ما هي المدة التي يمكن أن تدوم فيها بطارية الليثيوم فعليًا؟

لدى العديد من الأشخاص هذا السؤال: عند شراء بطاريات الليثيوم، غالبًا ما يعلن التجار عن "8 سنوات من الاستخدام، 2000 دورة"، ولكن في الاستخدام الفعلي، تواجه العديد من البطاريات نطاقًا منخفضًا، وانخفاض الجهد، ودوائر الحماية المتعثرة عند توصيلها بأجهزة عالية الطاقة بعد عامين أو ثلاثة أعوام فقط. وحتى مع نفس بطارية الليثيوم، يظل بعضها مستقرًا لمدة خمس أو ست سنوات، بينما يقترب البعض الآخر من نهاية عمره الافتراضي بعد عامين فقط. هل هذا الاختلاف بسبب جودة المنتج، أم أننا أخطأنا فهم المعنى الحقيقي لـ "دورة الحياة" منذ البداية؟ بعد قراءة هذه المقالة، نأمل أن تتمكن من تحديد العمر المتبقي للبطارية بدقة وإطالة عمرها من خلال الحفاظ عليها بشكل صحيح.

I. 90% من الناس يخطئون: ما هو "عدد الدورات" الحقيقي؟

المفهوم الخاطئ الأكثر انتشارًا حول عمر بطارية الليثيوم هو أن الشحنة الواحدة تساوي دورة واحدة. يقوم العديد من الأشخاص، في محاولة "لإنقاذ عمر البطارية"، باستنزاف البطارية بالكامل قبل إعادة شحنها، مما يؤدي في الواقع إلى تسريع شيخوخة البطارية.

1. التعريف الحقيقي لعدد الدورات

يتم حساب عمر دورة بطارية الليثيوم بناءً على إجمالي التفريغ التراكمي، وليس عدد الشحنات. تشير دورة الشحن والتفريغ الكاملة إلى العملية الكاملة للبطارية التي يتم تفريغها بالكامل من 100% إلى جهد القطع ثم يتم شحنها بالكامل مرة أخرى إلى 100%. على سبيل المثال:

 استخدام بطارية من 100% إلى 50% ثم شحنها بالكامل لا يعد سوى 0.5 دورة؛

 تكرار عملية "الاستخدام النصف، الشحن" لمدة يومين متتاليين، مع تراكم الشحنتين، يعتبر بمثابة دورة واحدة كاملة؛

 فقط التفريغ العميق من 100% إلى 0% يتوافق مع دورة واحدة كاملة.

وبعبارة أخرى، فإن الشحن والتفريغ حسب الحاجة، واستخدام الشحنات والتفريغات الضحلة، لا "يهدر" دورة التهم؛ على العكس من ذلك، فإن استنزاف البطارية بالكامل في كل مرة هو الاستهلاك الفعلي لدورة كاملة.

ACEY-BA6060-24اختبار دورة حياة البطاريةعبارة عن آلة اختبار ردود الفعل على الطاقة مصممة لحزم بطاريات Li-ion (NCM/LFP)، وحمض الرصاص، وNiMH، وNiCd. يدعم نطاقات الجهد الكهربي من 8 فولت إلى 60 فولت والتيار القابل للتعديل (100 مللي أمبير ~ 60 أمبير)، وهو مثالي لاختبار إنتاج وحدة البطارية، والتحقق من صحة التيار العالي لنظام الطاقة EV/HEV، والصيانة الروتينية. مع 24 قناة مستقلة، يحقق الجهاز اختبارًا متوازيًا لحزم متعددة مع الحفاظ على دقة ±(0.05%RD+0.05%FS) وشحن CCCV (تيار ثابت-جهد ثابت).

2. ماذا يعني في الواقع عدد الدورات الذي تطالب به الشركة المصنعة؟

لقد سمع الكثير من الناس عن ادعاء "500 دورة لبطاريات الليثيوم"، وهو أمر لا أساس له من الصحة تمامًا، ولكنه ليس العمر الفعلي للاستخدام اليومي. يتم الحصول على دورة الحياة التي تطالب بها الشركة المصنعة في ظل ظروف الاختبار القياسية: يتم اختبارها عادةً في بيئة معملية بعمق تفريغ ثابت (على سبيل المثال، 80%)، ودرجة حرارة ثابتة، ومعدلات شحن/تفريغ قياسية. بعد الوصول إلى العدد المقدر للدورات، يجب أن تظل سعة البطارية محتفظة بأكثر من 80% من قيمتها الأولية. على سبيل المثال، غالبًا ما يتم قياس البطارية التي تم تصنيفها اسميًا لـ 500 دورة عند عمق تفريغ 80%: 625 دورة شحن/تفريغ سطحية، أي ما يعادل 500 دورة كاملة مكافئة. إذا كان عمق التفريغ أقل عمقا في الاستخدام اليومي، فإن العدد الفعلي لدورات الشحن التي يمكن أن يدعمها سيكون أعلى بكثير من القيمة الاسمية؛ وعلى العكس من ذلك، إذا كان كل تفريغ عميقا، فإن العدد الفعلي للدورات سيكون أقل من القيمة الاسمية.

ثانيا. متى تعتبر البطارية غير صالحة للاستعمال؟ إنه ليس سيئًا فقط عندما يكون غير صالح للاستخدام تمامًا.

يعتقد معظم الناس أن البطارية تعتبر سيئة فقط عندما لا يمكن شحنها وتصبح غير قابلة للاستخدام تمامًا. ومع ذلك، في الواقع، فقدت البطارية بالفعل قابليتها للاستخدام الموثوق بها قبل وقت طويل من تعطلها تمامًا.

معيار الصناعة لتحديد متى تكون البطارية غير قابلة للاستخدام هو: عندما تنخفض السعة الفعالة للبطارية إلى أقل من 80% من سعتها الأولية، فإنها تعتبر قد وصلت إلى نهاية عمرها الافتراضي. على سبيل المثال، قد تتمتع البطارية الجديدة التي تم تصنيفها اسميًا بـ 100 أمبير بسعة قابلة للاستخدام تبلغ حوالي 70 أمبير فقط. على الرغم من أنه لا يزال من الممكن استخدامه، إلا أنه قد تجاوز بالفعل فترة خدمته ولا ينبغي استخدامه كمصدر أساسي للطاقة. لا تستخدمه بعد انتهاء عمره الافتراضي بعقلية "إنه لا يزال يعمل، لذا سأقوم بالأمر"، خاصة في سيناريوهات الطاقة العالية أو تخزين الطاقة. لا توفر البطاريات القديمة تجربة مستخدم سيئة فحسب، بل تشكل أيضًا مخاطر على السلامة مثل ارتفاع درجة الحرارة والانفلات.

ثالثا. 3 خطوات لتحديد صحة بطاريتك بدون معدات احترافية

يرغب العديد من الأشخاص في معرفة العمر المتبقي للبطارية ولكن ليس لديهم معدات اختبار القدرة الاحترافية. في الواقع، لا تحتاج إلى معدات معقدة؛ يمكنك الحكم تقريبًا على درجة تقادم البطارية من خلال ثلاثة سلوكيات يومية.

1. تحقق من فرق جهد الخلية

فرق الجهد هو المؤشر الأكثر مباشرة على صحة مجموعة البطاريات متعددة الخلايا. تتكون حزمة البطارية من خلايا متعددة، ويؤدي التقادم إلى انخفاض تناسق الخلايا، مما يؤدي إلى زيادة فرق الجهد تدريجيًا.

• 0 ~ 20mV: حالة ممتازة، وتناسق الخلايا ممتاز، وعمر كافي.

• 20 ~ 50 ميلي فولت: مستوى طبيعي ومقبول، صحة جيدة.

• 50 ~ 100 ميلي فولت: تحذير بسيط من التقادم، يتطلب صيانة المعادلة في الوقت المناسب.

• أعلى من 100 مللي فولت: شيخوخة شديدة، انخفاض كبير في القدرة، وعمر افتراضي يقترب من نهايته.

ملحوظة: يعتمد هذا الحكم على فرضية أن حزمة البطارية نفسها لديها عملية تصنيع مؤهلة ولا توجد مشكلات متأصلة في الاتساق.

2. مراقبة معدل انخفاض الجهد تحت الحمل.

في حالة الشحن الكامل، إذا انخفض الجهد بسرعة عند توصيل الحمل ثم يتعافى بسرعة بعد فصل الحمل، يُعرف هذا عادةً باسم "الجهد الوهمي"، وهو علامة نموذجية على شيخوخة الخلية وزيادة المقاومة الداخلية. تتمتع البطاريات الجديدة بجهد ثابت تحت الحمل مع انخفاض بطيء في الجهد؛ تظهر البطاريات القديمة خاصية "الجهد العالي بدون تحميل، وانخفاض الجهد السريع عند الاستخدام".

3. راقب درجة الحرارة المتولدة أثناء التشغيل.

تحت نفس الحمل ودرجة الحرارة المحيطة، إذا كانت البطارية تولد حرارة أكبر بكثير أثناء التشغيل مما كانت عليه عندما تم شراؤها لأول مرة، حتى إلى درجة أنها ساخنة عند اللمس، فهذا يشير إلى أن المقاومة الداخلية قد زادت بشكل ملحوظ، وأن البطارية تقادم بشدة. كلما كان توليد الحرارة أكثر وضوحًا، كلما كانت عملية الشيخوخة أعمق، وزادت مخاطر السلامة.

رابعا. دليل إطالة العمر الافتراضي: افعل هذه الأشياء الخمسة لإطالة عمر البطارية بمقدار 2-3 سنوات

يعتمد عمر بطارية الليثيوم بنسبة 30% على جودة الخلية و70% على الاستخدام والصيانة. تجنب العادات السيئة المذكورة أعلاه والتي تلحق الضرر بالبطارية، وقم بالأشياء الخمسة التالية لمساعدة بطاريتك على الوصول بسهولة إلى الحد الأقصى لعمرها الافتراضي.

1. التزم بالشحنات والتفريغات الضحلة، وتجنب التفريغ العميق

في الاستخدام اليومي، حاول الحفاظ على مستوى البطارية بين 15% و90%. اشحنه على الفور عندما ينخفض ​​المستوى إلى أقل من 20%، واشحنه إلى حوالي 90% فقط. ليس من الضروري شحنه بالكامل بنسبة 100% في كل مرة، ولا تستنزف البطارية تمامًا قبل إعادة الشحن. إذا كنت بحاجة إلى معايرة دقيقة لمستوى البطارية، فقم بإجراء دورة شحن وتفريغ كاملة مرة واحدة في الشهر. للاستخدام اليومي، ركز على الشحنات والتفريغات الضحلة.

2. الابتعاد عن درجات الحرارة المرتفعة والمحافظة على التهوية وتبديد الحرارة

تجنب تعريض البطارية لأشعة الشمس المباشرة. لا تستخدم البطارية في مكان مغلق وسييء التهوية. تأكد من تبديد الحرارة بشكل جيد أثناء تفريغ الطاقة العالية لمنع البطارية من البقاء في حالة ارتفاع درجة الحرارة لفترات طويلة.

3. قم بالتخزين بنصف الشحن في حالة عدم النشاط على المدى الطويل:

إذا لم يتم استخدام البطارية لفترة طويلة، فلا تقم بتخزينها مشحونة بالكامل أو فارغة تمامًا. يعد الحفاظ على ما يقرب من 50٪ من الشحن أمرًا مثاليًا. قبل التخزين، قم بشحن البطارية حتى نصف الشحن، ثم قم بإعادة الشحن كل شهر أو شهرين لمنع نفاد البطارية بالكامل. لا تترك أبدًا بطارية فارغة تمامًا في الزاوية لعدة أشهر.

4. إجراء موازنة منتظمة للحفاظ على اتساق الخلية:

بالنسبة لحزم البطاريات متعددة الخلايا، عندما يتجاوز فرق الجهد 50 مللي فولت، قم بإجراء صيانة موازنة على الفور لتجديد شحن الخلايا المتأخرة ومنع خلية واحدة من استنزاف حزمة البطارية بأكملها. يمكن أن تحقق لوحات الحماية ذات وظائف الموازنة موازنة تلقائية، أو يمكن إجراء موازنة نشطة دورية باستخدام معدات احترافية، مما يؤدي إلى إطالة عمر مجموعة البطارية بأكملها بشكل فعال.

5. قم بمطابقة الحمولة بشكل صحيح، مع ترك هامش طاقة كافٍ:

عند اختيار البطاريات، تأكد من وجود هامش طاقة كافٍ بناءً على سعة الحمل الفعلية. تجنب تشغيل البطارية بكامل طاقتها لفترات طويلة. على سبيل المثال، إذا كان جهازك يحتوي على خرج طاقة مستمر يبلغ 1000 واط، فحاول اختيار حزمة بطارية يمكنها إخراج 1500 واط أو أكثر بشكل ثابت، مما يسمح للبطارية بالعمل ضمن نطاقها المريح. تجنب الأحمال الزائدة المتكررة والدوائر القصيرة لتقليل الأضرار التي تلحق بخلايا البطارية نتيجة الزيادات الحالية العالية.

في الختام، بطاريات الليثيوم ليست "لا تقهر" كما هو معلن، وليست حساسة وهشة كما يعتقد الكثير من الناس. عمرها الافتراضي ليس رقمًا ثابتًا أبدًا، بل يتم تحديده حسب جودة خلايا البطارية وعادات الاستخدام وطرق الصيانة. إن فهم حقيقة دورة الحياة واختيار نوع البطارية المناسب لتطبيقك وتطوير عادات الاستخدام الجيدة سيسمح لمعظم البطاريات بالوصول بشكل ثابت إلى العمر الافتراضي المصمم لها، أو حتى تجاوز التوقعات. نأمل أن تساعدك هذه المقالة على تجنب المفاهيم الخاطئة الشائعة حول استخدام البطارية وجعل البطاريات تدوم لفترة أطول.