Znalosti týkajúce sa lítiovej batérie

Výdrž batérie
Verím, že väčšina spotrebiteľov počula, že životnosť lítiových batérií je „500-krát“. Ak sa batéria nabije a vybije 500-krát, „zomrie“. Aby sa predĺžila životnosť batérie, veľa priateľov ju nabíja až vtedy, keď je batéria úplne vybitá. Životnosť lítiovej batérie to však nepredĺži. Životnosť lítiovej batérie je „500-krát“, čo sa netýka počtu nabití, ale cyklu nabíjania a vybíjania.
Nabíjací cyklus znamená proces spotrebovania všetkej energie batérie z úplnej do vybitej batérie a následné nabitie z vybitia na plnú, čo nie je ekvivalentné jednorazovému nabitiu. Napríklad lítiová batéria spotrebuje prvý deň iba polovicu svojej energie a potom ju úplne nabije. Ak je to na druhý deň rovnaké, teda nabitie polovice, spolu dve nabitia, možno to počítať len ako jeden nabíjací cyklus, nie dva. Preto môže na dokončenie cyklu zvyčajne trvať niekoľko nabití. Po každom nabíjacom cykle sa kapacita batérie trochu zníži. Toto zníženie výkonu je však veľmi malé. Po niekoľkých cykloch nabíjania si kvalitné batérie zachovajú stále 80 % svojej pôvodnej kapacity. Mnohé produkty poháňané lítiom sa po dvoch alebo troch rokoch stále bežne používajú. Lítiové batérie je samozrejme po skončení životnosti ešte potrebné vymeniť.
Takzvaný 500-krát znamená, že výrobca dosiahol približne 625 nabíjacích časov pri konštantnej hĺbke vybitia (napríklad 80 %), pričom dosiahol 500 nabíjacích cyklov.
(80 %*625=500) (ignorujte faktory, ako je zníženie kapacity lítiovej batérie)
V dôsledku rôznych vplyvov v reálnom živote, najmä toho, že hĺbka vybitia počas nabíjania nie je konštantná, je možné „500 nabíjacích cyklov“ použiť len ako referenčnú životnosť batérie.
Ovplyvňujúce faktory
Lítiové batérie možno vo všeobecnosti nabiť a vybiť 300-500-krát. Lítiové batérie je najlepšie čiastočne vybiť, než ich úplne vybiť, a snažte sa vyhnúť častému úplnému vybitiu. Akonáhle je batéria mimo výrobnej linky, hodiny sa začnú pohybovať. Či už sa používa alebo nie, životnosť lítiových batérií je len v prvých rokoch. Zníženie kapacity batérie je spôsobené zvýšením vnútorného odporu spôsobeného oxidáciou (to je hlavný dôvod zníženia kapacity batérie). Nakoniec odpor elektrolytického článku dosiahne určitý bod a hoci je batéria v tomto čase úplne nabitá, batéria nemôže uvoľniť uloženú energiu.
Rýchlosť starnutia lítiových batérií je určená teplotou a stavom nabitia. Nasledujúca tabuľka znázorňuje zníženie kapacity batérie v rámci dvoch parametrov.
Vplyv teploty a počiatočného nabitia na skladovanie lítiovej batérie
Teplota
Poplatok 40 %
Účtovať 100 %
0 stupeň
Kapacita po roku 98 %
Kapacita po roku 94 %
25 stupňov
Kapacita po jednom roku 96 %
Kapacita po roku 80 %
40 stupňov
Kapacita po roku 85 %
Kapacita po roku 65 %
60 stupňov
Kapacita po roku 75 %
Kapacita po troch mesiacoch 60 %
Vysoký stav nabitia a zvýšená teplota urýchľujú zníženie kapacity batérie.
Ak je to možné, nabite batériu na 40 % a umiestnite ju na chladné miesto. To umožňuje, aby vlastný ochranný obvod batérie fungoval počas dlhého skladovania. Ak je batéria po úplnom nabití vystavená vysokej teplote, spôsobí jej veľké poškodenie. (Pri použití pevného napájacieho zdroja je preto batéria v tomto čase úplne nabitá a teplota je vo všeobecnosti medzi 25-30 stupňami, čo poškodí batériu a spôsobí zníženie jej kapacity).
Ovplyvňujúci faktor 1: Hĺbka vybitia a počet nabití
Z experimentálnych údajov na obrázku 1 je vidieť, že počet dobití súvisí s hĺbkou vybitia. Čím hlbšia je hĺbka vybitia batérie, tým menej nabíjania môže byť.
Počet nabíjaní * hĺbka vybitia=celkový počet dokončených nabíjacích cyklov. Čím vyšší je celkový počet dokončených nabíjacích cyklov, tým dlhšia je životnosť batérie, teda počet nabíjaní * hĺbka vybitia=skutočná životnosť batérie (ignorujú sa ostatné faktory)
Ovplyvňujúci faktor 2: Prebitie, nadmerné vybitie a veľké nabíjacie a vybíjacie prúdy
Vyhnite sa nadmernému nabitiu batérie. Akákoľvek forma prebitia lítium-iónových batérií spôsobí vážne poškodenie výkonu batérie alebo dokonca výbuch.
Vyhnite sa hlbokému vybitiu pod 2 V alebo 2,5 V, pretože to rýchlo a trvalo poškodí lítium-iónové batérie. Môže dôjsť k vnútornému pokovovaniu, čo spôsobí skrat a batéria sa stane nepoužiteľnou alebo nebezpečnou.
Väčšina lítium-iónových batérií má vo vnútri batérie elektronické obvody, ktoré odpoja batériu, ak je napätie batérie nižšie ako 2,5 V, prekročí 4,3 V alebo ak prúd batérie prekročí vopred stanovenú prahovú hodnotu počas nabíjania alebo vybíjania.
Vyhnite sa veľkým nabíjacím a vybíjacím prúdom, pretože veľké prúdy spôsobujú príliš veľký tlak na batériu.
Ovplyvňujúci faktor 3: Prehriate alebo podchladené prostredie
Na životnosť lítiových batérií má veľký vplyv aj teplota. Prostredie pod bodom mrazu môže spôsobiť vyhorenie lítiových batérií v momente, keď sa elektronický výrobok zapne, zatiaľ čo prehriate prostredie zníži kapacitu batérie. Ak teda notebook používa externé napájanie dlhší čas bez vybratia batérie, batéria bude dlho vo vysokom teple vybíjaná notebookom a bude čoskoro zošrotovaná.
Ovplyvňujúci faktor 4: Plne nabité alebo bez napájania po dlhú dobu
Stavy príliš vysokého a nízkeho výkonu majú nepriaznivý vplyv na životnosť lítiových batérií. Väčšina časov nabíjania vyznačených na predaných elektrických spotrebičoch alebo batériách je založená na 80% vybití ako pri porovnávacom teste. Experimenty ukazujú, že v prípade niektorých lítiových batérií prenosných počítačov, ak je často dovolené, aby napätie batérie prekročilo štandardné napätie o 0,1 voltu, teda od 4,1 voltu do 4,2 voltu, životnosť batérie sa skráti na polovicu, a ak zvýši sa o 0,1 voltu, životnosť sa zníži na 1/3 pôvodnej; čím viac je batéria nabitá, tým väčšia bude strata batérie. Dlhodobý stav nízkej spotreby alebo stavu bez napájania spôsobí, že odpor voči pohybu elektrónov vo vnútri batérie bude väčší a väčší, čo spôsobí zníženie kapacity batérie. Lítiové batérie je najlepšie udržiavať v strednom stave nabitia, pretože im to zaručí najdlhšiu životnosť batérie.