EN
A LiPo akkumulátor újratölthető akkumulátortípus, amelyet fogyasztási cikkek, például drónok és telefonok tápellátására használnak. Azon tény ismerete azonban, amely rontja az élettartamukat, lényeges lehet azok számára is, akik nemcsak akkumulátorokat termelnek vagy használnak, és akiknek optimalizálniuk kell az akkumulátor élettartamát, de meg is kell hosszabbítaniuk azt. Még az akkumulátorok azon típusai is, amelyek előnyösebbek társaikhoz képest, gyengeségekkel rendelkeznek, amelyek befolyásolják az élettartamukat. Ebben a tanulmányban azt érveljük, hogy a töltőciklusok, a kisütés mélysége, a hőmérséklet és a tárolás szintén befolyásolják a LiPo akkumulátor teljesítményét.
A töltési ciklusok és a kisütés mélységének hatása
A LiPo akkumulátor élettartamát befolyásoló főbb tényezők közé tartozik többek között a töltési ciklus. A töltési ciklus alatt azt értjük, amikor az akkumulátor teljesen lemerül (0) és újra teljesen fel van töltve (100). A gyakorlatban azonban az alkalmazások programozásában csak részleges töltési ciklusok fordulnak elő. Példával élve, ha egy eszköz 25 százalékos töltöttségről működik négy alkalommal, ez nem jelenti azt, hogy az eszköz egy teljes ciklust használt volna el. A LiPo akkumulátorok általában 300 és 500 ciklus között jelentősen veszítenek kapacitásukból.
Akkumulátor élettartamát meghatározó főbb tényező a kisütési mélység (DoD). A DoD jelzi annak az akkumulátor-kapacitásnak a hányadát, amelyet újratöltés előtt használtak. Például egy akkumulátor töltöttségi szintje 50% lehet, majd visszatöltés előtt 50% kisütési szintig használják, így a DoD 50%. Kísérletek egyértelműen kimutatták, hogy a DoD csökkentésével az akkumulátor élettartama jelentősen meghosszabbítható. Egy 20 százalékos DoD értékkel rendelkező akkumulátor élettartama lényegesen hosszabb lehet, mint a 80 százalékos DoD értékkel rendelkező akkumulátoroké. Ez az összefüggés azért áll fenn, mert a mélyebb kisütések gyorsabb degradációt okoznak, amelyek az anód és a katód anyagaira nehezedő nagyobb terhelésből adódnak.
Hőmérséklet és tárolási feszültség hatása a degradációra
A hőmérséklet jelentősen befolyásolja a LiPo akkumulátor élettartamát. Az akkumulátorok a szobahőmérséklet-tartományban működnek a legjobban, amely általában 20 °C (68 °F). Melegítéskor a LiPo akkumulátor belsejében lejátszódó kémiai reakció felgyorsul, ami rövid távon növelheti az akkumulátor kapacitását, de hosszabb távon a teljesítményének romlásához vezethet. Extrém meleg a belső elektrolit lebomlásához, ezzel együtt a belső ellenállás növekedéséhez, és végül meghibásodáshoz vezethet. Másrészről, rendkívül alacsony hőmérséklet esetén az akkumulátor nem képes áramot szolgáltatni, mivel a kémiai folyamatok hatékonysága csökken a növekedett ellenállás miatt.
Ezen túlmenően, a LiPo akkumulátor tárolási feszültsége nagymértékben befolyásolja annak élettartamát. A LiPo akkumulátorok hosszú távú tárolása során minden cellánál 3,7 és 3,8 volt közötti részleges töltöttségi állapotban kell tartani, és nem szabad teljesen töltve (4,2 volt cellánként) vagy kisütve (a cella feszültsége 3,0 volt alatt) tárolni. Ha az akkumulátor teljesen töltve van tárolva, akkor kristályos szerkezet (lítium bevonat) kialakulását eredményezheti, amely visszafordíthatatlanul csökkenti a kapacitást. Másrészről, az akkumulátor alacsony feszültségen történő tárolása túlkisütési jelenséghez vagy a biztonságos szint alatti feszültségcsökkenéshez vezethet, ami maradandó károkat okozhat.
Összegzés
Összefoglalva, a töltődő lítium-polimer akkumulátorok élettartama többféle tényezőtől függ. A töltési ciklusok és a kisütés mértéke jelentősen befolyásolhatják az akkumulátor kapacitását, mielőtt az jelentősen csökkenne. Eközben az ideális környezeti körülmények, nevezetesen a hőmérséklet és a tárolási feszültség szintjének fenntartása is elengedhetetlen az akkumulátor egészségének meghosszabbításához. Ezeknek a tényezőknek a megértése és ellenőrzése révén jelentősen meghosszabbítható a LiPo akkumulátorok használhatósága és élettartama, így azok továbbra is képesek lesznek az eszközöket működtetni, amelyekkel különféle módon össze vannak kötve. A lítium-polimer akkumulátorok folyamatos kutatás és fejlesztés révén javulnak, amely az akkumulátor-kémia területén ígéretes, stabilabb és hosszabb élettartamú megoldásokat kínál.