چگونه از باتری های لیتیومی به درستی استفاده کنیم؟ چگونه عمر باتری لیتیومی را افزایش دهیم؟

چگونه از باتری های لیتیومی به درستی استفاده کنیم؟ چگونه عمر باتری لیتیومی را افزایش دهیم؟

1. دانش پایه

(1) باتری های قابل شارژ اولیه، مانند باتری های نیکل-کادمیم، اثر حافظه دارند. اگر باتری تمام نشده و شروع به شارژ شدن کند، دفعه بعد که تخلیه می شود و در این مکان قرار می گیرد، دیگر نمی توان آن را قرار داد و در نتیجه ظرفیت باتری کاهش می یابد. اگر باتری به طور کامل شارژ نشود، شروع به تخلیه می کند، سپس دفعه بعد شارژ می شود و سپس به این مکان شارژ می شود، نمی توان آن را شارژ کرد که همچنین منجر به کاهش ظرفیت می شود. بنابراین، برای باتری های نیکل کادمیوم و سایر باتری هایی که دارای اثر حافظه هستند، بهترین راه استفاده از آنها این است که پس از اتمام شارژ مجدد آنها را شارژ کنید و در صورت پر شدن از آنها استفاده کنید.

باتری های لیتیومی این اثر را ندارند. برعکس، شارژ و دشارژ کامل باتری لیتیومی به میزان زیادی به ظرفیت باتری لیتیومی آسیب می رساند. بنابراین باتری لیتیومی نیازی به شارژ کامل ندارد.

(2) باتری های لیتیومی بسیار مضر هستند، خواه بیش از حد شارژ شوند یا بیش از حد دشارژ شوند. اگر بیش از حد شارژ شود، به طور دائم به ظرفیت باتری لیتیوم آسیب می رساند. اگر بیش از حد شارژ شود، خطراتی مانند انفجار وجود خواهد داشت. با این حال، اگر دستگاه باتری لیتیومی یک شبه به برق وصل شود، هیچ خطری برای شارژ بیش از حد وجود ندارد، زیرا مطمئناً این دستگاه‌ها پس از شارژ کامل، شارژ را متوقف می‌کنند یا جریان را به سطح بسیار پایین کاهش می‌دهند (فقط برای جبران مقدار کمی از مصرف برق در طول شب). در واقع، باتری لیتیومی 18650 ده دلاری که من معمولاً از آن در DIY استفاده می کنم، دارای برد محافظ داخلی است، بنابراین مطمئناً آن را روی تلفن های همراه و غیره خواهد داشت.

اگر بیش از حد تخلیه شود، باتری لیتیومی دیگر شارژ نمی شود و نمی توان مستقیماً از آن استفاده کرد. برای فعال سازی خاص باید جدا شود. اگر بیش از حد تخلیه شود، کاملاً"گرسنگی مرده" و کاملا غیر قابل استفاده بنابراین، از آنجایی که باتری لیتیومی خود دارای میزان مشخصی از خود تخلیه است، لازم است قبل از نگهداری طولانی مدت دستگاه باتری لیتیومی، اطمینان حاصل شود که دستگاه دارای مقدار مشخصی انرژی است تا از گرسنگی باتری جلوگیری شود. پس از مدت زمان مشخص، بررسی کنید که آیا نیاز به شارژ مجدد دارد یا خیر.

(3) عمر باتری لیتیومی در واقع با جریان شارژ (یا نرخ شارژ) مرتبط است. بنابراین می توان گفت که طول عمر باتری لیتیومی به منبع تغذیه مربوط می شود. به طور کلی، در صورت استفاده از شارژ سریع، عمر باتری های لیتیومی کمتر خواهد بود. با این حال، تا زمانی که جریان از مقدار شارژ کامل در 1 ساعت تجاوز نکند، تأثیر نرخ شارژ بر طول عمر قابل توجه نیست.

تنها"مشکل" هنگام استفاده از پاور بانک ها، پورت های USB کامپیوتر و غیره، جریان منبع تغذیه نسبتاً کم است و شارژ بسیار کند است. برای عمر باتری، این مضر نیست. به جز شارژرهای بسیار پایین‌تر، امروزه دستگاه‌های' اساساً منبع تغذیه شارژ را دریافت نمی‌کنند، برخلاف روزهای اولیه، هر باتری تلفن همراه باید به یک شارژر مخصوص مجهز باشد. برعکس، جریان شارژ کندتر از باتری محافظت می کند.

(4) باتری های لیتیومی به بهترین وجه در دمای اتاق کار می کنند. استفاده از باتری‌های لیتیومی در دمای بالا، شارژ کردن یا نگهداری طولانی مدت آن‌ها، ظرفیت را برای همیشه کاهش می‌دهد. شارژ باتری لیتیومی در دمای پایین (& lt;0°C) باعث آسیب دائمی می‌شود، اما فقط استفاده از آن در دمای پایین اساساً به طور موقت کاهش ظرفیت را تجربه می‌کند و زمانی که به دمای عادی بازگردد، بهبود می‌یابد. برای نگهداری باتری های لیتیومی در دماهای پایین تر مشکلی وجود ندارد، اما نمی توان آنها را برای مدت طولانی در دمای خیلی پایین نگهداری کرد.

2. دانش دقیق تر

هر بار عمق تخلیه به عنوان مثال، هر بار که از 0٪ به 100٪ شارژ می کنید و سپس تا 0٪ شارژ می کنید یا زمانی که باتری 20٪ است شروع به شارژ می کنید و وقتی به 80٪ رسید آن را از برق جدا کنید. این یکسان نیست؛

حالت شارژ (State of Charge) که معمولاً به آن برق می گویند. برای وزارت دفاع یکسان، میانگین SoC می تواند متفاوت باشد. به عنوان مثال، هنگامی که باتری بین 40٪ تا 100٪ نگهداری می شود و باتری بین 20٪ تا 80٪ نگهداری می شود، اگرچه عمق شارژ و دشارژ یکسان است، اما به دلیل وضعیت شارژ متفاوت، تأثیر روی باتری متفاوت است. ;

نرخ شارژ (نرخ شارژ). اگر جریان شارژ بتواند باتری را در 1 ساعت به طور کامل شارژ کند، می گوییم که نرخ شارژ به طور متوسط ​​1C است. اگر جریان شارژ بتواند باتری را در 2 ساعت به طور کامل شارژ کند، می گوییم که نرخ شارژ به طور متوسط ​​0.5 درجه سانتیگراد است. و غیره؛

دما (دما);

تعداد چرخه ها بدیهی است که دوچرخه سواری برای دویست چرخه زیان آورتر از صد چرخه است...

علاوه بر این، عواملی وجود دارند که تقریباً خارج از کنترل ما هستند. به عنوان مثال، یک باتری لیتیومی در مرحله اولیه استفاده، تحت فرآیند تشکیل یک فیلم رابط فاز الکترولیت جامد (فیلم SEI) قرار می گیرد. این فرآیند مقدار مشخصی یون لیتیوم را مصرف می کند. تا زمانی که باتری نیاز به استفاده دارد، نمی توان از این فرآیند عبور کرد، بنابراین ما مجبور نیستیم بیش از حد به آن فکر کنیم.

پیری تقویم و پیری چرخه اساساً مستقل هستند. بنابراین، اگر دستگاه بتواند مستقیماً از یک منبع تغذیه خارجی بدون شارژ و تخلیه باتری لیتیومی استفاده کند، می توان از پیری چرخه جلوگیری کرد که برای عمر باتری لیتیومی مفید است. با این حال، در چه SoC باید بمانیم؟ این همان چیزی است که در زیر مورد بحث قرار خواهد گرفت: قانون کیفی در مورد تأثیر عوامل مختلف بر از بین رفتن عمر باتری های لیتیومی.

(1) دولت مسئولیت

مطالعات نشان داده اند که وقتی SoC کمتر باشد، پیری تقویم و پیری چرخه به تاخیر می افتد. بنابراین، اگر می‌خواهیم عمر باتری‌های لیتیومی را به حداقل برسانیم، باید قدرت آن را کم نگه داریم. به عنوان مثال، اگر می خواهید دستگاه مستقیماً از یک منبع تغذیه خارجی بدون شارژ و دشارژ باتری لیتیومی استفاده کند، بهتر است برق را روی 40 درصد نگه دارید تا 60 درصد.

بنابراین، تا زمانی که استفاده نیاز به مجوز دارد، آیا هر چه باتری کمتر باشد، بهتر است؟ بستگی به این دارد که آیا اجازه دهید باتری لیتیومی در شارژ و دشارژ کردن شرکت نکند، مثلاً آن را در حالت انتظار ذخیره کنید یا فقط از برق خارجی استفاده کنید (در حال حاضر فقط تقویم قدیمی می شود)، یا اجازه دهید در شارژ و دشارژ شرکت کند (چرخه پیری غالب است در این بار).

در مورد اول، قدرت در واقع تا حد امکان پایین است. با این حال، اگر باتری خیلی کم باشد، خطر گرسنگی ناشی از فراموش کردن شارژ مجدد باتری حتی بیشتر است. در شرایطی که اطمینان حاصل شود که باتری از گرسنگی نمی میرد، اگر باتری تا 5٪ یا حتی نزدیک به 0٪ تخلیه شود و سپس ذخیره شود، اثر محافظتی بهتر است.

در مورد دوم، وضعیت کمی پیچیده تر است. وقتی باتری خیلی کم باشد، مقاومت داخلی باتری افزایش می یابد. اجازه دهید's یک فرضیه افراطی برای نشان دادن این مشکل پنهان ایجاد کند. ظرفیت یک باتری خاص 10 وات ساعت است. مقاومت داخلی آن زمانی که توان آن 0 تا 10 درصد است بسیار بالا است، به طوری که وقتی 1 وات ساعت برق ذخیره می کنید تا برق را از 0٪ تا 10 درصد شارژ کنید، فقط می توانید از 0.1 وات ساعت در هنگام بیرون آوردن و 0.9 دیگر استفاده کنید. Wh در دستگاه کار می کند. وقتی روی باتری تبدیل به گرما شد. در این زمان، ما فقط از 0.1Wh استفاده موثر داشتیم، اما باعث پیری چرخه 1Wh برای باتری شدیم. مقاومت داخلی زمانی کم است که توان آن بین 98 تا 100 درصد باشد. اگرچه چرخه پیری ناشی از باتری از 98٪ تا 100٪ فقط 0.2 وات ساعت است، در حین استفاده گرمای کمتری تولید می کند و همچنین می تواند مقدار موثر 0.1 وات ساعت را به دست آورد. استفاده کنید. اگرچه کهنه شدن همان باتری 0.2 وات ساعتی در قدرت بالا بیشتر از معادل 0.2 وات ساعت در حالت کم است، همچنین احتمالاً پیری کمتری نسبت به 1 وات ساعت واقعی انرژی کم دارد.

در میان داده‌های محدودی که می‌توانم پیدا کنم، نمی‌توانم بگویم که آیا سطح باتری کمتر از 20٪ است، آیا مقاومت داخلی بالا آسیب بیشتری می‌آورد یا شارژ کم باتری مزایای سایش سبک را دارد، بنابراین نمی‌توانم اینجا پاسخ دهید آیا باتری باید اینقدر کم باشد؟ اما آنچه مسلم است این است که حداقل در سطح توان بالای 40 درصد می توان مقاومت داخلی باتری را نادیده گرفت. بنابراین، برای مثال، نگه داشتن توان در 20±40% سودمندتر از نگه داشتن آن در 20±60% است.

(2) دما

چه دمایی برای باتری‌های لیتیومی مناسب‌تر است؟ داده های به دست آمده از مطالعات مختلف دقیقاً یکسان نیستند، اما تقریباً مشابه دمای راحت بدن انسان است. بنابراین، درجه حرارت را در دمای اتاق نگه دارید که شما را راحت کند.

در دماهای بالاتر (تقریباً بالاتر از دمای طبیعی دهان یک فرد')، روند پیری بسیار سریعتر است.

در دمای کمتر (تقریبا 0 درجه سانتیگراد)، ذخیره سازی اساساً مشکلی ندارد، اما اگر شارژ شود، آسیب بیشتری نسبت به معمول ایجاد می کند.

در دماهای بسیار پایین (تقریبا<20 درجه="" سانتیگراد)،="" حتی="" ذخیره="" سازی="" مناسب="">

(درج: به نظر می رسد تحقیق در مورد رطوبت به ندرت دیده می شود، اما طبق عقل سلیم فکر نکنید که خیلی مرطوب است...)

(3) عمق تخلیه در هر بار

هرچه عمق شارژ و دشارژ کمتر باشد، بهتر است. خیلی بهتر است برای مدت کوتاهی چند بار در روز شارژ شود تا اینکه تقریباً هر روز باتری را به طور کامل شارژ کنید و سپس دوباره آن را در شب شارژ کنید.

ممکن است یک سوال داشته باشید: اگر شارژ کم عمق باشد، آیا'تعداد چرخه ها به طور طبیعی افزایش نمی یابد؟ به عنوان مثال، اگر بتوانیم از 500 چرخه مطابق با 100 درصد عمق شارژ و دشارژ استفاده کنیم، مطمئناً انتظار نداریم که از 1000 چرخه مطابق با عمق 50 درصد استفاده کنیم؟ در حقیقت، موضوع این نیست. محققان می گویند که هر چرخه بر اساس مقدار تجمعی شارژ است و دشارژ به 100٪ رسیده است. طبق این تعریف، ما همچنان به این نتیجه می رسیم که هر چه میزان شارژ و دشارژ کم‌تر باشد، بهتر است، به این معنی که مثلاً در عمق 50% می‌توان روی 2000 بار شارژ و دشارژ حساب کرد.

(4) نرخ شارژ

نرخ شارژ کمتر بهتر است. اگر عجله ندارید، توصیه می شود استفاده از شارژ سریع را کاهش دهید. با این حال، نرخ شارژ سریع محصولات دیجیتال مانند تلفن‌های همراه و تبلت‌ها حداکثر حدود 2 درجه سانتی‌گراد است که بسیار کمتر از دمای 5 درجه سانتی‌گراد یا حتی 15 درجه سانتی‌گراد است که محققان در طی این مطالعه دریافتند که مضرتر است. بنابراین میزان شارژ این دستگاه ها عامل نسبتا کمی است.

(5) زمان و تعداد چرخه ها

این واضح است. هرچه باتری جدیدتر باشد و کمتر از آن استفاده شود، البته از دست دادن ظرفیت کمتر خواهد بود. با این حال، اگر دستگاه جدیدی وجود داشته باشد، قرار دادن آن برای استفاده کمتر به این معنی است که به جای تبدیل آن به زمان استفاده برای همراهی، طول عمر بیشتری با گذشت زمان از بین می رود. به نظر می رسد این چیزی بیش از یک مشکل فنی باشد. نیکوکاران خیرخواهی را می بینند و خردمندان حکمت را.

سعی کنید از باتری های لیتیومی در دمای اتاق استفاده و شارژ کنید.

سطح توان نسبتاً کم را انتخاب کنید، سطح توان واقعی را بالا و پایین نگه دارید و از همیشه شارژ کامل خودداری کنید.

به آرامی شارژ و تخلیه کنید، وعده های غذایی کمتر و بیشتر بخورید.