Como usar as baterias de lítio corretamente? Como prolongar a vida útil da bateria de lítio?

1. Conhecimento básico

(1) Baterias recarregáveis antigas, como baterias de níquel-cádmio, têm efeito de memória. Se a bateria não se esgotar e começar a carregar, da próxima vez que for descarregada e colocada neste local, não poderá mais ser colocada, resultando em uma diminuição na capacidade da bateria; se a bateria não estiver totalmente carregada, ela começará a descarregar e, da próxima vez, será carregada e recarregada neste local, ela não pode ser carregada, o que também leva a uma diminuição da capacidade. Portanto, para baterias de níquel-cádmio e outras baterias com efeito de memória, a melhor maneira de usá-las é recarregá-las quando estiverem gastas e usá-las quando estiverem cheias.

As baterias de lítio não têm esse efeito. Pelo contrário, carregar e descarregar totalmente a bateria de lítio danificará muito a capacidade da bateria de lítio. Portanto, a bateria de lítio não precisa ser totalmente carregada.

(2) As baterias de lítio são extremamente prejudiciais, quer sejam sobrecarregadas ou descarregadas em excesso. Se estiver sobrecarregado, danificará permanentemente a capacidade da bateria de lítio; se estiver sobrecarregado, haverá riscos como explosão. No entanto, não há perigo de sobrecarga se o dispositivo de bateria de lítio for conectado durante a noite, porque é claro que esses dispositivos irão parar de carregar ou reduzir a corrente a um nível muito baixo quando estiverem totalmente carregados (apenas para compensar uma pequena quantidade de consumo de energia durante a noite). Na verdade, a bateria de lítio 18650 de dez dólares que eu costumo usar em DIY tem uma placa de proteção embutida, por isso é certo que ela tem em telefones celulares e assim por diante.

Se estiver totalmente descarregada, a bateria de lítio não será mais carregada e não poderá ser usada diretamente. Ele precisa ser desmontado para ativação especial; se for descarregado em excesso, ficará completamente" morto de fome" e completamente inutilizável. Portanto, como a própria bateria de lítio tem um certo grau de autodescarga, é necessário garantir que o dispositivo tenha uma certa quantidade de energia antes de armazenar o dispositivo de bateria de lítio por um longo tempo para evitar que a bateria fique sem alimentação; após um certo período de tempo, verifique se ele precisa ser recarregado.

(3) A vida útil de uma bateria de lítio está de fato relacionada à corrente de carga (ou taxa de carga). Portanto, pode-se dizer que a vida útil de uma bateria de lítio está relacionada ao fornecimento de energia. De modo geral, a vida útil das baterias de lítio será menor se o carregamento rápido for usado. No entanto, desde que a corrente não exceda a quantidade de carga completa em 1 hora, o impacto da taxa de carga na vida útil não é significativo.

O único" problema" ao usar bancos de energia, portas USB de computador, etc., é que a corrente da fonte de alimentação é relativamente pequena e o carregamento muito lento; para a vida da bateria, isso não é prejudicial. Exceto para carregadores extremamente inferiores, os dispositivos atuais' Pelo contrário, a corrente de carregamento mais lenta protege mais a bateria.

(4) As baterias de lítio funcionam melhor em temperatura ambiente. Usar baterias de lítio em altas temperaturas, carregá-las ou armazená-las por longos períodos reduzirá permanentemente a capacidade. Carregar a bateria de lítio em baixa temperatura (& lt; 0 ° C) causará danos permanentes, mas apenas usá-la em baixa temperatura experimentará basicamente uma diminuição temporária da capacidade e se recuperará quando retornar à temperatura normal. Não há problema em armazenar baterias de lítio em temperaturas mais baixas, mas elas não podem ser armazenadas em temperaturas muito baixas por muito tempo.

2. Conhecimento mais detalhado

Profundidade de descarga a cada vez. Por exemplo, cada vez que você carrega de 0% a 100% e depois carrega até 0%, ou começa a carregar quando a bateria estiver em 20% e desconecte-o quando chegar a 80%. Isso não é o mesmo;

Estado da carga (Estado da carga), comumente conhecido como eletricidade. Para o mesmo DoD, o SoC médio pode ser diferente. Por exemplo, quando a bateria é mantida entre 40% e 100%, e a bateria é mantida entre 20% e 80%, embora a profundidade de carga e descarga seja a mesma, o impacto na bateria é diferente devido ao estado de carga diferente ;

Taxa de cobrança (taxa de cobrança). Se a corrente de carga puder carregar totalmente a bateria em 1 hora, dizemos que a taxa de carga é de 1C em média; se a corrente de carga puder carregar totalmente a bateria em 2 horas, dizemos que a taxa de carga é de 0,5 C em média; e assim por diante;

Temperatura (temperatura);

Número de ciclos. Obviamente, pedalar por duzentos ciclos tem mais perdas do que cem ciclos ...

Além disso, existem alguns fatores que estão quase além do nosso controle. Por exemplo, uma bateria de lítio no estágio inicial de uso passará por um processo de formação de um filme de interface de fase de eletrólito sólido (filme SEI). Este processo consome uma certa quantidade de íons de lítio. Contanto que a bateria precise ser usada, esse processo não pode ser ignorado, então não temos que pensar muito sobre isso.

O envelhecimento do calendário e o envelhecimento do ciclo são basicamente independentes. Portanto, se o dispositivo pode usar diretamente uma fonte de alimentação externa sem carregar e descarregar a bateria de lítio, então o envelhecimento do ciclo pode ser evitado, o que é benéfico para a vida útil da bateria de lítio. No entanto, em qual SoC devemos ficar? Isso é o que será discutido a seguir: a lei qualitativa sobre a influência de vários fatores na perda de vida útil das baterias de lítio.

(1) Estado de cobrança

Estudos têm mostrado que quando o SoC é menor, o envelhecimento do calendário e o envelhecimento do ciclo serão atrasados. Portanto, se quisermos minimizar a degradação da vida útil das baterias de lítio, devemos manter sua energia baixa. Por exemplo, se você deseja que o dispositivo use diretamente uma fonte de alimentação externa sem carregar e descarregar a bateria de lítio, é melhor manter a energia em 40% do que em 60%.

Então, desde que o uso exija permissão, quanto mais baixa a bateria, melhor? Depende se você permite que a bateria de lítio não participe do carregamento e descarregamento, como armazená-la em espera ou usando apenas energia externa (apenas envelhecimento de calendário neste momento), ou deixe-a participar do carregamento e descarregamento (o envelhecimento do ciclo é dominante em desta vez).

No primeiro caso, a potência é de fato tão baixa quanto possível. No entanto, se a bateria estiver muito fraca, o risco de fome causado pelo esquecimento de recarregar a bateria é ainda maior. Sob a circunstância de garantir que a bateria não morrerá de fome, o efeito de proteção é melhor se a bateria for descarregada a 5% ou mesmo perto de 0% e então armazenada.

Neste último caso, a situação é um pouco mais complicada. Quando a bateria está muito fraca, a resistência interna da bateria aumentará. Vamos' s fazer uma hipótese extrema para ilustrar esse problema oculto. A capacidade de uma determinada bateria é de 10Wh. Sua resistência interna é muito alta quando sua potência é de 0 ~ 10%, de modo que quando você armazena 1Wh de potência para carregar a potência de 0% a 10%, você só pode usar 0,1Wh ao retirá-la, e os outros 0,9 Wh está trabalhando no dispositivo. Quando transformado em calor na bateria. Neste momento, obtivemos apenas o uso efetivo de 0,1Wh, mas causamos um ciclo de envelhecimento de 1Wh para a bateria. A resistência interna é baixa quando sua potência está entre 98% e 100%. Embora o envelhecimento do ciclo causado pela bateria de 98% a 100% seja de apenas 0,2Wh, ela gera menos calor durante o uso e também pode obter um valor efetivo de 0,1Wh. usar. Embora o envelhecimento da mesma bateria de 0,2Wh em alta potência seja maior do que os 0,2Wh equivalentes em baixa potência, também é provável que envelheça menos do que o 1Wh real em baixa potência.

Entre os dados limitados que posso encontrar, não posso dizer se o nível da bateria é inferior a 20%, se a alta resistência interna traz mais danos ou se a carga baixa da bateria tem as vantagens de desgaste leve, então não posso responda aqui. A bateria deve estar tão fraca? Mas o certo é que pelo menos em um nível de potência acima de 40%, a resistência interna da bateria pode ser ignorada. Portanto, por exemplo, manter a potência em 40% ± 20% é mais benéfico do que mantê-la em 60% ± 20%.

(2) Temperatura

Qual a temperatura mais amigável para as baterias de lítio? Os dados obtidos em diferentes estudos não são exatamente os mesmos, mas são mais ou menos semelhantes à temperatura confortável do corpo humano. Portanto, mantenha a temperatura em uma temperatura ambiente que o deixe confortável.

Em temperaturas mais altas (quase mais altas do que a temperatura oral normal de uma pessoa'), o processo de envelhecimento é muito mais rápido de qualquer maneira.

Em uma temperatura mais baixa (quase 0 ° C), o armazenamento basicamente não é problema, mas se estiver carregado, causará mais danos do que o normal.

Em temperaturas extremamente baixas (quase< 20="" °="" c),="" mesmo="" o="" armazenamento="" não="" é="">

(Insert: A pesquisa sobre umidade parece ser raramente vista, mas de acordo com o senso comum, não pense que está muito úmido ...)

(3) Profundidade de descarga de cada vez

Quanto menor a profundidade de carga e descarga, melhor. É muito melhor carregar por um curto período de tempo mais algumas vezes por dia do que carregar a bateria quase completamente todos os dias e carregá-la novamente à noite.

Você pode ter uma pergunta: se a carga for superficial, o número de ciclos não aumentaria naturalmente? Por exemplo, se podemos usar 500 ciclos de acordo com 100% da profundidade de carga e descarga, não esperamos usar 1000 ciclos de acordo com a profundidade de 50%? Na verdade, não é esse o caso. Os pesquisadores afirmam que cada ciclo é baseado na quantidade cumulativa de carga e a descarga chega a 100%. Nessa definição, ainda chegamos à conclusão de que quanto mais rasa a carga e a descarga, melhor, o que significa que, por exemplo, em uma profundidade de 50%, você pode contar com 2.000 tempos de carga e descarga.

(4) Taxa de cobrança

Uma taxa de carregamento mais baixa é melhor. Se você não estiver com pressa, é recomendável reduzir o uso do carregamento rápido. No entanto, a taxa de carga rápida de produtos digitais como telefones celulares e tablets é no máximo cerca de 2C, que é muito menor do que 5C ou mesmo 15C que os pesquisadores descobriram ser mais prejudiciais durante o estudo. Portanto, a taxa de carregamento desses dispositivos é um fator relativamente pequeno.

(5) Tempo e número de ciclos

Isso é óbvio. Quanto mais nova for a bateria e menos usada, menor será a perda de capacidade. Porém, se houver um novo dispositivo, colocá-lo para menos uso significa que mais tempo de vida será tirado, ao invés de transformá-lo em tempo de uso para nos acompanhar. Isso parece ser mais do que apenas um problema técnico. O benevolente vê a benevolência e o sábio vê a sabedoria.

Tente usar e carregar baterias de lítio em temperatura ambiente;

Escolha um nível de potência relativamente baixo, mantenha o nível de potência real acima e abaixo dele e evite estar sempre totalmente carregado;

Carregue e descarregue levemente, coma cada vez mais refeições;