EN
LiPo baterija je punjiva vrsta baterije koja se koristi za napajanje potrošačkih uređaja, uključujući dronove i mobitele. Međutim, poznavanje čimbenika koji skraćuju njihov vijek trajanja može biti ključno ne samo za proizvođače i korisnike baterija koji žele maksimalnu učinkovitost, već i za one koji žele produljiti njihov vijek trajanja. Čak i baterije koje imaju određene prednosti u usporedbi s drugim vrstama baterija imaju i nedostatke koji utječu na njihov vijek trajanja. U ovom radu objašnjava se kako način punjenja, dubina pražnjenja, temperatura i način pohrane također utječu na performanse LiPo baterije.
Utjecaj ciklusa punjenja i dubine pražnjenja
Neke od glavnih značajki koje doprinose čimbenicima koji utječu na vijek trajanja LiPo baterije uključuju ciklus punjenja. Ciklus punjenja odnosi se na pražnjenje baterije koje se puni s nule (0) do punog kapaciteta (100) na sve načine. U praksi, programiranje aplikacija ima samo tok PDC jer se događa djelomično pražnjenje. Kao primjer, ako uređaj potroši 25 posto od četiri ciklusa punjenja, to ne znači da je uređaj iskoristio jedan puni ciklus. LiPo baterija je ona koja obično ima puno smanjenja između 300 i 500 ciklusa prije nego što kapacitet znatno opadne.
Važna stvar koja utječe na vijek trajanja baterije je dubina ispraznjenja (DoD). DoD pokazuje koliki udio kapaciteta baterije se koristi prije ponovnog punjenja. Primjer za to je kada se baterija može puniti do 50% i isprazniti natrag na 50%, što daje DoD od 50%. Eksperimenti su ponovno i ponovno pokazali da se DoD može smanjiti kako bi se bateriji produžio vijek trajanja. Baterija s DoD-om od 20% ima znatno veći broj ciklusa punjenja prije kvara, moguće i više od dvostruke u odnosu na bateriju s višom DoD-om, npr. jednu koja se stalno ispražnjuje do 80% svojeg kapaciteta. Takva povezanost postoji zato što dublje ispraznjenje ubrzava degradaciju, jer uzrokuje veći stres na materijalima anode i katode.
Kako temperatura i napon skladištenja utječu na degradaciju
Temperatura znatno utječe na vijek trajanja LiPo baterije. Baterije najbolje rade unutar raspona sobne temperature, koja je najčešće 20°C (68°F). Kada se zagriju, kemijska reakcija unutar LiPo baterije ubrzava, što može privremeno povećati kapacitet, ali na duži rok dovodi do degradacije. Ekstremno zagrijavanje može dovesti do razgradnje elektrolita, a time i do većeg unutarnjeg otpora, te konačnog oštećenja. S druge strane, ekstremno niske temperature mogu spriječiti da baterija isporučuje struju, jer učinkovitost kemijskih procesa uključenih u rad baterije smanjuje otpor.
Osim toga, napon pri pohranjivanju LiPo baterije znatno utječe na njen vijek trajanja. LiPo baterije se mogu dulje vrijeme pohranjivati s djelomičnim punjenjem između 3,7 i 3,8 volti po ćeliji i ne smiju se pohranjivati potpuno punjene (4,2 volti po ćeliji) niti pražnjene (ispod 3,0 volti po ćeliji). Ako se baterija ostavi u potpuno punjenom stanju, može doći do stvaranja kristalne strukture (litijevog prevlačenja) što trajno smanjuje kapacitet. S druge strane, pohranjivanje baterije na niskom naponu može dovesti do pretjeranog pražnjenja ili pada napona ispod sigurne granice, što može izazvati trajna oštećenja.
Zaključak
Zaključak je da vijek trajanja punjive litij-polimerne baterije ovisi o raznim čimbenicima. Ciklusi punjenja i nivo pražnjenja mogu drastično uticati na kapacitet baterije prije nego što dođe do značajnog smanjenja. U međuvremenu, održavanje idealnih okolinskih uvjeta, poput temperature i nivoa napona pri skladištenju, također je od ključne važnosti za produženje vijeka trajanja baterije. Usvajanjem ovih varijabli i kontrolom istih, moguće je znatno produžiti upotrebljivost i vijek litij-polimerne baterije, tako da one mogu i dalje napajati uređaje s kojima su povezane na razne načine. Litij-polimerne baterije se unapređuju kontinuiranim istraživanjima i razvojem kemijskih sastava baterija, što obećava stabilnija i dugotrajnija rješenja.