![[Vollständiger Anleitung] Wie lange halten Lithiumbatterien?](http://www.ipowerqueen.de/cdn/shop/articles/PQ-DE-12V_100Ah-Bobby_Petrov_8_-fotor-2024092114361.png?crop=center&height=100&v=1726900590&width=1400)
[Täydellinen ohje] kuinka kauan litiumparistot ?
, -Sta Liu Ling, 12 min lukuaika
Sisällysluettelo
Osa 1. Mitä ovat litiumioniakut?
Osa 2. Kuinka kauan litiumioniakut kestävät?
Osa 3. Litiumioniakkujen käyttöikään vaikuttavat tekijät
3.1 Varastoinnin aikana
3.2 Jakson käytön aikana
Osa 4. Menetelmät litiumioniakkujen käyttöiän pidentämiseksi Osa 5. Usein kysyttyjä kysymyksiä Li-ion-akuista
Osa 6. Kannattaako litiumioniakkuihin investoida?
Osa 1. Mitä ovat litiumioniakut?
Litiumioniakut, mukaan lukien Litium-rautafosfaattiakut (LiFePO4), ovat ladattavia ja käyttävät litiumioneja elektrolyytinsä pääkomponenttina. LiFePO4-akut tarjoavat useita etuja muihin akkutyyppeihin verrattuna, kuten: B. pidempi käyttöikä, suurempi tehokkuus ja energiatiheys, pienemmät huoltovaatimukset, parempi turvallisuus ja ympäristöystävällisyys. Nämä ominaisuudet tekevät niistä ihanteellisia off-grid-sähköjärjestelmiin, korkean suorituskyvyn sovelluksiin ja liikkuvuusratkaisuihin.
Li-ion-akkuja käytetään usein ajoneuvojen käynnistysakkuina niiden suuren energiatiheyden ja alhaisen painon vuoksi. Ne sopivat hyvin tähän sovellukseen, koska ne voivat tarjota lyhyen, korkean virtapulssin moottorin käynnistämiseksi. Käynnistysakkuina käytettävien litiumioniakkujen kapasiteetti on yleensä pienempi, eikä niitä tule purkaa liian syvälle vaurioiden välttämiseksi.
Sitä vastoin LiFePO4-akut ovat ihanteellisia syväpurkausakkuina. Ne kestävät toistuvia syväpurkauksia ja ovat siksi ihanteellisia uusiutuvan energian varastointiin ja muihin syväkiertosovelluksiin. LiFePO4-akut kestävät pidemmän käyttöiän kuin Li-ion-akut, joten ne voivat tuottaa korkean suorituskyvyn sovelluksia pidempäänkin. Lisätietoja kahden akkutyypin eroista on osoitteessa Meren syväkierto ja käynnistysakku.
Osa 2. Kuinka kauan litiumioniakut kestävät?
Tavallinen litiumioniakku kestää keskimäärin 2-3 vuotta käytöstä riippuen. Asianmukaisella huollolla ja valmistajan ohjeita noudattaen tätä käyttöikää voidaan kuitenkin pidentää jopa viiteen vuoteen. Li-ion-akut ovat lämpötilaherkkiä, ja korkeat lämpötilat voivat lyhentää niiden käyttöikää merkittävästi. Siksi on tärkeää, että säilytät litiumioniakkua viileässä ja kuivassa paikassa, jotta vältät altistumisen kuumuudelle ja pidennät sen käyttöikää.
LiFePO4-akut ovat edistyneempi ja kestävämpi litiumioniakkutyyppi, joka on saamassa yhä suositumpaa alalla. Näiden akkujen käyttöikä on pidempi kuin perinteisillä Li-ion-akuilla, ja ne voivat kestää jopa 10 vuotta tai enemmän.Lisäksi LiFePO4-akut ovat erittäin vakaita ja turvallisia, mikä tarjoaa luotettavamman ja kestävämmän ratkaisun verkon ulkopuolisiin sähkö- ja liikkuvuussovelluksiin.
LiFePO4-akkujen keskeinen etu on niiden kyky käsitellä useampia lataus- ja purkujaksoja. Perinteiset Li-ion-akut voivat kestää jopa 500-1000 sykliä, kun taas LiFePO4-akut voivat kestää jopa 2000 jaksoa, mikä tekee niistä kestävämmän ja kustannustehokkaamman ratkaisun pitkällä aikavälillä. LiFePO4-akku Power Queen kestää 4000-15000 sykliä ja sen käyttöikä on yli 10 vuotta, joten se on ihanteellinen vaihtoehto lyijyakuille. Lisäksi LiFePO4-akut ovat paljon turvallisempia kuin perinteiset Li-ion-akut, koska niiden kemiallinen koostumus tekee niistä vähemmän alttiita ylikuumenemiselle tai räjähdykselle.
Power Queen tarjoaa korkealaatuisia LiFePO4-akkuja, jotka on suunniteltu pidempään käyttöikään, korkeampaan tehokkuuteen ja kestävyyteen. Tarjoamme laajan valikoiman akkukokoja ja kapasiteettia, jotka sopivat erilaisiin sähköverkkoon kuulumattomiin sähkö- ja liikkuvuussovelluksiin. Power Queen on ylpeä akkujensa laadusta ja kestävyydestä, jotka on testattu perusteellisesti asiakastyytyväisyyden varmistamiseksi.
Osa 3. Litiumioniakkujen käyttöikään vaikuttavat tekijät
Tutkimuksen mukaan Tutkimus litiumioniakkujen hajoamiseen vaikuttavista tekijöistäTässä ovat tekijät, jotka voivat vaikuttaa litiumioniakkujen käyttöikään.
3.1 Varastoinnin aikana
1) Lämpötila
Suurin syy akun kapasiteetin menettämiseen varastoinnin aikana on lämpötila, ja korkeammat lämpötilat johtavat elektrodien ja elektrolyytin lämpöhajoamiseen.
Elektrolyytin hajoaminen lisää SEI-kalvon (" Solid Electrolyte Interface ") -kalvon paksuutta anodilla, mikä kuluttaa litiumioneja, lisää sisäistä vastusta ja pienentää akun kapasiteettia. Tämä hajoaminen tuottaa myös kaasuja, jotka lisäävät sisäistä painetta ja muodostavat turvallisuusriskin. Kuten taulukosta 3.1 näkyy, samassa lataustilassa (40 %) varastoidut litiumioniakut menettävät eri prosenttiosuuksia kapasiteetistaan vuoden kuluessa eri lämpötiloissa.
Hajoamisaste kasvaa korkeammissa lämpötiloissa, ja äärimmäiset lämpötilat kiihdyttävät merkittävästi kapasiteetin menetystä. Esimerkiksi 25 °C:n nosto 0 °C:sta 25 °C:een johtaa vain 2 %:n kapasiteettihäviöön, kun taas 20 °C:n nousu 40 °C:sta 60 °C:seen johtaa 10 %:n kapasiteettihäviöön.
Taulukko 3.1
Yli 30 °C:n lämpötiloja pidetään stressaavina litiumioniakuille, ja ne voivat lyhentää merkittävästi niiden kalenterikäyttöikää. Akun käyttöiän pidentämiseksi on suositeltavaa säilyttää litiumioniakkuja 5–20 °C:n lämpötiloissa.
2) Lataustila (SOC)
Litiumioniakkujen avoimen piirin jännite (OCV) kasvaa lataustilan (SOC) kasvaessa, kuten kuvassa 3.2. Säilytyksen aikana akun korkeampi SOC johtaa korkeampaan OCV:hen. Korkea OCV voi kuitenkin johtaa kiinteän elektrolyytin rajapinnan (SEI) kasvuun ja laukaista elektrolyytin hapettumisen Li-ion-akuissa, mikä johtaa kapasiteetin menetykseen ja lisääntyneeseen sisäiseen vastukseen (IR).
Kuva 3.2
Kuva 3.Kuvassa 3 on esitetty Li-ion-akkujen erilaiset hajoamisnopeudet eri SOC-arvoilla kymmenen vuoden säilytysjakson aikana. Li-ion-akkujen jäljellä oleva kapasiteetti pienenee nopeammin SOC-arvon kasvaessa.
Kuva 3.3
Akun kulumisen minimoimiseksi ja akun käyttöiän pidentämiseksi on suositeltavaa pitää Li-ion-akut kohtuullisella SOC-tasolla. On suositeltavaa ladata tai purkaa Li-ion-akut noin 50 % SOC:iin ennen varastointia.
3.2 Jakson käytön aikana
1) Lämpötila
Vaikka kohonnut lämpötila akkukäytön aikana voi tilapäisesti parantaa suorituskykyä, pitkäaikainen pyöräily korkeissa lämpötiloissa lyhentää akun käyttöikää. Esimerkiksi 30 °C:ssa toimivan akun käyttöikä lyhenee 20 %, kun taas 45 °C:n akku kestää vain puolet kauemmin kuin 20 °C:ssa.
Valmistajat määrittävät nimelliskäyttölämpötilaksi 27 °C akun käyttöiän optimoimiseksi. Toisaalta erittäin alhaiset lämpötilat lisäävät sisäistä vastusta ja vähentävät purkauskapasiteettia. Akun, jonka kapasiteetti on 100 % 27°C:ssa, on vain 50 % kapasiteettia -18°C:ssa.
Litiumpolymeerikennojen purkauskapasiteetti vaihtelee lämpötilan mukaan, alhaisempia kapasiteettia havaitaan matalissa lämpötiloissa (0 °C, -10 °C, -20 °C) kuin korkeammissa lämpötiloissa (25 °C, 40 °C, 60 °C). Litiumioniakkujen lataaminen matalissa lämpötiloissa (alle 15 °C) voi johtaa litiumpinnoitukseen litiumionien hidastetun varastoinnin vuoksi, mikä nopeuttaa akun kulumista lisäämällä sisäistä vastusta ja vähentämällä edelleen purkauskapasiteettia.
Kuva 3.4
Li-ion-akkujen käyttöiän ja suorituskyvyn maksimoimiseksi on suositeltavaa käyttää niitä kohtuullisissa lämpötiloissa. 20 °C tai hieman alle lämpötila on optimaalinen maksimaalisen käyttöiän saavuttamiseksi. Valmistajat suosittelevat kuitenkin hieman korkeampaa lämpötilaa, 27 °C, jos vaaditaan akun enimmäiskesto.
2) Purkaussyvyys (DOD)
Purkaussyvyydellä ('DOD') on merkittävä vaikutus Li-ion-akkujen käyttöikään. Syvät purkaukset aiheuttavat painetta kennoissa ja vahingoittavat negatiivisia elektrodeja, mikä nopeuttaa kapasiteetin menetystä ja lisää soluvaurion riskiä. Kuten kuvasta 3.5 näkyy, suurempi purkaussyvyys johtaa lyhyempään akun käyttöikään.
Kuva 3.5
Yli 50 %:n purkamisen syvyyksiä kutsutaan syväpurkauksiksi. Kun litiumioniakun jännite putoaa 4,2 V:sta 3,0 V:iin, noin 95 % sen energiasta kuluu, mikä johtaa lyhyimpään mahdolliseen akun käyttöikään jatkuvassa pyöräilyssä. Kapasiteetin menetyksen välttämiseksi on suositeltavaa välttää syväpurkauksia akun vaihdon aikana. Litiumioniakkujen osittaiset purkaukset ja lataukset pidentävät niiden käyttöikää.
Valmistajat luokittelevat akun tyypillisesti 80 % DOD-kaavan mukaan, mikä tarkoittaa, että vain 80 % syötetystä energiasta kuluu käytön aikana, kun taas loput 20 % varataan akun käyttöiän pidentämiseen. DOD-arvon pienentäminen voi pidentää käyttöikää, mutta liian alhainen DOD-arvo voi johtaa riittämättömään akun käyttöikään ja tiettyjen tehtävien suorittamiseen.Litiumioniakkujen DOD-arvoksi suositellaan noin 50 % maksimaalisen käyttöiän ja optimaalisen käyttöajan saavuttamiseksi.
3) Latausjännite
Li-ion-akut voivat saavuttaa suuren kapasiteetin ja pidemmän käyttöajan korkeilla latausjännitteillä. Täyteen lataamista ei kuitenkaan suositella, koska se voi aiheuttaa litiumpinnoitusta, mikä voi johtaa kapasiteetin menetykseen ja mahdollisesti vaurioittaa akkua, mikä lisää tulipalon tai räjähdyksen vaaraa.
Kuva 3.6
Kuva 3.6 havainnollistaa kapasiteetin menetystä korkeilla latausjännitteillä (> 4,2 V/kenno) ja osoittaa, että korkeammat jännitteet johtavat nopeampaan kapasiteettihäviöön ja lyhyempään käyttöikään. Suositeltu latausjännite optimaalisen kapasiteetin ja turvallisuuden takaamiseksi on 4,2 V. Latausjännitteen alentaminen 70 mV voi pienentää kokonaiskapasiteettia noin 10 %.
Taulukko 3.2 osoittaa, että jakson käyttöikä on pisin latausjännitteellä 3,90 V (2400-4000 jaksoa) ja puolittuu jokaisella 0,10 V:n latausjännitteen nousulla välillä 3,90 V - 4,30 V.
Taulukko 3.2
Akun merkittävän kulumisen välttämiseksi Li-ion-akut tulee ladata alle 4,10 V:n jännitteellä. Pienempi latausjännite pidentää akun käyttöikää, mutta lyhentää käyttöaikaa. Lisäksi alle 2,5 V/kenno purkautumista tulee välttää, ja 3,92 V latausjännite on optimaalinen pisimmän käyttöiän saavuttamiseksi. Tästä syystä Power Queen ei suosittele Lifepo4-akun lataamiseen lyijyhappolaturillakoska sen jännite ei riitä oikeaan lataukseen. Alta löydät suositellun latausjännitteen muodon erilaisille syväkierrosakkujärjestelmille.
Suositeltu latausjännite riippuu syvän syklin akkujärjestelmän tyypistä. Elektronisissa laitteissa, kuten kannettavissa tietokoneissa ja matkapuhelimissa, käytetään korkeampaa jännitekynnystä akun käyttöiän maksimoimiseksi. Sitä vastoin satelliittien tai sähköajoneuvojen suuret energian varastointijärjestelmät asettavat alemman jännitekynnyksen akun käyttöiän pidentämiseksi. Sovelluksesta riippumatta litiumioniakkujen ylilataus voi lyhentää merkittävästi niiden käyttöikää ja aiheuttaa turvallisuusriskejä, kuten tulipalon tai räjähdyksen, ja vaatii siksi huolellista hallintaa.
4) Latausvirta/C-nopeus
Litiumioniakuilla on useita haitallisia vaikutuksia korkeilla C-nopeuksilla, mukaan lukien lisääntynyt sisäinen vastus, käytettävissä olevan energian menetys, turvallisuusongelmat ja peruuttamaton kapasiteetin menetys.
Tärkeä seuraus korkeista C-määristä on litiumpinnoitus. Kun Li-ion-akkua ladataan suurella virralla, litiumionit kulkeutuvat nopeasti, mikä johtaa litiumin kerääntymiseen anodin pinnalle ja muodostaen metallista litiumia. Tämä prosessi pahenee entisestään, kun akut latautuvat nopeasti alhaisissa lämpötiloissa tai korkeassa latauksessa (SOC).
Saostunut litium voi muodostaa dendriittisiä rakenteita painovoiman vaikutuksesta, mikä lisää akun itsepurkautumista. Vakavissa tapauksissa tämä voi johtaa oikosulkuun ja mahdollisiin tulipaloihin. Lisäksi suuret lataus- ja purkausvirrat lisäävät energian menetystä sisäisen resistanssin vuoksi, joka muuttaa energian lämmöksi. Jos C-arvo ylittää akun suositellun arvon, kohonnut lämpötila voi rasittaa akkua ja aiheuttaa vahinkoa ja kiihdyttää kapasiteetin menetystä.
5) Jakson taajuus
Litiumioniakkujen säännöllinen pyöräily, varsinkin kun se suoritetaan vähintään neljä kertaa päivässä, voi johtaa mekaaniseen rasitukseen ja edistää kiinteän elektrolyytin välisen kerroksen (SEI) kasvua.
Pyöräilyn aikana litiumioniakut menettävät sekä positiiviset että negatiiviset litiumreaktiokohdat elektrodeilta, mikä vähentää niiden kapasiteettia. SEI-kerroksen rakenne lisää akun sisäistä vastusta ja vähentää elektronisen johtavuuden ja latauskapasiteetin määrää.
SEI-kerroksen paksuuntuminen, litiumin reaktiokohtien väheneminen ja muut kemialliset muutokset Li-ion-akuissa johtavat kapasiteetin menettämiseen ja lopulta akkuvaurioihin. Vaikka ei ole olemassa erityistä tutkimusta, joka käsittelee tätä ongelmaa suoraan, uskotaan, että korkea pyöräilytaajuus nopeuttaa akun heikkenemistä toistuvan käytön aiheuttamien korkeiden lämpötilojen vuoksi.
Litiumioniakkujen jatkuva kierto ilman riittävää jäähtymisaikaa voi aiheuttaa kemiallista stressiä, mikä johtaa elektrolyyttien ja elektrodien hajoamiseen.
Osa 4. Menetelmät Li-ion-akkujen käyttöiän pidentämiseksi
Pidentääksesi litiumioniakkujen käyttöikää, sinun tulee noudattaa seuraavia ohjeita:
Pidä akku kohtuullisessa lämpötilassa: Korkeat lämpötilat voivat lyhentää akun käyttöikää. On suositeltavaa säilyttää tai käyttää litiumioniakkuja kohtuullisessa lämpötila-alueella 5 °C - 20 °C.
Osittainen purkaus ja lataus: Litiumioniakkujen osittainen purkaminen ja lataaminen voivat pidentää niiden käyttöikää. Vältä syviä vuotoja 50% DOD pidentää akun käyttöikää.
Säilytä kohtalaiset SOC-arvot: Äärimmäiset SOC-arvot voivat johtaa kapasiteetin menetykseen ja lyhentää akun käyttöikää. Litiumioniakkujen pitäminen keskitasolla SOC-tasolla minimoi hajoamisen ja pidentää niiden käyttöikää.
Vältä altistumista lämmölle: Korkeat lämpötilat käytön tai varastoinnin aikana voivat lisätä SEI:n paksuutta ja laukaista elektrolyytin hapettumisen, mikä johtaa kapasiteetin menettämiseen ja käyttöiän lyhenemiseen.
Säilytä paristot oikeinkun niitä ei käytetä: Säilytä litiumioniakkuja noin 50 %:n SOC:ssa ja suojaa niitä äärimmäisiltä lämpötiloilta ja kosteudelta, kun niitä ei käytetä.
Vältä nopeaa latausta ja purkamista: Pikalataus ja purkaminen synnyttää liiallista lämpöä, mikä voi vaurioittaa akun sisäisiä osia ajan myötä ja lyhentää akun kokonaiskäyttöikää.
Käytä OEM (Original Equipment Manufacturer) -latureita: Li-ion-akuille suunniteltujen OEM-laturien käyttö varmistaa, että ne saavat oikean jännitteen ja virran, mikä estää vaurioita ja pidentää niiden käyttöikää. Power Queen tarjoaa sopivia LiFePO4 akkulaturit LiFePO4-litiumparistojen lataamiseen.
Osa 5. Usein kysyttyjä kysymyksiä Li-ion akusta
1. Kuinka kauan litiumparistot kestävät autoissa?
Autojen litiumakkujen käyttöikä riippuu useista tekijöistä, kuten akun laadusta, käyttökäyttäytymisestä ja ympäristöolosuhteista. Yleisesti ottaen hyvin pidetty litiumakku autossa voi kestää 8-10 vuotta tai jopa pidempään.
Käyttöikä voi kuitenkin vaihdella huomattavasti riippuen ajoneuvon käyttötiheydestä, lataustavoista, ympäristön lämpötilasta ja ajotyylistä. Maksimaalisen käyttöiän ja suorituskyvyn varmistamiseksi on tärkeää noudattaa valmistajan ohjeita akun huolto- ja latausohjeista.
2. Kuinka kauan litiumparistot kestävät matkailuautossa?
Hyvin pidetty Litium-akku matkailuautossal kestää yleensä 5-7 vuotta tai enemmän. Power Queen -litiumparistot, joiden elinkaari on jopa 4000-15000 sykliä, voivat kestää yli 10 vuotta.
3. Kuinka kauan litiumakku kestää lataamatta?
Kuinka kauan litiumioniakku kestää ilman latausta, riippuu useista tekijöistä, kuten akun kapasiteetista, laitteesta, jossa se on, ja laitteen virrankulutuksesta. Keskimäärin useimmat litiumioniakut voivat kestää 2–10 vuotta ilman latausta säilytysolosuhteista riippuen. Tämä ajanjakso voi kuitenkin vaihdella lämpötilan, käytön ja säilytysolosuhteiden mukaan. Asianmukainen säilytys ja suositellun lataustilan (SOC) ylläpitäminen ovat tärkeitä akun käyttöiän maksimoimiseksi. Vaikka litiumioniakut eivät olisi käytössä, ne voivat menettää latausta ajan myötä, ja ne on ehkä ladattava ennen käyttöä.
4. Onko LiFePO4-akku turvallisempi kuin litiumioniakku?
Kyllä, litiumrautafosfaattiakkuja (LiFePO4 tai LFP) pidetään turvallisempana kuin tavanomaisia litiumioniakkuja (Li-ion). Tämä johtuu niiden vakaammasta kemiasta, mikä tekee niistä vähemmän alttiita ylikuumenemiselle, termiselle karkaamiselle ja muille turvallisuusongelmille.
LiFePO4-akuilla on pienempi riski lämmön karkaamisesta, koska niillä on pienempi sisäinen vastus, mikä tarkoittaa, että ne tuottavat vähemmän lämpöä, mikä vähentää kennovaurion tai räjähdyksen todennäköisyyttä. Lisäksi ne tarjoavat paremman lämpöstabiilisuuden ja kestävät korkeita lämpötiloja ilman kapasiteetin menetystä, joten ne sopivat ihanteellisesti sovelluksiin, jotka vaativat jatkuvaa ja luotettavaa virtalähdettä.
Osa 6. Sen arvoista itse the investointi sisään Litiumioniakut?
Verrattuna vanhentuneisiin lyijyakkuihin Litiumioniakut ovat kiistatta parempi valinta. Ne ovat kevyempiä, niillä on suurempi tehon tallennuskapasiteetti ja pienempi itsepurkautumisnopeus. Ne vaativat myös vähemmän huoltoa ja niillä on pidempi käyttöikä. Vaikka ne ovat aluksi kalliimpia, niiden tuomat kokonaissäästöt ovat merkittäviä. Siksi pidämme litiumioniakkuja arvokkaana investointina. Ne tarjoavat luotettavan ja vaivattoman tavan varastoida suuria määriä energiaa, mikä voi olla erityisen hyödyllistä silloin, kun sitä eniten tarvitaan.
Blogiviestit
-
, -Sta Liu Ling Mikä on veneen 12 V: n akun optimaalinen paino ?
-
, -Sta Liu Ling Parhaat vinkit nykyisen akuntankasi laajentamiseen: vapauta lisää suorituskykyä
-
, -Sta Liu Ling Kuinka kauan matkailuautot ?
