أشياء تحتاج لمعرفتها حول دورة الحياة

قد يرى بعض المستهلكين أن عمر شحن وتفريغ بطاريات lifepo4 "3000 مرة" ولكن ما هي "3000 مرة؟" يشير إلى عدد دورات الشحن والتفريغ للبطارية.

دعونا نلقي نظرة على مثال: لنفترض أن هناك بطارية ليثيوم تستهلك نصف شحنتها فقط في يوم واحد ثم يتم شحنها بالكامل. في اليوم التالي ، تستخدم مرة أخرى نصف قوتها فقط. على الرغم من شحن البطارية مرتين ، إلا أن هذا لا يعتبر دورة شحن واحدة بل دورتين.

دورة الشحن هي عندما تنتقل البطارية من الشحن الكامل إلى فارغة ثم من فارغة إلى مشحونة بالكامل ؛ هذه ليست شحنة واحدة. بناءً على المثال السابق فقط ، من الواضح أنه يمكن أن يستغرق الأمر عادةً عدة رسوم لإكمال دورة.

في كل مرة تكتمل فيها دورة الشحن ، تقل سعة البطارية قليلاً. ومع ذلك ، فإن السعة المخفضة صغيرة جدًا. ستظل البطاريات عالية الجودة تحتفظ بـ 80٪ من سعتها الأصلية بعد عدة دورات من الشحن. سيستمر استخدام العديد من منتجات بطاريات الليثيوم بعد عامين أو ثلاثة أعوام. بالطبع ، بعد انتهاء عمر بطارية الليثيوم ، لا تزال بحاجة إلى الاستبدال.

في النهاية ، تعني الحياة التي تبلغ 3000 دورة أن الشركة المصنعة قد حققت حوالي 3750 مرة إعادة شحن بعمق تفريغ ثابت (مثل 80٪) ووصلت إلى 3000 دورة شحن. بمعنى آخر ، إذا تجاهلنا العوامل الأخرى التي يمكن أن تقلل من سعة بطارية ليثيوم أيون وأخذنا 80٪ من 3750 ، فإننا نتلقى 3000.

ومع ذلك ، نظرًا لعوامل مختلفة في الحياة ، لا سيما بالنظر إلى أن عمق التفريغ (DOD) أثناء الشحن ليس ثابتًا ، لا يمكن استخدام "3000 دورة شحن" إلا كمرجع لعمر البطارية.

بشكل عام ، من الأفضل التفكير في عمر بطارية الليثيوم على أنه مرتبط بعدد مرات اكتمال دورة الشحن وليس مرتبطًا بشكل مباشر بعدد الشحنات.

شحن عميق وضحل

دورة الحياة كدالة لعمق التفريغ. يقلل التفريغ الجزئي من الإجهاد ويطيل عمر البطارية ، وكذلك الشحن الجزئي. تؤثر درجة الحرارة المرتفعة والتيارات العالية أيضًا على دورة الحياة.

ملاحظة: 100٪ DoD هي دورة كاملة ؛ 10٪ قصيرة جدا. أفضل طريقة لطول العمر هي ركوب الدراجات في منتصف حالة الشحن.

إليك طريقة أخرى للتفكير في دورة حياة بطاريات lifepo4: يبلغ عمر بطارية Lifepo4 بشكل عام 2000 إلى 3000 دورة شحن. افترض أن السعة التي يوفرها التفريغ الكامل هي Q. إذا لم يؤخذ في الاعتبار تقليل السعة بعد كل دورة شحن ، يمكن أن توفر بطاريات lifepo4 أو تكمل طاقة 2000Q-3000Q بشكل إجمالي خلال عمرها الافتراضي. من هذا نعلم أنه إذا كنت تستخدم 1/2 في كل مرة ، يمكنك شحن 4000-6000 مرة ؛ إذا كنت تستخدم 1/3 في كل مرة ، يمكنك شحن 6000-9000 مرة. بالقياس ، إذا قمت بشحن عشوائي ، فإن عدد المرات غير مؤكد. باختصار ، بغض النظر عن كيفية شحن بطارية Lifepo4 ، فمن الثابت إضافة إجمالي 2000Q إلى 3000Q من الطاقة. لذلك ، يمكننا أيضًا فهم هذا: يرتبط عمر بطارية Lifepo4 بالشحن الإجمالي للبطارية وليس له علاقة بعدد الشحنات. تتشابه تأثيرات الشحن العميق والشحن الضحل على عمر بطارية الليثيوم.

في الواقع ، يعتبر التفريغ الضحل والشحنات الضحلة أكثر فائدة لبطاريات lifepo4. من الضروري فقط الشحن العميق عند معايرة وحدة الطاقة للمنتج لبطاريات الليثيوم. لذلك ، لا يجب تقييد المنتجات التي تعمل بالليثيوم أيون بهذه العملية: يمكن شحنها في أي وقت دون القلق بشأن التأثير على عمر البطارية.

تأثيرات درجة الحرارة على عمر البطارية

يعاني الليثيوم أيون من الإجهاد عند تعرضه للحرارة ، وكذلك الحفاظ على الخلية عند جهد شحن مرتفع. تعتبر البطارية التي تزيد درجة حرارتها عن 30 درجة مئوية (86 درجة فهرنهايت) درجة حرارة مرتفعة ، وبالنسبة لمعظم Li-ion ، يعتبر الجهد فوق 4.10 فولت / الخلية كجهد عالي. قد يكون تعريض البطارية لدرجة حرارة عالية والسكن في حالة شحن كاملة لفترة طويلة أكثر إرهاقًا من ركوب الدراجات. يوضح الجدول أدناه فقدان السعة كدالة لدرجة الحرارة و SoC.

إذا تم استخدام بطارية ليثيوم أيون في بيئة أعلى من درجة حرارة التشغيل المحددة (أعلى من 35 درجة مئوية) ، فسوف تستمر طاقة البطارية في الانخفاض. بمعنى آخر ، لن يكون وقت إمداد طاقة البطارية طويلاً كالمعتاد. إذا تم شحن الجهاز في درجات الحرارة هذه ، فسيكون التلف الذي يلحق بالبطارية أكبر. حتى إذا تم تخزين البطارية في بيئة ذات درجة حرارة حارة ، فسوف تتسبب حتماً في تلف البطارية. لذلك ، من الجيد إطالة عمر بطاريات الليثيوم أيون باستخدامها في درجات حرارة التشغيل العادية قدر الإمكان.

إذا كنت تستخدم بطاريات الليثيوم في بيئة ذات درجة حرارة منخفضة (أقل من 4 ℃) ، فسيتم أيضًا تقليل عمر البطارية. لا يمكن حتى شحن بعض بطاريات الليثيوم القديمة للهواتف المحمولة في درجات حرارة منخفضة. ومع ذلك ، على عكس درجات الحرارة المرتفعة ، بمجرد ارتفاع درجات الحرارة ، ستسخن الجزيئات في البطارية وتعود على الفور إلى الشحن السابق.

بعد استكشاف أداء البطارية في ظل درجات الحرارة القصوى هذه ، يطرح السؤال الآن ما إذا كانت هناك أي بطاريات يمكن استخدامها في بيئات ذات درجات حرارة منخفضة أو عالية.

كيف تطيل دورة الحياة؟

تعد بطاريات أيون الليثيوم حاليًا تقنية تخزين الطاقة المفضلة لمركبات PEV نظرًا لكثافة طاقتها العالية وقدرتها الجيدة على الطاقة والجهد الكهربائي العالي للخلية ودورة الحياة الجيدة نسبيًا. التفكير الحالي هو أن تقليل نبضات التيار العالي التي تعاني منها البطاريات في كل من الشحن والتفريغ سيقلل من الضغط على البطاريات وبالتالي يزيد من عمر الدورة.

في الوقت نفسه ، حاول إبقاء البطارية بعيدًا عن الأماكن التي ترتفع فيها درجة الحرارة بشكل كبير. أفضل درجة حرارة تشغيل للبطارية هي 25 درجة مئوية ، ودرجة الحرارة المعقولة لغرفة البطارية تبقى في حدود 22 إلى 25 درجة مئوية.