リチウムイオン電池の寿命（リソース）を延長する方法
なぜリチウムイオン電池はこんなに早く死ぬのですか？
リチウムイオン電池を使用するための5つの実用的なヒント
リチウムイオン電池を充電および放電する際の許容温度範囲
以下は、さまざまなメーカーのバッテリーの実験から得られたデータです。
テスト機能
サイクル数のテストは1Cの放電電流で実行され、各バッテリーについて、容量の80％に達するまで放電/充電サイクルが実行されました。 この数は、生地のタイミングに基づいて選択され、その後の結果の比較のために選択されました。 完全な等価サイクルの数は、一部のテストでは最大7500です。
耐用年数のテストはさまざまな充電レベルと温度で実施され、電圧測定は放電を制御するために40〜50日ごとに実施され、テストの期間は400〜500日でした。
実験の主な難点は、宣言された容量と実際の容量の不一致です。 すべてのバッテリーの容量は、宣言されている0.1％〜5％を超えており、予測不可能な要素が追加されています。
最も一般的に使用されるバッテリーはNCAとNMCですが、コバルトリチウムとリン酸リチウムのバッテリーもテストされています。
いくつかの用語：
DoD-放電深度-放電深度。
SoC-充電状態-充電レベル。
バッテリー使用量
サイクル数
現時点では、バッテリーがサイクルのバッテリー放電の程度に耐えることができるサイクル数の依存性は次の形式を持っているという理論があります（青は放電サイクルを示し、黒は同等の完全なサイクルを示します）：
この曲線は、ヴェーラー曲線と呼ばれます。 主なアイデアは、スプリングの伸びの数が伸びの程度に依存するというメカニズムから来ました。 100％のバッテリー放電での3000サイクルの初期値は、0.1Cの放電での平均値です。 いくつかのバッテリーはより良い結果を示し、いくつかはより悪い結果を示します。 1Cの電流では、100％放電での完全なサイクルの数は、製造業者に応じて3000から1000-1500に低下します。
一般に、グラフに表示されるこの比率は、実験の結果によって確認されたため、いつでもバッテリーを充電することをお勧めします。
サイクルの重ね合わせ計算
バッテリーを使用する場合、2つのサイクルが同時に存在する状態での操作が可能です（たとえば、自動車の回生ブレーキ）：
次の複合サイクルが判明します。
問題は、これがバッテリーの動作にどのように影響するか、バッテリーの寿命が大幅に短縮されるかどうかです。
実験の結果によれば、複合サイクルは、2つの独立したサイクルの完全に同等なサイクルを追加した結果を示しました。 つまり 複合サイクルのバッテリーの相対容量は、小サイクルと大サイクルの放電の合計に対応して低下しました（線形化されたグラフを以下に示します）。
大きな放電サイクルの影響はより顕著であり、あらゆる機会にバッテリーを充電する方が良いことを意味します。
メモリ効果
実験結果によると、リチウムイオン電池のメモリ効果は認められませんでした。 さまざまな条件下で、その容量はその後も変化しませんでした。 同時に、リン酸リチウムおよびリチウムチタン電池でこの効果の存在を確認する多くの研究があります。
バッテリー収納
保管温度
ここでは珍しい発見はありませんでした。 使用しない場合、バッテリーの保管には（通常の寿命で）20-25°Cの温度が最適です。 バッテリーを50°Cの温度で保管すると、劣化容量はほぼ6倍速くなります。
保管には自然に低い温度の方が優れていますが、日常生活ではこれは特別な冷却を意味します。 アパート内の気温は通常20-25°Cであるため、保管はこの温度で行われる可能性が最も高くなります。
充電レベル
テストが示しているように、充電量が少ないほど、バッテリーの自己放電は遅くなります。 長期保存後のさらなる使用中のバッテリー容量を測定しました。 最良の結果は、ゼロに近い電荷で保存されたバッテリーによって示されました。
一般に、保管時に60％以下の充電で保管されたバッテリーが良好な結果を示しました。 数値は、100％の充電の場合、以下に示す数値とは異なります（つまり、バッテリーは図に示されているよりも早く使用できなくなります）。
リチウムイオン電池を使用するための実用的なヒントの記事5から取られた図。
同時に、小額の充電の数値はより楽観的です（SOC 40％での保管の場合、40°Cで1年後に94％）。
10％の充電は実用的ではないため、このレベルでの動作時間は非常に短いため、 バッテリーを60％のSOCで保管することが最適です 。これにより、いつでも使用でき、耐用年数に重大な影響を与えません。
実験結果の主な問題
100％信頼できるとみなせるテストを実施した人はいません。 サンプルは、原則として、生産された数百万のうち数千のバッテリーを超えません。 ほとんどの研究者は、不十分なサンプリングの理由で信頼できる比較分析を提供できません。 また、これらの実験の結果はしばしば機密情報です。 したがって、これらの推奨事項は必ずしもバッテリーに適しているわけではありませんが、最適と見なすことができます。
実験結果
最適な充電頻度-あらゆる機会に。
最適な保管条件-60％のバッテリー充電で20-25°C。
ソース
1.コース「Battery Storage Systems」、RWTHアーヘン、教授 博士 レア nat。 ダーク・ウー・サウル
2. リチウムイオン電池のメモリ効果、佐々木剛、右京義雄、ペトル・ノヴァーク