Jak długo może faktycznie wytrzymać bateria litowa?

Wiele osób zadaje sobie to pytanie: przy zakupie baterii litowych sprzedawcy często reklamują „8 lat użytkowania, 2000 cykli”, ale w rzeczywistości wiele baterii doświadcza zmniejszonego zasięgu, spadków napięcia i obwodów zabezpieczających przed wyłączeniem po podłączeniu do urządzeń dużej mocy już po dwóch lub trzech latach. Nawet przy tej samej baterii litowej niektóre działają stabilnie przez pięć lub sześć lat, podczas gdy inne zbliżają się do końca swojej żywotności już po dwóch latach. Czy ta różnica wynika z jakości produktu, czy też od początku źle zrozumieliśmy prawdziwe znaczenie „cyklu życia”? Mamy nadzieję, że po przeczytaniu tego artykułu będziesz w stanie dokładnie określić pozostałą żywotność baterii i wydłużyć jej żywotność, prawidłowo ją konserwując.

I. 90% ludzi się myli: jaka jest prawdziwa „liczba cykli”?

Najbardziej rozpowszechnionym błędnym przekonaniem na temat żywotności baterii litowych jest to, że jedno ładowanie równa się jednemu cyklowi. Wiele osób, chcąc „oszczędzić żywotność”, całkowicie rozładowuje akumulator przed ponownym ładowaniem, co w rzeczywistości przyspiesza starzenie się akumulatora.

1. Prawdziwa definicja liczby cykli

Cykl życia baterii litowej jest obliczany na podstawie całkowitego skumulowanego rozładowania, a nie liczby ładowań. Pełny cykl ładowania i rozładowania odnosi się do całego procesu całkowitego rozładowania akumulatora od 100% do napięcia odcięcia, a następnie pełnego naładowania z powrotem do 100%. Na przykład:

 Użycie akumulatora od 100% do 50%, a następnie pełne naładowanie liczy się tylko jako 0,5 cykla;

 Powtarzanie operacji „użyj połowy, naładuj” przez dwa kolejne dni, kumulując oba ładunki, liczy się jako jeden pełny cykl;

 Tylko głębokie rozładowanie od 100% do 0% odpowiada jednemu pełnemu cyklowi.

Innymi słowy, ładowanie i rozładowywanie w razie potrzeby oraz płytkie ładowanie i rozładowywanie nie „marnuje” liczby cykli; wręcz przeciwnie, całkowite rozładowanie akumulatora za każdym razem oznacza faktyczne zużycie pełnego cyklu.

ACEY-BA6060-24Tester cyklu życia bateriito maszyna testująca ze sprzężeniem zwrotnym energii przeznaczona do akumulatorów litowo-jonowych (NCM/LFP), kwasowo-ołowiowych, NiMH i NiCd. Obsługuje zakresy napięć 8 V ~ 60 V i regulowany prąd (100 mA ~ 60 A), idealnie nadaje się do testowania produkcji modułów akumulatorowych, sprawdzania wysokoprądowego systemów zasilania EV/HEV i rutynowej konserwacji. Dzięki 24 niezależnym kanałom urządzenie umożliwia równoległe testowanie wielu pakietów przy zachowaniu dokładności ± (0,05% RD + 0,05% FS) i płynnym ładowaniu CCCV (stałe napięcie stałe).

2. Co właściwie oznacza liczba cykli podana przez producenta?

Wiele osób słyszało o twierdzeniu o „500 cyklach baterii litowych”, które nie jest całkowicie bezpodstawne, ale nie jest to rzeczywista żywotność w codziennym użytkowaniu. Deklarowany przez producenta cykl życia jest uzyskiwany w standardowych warunkach testowych: zazwyczaj testowany w środowisku laboratoryjnym przy stałej głębokości rozładowania (np. 80%), stałej temperaturze i standardowych szybkościach ładowania/rozładowania. Po osiągnięciu znamionowej liczby cykli pojemność akumulatora powinna nadal utrzymywać się na poziomie ponad 80% wartości początkowej. Na przykład akumulator o nominalnej wytrzymałości 500 cykli jest często mierzony przy 80% głębokości rozładowania: 625 płytkich cykli ładowania/rozładowania, co odpowiada 500 równoważnikom pełnego cyklu. Jeżeli głębokość rozładowania jest mniejsza w codziennym użytkowaniu, rzeczywista liczba cykli ładowania, które może obsłużyć, będzie znacznie wyższa niż wartość nominalna; i odwrotnie, jeśli każde rozładowanie jest głębokie, rzeczywista liczba cykli będzie mniejsza niż wartość nominalna.

II. Kiedy akumulator uznaje się za niezdatny do użytku? Jest źle nie tylko wtedy, gdy jest całkowicie bezużyteczny.

Większość ludzi uważa, że ​​bateria jest uważana za złą tylko wtedy, gdy nie można jej już ładować i jest całkowicie bezużyteczna. Jednak w rzeczywistości akumulator utracił swoją niezawodną użyteczność na długo przed całkowitą awarią.

Branżowy standard określania, kiedy bateria nie nadaje się do użytku, jest następująca: gdy efektywna pojemność baterii spada poniżej 80% jej początkowej pojemności, uważa się, że osiągnęła ona kres swojego życia. Na przykład nowy akumulator o nominalnej pojemności 100 Ah może mieć użyteczną pojemność jedynie około 70 Ah. Chociaż można go nadal używać, jego żywotność już minęła i nie należy go używać jako głównego źródła zasilania. Nie używaj go po upływie okresu jego żywotności, myśląc, że „nadal działa, więc dam sobie radę”, szczególnie w scenariuszach wymagających dużej mocy lub magazynowania energii. Stare baterie nie tylko pogarszają komfort użytkowania, ale także stwarzają zagrożenie dla bezpieczeństwa, takie jak przegrzanie i ucieczka.

III. 3 kroki, aby określić stan baterii bez profesjonalnego sprzętu

Wiele osób chce poznać pozostały czas życia baterii, ale nie ma profesjonalnego sprzętu do testowania pojemności. Właściwie nie potrzebujesz skomplikowanego sprzętu; można z grubsza ocenić stopień starzenia się baterii na podstawie trzech codziennych zachowań.

1. Sprawdź różnicę napięcia ogniwa

Różnica napięcia jest najbardziej bezpośrednim wskaźnikiem stanu akumulatora wieloogniwowego. Zestaw baterii składa się z wielu ogniw, a starzenie się prowadzi do zmniejszenia konsystencji ogniw, powodując stopniowy wzrost różnicy napięcia.

• 0~20mV: Doskonały stan, doskonała konsystencja ogniw, wystarczająca żywotność.

• 20~50mV: Normalny i akceptowalny poziom, dobry stan zdrowia.

• 50~100mV: Niewielkie ostrzeżenie o starzeniu się, wymaga terminowej konserwacji wyrównawczej.

• Powyżej 100 mV: poważne starzenie się, znacznie zmniejszona pojemność, żywotność bliska końca.

Uwaga: ocena ta opiera się na założeniu, że sam akumulator podlega kwalifikowanemu procesowi produkcyjnemu i nie ma żadnych problemów ze spójnością.

2. Obserwuj spadek napięcia pod obciążeniem.

Jeśli w stanie pełnego naładowania napięcie gwałtownie spada po podłączeniu obciążenia, a następnie szybko powraca po odłączeniu obciążenia, jest to powszechnie znane jako „napięcie fantomowe” i jest typową oznaką starzenia się ogniwa i zwiększonej rezystancji wewnętrznej. Nowe akumulatory charakteryzują się stabilnym napięciem pod obciążeniem i powolnym spadkiem napięcia; Stare akumulatory charakteryzują się „wysokim napięciem bez obciążenia i szybkim spadkiem napięcia po użyciu”.

3. Obserwuj stopień wydzielania się ciepła podczas pracy.

Jeśli przy tym samym obciążeniu i temperaturze otoczenia akumulator wytwarza podczas pracy znacznie więcej ciepła niż przy pierwszym zakupie, nawet do tego stopnia, że ​​jest gorący w dotyku, oznacza to, że rezystancja wewnętrzna znacznie wzrosła, a akumulator poważnie się starzeje. Im wyraźniejsze wytwarzanie ciepła, tym głębszy proces starzenia i tym większe ryzyko bezpieczeństwa.

IV. Przewodnik po maksymalnym przedłużeniu życia: wykonaj te 5 rzeczy, aby przedłużyć żywotność baterii o 2-3 lata

Żywotność baterii litowej zależy w 30% od jakości ogniwa i w 70% od użytkowania i konserwacji. Unikaj wymienionych powyżej złych nawyków, które uszkadzają baterię, i wykonaj pięć poniższych czynności, aby z łatwością pomóc baterii osiągnąć przewidziany limit żywotności.

1. Trzymaj się płytkich ładowań i rozładowań, unikaj głębokiego rozładowania

Podczas codziennego użytkowania staraj się utrzymywać poziom naładowania baterii pomiędzy 15% a 90%. Naładuj go natychmiast, gdy poziom spadnie poniżej 20% i ładuj go tylko do około 90%. Nie ma potrzeby każdorazowego pełnego ładowania do 100% i nigdy nie należy całkowicie rozładowywać akumulatora przed ponownym ładowaniem. Jeśli potrzebujesz precyzyjnej kalibracji poziomu baterii, raz w miesiącu wykonaj pełny cykl ładowania i rozładowania. Do codziennego użytku skup się na płytkich ładowaniach i wyładowaniach.

2. Trzymaj z dala od wysokich temperatur, zapewnij wentylację i odprowadzanie ciepła

Unikaj wystawiania baterii na bezpośrednie działanie promieni słonecznych. Nie używaj akumulatora w zamkniętych, słabo wentylowanych pomieszczeniach. Należy zapewnić dobre odprowadzanie ciepła podczas rozładowywania przy dużej mocy, aby zapobiec nagrzewaniu się akumulatora przez dłuższy czas.

3. Przechowuj z połową opłaty w przypadku długotrwałego braku aktywności:

Jeśli akumulator nie będzie używany przez dłuższy czas, nie przechowuj go w pełni naładowanego ani całkowicie rozładowanego. Idealnym rozwiązaniem jest utrzymanie poziomu naładowania około 50%. Przed przechowywaniem należy naładować baterię do połowy, a następnie ładować co 1-2 miesiące, aby zapobiec całkowitemu wyczerpaniu się baterii. Nigdy nie zostawiaj całkowicie rozładowanego akumulatora w kącie przez kilka miesięcy.

4. Wykonuj regularne równoważenie, aby utrzymać spójność komórek:

W przypadku akumulatorów wieloogniwowych, gdy różnica napięcia przekracza 50 mV, należy niezwłocznie przeprowadzić konserwację równoważącą, aby uzupełnić ładunek opóźnionych ogniw i zapobiec rozładowaniu całego zestawu akumulatorów przez pojedyncze ogniwo. Płyty zabezpieczające z funkcjami równoważącymi umożliwiają osiągnięcie automatycznego wyważenia lub okresowe wyważanie aktywne przy użyciu profesjonalnego sprzętu, skutecznie wydłużając żywotność całego pakietu akumulatorów.

5. Dopasuj obciążenie prawidłowo, pozostawiając wystarczający margines mocy:

Przy wyborze akumulatorów należy zwrócić uwagę na wystarczający margines mocy w oparciu o rzeczywistą pojemność akumulatorów. Unikaj używania akumulatora przy pełnym obciążeniu przez dłuższy czas. Na przykład, jeśli Twoje urządzenie ma ciągłą moc wyjściową 1000 W, spróbuj wybrać akumulator, który może stabilnie wytworzyć 1500 W lub więcej, umożliwiając pracę akumulatora w wygodnym zakresie. Unikaj częstych przeciążeń i zwarć, aby zmniejszyć uszkodzenia ogniw akumulatora na skutek wysokich skoków prądu.

Podsumowując, baterie litowe nie są ani tak „niezwyciężone”, jak reklamowano, ani tak delikatne i kruche, jak wielu osobom się wydaje. Ich żywotność nigdy nie jest stała, lecz zależy od jakości ogniw baterii, nawyków użytkowania i metod konserwacji. Zrozumienie prawdy o żywotności cyklicznej, wybranie odpowiedniego typu baterii do danego zastosowania i wyrobienie dobrych nawyków w użytkowaniu pozwoli większości baterii stale osiągać zaprojektowaną żywotność, a nawet przekraczać oczekiwania. Mamy nadzieję, że ten artykuł pomoże Ci uniknąć powszechnych błędnych przekonań dotyczących użytkowania baterii i wydłuży ich żywotność.