Ωστόσο, δεν υπάρχει κίνδυνος υπερφόρτισης εάν η μπαταρία λιθίου συνδεθεί κατά τη διάρκεια της νύχτας, επειδή φυσικά αυτές οι συσκευές θα σταματήσουν να φορτίζονται ή θα μειώσουν το ρεύμα σε πολύ χαμηλό επίπεδο όταν φορτιστούν πλήρως (μόνο για να αντισταθμίσουν μια μικρή ποσότητα κατανάλωση ρεύματος κατά τη διάρκεια της νύχτας). Στην πραγματικότητα, η μπαταρία λιθίου 18650 δέκα δολαρίων που χρησιμοποιώ συνήθως στο DIY έχει ενσωματωμένη πλακέτα προστασίας, οπότε είναι σίγουρο ότι θα την έχει σε κινητά τηλέφωνα και ούτω καθεξής.
Εάν είναι υπερβολικά αποφορτισμένη, η μπαταρία λιθίου δεν θα φορτίζεται πλέον και δεν θα μπορεί να χρησιμοποιηθεί απευθείας. Πρέπει να αποσυναρμολογηθεί για ειδική ενεργοποίηση. εάν είναι υπερβολικά αποφορτισμένο, θα είναι εντελώς"πεθάνει από την πείνα" και εντελώς άχρηστο. Επομένως, επειδή η ίδια η μπαταρία λιθίου έχει έναν ορισμένο βαθμό αυτοεκφόρτισης, είναι απαραίτητο να βεβαιωθείτε ότι η συσκευή έχει μια συγκεκριμένη ποσότητα ισχύος πριν αποθηκεύσετε τη συσκευή μπαταρίας λιθίου για μεγάλο χρονικό διάστημα, ώστε να αποφευχθεί η λιμοκτονία της μπαταρίας. μετά από ένα ορισμένο χρονικό διάστημα, ελέγξτε εάν χρειάζεται επαναφόρτιση.
(3) Η διάρκεια ζωής μιας μπαταρίας λιθίου σχετίζεται πράγματι με το ρεύμα φόρτισης (ή τον ρυθμό φόρτισης). Επομένως, μπορεί να ειπωθεί ότι η διάρκεια ζωής μιας μπαταρίας λιθίου σχετίζεται με την παροχή ρεύματος. Σε γενικές γραμμές, η διάρκεια ζωής των μπαταριών λιθίου θα είναι μικρότερη εάν χρησιμοποιηθεί γρήγορη φόρτιση. Ωστόσο, εφόσον το ρεύμα δεν υπερβαίνει την ποσότητα πλήρους φόρτισης σε 1 ώρα, η επίδραση του ρυθμού φόρτισης στη διάρκεια ζωής δεν είναι σημαντική.
Το μόνο"πρόβλημα" όταν χρησιμοποιείτε power banks, θύρες USB υπολογιστή κ.λπ., είναι ότι το ρεύμα τροφοδοσίας είναι σχετικά μικρό και η φόρτιση είναι πολύ αργή. για τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας, αυτό δεν είναι επιβλαβές. Εκτός από τους εξαιρετικά κατώτερους φορτιστές, οι συσκευές της' Αντίθετα, το πιο αργό ρεύμα φόρτισης είναι πιο προστατευτικό για την μπαταρία.
(4) Οι μπαταρίες λιθίου λειτουργούν καλύτερα σε θερμοκρασία δωματίου. Η χρήση μπαταριών λιθίου σε υψηλές θερμοκρασίες, η φόρτισή τους ή η αποθήκευση τους για μεγάλα χρονικά διαστήματα θα μειώσει μόνιμα τη χωρητικότητα. Η φόρτιση της μπαταρίας λιθίου σε χαμηλή θερμοκρασία (<0°c) θα="" προκαλέσει="" μόνιμη="" βλάβη,="" αλλά="" μόνο="" η="" χρήση="" της="" σε="" χαμηλή="" θερμοκρασία="" θα="" παρουσιάσει="" βασικά="" μόνο="" προσωρινή="" μείωση="" της="" χωρητικότητας="" και="" θα="" ανακάμψει="" όταν="" επιστρέψει="" στην="" κανονική="" θερμοκρασία.="" δεν="" είναι="" μεγάλο="" πρόβλημα="" η="" αποθήκευση="" μπαταριών="" λιθίου="" σε="" χαμηλότερες="" θερμοκρασίες,="" αλλά="" δεν="" μπορούν="" να="" αποθηκευτούν="" σε="" πολύ="" χαμηλές="" θερμοκρασίες="" για="" πάρα="" πολύ="">
2. Λεπτομερέστερη γνώση
Η απώλεια χωρητικότητας των μπαταριών λιθίου είναι μια εξαιρετικά περίπλοκη διαδικασία που περιλαμβάνει πολλούς παράγοντες. Δεν υπάρχει χώρος εδώ για να εξηγήσουμε τον συγκεκριμένο μηχανισμό μέσω του οποίου επηρεάζει κάθε παράγοντας, αλλά μια σύντομη λίστα αυτών των παραγόντων.
Η απώλεια χωρητικότητας των μπαταριών λιθίου μπορεί να χωριστεί σε δύο μέρη: την απώλεια χωρητικότητας με την πάροδο του χρόνου (ημερολογιακή γήρανση) (η μπαταρία λιθίου παραμένει αχρησιμοποίητη, η χωρητικότητα θα μειωθεί για μεγάλο χρονικό διάστημα) και η απώλεια χωρητικότητας που προκαλείται από τη χρήση (παλαίωσης κύκλου ).
Όσον αφορά το πρώτο, οι κύριοι παράγοντες που εμπλέκονται είναι:
Κράτος επιβάρυνσης. Αυτό αναφέρεται στο μέρος όπου η ισχύς βρίσκεται στη συνολική χωρητικότητα. Για παράδειγμα, είναι 40% ή 60%.
Θερμοκρασία (Θερμοκρασία);
Χρόνος αποθήκευσης (χρόνος).
Όσον αφορά το τελευταίο, οι κύριοι παράγοντες που εμπλέκονται είναι:
Βάθος εκκένωσης κάθε φορά. Για παράδειγμα, κάθε φορά που φορτίζετε από 0% έως 100%, και στη συνέχεια φορτίζετε στο 0%, ή ξεκινάτε τη φόρτιση όταν η μπαταρία είναι 20% και αποσυνδέστε την όταν φτάσει στο 80%. Αυτό δεν είναι το ίδιο.
State of Charge (State of Charge), η οποία συνήθως αναφέρεται ως ηλεκτρική ενέργεια. Για το ίδιο DoD, ο μέσος όρος SoC μπορεί να είναι διαφορετικός. Για παράδειγμα, όταν η μπαταρία διατηρείται μεταξύ 40% και 100%, και η μπαταρία διατηρείται μεταξύ 20% και 80%, αν και το βάθος φόρτισης και εκφόρτισης είναι το ίδιο, η επίδραση στην μπαταρία είναι διαφορετική λόγω της διαφορετικής κατάστασης φόρτισης ;
Ποσοστό χρέωσης (rate of Charge). Εάν το ρεύμα φόρτισης μπορεί να φορτίσει πλήρως την μπαταρία σε 1 ώρα, λέμε ότι ο ρυθμός φόρτισης είναι 1C κατά μέσο όρο. Εάν το ρεύμα φόρτισης μπορεί να φορτίσει πλήρως την μπαταρία σε 2 ώρες, λέμε ότι ο ρυθμός φόρτισης είναι 0,5 C κατά μέσο όρο. και ούτω καθεξής;
Θερμοκρασία (Θερμοκρασία);
Αριθμός κύκλων. Προφανώς, το ποδήλατο για διακόσιους κύκλους έχει μεγαλύτερη απώλεια από εκατό κύκλους...
Επιπλέον, υπάρχουν ορισμένοι παράγοντες που είναι σχεδόν πέρα από τον έλεγχό μας. Για παράδειγμα, μια μπαταρία λιθίου στο αρχικό στάδιο χρήσης θα υποβληθεί σε διαδικασία σχηματισμού ενός φιλμ διεπαφής φάσης στερεού ηλεκτρολύτη (φίλμ SEI). Αυτή η διαδικασία καταναλώνει μια ορισμένη ποσότητα ιόντων λιθίου. Όσο χρειάζεται να χρησιμοποιηθεί η μπαταρία, αυτή η διαδικασία δεν μπορεί να παρακαμφθεί, επομένως δεν χρειάζεται να το σκεφτόμαστε πολύ.
Η ημερολογιακή γήρανση και η γήρανση του κύκλου είναι βασικά ανεξάρτητες. Επομένως, εάν η συσκευή μπορεί να χρησιμοποιήσει απευθείας μια εξωτερική πηγή ρεύματος χωρίς να φορτίζει και να αποφορτίζει την μπαταρία λιθίου, τότε μπορεί να αποφευχθεί η γήρανση του κύκλου, κάτι που είναι ευεργετικό για τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας λιθίου. Ωστόσο, σε ποιο SoC πρέπει να μείνουμε; Αυτό θα συζητηθεί παρακάτω: ο ποιοτικός νόμος σχετικά με την επίδραση διαφόρων παραγόντων στην απώλεια ζωής των μπαταριών λιθίου.
(1) Κατάσταση χρέωσης
Μελέτες έχουν δείξει ότι όταν το SoC είναι χαμηλότερο, τόσο η ημερολογιακή γήρανση όσο και η γήρανση του κύκλου θα καθυστερήσουν. Επομένως, εάν θέλουμε να ελαχιστοποιήσουμε τη φθορά της ζωής των μπαταριών λιθίου, θα πρέπει να διατηρήσουμε την ισχύ τους χαμηλή. Για παράδειγμα, εάν θέλετε η συσκευή να χρησιμοποιεί απευθείας μια εξωτερική πηγή ρεύματος χωρίς να φορτίζει και να αποφορτίζει την μπαταρία λιθίου, είναι προτιμότερο να διατηρείτε την ισχύ στο 40% παρά στο 60%.
Άρα, εφόσον η χρήση απαιτεί άδεια, όσο χαμηλότερη είναι η μπαταρία, τόσο το καλύτερο; Εξαρτάται από το αν θα αφήσετε την μπαταρία λιθίου να μην συμμετέχει στη φόρτιση και την εκφόρτιση, όπως η αποθήκευση της σε αναμονή ή η χρήση μόνο εξωτερικής τροφοδοσίας (μόνο η ημερολογιακή γήρανση αυτή τη στιγμή) ή η αφήστε την να συμμετέχει στη φόρτιση και την αποφόρτιση (η γήρανση του κύκλου είναι κυρίαρχη σε αυτή τη φορά).
Στην πρώτη περίπτωση, η ισχύς είναι πράγματι όσο το δυνατόν χαμηλότερη. Ωστόσο, εάν η μπαταρία είναι πολύ χαμηλή, ο κίνδυνος ασιτίας που προκαλείται από το να ξεχάσετε να επαναφορτίσετε την μπαταρία είναι ακόμη μεγαλύτερος. Υπό την προϋπόθεση ότι η μπαταρία δεν θα πεθάνει από την πείνα, το αποτέλεσμα προστασίας είναι καλύτερο εάν η μπαταρία αποφορτιστεί στο 5% ή ακόμα και κοντά στο 0% και στη συνέχεια αποθηκευτεί.
Στην τελευταία περίπτωση, η κατάσταση είναι ελαφρώς πιο περίπλοκη. Όταν η μπαταρία είναι πολύ χαμηλή, η εσωτερική αντίσταση της μπαταρίας θα αυξηθεί. Ας κάνει ο's μια ακραία υπόθεση για να απεικονίσει αυτό το κρυφό πρόβλημα. Η χωρητικότητα μιας συγκεκριμένης μπαταρίας είναι 10 Wh. Η εσωτερική του αντίσταση είναι πολύ υψηλή όταν η ισχύς του είναι 0~10%, έτσι ώστε όταν αποθηκεύετε 1 Wh ρεύματος για να φορτίσετε την ισχύ από 0% έως 10%, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε μόνο 0,1 Wh όταν το βγάλετε και το άλλο 0,9 Το wh λειτουργεί στη συσκευή. Όταν μετατρέπεται σε θερμότητα στην μπαταρία. Αυτή τη στιγμή, χρησιμοποιήσαμε αποτελεσματικά μόνο 0,1 Wh, αλλά προκαλέσαμε γήρανση κύκλου 1 Wh στην μπαταρία. Η εσωτερική αντίσταση είναι χαμηλή όταν η ισχύς της είναι μεταξύ 98% και 100%. Αν και η γήρανση του κύκλου που προκαλείται από την μπαταρία από 98% έως 100% είναι μόνο 0,2 Wh, παράγει λιγότερη θερμότητα κατά τη χρήση και μπορεί επίσης να λάβει μια πραγματική τιμή 0,1 Wh. χρήση. Αν και η γήρανση της ίδιας μπαταρίας 0,2 Wh υπό υψηλή ισχύ θα είναι μεγαλύτερη από την αντίστοιχη γήρανση 0,2 Wh σε χαμηλή ισχύ, είναι επίσης πιθανό να είναι μικρότερη από την πραγματική 1 Wh χαμηλής ισχύος.
Μεταξύ των περιορισμένων δεδομένων που μπορώ να βρω, δεν μπορώ να καταλάβω εάν η στάθμη της μπαταρίας είναι μικρότερη από 20%, εάν η υψηλή εσωτερική αντίσταση φέρνει μεγαλύτερη βλάβη ή η χαμηλή φόρτιση της μπαταρίας έχει μεγαλύτερο όφελος, επομένως δεν μπορώ να απαντήσω εδώ. Πρέπει να είναι τόσο χαμηλή η μπαταρία; Το σίγουρο όμως είναι ότι τουλάχιστον σε επίπεδο ισχύος πάνω από 40%, η εσωτερική αντίσταση της μπαταρίας μπορεί να αγνοηθεί. Επομένως, για παράδειγμα, η διατήρηση της ισχύος στο 40%±20% είναι πιο ωφέλιμο από το να διατηρείται στο 60%±20%.
(2) Θερμοκρασία
Ποια θερμοκρασία είναι η πιο φιλική προς τις μπαταρίες λιθίου; Τα δεδομένα που λαμβάνονται από διαφορετικές μελέτες δεν είναι ακριβώς τα ίδια, αλλά είναι περίπου παρόμοια με την άνετη θερμοκρασία του ανθρώπινου σώματος. Διατηρήστε, λοιπόν, τη θερμοκρασία σε θερμοκρασία δωματίου που σας κάνει άνετα.
Σε υψηλότερες θερμοκρασίες (σχεδόν υψηλότερες από την κανονική στοματική θερμοκρασία ενός ατόμου'), η διαδικασία γήρανσης είναι ούτως ή άλλως πολύ πιο γρήγορη.
Σε χαμηλότερη θερμοκρασία (σχεδόν 0°C), η αποθήκευση δεν αποτελεί ουσιαστικά πρόβλημα, αλλά εάν φορτιστεί, θα προκαλέσει μεγαλύτερη ζημιά από το συνηθισμένο.
Σε εξαιρετικά χαμηλές θερμοκρασίες (σχεδόν<20°c), ακόμη="" και="" η="" αποθήκευση="" δεν="" είναι="">
(Εισαγωγή: Η έρευνα για την υγρασία φαίνεται να φαίνεται σπάνια, αλλά σύμφωνα με την κοινή λογική, μην νομίζετε ότι είναι πολύ υγρό...)
(3) Βάθος εκφόρτισης κάθε φορά
Όσο μικρότερο είναι το βάθος φόρτισης και εκφόρτισης, τόσο το καλύτερο. Είναι πολύ καλύτερο να φορτίζετε για μικρό χρονικό διάστημα μερικές περισσότερες φορές την ημέρα παρά να φορτίζετε σχεδόν πλήρως την μπαταρία κάθε μέρα και μετά να τη φορτίζετε ξανά τη νύχτα.
Μπορεί να έχετε μια ερώτηση: Εάν η φόρτιση είναι ρηχή, το'δεν θα αυξανόταν φυσικά ο αριθμός των κύκλων; Για παράδειγμα, εάν μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε 500 κύκλους σύμφωνα με το 100% του βάθους φόρτισης και εκφόρτισης, δεν'δεν περιμένουμε φυσικά να χρησιμοποιήσουμε 1000 κύκλους σύμφωνα με το βάθος 50%; Στην πραγματικότητα, αυτό δεν ισχύει. Οι ερευνητές λένε ότι κάθε κύκλος βασίζεται στο σωρευτικό ποσό φόρτισης και η εκφόρτιση έφτασε στο 100%. Σύμφωνα με αυτόν τον ορισμό, εξακολουθούμε να συμπεραίνουμε ότι όσο πιο ρηχά είναι η φόρτιση και η αποφόρτιση, τόσο το καλύτερο, πράγμα που σημαίνει ότι, για παράδειγμα, σε βάθος 50%, μπορείτε να υπολογίζετε σε 2000 χρόνους φόρτισης και εκφόρτισης.
(4) Ποσοστό χρέωσης
Ένας χαμηλότερος ρυθμός φόρτισης είναι καλύτερος. Εάν δεν βιάζεστε, συνιστάται να μειώσετε τη χρήση της γρήγορης φόρτισης. Ωστόσο, ο ρυθμός γρήγορης φόρτισης ψηφιακών προϊόντων, όπως τα κινητά τηλέφωνα και τα tablet, είναι το πολύ περίπου 2C, που είναι πολύ μικρότερος από τους 5C ή ακόμη και 15C που οι ερευνητές βρήκαν ότι είναι πιο επιβλαβές κατά τη διάρκεια της μελέτης. Επομένως, ο ρυθμός φόρτισης αυτών των συσκευών είναι ένας σχετικά μικρός παράγοντας.
(5) Χρόνος και αριθμός κύκλων
Αυτό είναι προφανές. Όσο πιο νέα είναι η μπαταρία και όσο λιγότερο χρησιμοποιείται, τόσο λιγότερη απώλεια χωρητικότητας θα είναι φυσικά. Ωστόσο, εάν υπάρχει μια νέα συσκευή, το να τη βάλουμε σε λιγότερη χρήση σημαίνει ότι ο χρόνος θα αφαιρέσει περισσότερη διάρκεια ζωής, αντί να τη μετατρέψει σε χρόνο χρήσης για να μας συνοδεύσει. Αυτό φαίνεται να είναι κάτι περισσότερο από ένα απλό τεχνικό πρόβλημα. Οι καλοπροαίρετοι βλέπουν την καλοσύνη και οι σοφοί τη σοφία.
Για να συνοψίσουμε τα παραπάνω:
Προσπαθήστε να χρησιμοποιήσετε και να φορτίσετε μπαταρίες λιθίου σε θερμοκρασία δωματίου.
Επιλέξτε ένα σχετικά χαμηλό επίπεδο ισχύος, διατηρήστε το πραγματικό επίπεδο ισχύος πάνω και κάτω από αυτό και αποφύγετε να είστε πάντα πλήρως φορτισμένοι.
Φορτίστε ελαφρά και αποφορτίστε, τρώτε όλο και περισσότερα γεύματα.
