EN
LiPo акумулятор — це акумулятор, який можна заряджати, і він використовується в споживчих товарах, у тому числі в дронів і телефонів. Проте знання про фактори, що псують їхній термін служби, може виявитися важливим не лише для виробників і користувачів акумуляторів, яким потрібно досягти найкращих характеристик батареї, але й для тих, хто прагне продовжити її тривалість. Навіть акумулятори, які мають переваги порівняно з іншими, також мають слабкі місця, що впливають на їхній термін експлуатації. У цій роботі пояснюється, що на ефективність LiPo акумуляторів також впливають зарядний цикл, глибина розряду, температура, умови експлуатації та зберігання.
Вплив циклів зарядки та глибини розряду
До деяких основних факторів, що впливають на тривалість роботи літій-полімерного акумулятора, належить цикл зарядки. Цикл зарядки передбачає розряд акумулятора, після якого він заряджається від нуля (0) до повної потужності (100) у всіх аспектах. На практиці, програмне забезпечення передбачає лише потік PDC, оскільки відбувається частковий розряд. Наприклад, якщо пристрій використовує 25 відсотків заряду з чотириразового циклу розряду, це не означає, що пристрій використав повний цикл. Літій-полімерний акумулятор зазвичай має значне зменшення працездатності між 300 і 500 циклами, перш ніж її ємність суттєво знизиться.
Важливим чинником, що визначає термін служби акумулятора, є глибина розряду (DoD). Глибина розряду вказує на частку ємності акумулятора, яка використовується перед тим, як його знову зарядити. Наприклад, акумулятор може заряджатися до 50%, а потім розряджатися до 50%, забезпечуючи глибину розряду 50%. Експерименти неодноразово показували, що глибину розряду можна зменшити, щоб значно подовжити термін служби акумулятора. Акумулятор із глибиною розряду 20% має значно більше циклів заряду-розряду до виходу з ладу, можливо, у два рази більше, ніж акумулятор із вищою глибиною розряду, наприклад, той, що регулярно розряджається до 80%. Така залежність існує тому, що глибокі розряди прискорюють деградацію, викликаючи більше напруження в матеріалах аноду та катоду.
Як температура та напруга зберігання впливають на деградацію
Температура суттєво впливає на тривалість роботи літій-полімерного акумулятора. Найкраще акумулятори працюють у межах кімнатної температури, яка найчастіше вважається 20°C (68°F). Під час нагрівання хімічна реакція всередині літій-полімерного акумулятора прискорюється, що може тимчасово підвищити ємність, але з часом призведе до деградації. Сильне нагрівання може спричинити розкладання електроліту, а отже, збільшення внутрішнього опору та, зрештою, вихід з ладу. З іншого боку, надто низькі температури можуть завадити акумулятору постачати струм, тому що ефективність хімічних процесів, що забезпечують його роботу, погіршується через збільшений опір.
Крім того, напруга зберігання літій-полімерного акумулятора суттєво впливає на його термін служби. Літій-полімерні акумулятори можна тривалий час зберігати при частковому заряді від 3,7 до 3,8 вольт на елемент та їх не слід зберігати повністю зарядженими (4,2 вольта на елемент) або розрядженими (нижче 3,0 вольт на елемент). Якщо залишити акумулятор у повністю зарядженому стані, це призведе до утворення кристалічної структури всередині (літієве покриття), що незворотно зменшить ємність. З іншого боку, зберігання акумулятора при низькій напрузі може призвести до надмірного розряду або зниження напруги акумулятора нижче безпечного рівня, що може викликати постійні пошкодження.
Висновок
Підсумовуючи, тривалість роботи акумулятора з перезаряджувальним полімером літію залежить від різноманітних факторів. Цикли зарядки та рівень розрядки можуть суттєво вплинути на ємність акумулятора, перш ніж вона значно знизиться. У той же час, підтримання оптимальних умов довкілля, а саме температури та напруги зберігання, також є важливим для забезпечення тривалого терміну служби акумулятора. Усвідомлюючи ці змінні та контролюючи їх, можна значно подовжити термін експлуатації та ефективність використання акумуляторів LiPo, щоб вони могли продовжувати живити пристрої, з якими вони взаємодіють різноманітними способами. Акумулятори з літій-полімером постійно вдосконалюються завдяки тривалим дослідженням і розробкам хімії акумуляторів, що обіцяє більш стабільні та довговічні рішення.