リチウムイオン電池の寿命(リソース)を延長する方法

私は材料をどのように提示するかについて長い間考え、最終的に、実際のリチウムイオン電池の寿命に関する別個の事実の形で提示されるべきであると決定しました。 それでは始めましょう...







リチウムイオン電池は、サイクリングよりも「経年劣化」プロセス(経時劣化)の影響を受けます。 これは、ほとんどのバッテリーが通常の動作条件下で5年以上持続できないことを意味します(楽観的な予測)。 教訓は次のとおりです。リチウムイオン電池を購入する場合、製造日に注意してください-6か月前であれば、宣言されたリソースの10%を失うことになります。







高温状態で作業または保管すると、バッテリーの老化が加速します-リチウムコバルトバッテリーの表を参照してください(リチウムマンガンバッテリーとリチウム鉄バッテリーの場合、結果は若干良くなります)









保管温度によるリチウムコバルト電池の特性の劣化
温度°C 40%の充電レベル(推奨充電レベル) 100%の充電レベル(職場のユーザーがサポート)
0°C

1年後の98%

1年後の94%

25°C

1年後の96%

1年後80%

40°C

1年後の85%

1年後65%

60°C

1年後75%

3か月後60%





バッテリーが寿命を迎える瞬間を決定する基準は、メーカーが容量を公称値の80%に減らすことであるということを考慮すると、5年の寿命はどこから来たのかが明確です(バッテリーが25°C以下の温度で動作し、ほとんどの場合は半放電状態です) したがって、動作中にバッテリーの冷却を適切に編成し、使用直前にバッテリーを充電し、動作中の平均充電レベルを40%近くに達成する必要があります(実際にテスト-3-4日ごとにモバイルバッテリーを80-90%の容量に充電し、着用した場合)服の外側のポケットに入れてください-能力はすでに4年以上に達しました)







リチウムイオンバッテリの動作時には温度係数を考慮する必要があります-放電は低温でも実行できます(-25°C〜-10°Cのバッテリの化学的性質に応じて)が、充電は正のバッテリ温度でのみ実行する必要があります。







充放電サイクルの数は、リチウムイオン電池の寿命に影響を与えませんが、寿命と温度係数-短いサイクル時間(電流0.5°Cでの連続的な充電/放電サイクル)と良好な冷却により、リチウムイオン電池は1000サイクルに耐えることができます(リチウムコバルトの場合)2000-3000サイクルまで(リチウムマンガンの場合)。







4.2Vから4.35Vに充電した後の最終電圧を超えると、バッテリ容量が10〜15%増加し、寿命が4〜6倍短縮されます。







BMS(Battery Manegement System)-バッテリー管理システム-バッテリーの各バッテリージャーに取り付けて、バッテリーの充放電プロセスを制御する必要がある電子デバイス。高度なBMSには、温度、充電/放電の回数、および故障の可能性の推定を決定するロジックもありますバッテリー。 基本的に、BMSのタスクは、バッテリーの電圧を制御し、境界の限界に達したときに電流をバイパスすることです。要素の温度も制御できます。 リチウムイオンバッテリーが完全に放電したときに障害を回避するには、すぐに充電する必要があります。そうしないと、安全上の理由からバッテリーの自己放電によりセルの電圧が特定のしきい値を下回ると、BMSが充電を開始できません(実際にテストしました-私はハンドヘルドを放置しましたほぼ放電状態で3週間、その後、蘇生処置が遅れたにもかかわらず、バッテリーの魂はより良い世界に安全に出発しました(そう心から願っています:))。







既存の高度なバッテリー状態モニターは、計算にプーケルト方程式を使用する可能性が最も高くなります。 ただし、すべてがそれほど単純ではありません。通常、消費される電流は時間とともに変化し、バッテリー動作の長時間の中断があります。また、バッテリー動作中の静電容量の一定値とペッカー指数の変化があります(そして、実際のモニター測定値を取得するために時々再カウントする必要があります)。 これは、ラップトップ用のリチウムイオン電池の「デジタルメモリ効果」の例で特に顕著です-部分的な充電/放電状態で動作する場合、電池管理システムによって計算された残りの容量と実際の電池の不一致により、電池からの動作時間の漸進的な減少が認められます。 「デジタルメモリ」の効果は、バッテリキャリブレーションによって平準化されます。フル充電後、30〜50サイクルごとにバッテリが完全に放電します(BIOSセットアップにキャリブレーションシステムが組み込まれていないラップトップ、BIOS設定に入るときに放電する必要があり、充電後すぐにバッテリを充電します) )







リチウムイオン電池は、低充電電流と高放電電流を許容しません(高放電電流に関する注意は、LiFePO 4電池には関係がありません。LiFePO4電池は、高放電電流を運ぶことができますが、LiMnO 2およびLiMn 2 O 4については、程度は低いです。 最大寿命を達成するには、0.5C(公称容量の半分)の電流を使用してバッテリーを充電および放電する必要があります。 LiCoO 2バッテリーの場合、充電および放電電流について1Cの制限を超えることは望ましくありません(2Cでの放電は、3Cで4倍、寿命が2倍短くなります)。







これらすべての予防措置を遵守することで、リチウムイオンバッテリの長寿命(リソース)を実現でき、その容量と低レベルの内部抵抗により、長い間あなたを喜ばせます。 また、6〜12か月ごとに、リチウムイオン電池は他の化合物と内部構造に基づいて表示されます-それらはわずかに(または多くの)他の特性を持ちます。 新しい電池に関するメーカーの声明は、長期的な運用の経験だけが、宣言されたパラメーターの実際のパラメーターへの準拠の質問に答え、リチウムイオン電池の適切な運用に関する決定を確認できるため、ある程度の懐疑をもって扱われるべきです。







この記事では、リチウムイオン電池の寿命を延ばす問題の主観的な見解に注目しています。 デジタルデータは検証済みのソース( batteryuniversity.com-リチウムイオン電池) 、リチウムイオンバッテリーメーカーのウェブサイト(Valence、ThunderSky、Everspring)から取得されましたが、バッテリーメーカーによるあまりにも楽観的な声明は情報の編集中に省略されましたあなたがエラーに気づいた場合、やや正しい-書き込みます。







著者のウェブサイトhttp://sdisle.com/battery/で、さまざまな種類の電池に関する詳細情報を見つけることができます。







PSハブ(サブ... /サブタグ)上のテキストのインデックスサポートがないことに非常に驚いた-これにより、記事の一部の化学式が正しく表示されない:(。








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