מה קובע את אורך החיים של סולדת ליתיום פולימר הניתנת לטעינה

סוללת LiPo היא סוג סוללה ניתנת לטעינה המשמשת לציוד צרכני, לרבות רחפנים וטלפונים. עם זאת, ידיעת היבט שפוגם בתקופת חיי הסוללות עשויה להיות חשובה לא רק ליוצרים ומשתמשים בסוללות, שצריכים להפיק את המירב מהסוללה שלהם, אלא גם להארכת חיי הסוללה. גם סוללות שמציעות יתרונות גדולים בהשוואה לסוגים אחרים סובלות מנקודות תורפה שמשפיעות על אורך חיי הסוללה. במסמך זה מוסברת הטענה כי אופני טעינה, עומק פריקה, טמפרטורה ואחסון משפיעים גם הם על ביצועי סוללת ה- LiPo.

ההשפעה של מחזורי טעינה ועומק פריקה

תורמים עיקריים המשפיעים על משך חיי סוללת LiPo כוללים את מחזור הטעינה. מחזור טעינה מתייחס לפריקה של הסוללה ומטען מחדש מהתחתית (0) לכוח מלא (100) בכל המקרים. בפועל, בתכנות יישומים ישנה זרימה של PDC בלבד שכן מתרחשת פריקה חלקית. בעזרת דוגמה, אם מכשיר עובר 25 אחוז מארבעה מחזורים של אופניים, אין זה אומר שהמכשיר השתמש במחזור מלא. סוללת LiPo היא סוללה שברוב המקרים מופחתת רבות בין 300 ל-500 מחזורים, לפני שהקיבולת שלה ירדה בצורה משמעותית.

אחד המאפיינים שקובעים את חיי הסוללה הוא עומק פריקה (DoD). ה-DoD מצביע על שבריר מהכמות הכוללת של הסוללה שנוצלה לפני ניקוז מחדש. לדוגמה, סוללה שאפשר לטעון אותה עד 50% ואז לפרוק חזרה ל-50% תתן DoD של 50. ניסויים הראו שוב ושוב ש-DoD ניתן להפחתה כדי להאריך משמעותית את חיי הסוללה. סוללה עם DoD של 20 אחוזים תodal מחזור חיים ארוך בהרבה לפני כשל, אולי אפילו פי שניים ומעלה לעומת סוללה עם DoD גבוה, לדוגמה אחת שמופרשת שוב ושוב עד ל-80 אחוזים. קשר זה קיים כיוון ששחיקה מואצת נובעת מפריקות עמוקות יותר שיוצרות לחץ רב יותר על חומרי האנודה והקתודה.

איך טמפרטורה ומדידת מתח באחסון משפיעים על הידרדרות

טמפרטורה משפיעה באופן משמעותי על חיי הסוללה של ליתיום-פולימר. הסוללות פועלות בצורה הטובה ביותר בטווח טמפרטורת החדר, הנפוץ ביותר הוא 20 מעלות צלזיוס (68 מעלות פרנהייט). כאשר הסוללה מחוממת, התגובה הכימית הפנימית בתא ליתיום-פולימר מואצת, מה שיכול להגביר באופן זמני חלק מהקיבולת, אך בתקופה ארוכה יותר היא תורדת. חימום קיצוני עשוי לגרום לפירוק האלקטרוליט ולכן להגברת ההתנגדות הפנימית, ובסופו של דבר לשבירה.מצד שני, טמפרטורות נמוכות במיוחד עשויות למנוע מהסוללה לספק זרם, מאחר שהיעילות של התהליכים הכימיים שקשורים לפעולת הסוללה מושפעת מהתנגדות גבוהה.

יתרה מכך, מתח האחסון של סוללת LiPo משפיע במידה רבה על אורך חייה. סוללות LiPo יכולות להישמר לאורך זמן בטעינה חלקית של בין 3.7 ל-3.8 וולט לכל תא, ולא ישמררו כשהן טעונות לחלוטין (4.2 וולט לכל תא) או פרוקות (מתחת ל-3.0 וולט לכל תא). השארת סוללה במצב טעון לחלוטין תאפשר לסוללה לאמץ מבנה גבישי (שכבת ליתיום) שמקטין את הקיבולת שלה בצורה לא הפיכה.מצד שני, אחסון במתח נמוך של סוללה עלול להוביל לתופעת הפריקה מוגזמת או ירידה של מתח הסוללה מתחת לנקודת ביטחון, מה שעלול לגרום לנזק קבוע.

סיכום

לסיכום, חיי הסוללה של סוללת ליתיום פולימר ניתנת להטענה תלויה בגורמים רבים. מחזורי הטעינה ורמת ה descargar יכולים להשפיע קשות על קיבולת הסוללה לפני שהיא ירדה באופן משמעותי. במקביל, שמירה על תנאי סביבה אידיאליים, כלומר טמפרטורה ומתח אחסון, היא גם הכרחית כדי לאפשר בריאות סוללה ממושכת. על ידי הכרה עם משתנים אלו ופיקוח עליהם, ניתן להאריך במידה רבה את תוחלת החיים והשימושיות של סוללות LiPo, כך שיוכלו להמשיך ולספק הספקה לחומרים שמחוברים אליהן בדרכים שונות. סוללות ליתיום פולימר מתקדמות באמצעות מחקר ופיתוח מתמיד על כימיה של סוללות, מה שמבטיח פתרונות יציבים וארוכי טווח יותר.