یک باتری لیتیومی واقعا چقدر می تواند دوام بیاورد؟

بسیاری از مردم این سوال را دارند: هنگام خرید باتری‌های لیتیومی، بازرگانان اغلب تبلیغ می‌کنند "8 سال استفاده، 2000 چرخه"، اما در استفاده واقعی، بسیاری از باتری‌ها با کاهش برد، افت ولتاژ و مدارهای حفاظتی هنگام اتصال به دستگاه‌های پرقدرت تنها پس از دو یا سه سال مواجه می‌شوند. حتی با همان باتری لیتیومی، برخی برای پنج یا شش سال پایدار می مانند، در حالی که برخی دیگر تنها پس از دو سال به پایان عمر خود نزدیک می شوند. آیا این تفاوت به دلیل کیفیت محصول است یا از ابتدا معنای واقعی «زندگی چرخه» را اشتباه متوجه شده ایم؟ پس از مطالعه این مقاله، امیدواریم بتوانید طول عمر باقی مانده باتری خود را به درستی تعیین کنید و با نگهداری صحیح از آن، عمر آن را افزایش دهید.

I. 90٪ مردم اشتباه می کنند: "تعداد چرخه" واقعی چیست؟

رایج ترین تصور غلط در مورد طول عمر باتری لیتیومی این است که یک بار شارژ برابر با یک چرخه است. بسیاری از مردم در تلاش برای "صرفه جویی در طول عمر"، باتری را قبل از شارژ مجدد به طور کامل تخلیه می کنند، که در واقع پیری باتری را تسریع می کند.

1. تعریف واقعی تعداد چرخه

عمر چرخه باتری لیتیومی بر اساس دشارژ تجمعی کل محاسبه می شود نه تعداد شارژ. چرخه شارژ-دشارژ کامل به کل فرآیند تخلیه کامل باتری از 100٪ تا ولتاژ قطع و سپس شارژ کامل به 100٪ اشاره دارد. به عنوان مثال:

 استفاده از باتری از 100% تا 50% و سپس شارژ کامل آن تنها 0.5 سیکل محسوب می شود.

 تکرار عملیات "نصف استفاده، شارژ" برای دو روز متوالی، جمع آوری دو شارژ، به عنوان یک چرخه کامل به حساب می آید.

 تنها یک تخلیه عمیق از 100٪ تا 0٪ مربوط به یک چرخه کامل است.

به عبارت دیگر، شارژ و تخلیه در صورت نیاز، و استفاده از بارها و دشارژهای کم عمق، شمارش چرخه «اتلاف» نیست. برعکس، تخلیه کامل باتری در هر بار مصرف واقعی یک چرخه کامل است.

ACEY-BA6060-24تستر چرخه عمر باترییک دستگاه تست بازخورد انرژی است که برای بسته های باتری لیتیوم یون (NCM/LFP)، سرب اسید، NiMH و NiCd طراحی شده است. با پشتیبانی از محدوده ولتاژ 8V~60V و جریان قابل تنظیم (100mA~60A)، برای تست تولید ماژول باتری، اعتبارسنجی جریان بالا سیستم قدرت EV/HEV و تعمیر و نگهداری معمول ایده آل است. با 24 کانال مستقل، دستگاه به تست موازی بسته های متعدد دست می یابد و در عین حال دقت ±(0.05% RD+0.05%FS) و شارژ بدون درز CCCV (جریان ثابت-ولتاژ ثابت) را حفظ می کند.

2. تعداد چرخه ادعا شده توسط سازنده واقعاً به چه معناست؟

بسیاری از مردم در مورد ادعای "500 چرخه برای باتری های لیتیومی" شنیده اند که کاملاً بی اساس نیست، اما طول عمر واقعی برای استفاده روزمره نیست. عمر چرخه ادعا شده توسط سازنده تحت شرایط تست استاندارد به دست می آید: معمولاً در یک محیط آزمایشگاهی با عمق تخلیه ثابت (به عنوان مثال، 80٪)، دمای ثابت، و نرخ شارژ/تخلیه استاندارد آزمایش می شود. پس از رسیدن به تعداد چرخه های نامی، ظرفیت باتری همچنان باید بیش از 80 درصد مقدار اولیه خود را حفظ کند. به عنوان مثال، یک باتری که اسماً برای 500 سیکل رتبه بندی شده است، اغلب در عمق 80٪ تخلیه اندازه گیری می شود: 625 چرخه شارژ/دشارژ کم عمق، که مربوط به 500 معادل سیکل کامل است. اگر عمق تخلیه در استفاده روزانه کم‌تر باشد، تعداد واقعی چرخه‌های شارژی که می‌تواند پشتیبانی کند بسیار بیشتر از مقدار اسمی خواهد بود. برعکس، اگر هر دبی عمیق باشد، تعداد واقعی سیکل ها کمتر از مقدار اسمی خواهد بود.

II. چه زمانی باتری غیرقابل استفاده در نظر گرفته می شود؟ نه تنها زمانی که کاملاً غیرقابل استفاده باشد بد است.

اکثر مردم بر این باورند که باتری تنها زمانی بد تلقی می شود که دیگر قابل شارژ نباشد و کاملاً غیر قابل استفاده باشد. با این حال، در واقعیت، یک باتری مدت‌ها قبل از اینکه کاملاً از کار بیفتد، قابلیت استفاده قابل اعتماد خود را از دست داده است.

استاندارد صنعتی برای تعیین زمان غیرقابل استفاده بودن باتری به این صورت است: زمانی که ظرفیت موثر باتری به کمتر از 80 درصد ظرفیت اولیه کاهش می یابد، در نظر گرفته می شود که به پایان عمر خود رسیده است. به عنوان مثال، یک باتری جدید با ظرفیت اسمی 100Ah ممکن است فقط ظرفیت قابل استفاده حدود 70Ah داشته باشد. در حالی که هنوز می توان از آن استفاده کرد، عمر مفید آن گذشته است و نباید به عنوان منبع تغذیه اولیه استفاده شود. با این ذهنیت که «هنوز کار می‌کند، پس من این کار را می‌کنم»، به‌ویژه در سناریوهای ذخیره‌سازی انرژی یا انرژی بالا، از آن بیشتر از طول عمرش استفاده نکنید. باتری های قدیمی نه تنها تجربه کاربری ضعیفی را برای کاربر به ارمغان می آورند، بلکه خطرات ایمنی مانند گرم شدن بیش از حد و فرار را نیز به همراه دارند.

III. 3 مرحله برای تعیین سلامت باتری خود بدون تجهیزات حرفه ای

بسیاری از مردم می خواهند از طول عمر باقی مانده باتری خود بدانند اما تجهیزات تست ظرفیت حرفه ای ندارند. در واقع، شما به تجهیزات پیچیده نیاز ندارید. شما می توانید به طور تقریبی میزان پیری باتری را از طریق سه رفتار روزمره قضاوت کنید.

1. اختلاف ولتاژ سلول را بررسی کنید

تفاوت ولتاژ مستقیم ترین نشانگر سلامت یک بسته باتری چند سلولی است. یک بسته باتری از سلول های متعدد تشکیل شده است و پیری منجر به کاهش قوام سلول می شود و باعث می شود اختلاف ولتاژ به تدریج افزایش یابد.

• 0~20mV: شرایط عالی، قوام سلولی عالی، طول عمر کافی.

• 20~50mV: سطح نرمال و قابل قبول، سلامت خوب.

• 50 ~ 100 میلی ولت: هشدار پیری جزئی، نیاز به تعمیر و نگهداری به موقع یکسان سازی دارد.

• بالای 100 میلی ولت: پیری شدید، کاهش قابل توجه ظرفیت، طول عمر نزدیک به پایان آن.

توجه: این قضاوت بر این فرض استوار است که بسته باتری خود دارای فرآیند تولید واجد شرایط است و هیچ مشکلی در سازگاری ذاتی ندارد.

2. نرخ افت ولتاژ تحت بار را مشاهده کنید.

در حالت شارژ کامل، اگر ولتاژ با اتصال بار به سرعت کاهش یابد و پس از قطع بار به سرعت بهبود یابد، این معمولا به عنوان "ولتاژ فانتوم" شناخته می شود، که نشانه ای از پیری سلول و افزایش مقاومت داخلی است. باتری های جدید دارای ولتاژ پایدار تحت بار با افت ولتاژ آهسته هستند. باتری های قدیمی ویژگی "ولتاژ بدون بار بالا، افت ولتاژ سریع در هنگام استفاده" را نشان می دهند.

3. درجه حرارت تولید شده در حین کار را مشاهده کنید.

در شرایط بار و دمای محیط یکسان، اگر باتری در حین کار به طور قابل توجهی گرمای بیشتری نسبت به زمانی که برای اولین بار خریداری شده بود، تولید کند، حتی تا حدی که در لمس داغ باشد، نشان دهنده این است که مقاومت داخلی به میزان قابل توجهی افزایش یافته است و باتری به شدت پیر شده است. هر چه تولید گرما بارزتر باشد، فرآیند پیری عمیق‌تر و خطر ایمنی بالاتر است.

IV. راهنمای تمدید عمر نهایی: این 5 کار را انجام دهید تا عمر باتری خود را 2 تا 3 سال افزایش دهید

طول عمر باتری لیتیومی 30 درصد به کیفیت سلول و 70 درصد به استفاده و نگهداری بستگی دارد. از عادات بدی که در بالا ذکر شد که به باتری آسیب می زند اجتناب کنید و پنج کار زیر را انجام دهید تا به راحتی به باتری خود کمک کنید تا به حداکثر طول عمر خود برسد.

1. به شارژها و دشارژهای کم عمق بچسبید، از تخلیه عمیق اجتناب کنید

در استفاده روزانه سعی کنید سطح باتری را بین 15 تا 90 درصد نگه دارید. هنگامی که سطح به زیر 20% می رسد، آن را به سرعت شارژ کنید و فقط آن را تا حدود 90% شارژ کنید. لازم نیست هر بار آن را به طور کامل تا 100% شارژ کنید و هرگز قبل از شارژ مجدد باتری را به طور کامل تخلیه نکنید. اگر به کالیبراسیون دقیق سطح باتری نیاز دارید، یک بار در ماه یک چرخه شارژ و دشارژ کامل را انجام دهید. برای استفاده روزانه، روی شارژها و دشارژهای کم عمق تمرکز کنید.

2. از دماهای بالا دور نگه دارید، تهویه و دفع گرما را حفظ کنید

از قرار دادن باتری در معرض نور مستقیم خورشید خودداری کنید. باتری را در فضای محدود و با تهویه ضعیف استفاده نکنید. از اتلاف گرمای خوب در هنگام تخلیه با توان بالا اطمینان حاصل کنید تا از قرار گرفتن باتری در حالت دمای بالا برای مدت طولانی جلوگیری کنید.

3. فروشگاه با نیم شارژ برای عدم فعالیت طولانی مدت:

اگر باتری برای مدت طولانی استفاده نمی شود، آن را به طور کامل شارژ یا کاملاً تخلیه نکنید. حفظ حدود 50 درصد شارژ ایده آل است. قبل از ذخیره سازی، آن را تا نیمه شارژ کنید و سپس هر 1 تا 2 ماه یکبار شارژ کنید تا از خالی شدن کامل باتری جلوگیری کنید. هرگز باتری کاملاً تخلیه شده را برای ماه ها در گوشه ای رها نکنید.

4. تعادل منظم را برای حفظ ثبات سلولی انجام دهید:

برای بسته های باتری چند سلولی، زمانی که اختلاف ولتاژ از 50 میلی ولت بیشتر شد، تعمیر و نگهداری تعادل را به سرعت انجام دهید تا شارژ سلول های عقب مانده را دوباره پر کنید و از تخلیه کل باتری توسط یک سلول جلوگیری کنید. بردهای حفاظتی با عملکردهای متعادل کننده می توانند به تعادل خودکار دست یابند یا تعادل فعال دوره ای را می توان با استفاده از تجهیزات حرفه ای انجام داد و به طور موثر طول عمر کل بسته باتری را افزایش داد.

5. بار را به درستی تطبیق دهید و حاشیه توان کافی را باقی بگذارید:

هنگام انتخاب باتری، از حاشیه برق کافی بر اساس ظرفیت بار واقعی اطمینان حاصل کنید. از کارکردن باتری با بار کامل برای مدت طولانی خودداری کنید. به عنوان مثال، اگر دستگاه شما دارای توان خروجی پیوسته 1000 وات است، سعی کنید بسته باتری را انتخاب کنید که بتواند به طور پایدار 1500 وات یا بیشتر خروجی دهد و به باتری اجازه دهد در محدوده راحت خود کار کند. از اضافه بارهای مکرر و اتصال کوتاه برای کاهش آسیب به سلول های باتری در اثر نوسانات جریان زیاد اجتناب کنید.

در نتیجه، باتری‌های لیتیومی نه آن‌قدر که تبلیغ می‌شود «شکست‌ناپذیر» هستند و نه آن‌قدر ظریف و شکننده هستند که بسیاری از مردم معتقدند. طول عمر آنها هرگز یک عدد ثابت نیست، بلکه با کیفیت سلول های باتری، عادات استفاده و روش های نگهداری تعیین می شود. درک حقیقت در مورد عمر چرخه، انتخاب نوع باتری مناسب برای برنامه شما، و ایجاد عادات استفاده خوب به بیشتر باتری ها اجازه می دهد تا به طور پیوسته به طول عمر طراحی شده خود برسند یا حتی از انتظارات فراتر بروند. امیدواریم این مقاله به شما کمک کند تا از تصورات غلط رایج استفاده از باتری جلوگیری کنید و باتری‌هایتان را طولانی‌تر نگه دارید.