EN
LiPo-аккумулятор — это перезаряжаемый тип батарей, используемый в потребительских товарах, включая дроны и телефоны. Однако знание тех факторов, которые ухудшают их жизнь, может оказаться важным не только для производителей и пользователей аккумуляторов, которым нужно добиться наилучшей производительности своих батарей, но и для продления их срока службы. Даже количество батарей, предлагающих хорошие преимущества по сравнению с аналогами, имеет слабые места, которые влияют на срок их службы. В данной статье приводится объяснение аргумента о том, что велосипед-зарядное устройство, глубина разряда, температура и условия хранения также влияют на работу LiPo-аккумулятора.
Влияние циклов зарядки и глубины разряда
Некоторые основные факторы, влияющие на срок службы литий-полимерного аккумулятора, включают цикл зарядки. Цикл зарядки подразумевает разряд аккумулятора, после которого он заряжается от минимального уровня (0) до полной мощности (100) любым способом. На практике программное обеспечение учитывает только поток PDC, поскольку происходит частичный разряд. Например, если устройство расходует 25 процентов заряда от четырех циклов разрядки, это не означает, что устройство использовало полный цикл. Литий-полимерный аккумулятор обычно рассчитан на большое количество циклов — от 300 до 500, прежде чем его емкость значительно снизится.
Важным фактором, определяющим срок службы батареи, является глубина разряда (DoD). DoD указывает на долю емкости батареи, которая используется перед повторной зарядкой. Например, батарея может заряжаться до 50% и разряжаться обратно до 50%, что дает DoD 50. Эксперименты неоднократно показывали, что DoD можно уменьшить, чтобы значительно продлить срок службы батареи. У батареи с DoD 20 процентов срок службы в циклах до выхода из строя намного больше, возможно, более чем в два раза превышает срок службы батареи с высоким DoD, например, той, которая многократно разряжается до 80 процентов. Такая зависимость существует потому, что деградация ускоряется при более глубоких разрядах, которые вызывают большие напряжения в материалах анода и катода.
Как температура и напряжение хранения влияют на деградацию
Температура значительно влияет на срок службы литий-полимерного аккумулятора. Аккумуляторы работают лучше всего в пределах комнатной температуры, которая обычно составляет 20 °C (68 °F). При нагревании химическая реакция внутри литий-полимерного аккумулятора ускоряется, что может краткосрочно увеличить ёмкость, но привести к ухудшению характеристик в долгосрочной перспективе. Сильный нагрев может вызвать разложение электролита, что приводит к увеличению внутреннего сопротивления и, в конечном итоге, к выходу из строя. С другой стороны, чрезвычайно низкие температуры могут помешать аккумулятору подавать ток, поскольку эффективность химических процессов, обеспечивающих его работу, снижается из-за повышенного сопротивления.
Кроме того, напряжение хранения LiPo-аккумулятора существенно влияет на его срок службы. LiPo-аккумуляторы можно хранить в течение длительного времени при частичном заряде от 3,7 до 3,8 вольт на элемент, и их не следует хранить полностью заряженными (4,2 вольта на элемент) или разряженными (ниже 3,0 вольт на элемент). Хранение аккумулятора в полностью заряженном состоянии приведет к образованию в нем кристаллической структуры (осаждению лития), что необратимо снизит его емкость. С другой стороны, хранение аккумулятора при низком напряжении может привести к глубокому разряду или падению напряжения аккумулятора ниже безопасного уровня, что может вызвать необратимые повреждения.
Заключение
В заключение, срок службы перезаряжаемого литиево-полимерного аккумулятора зависит от множества факторов. Циклы зарядки и уровень разряда могут значительно влиять на емкость аккумулятора до того, как она существенно снизится. В то же время поддержание идеальных условий окружающей среды, а именно температуры и напряжения хранения, также крайне важно для продления срока службы аккумулятора. Зная об этих факторах и контролируя их, можно значительно увеличить срок службы и эксплуатационные характеристики литиевых полимерных аккумуляторов, что позволит им продолжать питать устройства, с которыми они взаимосвязаны различными способами. Литиево-полимерные аккумуляторы совершенствуются благодаря непрерывным исследованиям и разработкам в области химии аккумуляторов, что обещает более стабильные и долговечные решения.