Per pastaruosius 15 metų ličio jonų (Li-jonų) akumuliatorių technologija žymiai vystėsi. Mes matėme naujų chemijų, tokių kaip LFP ir NMC, kilimą, o klasikinės „Licoo₂“ formuluotės užėmė užpakalinę sėdynę. Akumuliatorių valdymo sistemos (BMS) tapo sudėtingesnės, o energijos tankis pamažu pagerėjo. Vis dėlto pagrindiniai akumuliatorių skilimo dėsniai nesikeičia. Mūsų įpročiai tiesiog pritaikė naujoms realijoms.
Suskirstykime šiuolaikines, duomenų pagrįstas taisykles, leidžiančias prailginti savo išmaniojo telefono, nešiojamojo kompiuterio ar elektromobilių akumuliatoriaus tarnavimo laiką.
1. Tikri priešai: laikas ir šiluma (ne ciklai)
Pagrindinė Li-jonų akumuliatoriaus skilimo priežastis yra „kalendoriaus senėjimas“-negrįžtamas talpos praradimas laikui bėgant, net jei įrenginys nenaudojamas. Tai įvyksta dėl lėto elektrolito skilimo ir laipsniško, negrįžtamo vidinių medžiagų, kurios „gaudo“ ličio daleles, skilimą, todėl jos tampa neaktyvios.
Šiluma pagreitina šias chemines reakcijas eksponentiškai.
Duomenys apie šiuolaikines NMC baterijas (dažniausiai pasitaikantis vartojimo elektronikos tipas) tai aiškiai parodo:
| Sandėliavimo temperatūra | Pajėgumas po 1 metų (už 100% mokestį) | Pajėgumas po 1 metų (40–60% mokestis) |
|---|---|---|
| 0 ° C (32 ° F) | ~ 94% | ~ 98% |
| 25 ° C (77 ° F) | ~ 80% | ~ 96% |
| 40 ° C (104 ° F) | ~ 65% | ~ 85% |
| 60 ° C (140 ° F) | ~ 30% (sunkus) | ~ 75% |
Takeaway: Gamintojo teigimu, 2–3 metų gyvenimo trukmė (arba 500–1000 ciklų iki 80% talpos) galima pasiekti tik kambario temperatūroje ir iš dalies įkrovimo. Saugojimas išjungto įrenginio, prijungto ant saulėtos palangės, kai jis yra karštas ir nuolat laikomas 100% įkrovimo, yra vienas blogiausių akumuliatorių sveikatos scenarijų. Vieneri metai šioje būsenoje sukelia daugiau žalos nei metai aktyvaus vartojimo, kai kambario temperatūroje yra 20–80% įkrovos ciklai.
2. Saldi vieta: 80% yra naujasis 100%
Labiausiai įtempta Li-jonų akumuliatoriaus katodo būsena yra aukšta įtampa, atitinkanti 100% krūvį. Ši įtampa tiesiogiai pagreitina skilimą.
Kasdien naudoti, optimalus diapazonas yra Nuo 20% iki 80%. Įkraunant tik 80%, žymiai sumažina ląstelių medžiagų stresą ir pratęsia jos gyvenimą. Mičigano universiteto tyrimo duomenimis, įkrovimas iki 100% gali padidinti degradaciją 2–3 kartus, palyginti su sustojimu esant 70–80% (nors tikslūs skaičiai priklauso nuo chemijos ir sąlygų).
Kaip tai padaryti: Daugelyje gamintojų („Apple“, „Samsung“, „Tesla“, „Microsoft“) dabar yra intelektualių įkrovimo funkcijų (pvz. Šios savybės sužino jūsų įpročius ir atideda įkrauti 80%, kol jums to prireiks. Įgalinkite šias funkcijas! Nešiojamųjų kompiuterių gamintojai, tokie kaip „Lenovo“, dažnai teikia komunalines paslaugas rankiniu būdu nustatyti maksimalų mokesčio slenkstį (pvz., 80%).
3. Gilus išmetimas: lygiai taip pat kenksminga, kaip ir perkrautas
Leidžiant ląstelės įtampai nukristi žemiau ~ 2,7–3,0 V (tai, ką jūsų įrenginys rodo kaip 0%), sukelia negrįžtamą katodo struktūros pažeidimą. Šiuolaikiniai BMS išjungs įrenginį prieš šį kritinį lygį, tačiau problema kyla iš Ilgalaikis laikymas išleidžiamoje būsenoje.
Taisyklė yra paprasta: niekada nesaugokite įrenginio su tuščiu baterija. Jei planuojate laikyti įtaisą ilgą laiką, palikite jį su mokesčiu 40% ir 60%.
4. „Atminties efektas“ yra mitas, tačiau kalibravimas yra svarbiausia
Li-jonų baterijos nepatiria „atminties efekto“, kuris kamuoja senesnes NI-CD ar NI-MH baterijas. Tačiau nedideli BMS Kulomo skaitiklio netikslumai (kurie seka energiją į vidų) ir natūralus akumuliatoriaus degradacija gali paskatinti, kad pranešta, kad įkrovos procentas pasitraukia iš realybės.
Sprendimas yra kalibravimas kas 6 mėnesius: Išleiskite įrenginį iki 0% (kol jis išsijungs), tada įkraukite jį iki 100% vienoje ištisinėje, nepertraukiamai sesijoje. Tai padeda valdikliui perkrauti tikrąją akumuliatoriaus talpą.
Svarbus niuansas: Šiuolaikiniams įrenginiams tai dažnai būtina tik tuo atveju, jei pastebite neteisingus akumuliatorių rodmenis. „Apple“ ir kiti teigia, kad tai neprivaloma. Tai buvo kritiškiau senesniems akumuliatorių valdikliams.
5. Greitas įkrovimas yra kompromisas
Greito įkrovimo technologijos (greitas įkrovimas, energijos tiekimas, supervooc) darbas, pateikiant didelę srovę ir (arba) įtampą. Šiluma yra neišvengiamas šalutinis produktas šio proceso. Ir kaip mes žinome, šiluma yra priešas.
Nors šiuolaikiniai įrenginiai yra skirti greitai įkrauti, naudojant Lėtesnis, vidutinio sunkumo įkrovimas Jei įmanoma, sumažėja šiluminis įtempis ir ilgalaikis akumuliatorius yra švelnesnis.
Ideali praktika: Naudokite standartinį įkrovimą, jei neskubate. Naktį įkraunant naudokite lėtą, mažos, mažos (5-10 W) įkroviklį arba pasikliaukite įmontuota įrenginio optimizuota įkrovimo funkcija, kad galėtumėte baigti prieš pat prabudimą.
6. Li-polimeras nėra kitokia chemija
Įprastas klausimas: „Ar visa tai taikoma ličio polimero (Li-po) baterijoms?” Taip, absoliučiai.
Li-polimeras iš esmės yra ta pati ličio jonų technologija, tačiau vietoj skysčio naudojamas gelis panašus arba kietas polimero elektrolitas. Tai leidžia nustatyti plonesnius, lankstesnius formos veiksnius. Pagrindiniai senėjimo principai – įtampos, šilumos ir giluminio iškrovos poveikis – yra identiškas į standartines Li-jonų baterijas.
7. Svarbi akumuliatoriaus chemija
Atsirado naujų chemijų, kurios skirtingai tvarko stresą:
- NMC / NCA (nikelio mangano kobaltas / nikelio kobalto aliuminis): Dažniausias išmaniųjų telefonų, nešiojamųjų kompiuterių ir EV tipas. Jie siūlo didelį energijos tankį, tačiau yra jautrūs aukštai įtampai (100% krūviui) ir perkaiti.
- LFP (ličio geležies fosfatas): Įgiję didžiulę sukibimą iš elektrinių įrankių, elektrinių bankų ir EV (pvz., „Base Tesla 3S“ ir „Powerwalls“). Pagrindiniai pranašumai:
- Didesnis cheminis stabilumas ir saugumas.
- Daug ilgesnis ciklo gyvenimas (paprastai 3000–6 000 ciklų).
- Mažiau jautrumo būti 100% mokesčiui.
- Geresnis šiluminis atsparumas.
Kompromisas yra mažesnis energijos tankis. Tai reiškia, kad tokio pat dydžio ir svorio LFP akumuliatorius turi mažesnę talpą (MAH) nei NMC akumuliatorius. Tai lemia:
- Įtaisai: To paties vykdymo storesni/sunkesni prietaisai, todėl LFP telefonuose yra retas.
- EVS: Trumpesnis to paties svorio akumuliatoriaus asortimentas, dažnai leidžiantis LFP pasirinkti labiau prieinamus modelius ar komercines transporto priemones, kuriose ilgaamžiškumas siekia maksimalų diapazoną.
- Galios bankai: LFP galios bankas bus didesnis už tą patį pajėgumą nei NMC modelis.
Pasirinkimas yra tarp maksimalaus kompaktiško dydžio (NMC) arba geresnio ilgaamžiškumo ir saugos (LFP).
Greitas vadovas: jūsų akumuliatoriaus priežiūros apgaulės lapas
- ✅ Įgalinkite intelektualųjį įkrovimą: Įjunkite optimizuotas akumuliatoriaus įkrovimo funkcijas savo įrenginio nustatymuose.
- ✅ Venkite kraštutinumų: Už kasdienį naudojimą laikykite mokestį nuo 20% iki 80%. Įpilkite visą dieną.
- ✅ Venkite šilumos: Niekada nepalikite savo įrenginio tiesioginiuose saulės spinduliuose (ypač ant automobilio prietaisų skydelio) arba po pagalve, kai įkraunate. Intensyvių užduočių metu pašalinkite storus dėklus ar įkraunant.
- ✅ saugokite iš dalies įkrautą: Jei laikote įrenginį, palikite jį 40–60% įkrovą. Niekada nesaugokite jo negyvą.
- ✅ Pirmenybę teikite lėtai įkrauti: Jei įmanoma, naudokite lėtą, per naktį įkrovimą. Rezervuokite greitą įkrovimą, kai jums to reikia.
- ✅ Kalibruokite retkarčiais: Atlikite visą 0–100% įkrovimo ciklą kas 6 mėnesius, jei akumuliatoriaus procentas atrodo netikslus.
- ✅ Įšilikite šaltus prietaisus: Jei jūsų nešiojamasis kompiuteris yra šaltas, prieš įjungdami ar įjungdami, leiskite jam pasiekti kambario temperatūrą.
Taikant šias taisykles, jūsų akumuliatorius išliks sveikas ilgai po tipiško 2–3 metų garantijos laikotarpio.
PS: Kodėl negalite „atgaivinti“ giliai išleidžiamos baterijos?
Šiuolaikiniai BMS yra labai griežtai saugūs. Jei akumuliatoriaus įtampa per ilgai išlieka žemiau kritinės slenksčio, BMS ne tik išjungia – dažnai tai visam laikui užrakina Norėdami užkirsti kelią tolesniam naudojimui.
Taip yra todėl, kad dėl ilgalaikio giluminio iškrovos sukelia negrįžtamus vidinius cheminius pokyčius. Bandymas įkrauti tokią bateriją yra pavojingai linkęs sukelti vidinius trumpus junginius, šiluminį bėgimą ir ugnį.
Esminė: Bet koks bandymas „paleisti“ užrakintą bateriją su neoficialiais įkrovikliais ar apeiti BMS nėra tik beprasmis-tai rimtas gaisro pavojus. Jei prietaisas neįsijungia po ilgo laikymo, akumuliatorius greičiausiai visam laikui negyvas ir turėtų būti saugiai perdirbamas.
Jei radote klaidą tekste, atsiųskite pranešimą autoriui pasirinkdami klaidą ir paspausdami „Ctrl-Enter“.
Nuoroda į informacijos šaltinį
