ידע בנושא סוללת ליתיום

חיי סוללה
אני מאמין שרוב הצרכנים שמעו שחיי סוללות הליתיום הם "פי 500". אם הסוללה תטען ותרוקן 500 פעמים, היא "תמות". על מנת להאריך את חיי הסוללה, חברים רבים טוענים אותה רק כשהסוללה נגמרת לחלוטין. עם זאת, זה לא מאריך את חיי סוללת הליתיום. אורך החיים של סוללת ליתיום הוא "פי 500", מה שלא מתייחס למספר הטעינות, אלא למחזור טעינה ופריקה.
מחזור טעינה פירושו תהליך של ניצול כל הכוח של הסוללה ממלא לריק, ולאחר מכן טעינה מריקה למלא, מה שלא שווה לטעינה פעם אחת. לדוגמה, סוללת ליתיום משתמשת רק במחצית מהכוח שלה ביום הראשון, ולאחר מכן נטענת אותה במלואה. אם זה זהה ביום השני, כלומר טעינת חצי ממנו, בסך הכל שני טעינות, אפשר לספור את זה רק כמחזור טעינה אחד, לא שניים. לכן, בדרך כלל יידרש מספר טעינות כדי להשלים מחזור. לאחר כל מחזור טעינה, קיבולת הסוללה תקטן מעט. עם זאת, הפחתה זו בהספק היא קטנה מאוד. לאחר מספר מחזורי טעינה, סוללות איכותיות עדיין ישמרו על 80% מהקיבולת המקורית שלהן. מוצרים רבים המונעים על ידי ליתיום עדיין נמצאים בשימוש רגיל לאחר שנתיים או שלוש. כמובן שעדיין צריך להחליף סוללות ליתיום בסוף חייהן.
מה שנקרא 500 פעמים אומר שהיצרן השיג כ-625 פעמים נטענות בעומק פריקה קבוע (כגון 80%), והגיע ל-500 מחזורי טעינה.
(80%*625=500) (התעלם מגורמים כגון הפחתה בקיבולת סוללת הליתיום)
בשל השפעות שונות בחיים האמיתיים, במיוחד העובדה שעומק הפריקה במהלך הטעינה אינו קבוע, "500 מחזורי טעינה" יכולים לשמש רק כחיי סוללה ייחוס.
גורמים משפיעים
ניתן בדרך כלל לטעון ולפרוק סוללות ליתיום 300-500 פעמים. עדיף לפרוק חלקית של סוללות ליתיום ולא לפרוק אותן במלואן, ולנסות להימנע מפריקות מלאות תכופות. ברגע שהסוללה מנותקת מפס הייצור, השעון מתחיל לנוע. בין אם נעשה בו שימוש או לא, חיי השירות של סוללות ליתיום הם רק בשנים הראשונות. הירידה בקיבולת הסוללה נובעת מהעלייה בהתנגדות הפנימית הנגרמת מחמצון (זו הסיבה העיקרית להפחתה בקיבולת הסוללה). לבסוף, ההתנגדות של התא האלקטרוליטי תגיע לנקודה מסוימת, ולמרות שהסוללה טעונה במלואה בשלב זה, הסוללה לא יכולה לשחרר את הכוח האגור.
קצב ההזדקנות של סוללות ליתיום נקבע לפי הטמפרטורה ומצב הטעינה. הטבלה הבאה ממחישה את הירידה בקיבולת הסוללה תחת שני פרמטרים.
השפעת הטמפרטורה והטעינה הראשונית על אחסון סוללת ליתיום
טֶמפֶּרָטוּרָה
טעינה 40%
טעינה 100%
תואר 0
קיבולת לאחר שנה 98%
קיבולת לאחר שנה 94%
25 מעלות
קיבולת לאחר שנה 96%
קיבולת לאחר שנה 80%
40 מעלות
קיבולת לאחר שנה 85%
קיבולת לאחר שנה 65%
60 מעלות
קיבולת לאחר שנה 75%
קיבולת לאחר שלושה חודשים 60%
מצב טעינה גבוה וטמפרטורה מוגברת מאיצים את הפחתת קיבולת הסוללה.
במידת האפשר, טען את הסוללה ל-40% והנח אותה במקום קריר. זה מאפשר למעגל ההגנה של הסוללה עצמו לפעול במהלך תקופת האחסון הארוכה. אם הסוללה מונחת בטמפרטורה גבוהה לאחר טעינה מלאה, הדבר יגרום נזק רב לסוללה. (לכן, כאשר משתמשים בספק כוח קבוע, הסוללה טעונה במלואה בשלב זה, והטמפרטורה היא בדרך כלל בין 25-30 מעלות, דבר שיפגע בסוללה ויגרום לקיבולת שלה לרדת).
גורם משפיע 1: עומק הפריקה ומספר הטעינות
מנתוני הניסוי באיור 1 ניתן לראות שמספר הטעינות קשור לעומק הפריקה. ככל שעומק פריקת הסוללה עמוק יותר, כך היא יכולה להיות פחות טעינות.
מספר הטעינות * עומק הפריקה=המספר הכולל של מחזורי הטעינה שהושלמו. ככל שהמספר הכולל של מחזורי הטעינה שהושלמו גבוה יותר, כך חיי הסוללה ארוכים יותר, כלומר מספר הטעינות * עומק הפריקה=חיי הסוללה בפועל (בהתעלם מגורמים אחרים)
גורם משפיע 2: טעינת יתר, פריקת יתר וזרמי טעינה ופריקה גדולים
הימנע מטעינת יתר של הסוללה. כל צורה של טעינת יתר של סוללות ליתיום-יון תגרום נזק חמור לביצועי הסוללה או אפילו פיצוץ.
הימנע מפריקה עמוקה מתחת ל-2V או 2.5V, מכיוון שהדבר יפגע במהירות ולתמיד בסוללות ליתיום-יון. ציפוי מתכת פנימי עלול להתרחש, מה שיגרום לקצר ולהפוך את הסוללה לבלתי שמישה או לא בטוחה.
לרוב סוללות הליתיום-יון יש מעגלים אלקטרוניים בתוך ערכת הסוללות המנתקים את הסוללה אם מתח הסוללה נמוך מ-2.5V, עולה על 4.3V, או אם זרם הסוללה חורג מערך סף שנקבע מראש במהלך טעינה או פריקה.
הימנע מזרמי טעינה ופריקה גדולים, מכיוון שזרמים גדולים מפעילים לחץ רב מדי על הסוללה.
גורם משפיע 3: סביבה מחוממת יתר על המידה או מקוררת יתר
לטמפרטורה יש גם השפעה רבה על חיי סוללות הליתיום. סביבה מתחת לקפיא עלולה לגרום לסוללות ליתיום להישרף ברגע שהמוצר האלקטרוני מופעל, בעוד שסביבה מחוממת יתר על המידה תפחית את קיבולת הסוללה. לכן, אם המחשב הנייד משתמש בספק כח חיצוני במשך זמן רב מבלי להסיר את הסוללה, הסוללה תהיה בחום הגבוה שפרקן מהמחשב הנייד לאורך זמן ובקרוב תיגרט.
גורם משפיע 4: טעון מלא או ללא חשמל במשך זמן רב
מצבי חשמל גבוהים ונמוכים מדי משפיעים לרעה על חיי סוללות הליתיום. רוב זמני הטעינה המסומנים על מכשירי החשמל או הסוללות הנמכרים מבוססים על פריקה של 80% כמבחן השוואת ביצועים. ניסויים מראים שעבור כמה סוללות ליתיום למחשבים ניידים, אם מתח הסוללה יורשה לרוב לעלות על המתח הסטנדרטי ב-0.1 וולט, כלומר מ-4.1 וולט ל-4.2 וולט, חיי הסוללה יקצרו בחצי, ואם הוא גדל ב-0.1 וולט, החיים יצטמצמו ל-1/3 מהמקור; ככל שהסוללה טעונה בצורה מלאה יותר, כך אובדן הסוללה יהיה גדול יותר. מצב הספק נמוך לטווח ארוך או ללא הספק יגרום להתנגדות לתנועת אלקטרונים בתוך הסוללה לגדול יותר ויותר, ובכך יגרום לקיבולת הסוללה לרדת. סוללות ליתיום נשמרות בצורה הטובה ביותר במצב ביניים של טעינה, שכן זה יעניק להן את חיי הסוללה הארוכים ביותר.