วิธียืดอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ลิเธียม

วิธียืดอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ลิเธียม

1. ความรู้พื้นฐานที่รู้จักกันดี

ในฐานะที่เป็นแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้ แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมีข้อดีหลายประการ เช่น ความหนาแน่นของพลังงานสูงและปัจจุบันมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในผลิตภัณฑ์ดิจิทัล

(1) แบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้บางรุ่น เช่น แบตเตอรี่นิกเกิลแคดเมียม มีผลหน่วยความจำ หากแบตเตอรี่ไม่ได้ใช้จนหมดและเริ่มชาร์จ ครั้งต่อไปที่แบตเตอรี่หมดและวางไว้ในที่นี้ จะไม่สามารถวางได้อีกต่อไป ส่งผลให้ความจุของแบตเตอรี่ลดลง หากแบตเตอรี่ไม่ได้ชาร์จจนเต็ม จะเริ่มคายประจุ จากนั้นในครั้งต่อไปที่แบตเตอรี่จะถูกชาร์จและชาร์จใหม่ ณ สถานที่นี้ ไม่สามารถชาร์จได้ ซึ่งจะทำให้ความจุลดลงด้วย ดังนั้น สำหรับแบตเตอรี่นิกเกิลแคดเมียมและแบตเตอรี่อื่นๆ ที่มีเอฟเฟกต์หน่วยความจำ วิธีที่ดีที่สุดในการใช้งานคือชาร์จใหม่เมื่อใช้จนหมดและใช้งานเมื่อแบตเตอรี่เต็ม

แบตเตอรี่ลิเธียมไม่มีผลนี้ ในทางตรงกันข้าม การชาร์จและการคายประจุแบตเตอรี่ลิเธียมจนเต็มจะทำให้ความจุของแบตเตอรี่ลิเธียมเสียหายอย่างมาก ดังนั้น แบตเตอรี่ลิเธียมจึงไม่จำเป็นต้องชาร์จจนเต็ม

(2) แบตเตอรี่ลิเธียมเป็นอันตรายอย่างยิ่งไม่ว่าจะชาร์จเกินหรือจ่ายไฟเกิน หากมีการชาร์จไฟเกินจะทำให้ความจุของแบตเตอรี่ลิเธียมเสียหายอย่างถาวร หากชาร์จเกินจะมีความเสี่ยงเช่นการระเบิด อย่างไรก็ตาม ไม่มีอันตรายจากการชาร์จไฟเกิน หากเสียบอุปกรณ์แบตเตอรี่ลิเธียมไว้ข้ามคืน เพราะแน่นอนว่า อุปกรณ์เหล่านี้จะหยุดชาร์จหรือลดกระแสไฟให้เหลือระดับที่ต่ำมากเมื่อชาร์จเต็ม (เพื่อชดเชยเพียงเล็กน้อยเท่านั้น การใช้พลังงานข้ามคืน) อันที่จริง แบตเตอรี่ลิเธียม 18650 ราคา 10 ดอลลาร์ที่ฉันมักใช้ใน DIY มีแผงป้องกันในตัว ดังนั้นจึงต้องมีไว้บนโทรศัพท์มือถือและอื่นๆ

หากปล่อยประจุมากเกินไป แบตเตอรี่ลิเธียมจะไม่ถูกชาร์จอีกต่อไปและไม่สามารถใช้งานได้โดยตรง จำเป็นต้องถอดประกอบเพื่อเปิดใช้งานพิเศษ หากปล่อยมากเกินไปก็จะเป็น"อดตายจนตาย" และใช้งานไม่ได้โดยสิ้นเชิง ดังนั้น เนื่องจากแบตเตอรี่ลิเธียมเองมีการคายประจุเองในระดับหนึ่ง จึงจำเป็นต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าอุปกรณ์มีพลังงานเพียงพอก่อนเก็บอุปกรณ์แบตเตอรี่ลิเธียมไว้เป็นเวลานานเพื่อป้องกันไม่ให้แบตเตอรี่อดอาหาร หลังจากผ่านไประยะหนึ่ง ให้ตรวจสอบว่าจำเป็นต้องชาร์จใหม่หรือไม่

(3) อายุการใช้งานของแบตเตอรี่ลิเธียมนั้นสัมพันธ์กับกระแสไฟในการชาร์จ (หรืออัตราการชาร์จ) ดังนั้นจึงอาจกล่าวได้ว่าอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ลิเธียมนั้นสัมพันธ์กับแหล่งจ่ายไฟ โดยทั่วไป อายุการใช้งานของแบตเตอรี่ลิเธียมจะลดลงหากใช้การชาร์จอย่างรวดเร็ว อย่างไรก็ตาม ตราบใดที่กระแสไฟไม่เกินปริมาณการชาร์จเต็มใน 1 ชั่วโมง ผลกระทบของอัตราการชาร์จต่ออายุการใช้งานก็ไม่สำคัญ

& quot;ปัญหา" เมื่อใช้แบตสำรอง พอร์ต USB ของคอมพิวเตอร์ ฯลฯ แสดงว่ากระแสไฟค่อนข้างเล็กและการชาร์จช้ามาก อายุการใช้งานแบตเตอรี่ไม่เป็นอันตราย ยกเว้นเครื่องชาร์จที่ด้อยกว่ามาก ทุกวันนี้อุปกรณ์' โดยพื้นฐานแล้วไม่' ไม่รับแหล่งพลังงานการชาร์จ ซึ่งแตกต่างจากในสมัยก่อน แบตเตอรี่โทรศัพท์มือถือแต่ละก้อนต้องมีที่ชาร์จพิเศษ ในทางกลับกัน กระแสไฟชาร์จที่ช้ากว่าจะป้องกันแบตเตอรี่ได้มากกว่า

(4) แบตเตอรี่ลิเธียมใช้งานได้ดีที่สุดที่อุณหภูมิห้อง การใช้แบตเตอรี่ลิเธียมที่อุณหภูมิสูง การชาร์จ หรือการจัดเก็บเป็นเวลานานจะทำให้ความจุลดลงอย่างถาวร การชาร์จแบตเตอรี่ลิเธียมที่อุณหภูมิต่ำ (<0°c) จะทำให้เกิดความเสียหายถาวร="" แต่การใช้งานที่อุณหภูมิต่ำโดยพื้นฐานแล้วความจุจะลดลงชั่วคราวเท่านั้น="" และแบตเตอรี่จะฟื้นตัวเมื่อกลับสู่อุณหภูมิปกติ="" ไม่ใช่ปัญหาใหญ่ในการจัดเก็บแบตเตอรี่ลิเธียมที่อุณหภูมิต่ำ="">

2. ความรู้รายละเอียดเพิ่มเติม

การสูญเสียความจุของแบตเตอรี่ลิเธียมเป็นกระบวนการที่ซับซ้อนอย่างยิ่งซึ่งเกี่ยวข้องกับหลายปัจจัย ไม่มีพื้นที่สำหรับอธิบายกลไกเฉพาะที่แต่ละปัจจัยมีผลกระทบ แต่มีรายการปัจจัยเหล่านี้โดยย่อ

การสูญเสียความจุของแบตเตอรี่ลิเธียมสามารถแบ่งออกเป็นสองส่วน: การสูญเสียความจุเมื่อเวลาผ่านไป (อายุตามปฏิทิน) (แบตเตอรี่ลิเธียมถูกทิ้งไว้โดยไม่ได้ใช้งาน ความจุจะลดลงเป็นเวลานาน) และการสูญเสียความจุที่เกิดจากการใช้งาน (อายุของวงจร) ).

ปัจจัยเดิมที่เกี่ยวข้องได้แก่

สถานะของค่าใช้จ่าย นี่หมายถึงสถานที่ที่กำลังอยู่ในความจุทั้งหมด ตัวอย่างเช่น มันคือ 40% หรือ 60%;

อุณหภูมิ (อุณหภูมิ);

เวลาในการจัดเก็บ (เวลา)

ประการหลัง ปัจจัยหลักที่เกี่ยวข้องคือ:

ความลึกของการคายประจุในแต่ละครั้ง ตัวอย่างเช่น ทุกครั้งที่คุณชาร์จจาก 0% ถึง 100% แล้วชาร์จเป็น 0% หรือเริ่มชาร์จเมื่อแบตเตอรี่เหลือ 20% และถอดปลั๊กเมื่อถึง 80% สิ่งนี้ไม่เหมือนกัน

สถานะของประจุ (State of Charge) ซึ่งโดยทั่วไปจะเรียกว่าไฟฟ้า สำหรับ DoD เดียวกัน SoC เฉลี่ยอาจแตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น เมื่อแบตเตอรี่คงสภาพระหว่าง 40% ถึง 100% และแบตเตอรี่คงอยู่ระหว่าง 20% ถึง 80% แม้ว่าความลึกของการชาร์จและการคายประจุจะเท่ากัน ผลกระทบต่อแบตเตอรี่จะแตกต่างกันเนื่องจากสถานะการชาร์จที่แตกต่างกัน ;

อัตราค่าบริการ (อัตราค่าบริการ) หากกระแสไฟชาร์จสามารถชาร์จแบตเตอรี่จนเต็มใน 1 ชั่วโมง เราบอกว่าอัตราการชาร์จโดยเฉลี่ยอยู่ที่ 1C; หากกระแสไฟชาร์จสามารถชาร์จแบตเตอรี่จนเต็มใน 2 ชั่วโมง เราบอกว่าอัตราการชาร์จโดยเฉลี่ยอยู่ที่ 0.5C และอื่นๆ;

อุณหภูมิ (อุณหภูมิ);

จำนวนรอบ แน่นอน ปั่นจักรยานสองร้อยรอบ เสียมากกว่าร้อยรอบ...

นอกจากนี้ยังมีปัจจัยบางอย่างที่อยู่เหนือการควบคุมของเรา ตัวอย่างเช่น แบตเตอรี่ลิเธียมในระยะเริ่มต้นของการใช้งานจะต้องผ่านกระบวนการสร้างฟิล์มเฟสอิเล็กโทรไลต์เฟสแข็ง (ฟิล์ม SEI) กระบวนการนี้ใช้ลิเธียมไอออนจำนวนหนึ่ง ตราบใดที่จำเป็นต้องใช้แบตเตอรี่ กระบวนการนี้ไม่สามารถข้ามได้ ดังนั้นเราจึงไม่'ไม่ต้องคิดมาก

อายุของปฏิทินและอายุของวงจรนั้นไม่ขึ้นกับ ดังนั้น หากอุปกรณ์สามารถใช้แหล่งพลังงานภายนอกได้โดยตรงโดยไม่ต้องชาร์จและปล่อยแบตเตอรี่ลิเธียม ก็จะสามารถหลีกเลี่ยงวงจรการเสื่อมสภาพได้ ซึ่งเป็นประโยชน์ต่ออายุการใช้งานของแบตเตอรี่ลิเธียม อย่างไรก็ตาม เราควรอยู่ใน SoC ใด นี่คือสิ่งที่จะกล่าวถึงด้านล่าง: กฎหมายเชิงคุณภาพเกี่ยวกับอิทธิพลของปัจจัยต่าง ๆ ต่อการสูญเสียชีวิตของแบตเตอรี่ลิเธียม

(1) สถานะของค่าใช้จ่าย

จากการศึกษาพบว่าเมื่อ SoC ต่ำลง ทั้งระยะเวลาในปฏิทินและอายุวงจรจะล่าช้า ดังนั้น หากเราต้องการลดการสลายตัวของอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ลิเธียม เราควรรักษาพลังงานให้ต่ำ ตัวอย่างเช่น หากคุณต้องการให้อุปกรณ์ใช้แหล่งพลังงานภายนอกโดยตรงโดยไม่ต้องชาร์จและปล่อยแบตเตอรี่ลิเธียม จะเป็นการดีกว่าที่จะรักษาพลังงานไว้ที่ 40% มากกว่าที่ 60%

ตราบใดที่การใช้งานต้องได้รับอนุญาต ยิ่งแบตเตอรี่ต่ำยิ่งดีหรือไม่? ขึ้นอยู่กับว่าคุณปล่อยให้แบตเตอรี่ลิเธียมไม่มีส่วนร่วมในการชาร์จและการคายประจุ เช่น การเก็บรักษาไว้หรือใช้พลังงานจากภายนอกเท่านั้น (ขณะนี้มีอายุการใช้งานตามปฏิทินเท่านั้น) หรือปล่อยให้แบตเตอรี่มีส่วนร่วมในการชาร์จและการคายประจุ เวลานี้).

ในกรณีก่อนหน้านี้ พลังนั้นต่ำที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ อย่างไรก็ตาม หากแบตเตอรี่เหลือน้อยเกินไป ความเสี่ยงของความอดอยากที่เกิดจากการลืมชาร์จแบตเตอรี่จะยิ่งเพิ่มมากขึ้น ภายใต้สถานการณ์ที่ทำให้มั่นใจว่าแบตเตอรี่จะไม่อดตาย ผลการป้องกันจะดีกว่าถ้าแบตเตอรี่หมดถึง 5% หรือเกือบ 0% แล้วจึงเก็บไว้

ในกรณีหลัง สถานการณ์ซับซ้อนขึ้นเล็กน้อย เมื่อแบตเตอรี่เหลือน้อย ความต้านทานภายในของแบตเตอรี่จะเพิ่มขึ้น ให้'s สร้างสมมติฐานสุดโต่งเพื่อแสดงปัญหาที่ซ่อนอยู่นี้ ความจุของแบตเตอรี่บางตัวคือ 10Wh ความต้านทานภายในจะสูงมากเมื่อมีกำลัง 0 ~ 10% ดังนั้นเมื่อคุณเก็บพลังงาน 1Wh เพื่อชาร์จพลังงานจาก 0% ถึง 10% คุณสามารถใช้ได้เพียง 0.1Wh เมื่อถอดออก และอีก 0.9 Wh ทำงานในเครื่อง เมื่อเปลี่ยนเป็นความร้อนที่แบตเตอรี่ ในเวลานี้ เราได้ใช้งานอย่างมีประสิทธิภาพเพียง 0.1Wh เท่านั้น แต่ทำให้วงจรมีอายุ 1Wh สำหรับแบตเตอรี่ ความต้านทานภายในต่ำเมื่อกำลังอยู่ระหว่าง 98% ถึง 100% แม้ว่าอายุของวงจรที่เกิดจากแบตเตอรี่จาก 98% ถึง 100% จะอยู่ที่ 0.2Wh เท่านั้น แต่ก็สร้างความร้อนน้อยลงระหว่างการใช้งานและยังสามารถได้รับค่าประสิทธิภาพ 0.1Wh อีกด้วย ใช้. แม้ว่าอายุของแบตเตอรี่ 0.2Wh เดียวกันภายใต้พลังงานสูงจะมากกว่าอายุ 0.2Wh ที่เทียบเท่าภายใต้พลังงานต่ำ แต่ก็มีแนวโน้มที่จะน้อยกว่า 1Wh จริงของพลังงานต่ำ

ท่ามกลางข้อมูลที่จำกัดที่ฉันพบ ฉันไม่สามารถบอกได้ว่าระดับแบตเตอรี่น้อยกว่า 20% หรือไม่ ความต้านทานภายในสูงทำให้เกิดอันตรายมากกว่า หรือการชาร์จแบตเตอรี่ต่ำมีประโยชน์มากกว่า ดังนั้นฉันจึงไม่สามารถตอบได้ที่นี่ แบตเตอรี่ควรเหลือน้อยหรือไม่? แต่สิ่งที่แน่นอนคืออย่างน้อยในระดับพลังงานที่สูงกว่า 40% ความต้านทานภายในของแบตเตอรี่สามารถละเลยได้ ตัวอย่างเช่น การรักษาพลังงานไว้ที่ 40%±20% มีประโยชน์มากกว่าการรักษาไว้ที่ 60%±20%

(2) อุณหภูมิ

อุณหภูมิใดที่เป็นมิตรกับแบตเตอรี่ลิเธียมมากที่สุด? ข้อมูลที่ได้จากการศึกษาต่างๆ ไม่เหมือนกันทุกประการ แต่ใกล้เคียงกันกับอุณหภูมิร่างกายที่สบายตัว ดังนั้นให้รักษาอุณหภูมิไว้ที่อุณหภูมิห้องที่ทำให้คุณรู้สึกสบายตัว

ที่อุณหภูมิสูงขึ้น (เกือบสูงกว่าอุณหภูมิช่องปากปกติของบุคคล &) กระบวนการชราภาพจะเร็วขึ้นมากอยู่ดี

ที่อุณหภูมิต่ำกว่า (เกือบ 0 °C) การจัดเก็บโดยพื้นฐานแล้วไม่มีปัญหา แต่ถ้าชาร์จจะทำให้เกิดความเสียหายมากกว่าปกติ

ที่อุณหภูมิต่ำมาก (เกือบ<20°c)>

(แทรก: งานวิจัยเรื่องความชื้นดูเหมือนจะไม่ค่อยมีใครเห็น แต่ตามสามัญสำนึก อย่าคิดว่ามันชื้นเกินไป...)

(3) ความลึกของการคายประจุในแต่ละครั้ง

ยิ่งความลึกของประจุและคายประจุยิ่งตื้นยิ่งดี จะดีกว่ามากที่จะชาร์จในช่วงเวลาสั้นๆ วันละหลายๆ ครั้ง มากกว่าชาร์จแบตเตอรี่เกือบทุกวันจนหมด แล้วจึงชาร์จอีกครั้งในเวลากลางคืน

คุณอาจมีคำถาม: หากประจุตื้น' จำนวนรอบจะไม่เพิ่มขึ้นตามธรรมชาติหรือ? ตัวอย่างเช่น ถ้าเราสามารถใช้ 500 รอบตามความลึก 100% ของประจุและคายประจุ อย่า'แน่นอนว่าเราคาดว่าจะใช้ 1,000 รอบตามความลึก 50% หรือไม่ อันที่จริง นี่ไม่ใช่กรณี นักวิจัยกล่าวว่าแต่ละรอบจะขึ้นอยู่กับจำนวนสะสมของประจุและการปลดปล่อยถึง 100% ภายใต้คำจำกัดความนี้ เรายังคงได้ข้อสรุปว่ายิ่งประจุและการคายประจุยิ่งตื้น ยิ่งดี ซึ่งหมายความว่า ตัวอย่างเช่น ที่ระดับความลึก 50% คุณสามารถนับเวลาในการชาร์จและคายประจุได้ถึง 2,000 ครั้ง

(4) อัตราค่าบริการ

อัตราการชาร์จที่ต่ำกว่าจะดีกว่า ถ้าคุณไม่รีบร้อน ขอแนะนำให้ลดการใช้การชาร์จแบบเร็ว อย่างไรก็ตาม อัตราการชาร์จอย่างรวดเร็วของผลิตภัณฑ์ดิจิทัล เช่น โทรศัพท์มือถือและแท็บเล็ตอยู่ที่ประมาณ 2C ซึ่งน้อยกว่า 5C หรือแม้แต่ 15C ที่นักวิจัยพบว่ามีอันตรายมากกว่าในระหว่างการศึกษา ดังนั้นอัตราการชาร์จของอุปกรณ์เหล่านี้จึงเป็นปัจจัยที่ค่อนข้างเล็ก

(5) เวลาและจำนวนรอบ

นี้เป็นที่ชัดเจน ยิ่งแบตเตอรี่ใหม่และใช้น้อยเท่าใด ความจุก็จะยิ่งลดลงเท่านั้น อย่างไรก็ตาม หากมีอุปกรณ์ใหม่ การใช้งานน้อยลงหมายความว่าอายุการใช้งานจะค่อยๆ หายไปตามกาลเวลา แทนที่จะเปลี่ยนเป็นเวลาใช้งานตามไปด้วย ดูเหมือนว่าจะเป็นมากกว่าปัญหาทางเทคนิค ผู้มีเมตตาย่อมเห็นความกรุณา ผู้มีปัญญาย่อมเห็นปัญญา

เพื่อสรุปข้างต้น:

พยายามใช้และชาร์จแบตเตอรี่ลิเธียมที่อุณหภูมิห้อง

เลือกระดับพลังงานที่ค่อนข้างต่ำ รักษาระดับพลังงานจริงให้สูงกว่าหรือต่ำกว่า และหลีกเลี่ยงการชาร์จจนเต็มเสมอ

ชาร์จและปล่อยเบา ๆ กินอาหารน้อยลง