EN
LiPo-batteri er en genopladbar type batteri, der bruges i forbrugervarer, herunder droner og telefoner. Kendskabet til de faktorer, der forkorter deres levetid, kan dog være afgørende for ikke blot batteriproducenter og brugere, som ønsker at få mest ud af deres batterier, men også for dem, der ønsker at forlænge deres levetid. Selv om mange batterier yder visse fordele i forhold til deres modstykker, har de også svagheder, der påvirker deres levetid. I denne tekst forklares det, at opladning, afladningsdybde, temperatur og opbevaring også påvirker LiPo-batteriets ydelse.
Påvirkning af opladningscyklusser og afladningsdybde
Nogle af de vigtigste faktorer, der påvirker levetiden for en LiPo-batteri, inkluderer opladningscyklussen. En opladningscyklus refererer til afladningen af et batteri, der oplædes fra bunden (0) til fuld strøm (100) på alle måder. I praksis har applikationsprogrammering kun en strøm på PDC, fordi delvis afladning forekommer. Bruger vi et eksempel, så betyder det ikke, at en enhed har brugt en hel cyklus, hvis den gennemgår 25 procent fra en fire-gang cykel. LiPo-batteriet er et, der almindeligvis har et stort antal cyklusser mellem 300 og 500, før kapaciteten markant reduceres.
En vigtig faktor, der bestemmer batteriets levetid, er afladningsdybden (DoD). DoD angiver den brøkdel af batterikapaciteten, der bruges før genopladning. Et eksempel kunne være, hvor et batteri kan oplades til 50 % og aflades tilbage til 50 %, hvilket giver en DoD på 50. Forsøg har gang på gang vist, at DoD kan reduceres for at sikre batteriet en meget længere levetid. Et batteri med 20 % DoD har en langt større cykluslevetid før fejl, muligvis mere end dobbelt så stor som et batteri med højere DoD, f.eks. et, der aflades gentagne gange ned til 80 %. En sådan sammenhæng eksisterer, fordi degradering fremskyndes af dybere afladninger, som skaber mere belastning på anode- og katodematerialerne.
Hvordan temperatur og lagringsspænding påvirker degradering
Temperatur har stor indflydelse på levetiden for LiPo-batterier. Batterier fungerer bedst inden for stuetemperaturområdet, som almindeligvis anses for at være 20°C (68°F). Når batteriet opvarmes, fremskyndes den kemiske reaktion i det, hvilket kortvarigt kan øge nogle af kapaciteten, men som på længere sigt fører til degradering. Ekstrem opvarmning kan føre til elektrolytforringelse og dermed en højere indre modstand og til sidst sammenbrud. Derudover kan ekstremt lave temperaturer forhindre batteriet i at levere strøm, fordi effektiviteten af de kemiske processer, der er nødvendige for batteriets funktion, påvirkes af øget modstand.
Desuden påvirker oplagrings-spændingen af LiPo-batteriet dets levetid markant. LiPo-batterier kan opbevares på lang sigt ved en delvis opladning på mellem 3,7 og 3,8 volt per celle og bør ikke opbevares fuldt opladet (4,2 volt per celle) eller afladet (under 3,0 volt per celle). At lade et batteri være i en fuldt opladet tilstand tillader batteriet at danne en krystalstruktur (lithium-platering), som irreversible sænker kapaciteten. Derudover kan opbevaring af et batteri ved lav spænding føre til over-udladningsfænomenet eller at batterispændingen falder under et sikkert niveau, hvilket kan forårsage permanent skader.
Konklusion
Kort fortalt afhænger levetiden for genopladelige lithium-polymerbatterier af en række faktorer. Opladningscyklusser og afladningsniveau kan have stor betydning for batterikapaciteten, før den bliver markant reduceret. Samtidig er det også afgørende at opretholde optimale miljøbetingelser, nemlig temperatur og lagringsspænding, for at sikre en forlænget batteriholdbarhed. Ved at være opmærksom på disse variabler og kontrollere dem, kan man markant forlænge anvendeligheden og levetiden af LiPo-batterier, så de kan fortsætte med at levere strøm til de enheder, de er forbundet med på mange forskellige måder. Lithium-polymerbatterier forbedres gennem vedholdende forskning og udvikling af batterikemi, hvilket lover mere stabile og længere holdbare løsninger.