Сроки службы литиевых аккумуляторов Все про Li-ion (литиевые аккумуляторы)

При выработке ресурса аккумуляторной батареи ее разрядная емкость падает до значения, установленного технической документацией, и АКБ подлежит замене. Но устанавливаемый производителями ресурс источника энергии – это приблизительное значение, которое на практике может отклоняться в сторону увеличения или уменьшения.

При правильном уходе химические источники энергии служат примерно в 15 раз дольше, чем при несоблюдении правил их использования. Ответ на вопрос, какой срок службы литий-ионных аккумуляторов, зависит от ряда факторов. В их числе:

• электрохимический состав накопителей – у приборов типа LiCoO2 или LiMn2O4 число циклов разряда-заряда составляет 500–1000, а у АКБ с типом химии LiFePO4 – 1000–2000 и даже 3000;
• соблюдение правил их эксплуатации и хранения;
• температурные условия при хранении и использовании АКБ;
• режим заряда;
• глубина разряда.

Литий-ионные накопители энергии имеют малый саморазряд, высокий ресурс, большую удельную емкость. Их износ фиксируется при падении емкости до 80% от исходного значения. Но на практике приборы с емкостью ниже 80% успешно эксплуатируются, хотя длительность их работы значительно уменьшается. Ниже приведены рекомендации, позволяющие существенно продлить жизненный цикл Li-ion батареи и избежать дополнительных расходов на преждевременное приобретение новой АКБ.

Способы расширения ресурса литий-ионных батарей

1. Чтобы продлить срок годности литиевых аккумуляторов, нужно: Не допускать их полного разряда – при неоднократном глубоком разряде высокими токами химические источники тока (ХИТ) ускоренно теряют способность запасать требуемый объем энергии, иначе Вам понадобится восстановление работоспособности аккумулятора. Современные АКБ всегда оснащаются специальными схемами, контролирующими разрядный процесс – BMS или PCB. При выходе значения тока за допустимые границы электроника отключает накопитель.
   Если же батарея полностью разрядилась, нужно зарядить ее, как минимум, на 40%.
2. Избегать чрезмерного заряда и не оставлять подключенным к зарядному устройству на долгое время после того как процесс зарядки осуществлен.
3. Использовать подходящее зарядное устройство даже при незначительном превышении рекомендуемого напряжения заряда срок службы Li-ion аккумуляторов сокращается. К тому же, для АКБ предпочтителен режим медленной зарядки и разрядки. Использование в интенсивном режиме сокращает рабочий ресурс накопителей. Поэтому лучшими считаются зарядные устройства с фиксацией напряжения. Также можно использовать ЗУ, отсекающие минимальный ток заряда.
4. Соблюдать рекомендованный температурный режим работы устройств – от -20 до +50 °С, в идеале около +20 °С. Избегать перегрева и переохлаждения.
5. Заряжать накопители при температуре от +5 до +20 °C.
6. Хранить их заряженными на 40–50% при температуре от 0 до +10 °С. Если оставить прибор храниться в почти разряженном состоянии, из-за вероятного саморазряда его емкость может снизиться до критического значения, и в дальнейшем зарядить батарею уже не удастся. Длительное хранение приводит к снижению емкости устройства, поэтому покупать накопители энергии впрок нецелесообразно.

Соблюдение этих простых правил поможет избежать преждевременного старения Li-ion батареи и надолго сохранить ее в нормальном работоспособном состоянии.

Эффективные приемы по продлению жизни Li-ion аккумулятора

Чтобы продлить срок службы литиевых аккумуляторов, производители электромобилей снижают рабочие пороги напряжения элементов батарей. В результате, уменьшается запасаемая емкость, но при этом значительно увеличивается ресурс. Еще один способ увеличить жизненный цикл аккумуляторной батареи – снизить нагрузку на нее путем увеличения емкости. Чем больше элементов в параллели АКБ, тем меньшая сила тока разряда приходится на каждый элемент. Третий способ – снижение управление температурой сборки элементов. Сборка АКБ в холдерах и получаемые проветриваемые полости вокруг элементов снижают тепловую нагрузку на АКБ и влияют на ресурс АКБ. Объединив данные подходы при сборке АКБ можно получить многократное увеличение ресурса (циклов заряд-разряд) АКБ при тех же равных элементах.

Также для увеличения длительности эксплуатации АКБ успешно используются программируемые платы управления BMS, или smart bms (PCB), позволяющие с приложения под Android или ios настраивать требуемые (в нашем случае щадящие) пороги напряжения. «ВольтБайкс аккумуляторы» устанавливает программируемые платы управления аккумулятором по запросу заказчиков. Ответ на вопрос, сколько составит срок годности литий-ионного аккумулятора в конкретном случае, зависит и от характеристик самого ХИТ, и от особенностей его эксплуатации. Подробнее о правилах использования литиевых АКБ читайте здесь.

Как продлить срок службы аккумулятора Все про Li-ion (литиевые аккумуляторы)

Аккумуляторная батарея – это автономный источник питания, который накапливает энергию при зарядке от электросети и отдает ее на работу электрооборудования. Работает АКБ в циклическом режиме заряд-разряд. Поэтому и ресурс ее работы измеряется не годами эксплуатации, а количеством рабочих циклов до того момента, когда исходная номинальная емкость уменьшится на 20%.

Например, у Li-ion аккумуляторов срок службы составляет около 1000 циклов, а у LiFePO4 – более 2000. Постепенно в структуре аккумуляторов происходят необратимые процессы, из-за которых снижается номинальная емкость, и уменьшается расстояние пробега на 1 заряде. Когда емкость АКБ снижается до значения, при котором использование батареи становится некомфортным, она подлежит замене.

Как продлить срок службы АКБ?

Но жизнь батареи можно продлить, соблюдая правила ее эксплуатации, зарядки и хранения. При покупке АКБ отдельно или в составе оборудования желательно сразу же ознакомиться с инструкцией производителя и следовать его рекомендациям. Каждый производитель приводит точные рекомендации по зарядке, использованию, оптимальному температурному режиму и условиям хранения конкретной батареи. Но есть и общие правила, соблюдение которых позволяет продлить срок службы и повысить эффективность использования АКБ.

Как разряжать?

Чтобы не допустить преждевременного износа литий-ионной батареи, необходимо беречь ее от глубоких разрядов. Не стоит ждать, когда АКБ разрядится « в ноль» и отключится. Лучше ставить ее на зарядку при остаточном уровне заряда не менее 10–20%. Эффекта памяти литиевые батареи не имеют, поэтому заряжать их можно при любом уровне остаточного заряда.

Помните, что Li-ion аккумуляторы не любят глубокого разряда, а после длительного хранения в разряженном состоянии деградируют: теряют емкость и могут даже полностью утратить работоспособность. После каждой разрядки «в ноль» аккумуляторы теряют несколько процентов своей номинальной емкости, поэтому частые глубокие разряды приводят к критическому снижению емкости.

Как заряжать?

Заряжать Li-ion батареи нужно совместимыми с ними зарядными устройствами, работающими по алгоритму CC/CV. На 1 стадии зарядки ток неизменен, а напряжение растет до установленного максимума – 4,2 В на ячейку (для элементов типа LiFePO4 – до 3,65 В). После этого наступает 2 стадия, при которой напряжение не меняется, а зарядный ток – уменьшается до минимума. Так набираются конечные 5–10% заряда. При использовании такого алгоритма обеспечивается полный заряд элементов питания без риска их перезарядки.

Заряжать литиевые АКБ нужно при температуре +1 – +40 °С, зарядными токами от 1С до 5С. Для защиты от перезаряда, перегрева и других опасных состояний батареи обязательно комплектуются БМС платами. Дополнительную защиту обеспечивает датчик в зарядном устройстве. Накрывать АКБ или зарядное устройство при зарядке нельзя. После пребывания на морозе батарею нужно выдержать несколько часов при комнатной температуре и только после этого ставить на зарядку. Заряжать АКБ желательно до полного восстановления емкости, но если такой возможности нет, допустимы и неполные заряды.

Выбор зарядного устройства

Аккумуляторные батареи комплектуются штатными зарядными устройствами, которые оптимально подходят для восполнения их заряда. Но при необходимости можно купить ЗУ отдельно от батареи. Главное – выбрать устройство, предназначенное для конкретного типа батареи, соответствующее ей по напряжению и зарядному току.

Например, ЗУ для Li-ion батарей ограничивают максимальное напряжение заряда на уровне 4,2 В на ячейку, а ЗУ для LiFePO4 батарей – на максимуме 3,65 В на ячейку. Есть в продаже и универсальные зарядники, которые настраиваются на разные условия работы. Использование неподходящего ЗУ приводит к снижению емкости, сокращению ресурса АКБ или ее полному выходу из строя.

Температурный режим

В вопросе, как продлить срок службы литий-ионных аккумуляторов, немалую роль играет и температура. Литиевые АКБ чувствительны к низким температурам, что проявляется временным снижением их емкости (запаса отдаваемой энергии):

• при 0 °С – емкость уменьшается на 6–7%;
• при -25 °С – на 15–20%;
• при -40 °С – на 35–40%.

В целом Li-ion аккумуляторы работают при температуре от -20 до +50 °С, некоторые виды – от -40 °С. Но низкие и высокие температуры негативно отражаются на характеристиках элементов питания, в т. ч. уменьшают срок их службы. Поэтому лучше всего использовать литиевые АКБ при температуре около +20 °С (±10 °С), хранить – при температуре от 0 до +10 °С, а заряжать – от +5 до +20 °С. Следование этим советам поможет надолго сохранить батарею работоспособной и не допустить ее преждевременного старения.

Сезонное хранение

Если в холодное время года Li-ion батарея не используется, ей нужно обеспечить комфортное хранение:

• в сухом прохладном месте;
• при температуре от 0 до +10 °С;
• с частичным зарядом – на 45–60%;
• с периодической проверкой уровня заряда и его поддержанием на уровне 45–60%.

Если батарея хранится более 3 месяцев, желательно сделать ей контрольный разряд до 10–20% с последующей зарядкой до 45–60%. Этот простой способ поможет продлить жизнь АКБ и сохранить ее емкость на высоком уровне.

В предыдущей статье блога VoltBikes рассказывается о возможности использования мотор-колеса в качестве генератора для домашней ветроэнергетики.

какой срок службы литий-ионный аккумулятор

Современные аккумуляторы лучше, чем когда-либо прежде. Он есть почти у каждого гаджета, и вы полагаетесь на его мощность в повседневных задачах. Большинство устройств основаны на литий-ионной технологии. Как долго служат литиевые батареи? Пришло время взглянуть на этот простой продукт со сложными внутренними процессами.

Типовой диапазон

По данным Battery University, повседневная литий-ионная батарея должна выдерживать от 300 до 500 циклов зарядки/разрядки. Например, если вы заряжаете мобильный телефон один раз в день, в идеальных условиях батарея прослужит более года.

Большинство производителей аккумуляторов ссылаются на срок службы литиевых аккумуляторов как на функцию режима зарядки, потому что это более точно, чем срок годности. Аккумулятор мог простаивать несколько месяцев до первого использования. Его можно хранить и редко использовать впоследствии. Схема заряда и разряда дает вам индивидуальное представление о том, как долго должен работать аккумулятор.

Определение цикла

Возникает проблема с ожидаемым сроком службы литиевой батареи, когда термин «цикл» не имеет четкого определения. Каждый заряжает свои батареи в разное время, например:

• Каждую ночь
• Как только аккумулятор полностью не заряжается
• На полпути

Цикл определяется как момент, когда вы подключаете зарядное устройство к аккумулятору и позволяете ему заряжать элементы. Ожидание более длительных периодов времени между сеансами зарядки кажется разумным способом продлить срок службы батареи, но мощность батареи не работает таким образом.

Избегайте полной разрядки

Независимо от того, питаете ли вы аксессуары для лодок или обычный мобильный телефон, избегайте полной разрядки аккумулятора. Лучший способ сохранить плотность энергии и долговечность батареи — это поддерживать ее полной. Аккумулятор подвергается чрезмерной нагрузке, когда он регулярно полностью разряжается. В конечном итоге это продлится более короткий период времени, чем должно.

Борьба с мифом о памяти

В отличие от других материалов, литий-ион не имеет памяти. Возможно, вы сталкивались с опасениями по поводу технического обслуживания ионно-литиевых аккумуляторов и создания памяти, которая может быть короткой при использовании схемы зарядки. Эти батареи хорошо реагируют на частичные разряды и дозарядку, когда это возможно. Эти действия никоим образом не сокращают срок службы. На самом деле, поддержание относительно полного заряда — это то, как батарея будет работать дольше, чем раньше.

Крутой

Самый действенный способ увеличить срок службы ионно-литиевой батареи — охладить изделие. Высокие температуры разрушат внутренние компоненты как на физическом, так и на химическом уровне. Держите аккумулятор и его устройство подальше от прямых солнечных лучей, в противном случае храните их в прохладном сухом месте. Естественно, что батарея нагревается во время использования, но настоящим врагом является чрезмерное тепло.

Используйте отштампованные даты в качестве руководства

Полезный способ оценить средний срок службы ионно-литиевой батареи — сосредоточиться на отштампованной дате. Большинство производителей аккумуляторов добавляют даты к своим продуктам, чтобы ориентироваться в ваших покупательских привычках. Дата, находящаяся дальше в будущем, имеет более длительный срок службы, чем, например, старая батарея. Помните, что эти даты не являются конкретным представлением реальной жизни. В идеальных условиях они могут иногда длиться до и после этих дат.

Не делайте зарядное устройство врагом

В первые дни существования зарядных устройств и перезаряжаемых аккумуляторов особое внимание уделялось времени зарядки, чтобы продлить срок службы аккумулятора. Однако сегодняшние технологии облегчают процесс зарядки.

Как долго служат литиевые батареи? На их срок службы не влияет слишком долгое сидение на зарядном устройстве. Он просто отключает питание аккумулятора, когда это необходимо. Если есть какие-либо опасения по поводу продолжительности жизни батареи, виновником может быть только тепло, вызванное зарядкой батареи, сообщает Popular Mechanics.

Поговорите сегодня с профессионалами из Northeast Battery! Они могут разрушить науку об обслуживании ионов лития и не только. Контролируйте свои потребности в электроэнергии, чтобы каждое устройство было готово к работе, когда это необходимо.

Как долго работает литий-ионный аккумулятор? (Советы по улучшению)

Литий-ионные аккумуляторы сегодня наиболее распространены в таких устройствах, как сотовые телефоны, ноутбуки и даже электромобили. Они обеспечивают надежную работу, малый вес и высокую удельную мощность. Но как долго действительно работает литий-ионный аккумулятор? И что произойдет, когда вы израсходуете энергию, хранящуюся внутри?

К сожалению, ответ не так прост, как хотелось бы, и зависит он от нескольких факторов. Наиболее важным фактором является то, как вы используете аккумулятор и ухаживаете за ним.

Это руководство устраняет сложности из уравнения и помогает вам понять все, что вам нужно знать о жизненном цикле литий-ионных аккумуляторов, а также о том, что вам нужно сделать, чтобы получить максимальную отдачу от вашего аккумулятора.

Содержание

• Как долго литий-ионный аккумулятор держит заряд?
• Факторы, влияющие на то, как долго литий-ионный аккумулятор может удерживать заряд
• Каков жизненный цикл литий-ионной батареи?
• Факторы, влияющие на срок службы литий-ионной батареи
• Как долго хранится литий-ионная батарея?
• Как увеличить срок службы литий-ионной батареи
• Заключение

Как долго литий-ионная батарея держит заряд?

Одной из наиболее характерных особенностей литиевых батарей является их длительный срок службы. Литий-ионные аккумуляторы имеют более высокую емкость и могут работать намного дольше без подзарядки, чем стандартные свинцово-кислотные аккумуляторы.

Секрет не так уж надуман; Литиевые аккумуляторы не имеют эффекта памяти , что позволяет производить частичную зарядку. В результате их можно заряжать несколько раз после частичной разрядки без потери емкости. На самом деле, рекомендуется заряжать литий-ионный аккумулятор сверху, а не разряжать его до 0% перед зарядкой.

Литий-ионный аккумулятор может работать от 8 часов до нескольких дней при полной зарядке, в зависимости от нескольких факторов, включая тип и химический состав аккумулятора, размер и емкость аккумулятора, условия использования или температуру, а также практику зарядки.

Факторы, влияющие на то, как долго литий-ионный аккумулятор может удерживать заряд для литий-ионных аккумуляторов различается. Каждый литий-ионный аккумулятор типа   имеет уникальные характеристики, которые определяют, как долго он может поддерживать питание. Однако аккумулятор с лучшим химическим составом (таким как плотность энергии и удельная мощность) служит дольше всего.

Например, батарея вашего сотового телефона (литий-ионный оксид кобальта) не будет работать так долго, как батарея Tesla EV (никель-кобальтовые оксидно-алюминиевые батареи), потому что химический состав батареи, используемый в сотовых телефонах, имеет более низкую плотность энергии, чем у электрических аккумуляторы транспортных средств (EV).

2. Рабочая температура

Для оптимальной работы литий-ионных аккумуляторов требуется определенный температурный диапазон или оптимальная температура от 20 °C до 60 °C. Батарея может сохранять 80% своей максимальной емкости в этом температурном диапазоне.

В случаях экстремального холода или жары следует ожидать снижения эффективности батареи, поскольку батарея должна работать больше, чтобы поддерживать заряд.

3. Практика зарядки

Когда вы заряжаете аккумулятор, в его внутреннем химическом составе происходят некоторые изменения. Зарядка высоким током может усугубить эти изменения и привести к более быстрой разрядке аккумулятора.

Чтобы максимально повысить эффективность литий-ионного аккумулятора, контролируйте зарядный ток на умеренном уровне.

4. Возраст батареи

По мере старения литий-ионная батарея необратимо теряет емкость, что влияет на то, как долго она может удерживать заряд.

Однако возраст литиевой батареи измеряется не только количеством лет ее использования, но и циклом зарядки.

Итак, сколько циклов зарядки вы можете ожидать от литий-ионного аккумулятора?

Каков жизненный цикл литий-ионной батареи?

По данным большинства производителей, срок службы литий-ионного аккумулятора составляет около 5 лет или не менее 2000 циклов зарядки. Но при правильном уходе и использовании литий-ионный аккумулятор может работать до 3000 циклов. Это в три раза превышает срок службы стандартной свинцово-кислотной батареи.

Производители обычно считают окончанием срока службы батареи, когда ее емкость падает до 80% от номинальной емкости. Хотя батареи по-прежнему могут обеспечивать полезную мощность при заряде менее 80%, это будет происходить при более коротком времени работы.

Однако на срок службы литий-ионной батареи могут повлиять несколько факторов , включая температуру, цикл зарядки и практику зарядки и разрядки.

Факторы, влияющие на срок службы литий-ионной батареи

1. Температура окружающей среды

Тепло повреждает некоторые компоненты литий-ионной батареи, что приводит к возникновению опасных ситуаций, таких как взрыв или пожар. Точно так же низкие температуры могут привести к тому, что внутренний электролит батареи потеряет текучесть или полностью замерзнет, ​​что приведет к снижению выходной мощности и неэффективной подзарядке.

По мере повышения температуры окружающей среды увеличивается внутреннее сопротивление батареи и скорость саморазряда, что может привести к сокращению срока службы.

2. Цикл зарядки

Цикл зарядки — это период использования, в течение которого устройство полностью заряжается, полностью разряжается и снова полностью заряжается. И то, как скоро вы достигнете цикла зарядки, определяет, как долго прослужит ваша литиевая батарея.

Как правило, литиевая батарея должна иметь от 2000 до 3000 циклов зарядки, прежде чем потеряет свою первоначальную емкость. И по мере того, как емкость батареи истощается, количество времени, в течение которого она может питать устройство, уменьшается.

Например, если заряжать аккумулятор телефона ежедневно, за 5 лет он достигнет 2000 циклов зарядки. В то время как батарея электромобиля может работать десять лет, потому что вы вряд ли будете заряжать ее каждый день, поскольку она имеет более высокий уровень плотности мощности и более медленную скорость потери емкости.

3. Практика зарядки и разрядки

Уровень заряда литий-ионного аккумулятора также может влиять на срок его службы. Как правило, всегда перезаряжайте литий-ионный аккумулятор до того, как он разрядится, чтобы сохранить его емкость и максимально увеличить срок службы. Кроме того, если вы собираетесь хранить аккумулятор в течение длительного времени, зарядите его наполовину (40%-50%).

В отличие от других типов батарей, которые необходимо перезаряжать во время хранения, литиевые батареи лучше работают при глубине разряда 40–50 %. Разрядка аккумулятора перед глубокой зарядкой может полностью сократить срок его службы.

Как долго хранится литий-ионный аккумулятор?

Литий-ионные батареи сохраняют свою емкость даже после хранения в течение месяцев или лет. На самом деле, большинство производителей говорят, что литий-ионный аккумулятор может храниться на полке от 3 до 6 лет без ухудшения производительности.

Тем не менее, при хранении литий-ионного аккумулятора следует соблюдать следующие правила:

• Храните литий-ионный аккумулятор в сухом месте с низким уровнем влажности. По возможности держите батарею подальше от прямых солнечных лучей. Даже непрямое воздействие экстремальных температур может сократить срок службы батареи до 50%.
• Влага может вызвать коррозию внутри литий-ионного аккумулятора. Держите аккумулятор запечатанным в пластиковом пакете или контейнере, чтобы защитить его от воды.
• Вы должны зарядить литий-ионный аккумулятор до 40%-50% перед хранением
• При хранении литий-ионного аккумулятора в течение длительного периода проверяйте его емкость каждые несколько месяцев и перезаряжайте до 50 %, если она становится слишком низкой.

Как продлить срок службы литий-ионной батареи

Ниже приведены некоторые способы использования и зарядки для увеличения эффективности и срока службы литий-ионной батареи:

1. 

Избегайте полной разрядки

Лучший способ защитить плотность энергии и срок службы литий-ионного аккумулятора — поддерживать его заряд от 20% до 80%. Когда вы позволяете батарее полностью разряжаться, вы создаете для нее чрезмерную нагрузку. Слишком частая глубокая зарядка аккумулятора снизит его емкость, что приведет к сокращению времени работы.

2. 

Правильно заряжайте аккумулятор

Правильная зарядка литий-ионного аккумулятора необходима для продления срока его службы. Всегда используйте специальное зарядное устройство, специально предназначенное для литий-ионных аккумуляторов. Никогда не используйте стандартный бытовой адаптер переменного тока, потому что они имеют другие требования к напряжению, чем литий-ионные батареи.

3. 

Не перезаряжайте аккумулятор

Как можно скорее зарядите аккумулятор и запустите его, но быстрая зарядка может повредить аккумулятор и сократить срок его службы. Перезарядка приводит к тому, что литий-ионный аккумулятор вздувается и становится более хрупким, а также снижает количество энергии, доступной для выполнения задач.

Во избежание перезарядки всегда следите за тем, сколько энергии требуется вашему устройству, и не оставляйте батарею без присмотра на длительное время во время зарядки.

4. 

Безопасное хранение аккумулятора

Защитите литий-ионный аккумулятор от влаги и экстремальных температур. Литий-ионный аккумулятор может потерять половину своей емкости всего за один месяц при воздействии сильной жары.

5. 

Следите за емкостью аккумулятора

Скорость износа литий-ионных аккумуляторов зависит от их размера и типа. Чем меньше клетка, тем быстрее она деградирует. Поэтому, если вы не уверены, нуждается ли ваша батарея в замене, периодически проверяйте ее емкость.

Заключение

Независимо от того, хотите ли вы питать свои домашние устройства или приобрести машину или транспортное средство с литий-ионным двигателем, важно знать, как долго прослужит литий-ионный аккумулятор, перед его покупкой.

Имейте в виду;

• Литий-ионный аккумулятор имеет среднее время работы от 8 часов до нескольких дней, в зависимости от размера аккумулятора и использования.