![[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)
[Teljes útmutatás] Meddig tartanak a lítium akkumulátorok?
, Tól Liu Ling, 14 minimális olvasási idő
Tartalomjegyzék
1. rész Mik azok a lítium-ion akkumulátorok?
2. rész. Mennyi ideig bírják a lítium-ion akkumulátorok?
3. rész A lítium-ion akkumulátorok élettartamát befolyásoló tényezők
3.1 Tárolás közben
3.2 A ciklus működése közben
4. rész. Módszerek a lítium-ion akkumulátorok élettartamának meghosszabbítására 5. rész. Gyakran ismételt kérdések a Li-ion akkumulátorokról
6. rész Megéri beruházni lítium-ion akkumulátorokba?
1. rész Mik azok a lítium-ion akkumulátorok?
Lítium-ion akkumulátorok, beleértve Lítium-vas-foszfát akkumulátorok (LiFePO4), újratölthetőek, és lítium-ionokat használnak elektrolitjuk fő összetevőjeként. A LiFePO4 akkumulátorok számos előnnyel rendelkeznek a többi akkumulátortípushoz képest, mint például: B. hosszabb élettartam, nagyobb hatékonyság és energiasűrűség, alacsonyabb karbantartási igény, nagyobb biztonság és környezetbarátság. Ezek a tulajdonságok ideálissá teszik őket hálózaton kívüli energiarendszerekhez, nagy teljesítményű alkalmazásokhoz és mobilitási megoldásokhoz.
A Li-ion akkumulátorokat gyakran használják indítóakkumulátorként a járművekben, nagy energiasűrűségük és kis tömegük miatt. Jól alkalmasak erre az alkalmazásra, mert rövid, nagy áramimpulzust biztosítanak a motor indításához. Az indítóakkumulátorként használt Li-ion akkumulátorok általában kisebb kapacitásúak, és nem szabad túl mélyen lemeríteni, hogy elkerüljük a károsodást.
Ezzel szemben a LiFePO4 akkumulátorok ideálisak mélykisülési akkumulátorként. Ellenállnak a gyakori mélykisüléseknek, ezért ideálisak a megújuló energia tárolására és más mélyciklusú alkalmazásokhoz. A Li-ion akkumulátoroknál hosszabb élettartammal a LiFePO4 akkumulátorok nagy teljesítményű alkalmazásokat biztosítanak hosszabb ideig. Tudjon meg többet a két akkumulátortípus közötti különbségekről itt Tengeri mélyciklus és indító akkumulátor.
2. rész. Mennyi ideig bírják a lítium-ion akkumulátorok?
Egy szabványos lítium-ion akkumulátor átlagosan 2-3 évig bírja a használattól függően. Megfelelő karbantartással és a gyártó utasításainak betartásával azonban ez az élettartam akár öt évre is meghosszabbítható. A Li-ion akkumulátorok hőmérsékletérzékenyek, és a magas hőmérséklet jelentősen lerövidítheti élettartamukat. Ezért fontos, hogy a lítium-ion akkumulátort hűvös, száraz helyen tárolja, hogy elkerülje a hőhatást és meghosszabbítsa az élettartamát.
A LiFePO4 akkumulátorok a lítium-ion akkumulátorok fejlettebb és fenntarthatóbb típusai, amelyek egyre népszerűbbek az iparágban. Ezek az akkumulátorok hosszabb élettartammal rendelkeznek, mint a hagyományos Li-ion akkumulátorok, és akár 10 évig is kitartanak.Ezenkívül a LiFePO4 akkumulátorok rendkívül stabilak és biztonságosak, megbízhatóbb és fenntarthatóbb megoldást kínálnak a hálózaton kívüli energiaellátási és mobilitási alkalmazásokhoz.
A LiFePO4 akkumulátorok fő előnye, hogy több töltési és kisütési ciklust képesek kezelni. Míg a hagyományos Li-ion akkumulátorok akár 500-1000 ciklust is kibírnak, a LiFePO4 akkumulátorok akár 2000 ciklust is kibírnak, így tartósabb és költséghatékonyabb megoldást jelentenek hosszú távon. A LiFePO4 akkumulátor a Erő királynő 4000 és 15000 közötti ciklust képes kezelni, élettartama pedig több mint 10 év, így ideális alternatívája az ólom-savas akkumulátoroknak. Ezenkívül a LiFePO4 akkumulátorok sokkal biztonságosabbak, mint a hagyományos Li-ion akkumulátorok, mivel kémiai összetételük miatt kevésbé vannak kitéve a túlmelegedésnek vagy a robbanásnak.
A Power Queen kiváló minőségű LiFePO4 akkumulátorokat kínál, amelyeket hosszabb élettartamra, nagyobb hatékonyságra és fenntarthatóságra terveztek. Akkumulátorméretek és -kapacitások széles választékát kínáljuk, amelyek alkalmasak különféle hálózaton kívüli energiaellátási és mobilitási alkalmazásokhoz. A Power Queen büszke akkumulátorai minőségére és tartósságára, amelyeket alaposan teszteltek a vásárlók elégedettsége érdekében.
3. rész A lítium-ion akkumulátorok élettartamát befolyásoló tényezők
A tanulmány szerint Egy tanulmány a lítium-ion akkumulátorok leromlását befolyásoló tényezőkrőlItt vannak azok a tényezők, amelyek befolyásolhatják a lítium-ion akkumulátorok élettartamát.
3.1 Tárolás közben
1) Hőmérséklet
Az akkumulátor kapacitásának tárolás közbeni csökkenésének fő oka a hőmérséklet, a magasabb hőmérséklet pedig az elektródák és az elektrolit termikus bomlásához vezet.
Az elektrolit lebomlása megnöveli az anódon lévő SEI („Solid Electrolyte Interface”) filmréteg vastagságát, ami lítium-ionokat fogyaszt, növeli a belső ellenállást és csökkenti az akkumulátor kapacitását. Ez a bomlás olyan gázokat is termel, amelyek növelik a belső nyomást és biztonsági kockázatot jelentenek. A 3.1. táblázatból látható, hogy az azonos töltöttségi állapotban (40%) tárolt lítium-ion akkumulátorok egy év leforgása alatt különböző hőmérsékleteken különböző százalékban veszítenek kapacitásukból.
A degradáció mértéke magasabb hőmérséklettel növekszik, az extrém hőmérsékletek pedig jelentősen felgyorsítják a kapacitásvesztést. Például a 25 °C-os hőmérséklet 0 °C-ról 25 °C-ra emelése mindössze 2%-os kapacitásveszteséget eredményez, míg a 20 °C-os 40 °C-ról 60 °C-ra történő emelés 10%-os kapacitásveszteséget eredményez.
3.1. táblázat
A 30 °C feletti hőmérséklet stresszesnek számít a lítium-ion akkumulátorok esetében, és jelentősen csökkentheti naptári élettartamukat. Az akkumulátor élettartamának meghosszabbítása érdekében tanácsos a lítium-ion akkumulátorokat 5°C és 20°C közötti hőmérsékleten tárolni.
2) Töltési állapot (SOC)
A lítium-ion akkumulátorok esetében a nyitott áramköri feszültség (OCV) a töltöttségi állapot (SOC) növekedésével növekszik, amint az a 3.2. ábrán látható. Tárolás közben az akkumulátor magasabb SOC-értéke magasabb OCV-t eredményez. A magas OCV azonban a szilárd elektrolit interfész (SEI) növekedéséhez vezethet, és kiválthatja az elektrolit oxidációját a Li-ion akkumulátorokban, ami kapacitáscsökkenést és megnövekedett belső ellenállást (IR) eredményez.
3.2. ábra
3. ábra.A 3. ábra a Li-ion akkumulátorok különböző lebomlási sebességét mutatja különböző SOC értékek mellett tíz éves tárolási időszak alatt. A Li-ion akkumulátorok fennmaradó kapacitása gyorsabban csökken az SOC érték növekedésével.
3.3. ábra
Az akkumulátor leromlásának minimalizálása és az akkumulátor élettartamának meghosszabbítása érdekében tanácsos a Li-ion akkumulátorokat mérsékelt SOC szinten tartani. Tárolás előtt ajánlatos a Li-ion akkumulátorokat körülbelül 50% SOC-ra tölteni vagy kisütni.
3.2 A ciklus működése közben
1) Hőmérséklet
Míg az akkumulátor működése közbeni megnövekedett hőmérséklet átmenetileg javíthatja a teljesítményt, a hosszan tartó, magas hőmérsékleten való kerékpározás lerövidíti az akkumulátor élettartamát. Például egy 30 °C-on üzemeltetett akkumulátor 20%-kal csökkenti a ciklus élettartamát, míg a 45 °C-os akkumulátor csak feleannyi ideig bírja, mint 20 °C-on.
A gyártók 27 °C névleges üzemi hőmérsékletet határoznak meg az akkumulátor élettartamának optimalizálása érdekében. Ezzel szemben a rendkívül alacsony hőmérséklet növeli a belső ellenállást és csökkenti a kisülési kapacitást. A 27°C-on 100%-os kapacitású akkumulátor -18°C-on csak 50%-os lesz.
A lítium-polimer cellák kisülési kapacitása a hőmérséklet függvényében változik, alacsony hőmérsékleten (0°C, -10°C, -20°C) kisebb kapacitás figyelhető meg, mint magasabb hőmérsékleten (25°C, 40°C, 60°C). A lítium-ion akkumulátorok alacsony hőmérsékleten (15°C alatt) történő töltése a lítium-ionok lelassult tárolása miatt lítiumbevonathoz vezethet, ami a belső ellenállás növelésével és a kisülési kapacitás további csökkentésével felgyorsítja az akkumulátor lebomlását.
3.4. ábra
A Li-ion akkumulátorok élettartamának és teljesítményének maximalizálása érdekében ajánlott mérsékelt hőmérsékleten üzemeltetni őket. A 20 °C vagy valamivel alacsonyabb hőmérséklet az optimális a maximális élettartam eléréséhez. A gyártók azonban valamivel magasabb, 27°C-os hőmérsékletet javasolnak, ha az akkumulátor maximális élettartamára van szükség.
2) Kisülési mélység (DOD)
A kisütési mélység ('DOD') jelentős hatással van a Li-ion akkumulátorok élettartamára. A mélykisülések nyomást hoznak létre a cellákban és károsítják a negatív elektródákat, ami felgyorsítja a kapacitásvesztést és növeli a sejtkárosodás kockázatát. Ahogy a 3.5. ábrán látható, a nagyobb kisütési mélység rövidebb akkumulátor-élettartamot eredményez.
3.5. ábra
Az 50%-ot meghaladó kisülési mélységet mélykibocsátásnak nevezzük. Amikor a lítium-ion akkumulátor feszültsége 4,2 V-ról 3,0 V-ra csökken, az energiájának körülbelül 95%-a elfogy, ami a lehető legrövidebb akkumulátor-élettartamot eredményezi folyamatos ciklus mellett. A kapacitásvesztés elkerülése érdekében ajánlatos elkerülni a mélykisülést az akkumulátorcsere során. A lítium-ion akkumulátorok részleges kisütése és feltöltése meghosszabbítja élettartamukat.
A gyártók általában a 80%-os DOD képlet szerint osztályozzák az akkumulátort, ami azt jelenti, hogy a betáplált energia mindössze 80%-a kerül felhasználásra a használat során, míg a maradék 20%-ot az akkumulátor élettartamának meghosszabbítására tartják fenn. Míg a DOD érték csökkentése meghosszabbíthatja az élettartamot, a túl alacsony DOD érték az akkumulátor elégtelen élettartamát és bizonyos feladatok elvégzésének képtelenségét eredményezheti.A lítium-ion akkumulátorok esetében körülbelül 50%-os DOD-érték javasolt a maximális élettartam és az optimális működési idő elérése érdekében.
3) Töltőfeszültség
A Li-ion akkumulátorok nagy kapacitást és hosszabb üzemidőt érhetnek el magas töltőfeszültség mellett. A teljes töltés azonban nem javasolt, mivel ez lítium bevonatot okozhat, ami kapacitásvesztést és potenciálisan károsíthatja az akkumulátort, ami növeli a tűz- vagy robbanásveszélyt.
3.6. ábra
A 3.6. ábra szemlélteti a kapacitásveszteséget nagy töltési feszültségeknél (> 4,2 V/cella), és azt mutatja, hogy a magasabb feszültségek gyorsabb kapacitásvesztéshez és rövidebb élettartamhoz vezetnek. Az optimális kapacitás és biztonság érdekében az ajánlott töltési feszültség 4,2 V. A töltési feszültség 70 mV-os csökkentése körülbelül 10%-kal csökkentheti a teljes kapacitást.
A 3.2 táblázat azt mutatja, hogy a ciklus élettartama a leghosszabb 3,90 V töltési feszültségnél (2400-4000 ciklus), és a töltési feszültség minden 0,10 V-os növekedésével a felére csökken a 3,90 V és 4,30 V közötti tartományban.
3.2. táblázat
Az akkumulátor jelentős károsodásának elkerülése érdekében a Li-ion akkumulátorokat 4,10 V alatti feszültséggel kell tölteni. Az alacsonyabb töltőfeszültség meghosszabbítja az akkumulátor élettartamát, de rövidebb működési időt eredményez. Emellett kerülni kell a 2,5 V/cella alatti kisütést, és a 3,92 V-os töltőfeszültség optimális a leghosszabb élettartam eléréséhez. Emiatt a Power Queen nem ajánlja Lifepo4 akkumulátor ólom-savas töltővel való feltöltéséhezmert a feszültsége nem elegendő a megfelelő töltéshez. Az alábbiakban megtalálja a különböző mélyciklusú akkumulátorrendszerekhez ajánlott töltési feszültség formátumát.
Az ajánlott töltési feszültség a mélyciklusú akkumulátorrendszer típusától függ. Az elektronikus eszközök, például laptopok és mobiltelefonok esetében magasabb feszültségküszöböt alkalmaznak az akkumulátor élettartamának maximalizálása érdekében. Ezzel szemben a műholdak vagy elektromos járművek nagy energiatároló rendszerei alacsonyabb feszültségküszöböt határoznak meg az akkumulátor élettartamának meghosszabbítása érdekében. Az alkalmazástól függetlenül a lítium-ion akkumulátorok túltöltése jelentősen lerövidítheti élettartamukat, és biztonsági kockázatokat, például tüzet vagy robbanást jelenthet, ezért gondos kezelést igényel.
4) Töltőáram/C-sebesség
A lítium-ion akkumulátorok számos káros hatást tapasztalnak magas C-arány mellett, beleértve a megnövekedett belső ellenállást, a rendelkezésre álló energia elvesztését, a biztonsági aggályokat és a visszafordíthatatlan kapacitáscsökkenést.
A magas C-arány fontos következménye a lítium bevonat. Ha egy Li-ion akkumulátort nagy áramerősséggel töltenek fel, a lítium-ionok gyorsan vándorolnak, ami lítium felhalmozódását eredményezi az anód felületén, és fémes lítiumot képez. Ez a folyamat tovább súlyosbodik, ha az akkumulátorokat gyorsan töltik alacsony hőmérsékleten vagy magas töltöttségi állapoton (SOC).
A lerakódott lítium a gravitáció hatására dendrites szerkezeteket képezhet, ami növeli az akkumulátor önkisülését. Súlyos esetekben ez rövidzárlathoz és lehetséges tüzet okozhat. Ezenkívül a nagy töltő- és kisütési áramok hozzájárulnak a belső ellenállás miatti nagyobb energiaveszteséghez, amely az energiát hővé alakítja. Ha a C-arány meghaladja az akkumulátor ajánlott értékét, a megnövekedett hőmérséklet megterhelheti az akkumulátort, ami károsodást és gyorsuló kapacitásvesztést okozhat.
5) Ciklusfrekvencia
A lítium-ion akkumulátorok gyakori ciklikus használata, különösen, ha naponta négyszer vagy többször hajtják végre, mechanikai igénybevételhez vezethet, és elősegítheti a szilárd elektrolit interfázis (SEI) réteg növekedését.
Kerékpározás közben a lítium-ion akkumulátorok elveszítik mind a pozitív, mind a negatív lítium reakcióhelyeket az elektródákon, így csökken a kapacitásuk. A SEI réteg szerkezete növeli az akkumulátor belső ellenállását és csökkenti az elektronikus vezetőképességet és a töltési kapacitást.
A SEI réteg megvastagodása, a lítium reakcióhelyek csökkenése és egyéb kémiai változások a Li-ion akkumulátorokban kapacitásvesztéshez és végső soron az akkumulátor meghibásodásához vezetnek. Bár nincs konkrét kutatás, amely közvetlenül foglalkozna ezzel a kérdéssel, úgy gondolják, hogy a magas ciklusfrekvencia felgyorsítja az akkumulátor leromlását a gyakori használat által generált magas hőmérséklet miatt.
A lítium-ion akkumulátorok folyamatos, megfelelő hűtési idő nélküli ciklusa kémiai stresszt okozhat, ami az elektrolitok és elektródák bomlásához vezethet.
4. rész. A Li-ion akkumulátorok élettartamának meghosszabbítására szolgáló módszerek
A lítium-ion akkumulátorok élettartamának meghosszabbítása érdekében kövesse az alábbi irányelveket:
Tartsa az akkumulátort mérsékelt hőmérsékleten: A magas hőmérséklet lerövidítheti az akkumulátor élettartamát. A lítium-ion akkumulátorokat mérsékelt, 5°C és 20°C közötti hőmérséklet-tartományban javasolt tárolni vagy használni.
Részleges kisütés és töltés: A lítium-ion akkumulátorok részleges kisütése és feltöltése meghosszabbíthatja élettartamukat. Az akkumulátor élettartamának meghosszabbítása érdekében kerülje az 50% feletti mélykisülést.
Tartsa a mérsékelt SOC-értékeket: Az extrém SOC-értékek kapacitásvesztéshez vezethetnek, és lerövidíthetik az akkumulátor élettartamát. A lítium-ion akkumulátorok közepes SOC-szinten tartása minimálisra csökkenti a leromlást és meghosszabbítja élettartamukat.
Kerülje a hőnek való kitettséget: A használat vagy tárolás során fellépő magas hőmérséklet növelheti az SEI vastagságát és elektrolit oxidációt válthat ki, ami kapacitásvesztéshez és élettartam csökkenéséhez vezethet.
Az elemeket megfelelően tároljahasználaton kívül: A lítium-ion akkumulátorokat körülbelül 50%-os SOC-n tárolja, és használaton kívül óvja őket a szélsőséges hőmérséklettől és nedvességtől.
Kerülje a gyors töltést és kisütést: A gyors töltés és kisütés túlzott hőt termel, ami idővel károsíthatja az akkumulátor belső alkatrészeit, és lerövidítheti az akkumulátor élettartamát.
Használjon OEM (Original Equipment Manufacturer) töltőket: A kifejezetten Li-ion akkumulátorokhoz tervezett OEM-töltők használata biztosítja, hogy a megfelelő feszültséget és áramot kapják, megelőzve a károsodást és meghosszabbítva élettartamukat. Power Queen kínál megfelelő LiFePO4 akkumulátortöltők LiFePO4 lítium akkumulátorok töltéséhez.
5. rész. Gyakran ismételt kérdések a Li-ion akkumulátorral kapcsolatban
1. Mennyi ideig bírják a lítium akkumulátorok az autókban?
Az autókban lévő lítium akkumulátorok élettartama számos tényezőtől függ, beleértve az akkumulátor minőségét, a használati viselkedést és a környezeti feltételeket. Általánosságban elmondható, hogy egy jól karbantartott lítium akkumulátor egy autóban 8 és 10 év közötti, vagy még tovább is használható.
Az élettartam azonban jelentősen változhat a jármű használatának gyakoriságától, a töltési szokásoktól, a környezeti hőmérséklettől és a vezetési stílustól függően. A maximális élettartam és teljesítmény biztosítása érdekében fontos betartani a gyártónak az akkumulátor karbantartására és töltésére vonatkozó irányelveit.
2. Mennyi ideig bírják a lítium akkumulátorok egy lakóautóban?
Jól karbantartott Lítium akkumulátor lakóautóbanl általában 5-7 évig vagy tovább tart. A Power Queen lítium akkumulátorok akár 4000-15 000 ciklus életciklusával akár 10 évig is kitarthatnak.
3. Mennyi ideig bírja a lítium akkumulátor újratöltés nélkül?
Az, hogy egy lítium-ion akkumulátor mennyi ideig működik újratöltés nélkül, számos tényezőtől függ, beleértve az akkumulátor kapacitását, a benne lévő eszközt és az eszköz energiafogyasztását. A legtöbb lítium-ion akkumulátor átlagosan 2-10 évig bírja újratöltés nélkül, a tárolási körülményektől függően. Ez az időtartam azonban a hőmérséklettől, a felhasználástól és a tárolási körülményektől függően változhat. A megfelelő tárolás és az ajánlott töltöttségi állapot (SOC) betartása kritikus fontosságú az élettartam maximalizálásához. Még használaton kívül is előfordulhat, hogy a lítium-ion akkumulátorok idővel elveszíthetik a töltésüket, és használat előtt újra kell tölteni őket.
4. A LiFePO4 akkumulátor biztonságosabb, mint a lítium-ion akkumulátor?
Igen, a lítium-vas-foszfát akkumulátorok (LiFePO4 vagy LFP) biztonságosabbak, mint a hagyományos lítium-ion (Li-ion) akkumulátorok. Ez a stabilabb kémiájuknak köszönhető, ami miatt kevésbé vannak kitéve a túlmelegedésnek, a hőkiesésnek és egyéb biztonsági problémáknak.
A LiFePO4 akkumulátoroknál kisebb a hőkifutás kockázata, mert kisebb a belső ellenállásuk, vagyis kevesebb hőt termelnek, ami csökkenti a cellakárosodás vagy a robbanás valószínűségét. Ezenkívül nagyobb hőstabilitást kínálnak, és kapacitásvesztés nélkül ellenállnak a magas hőmérsékletnek, így ideálisak olyan alkalmazásokhoz, amelyek folyamatos és megbízható áramforrást igényelnek.
6. rész Megéri maga a beruházás be Lítium-ion akkumulátorok?
Az elavult ólom-savas akkumulátorokhoz képest A lítium-ion akkumulátorok tagadhatatlanul a jobb választás. Könnyebbek, nagyobb a tárolókapacitásuk és kisebb az önkisülésük. Ezenkívül kevesebb karbantartást igényelnek, és hosszabb élettartamúak. Annak ellenére, hogy kezdetben drágábbak, jelentős megtakarítást eredményeznek. Ezért a lítium-ion akkumulátorokat értékes befektetésnek tartjuk. Megbízható és problémamentes módot biztosítanak nagy mennyiségű energia tárolására, ami különösen akkor lehet hasznos, amikor a legnagyobb szükség van rá.
Blogbejegyzések
-
, Tól Liu Ling Mekkora az optimális súlya egy 12 V -os akkumulátornak a hajóhoz?
-
, Tól Liu Ling A legjobb tippek a meglévő akkumulátor kibővítéséhez: Engedje el a több teljesítményt
-
, Tól Liu Ling Meddig tartanak a lakóautó akkumulátorok?
