„Lithiumbatterie“ ist ein Batterietyp, der Lithiummetall oder eine Lithiumlegierung als negatives Elektrodenmaterial verwendet und eine nichtwässrige Elektrolytlösung verwendet. Lithium-Metall-Batterien wurden erstmals 1912 von Gilbert N. Lewis vorgeschlagen und untersucht. In den 1970er Jahren schlug MS Whittingham Lithium-Ionen-Batterien vor und begann mit der Forschung. Da die chemischen Eigenschaften von Lithiummetall sehr aktiv sind, stellen die Verarbeitung, Lagerung und Verwendung von Lithiummetall sehr hohe Umweltanforderungen. Daher wurden Lithiumbatterien schon lange nicht mehr verwendet. Mit der Entwicklung von Wissenschaft und Technologie sind Lithiumbatterien mittlerweile zum Mainstream geworden.
Lithiumbatterien lassen sich grob in zwei Kategorien einteilen: Lithium-Metall-Batterien und Lithium-Ionen-Batterien. Lithium-Ionen-Batterien enthalten kein metallisches Lithium und sind wiederaufladbar. Das Produkt der fünften Generation wiederaufladbarer Batterien, Lithium-Metall-Batterien, wurde 1996 geboren. Seine Sicherheit, spezifische Kapazität, Selbstentladungsrate und sein Leistungs-Preis-Verhältnis sind besser als die von Lithium-Ionen-Batterien. Aufgrund der eigenen hohen technischen Anforderungen produzieren Unternehmen derzeit nur in wenigen Ländern solche Lithium-Metall-Batterien.
Batterielebensdauer
Lithium-Ionen-Akkus können nur 500 Mal geladen und entladen werden?
Ich glaube, dass die meisten Verbraucher gehört haben, dass die Lebensdauer einer Lithiumbatterie „500 Mal“ und 500 Mal Laden und Entladen beträgt. Nach dieser Anzahl von Malen ist die Lebensdauer der Batterie erreicht. Viele Freunde, um die Lebensdauer des Akkus jedes Mal zu verlängern. Wird das Laden des Akkus nur dann, wenn er vollständig entladen ist, wirklich die Lebensdauer des Akkus verlängern? Die Antwort ist negativ. Die Lebensdauer einer Lithiumbatterie beträgt „500 Mal“, was sich nicht auf die Anzahl der Ladungen, sondern auf einen Lade- und Entladezyklus bezieht.
Ein Ladezyklus bedeutet, dass die gesamte Energie des Akkus vom vollen zum leeren Zustand verbraucht und dann vom leeren zum vollen Zustand aufgeladen wird. Dies ist nicht dasselbe wie einmaliges Aufladen. Beispielsweise verbraucht ein Lithium-Akku am ersten Tag nur die Hälfte seiner Leistung und ist dann vollständig aufgeladen. Wenn es am nächsten Tag immer noch dasselbe ist, das heißt, wenn Sie es zur Hälfte aufladen und insgesamt zweimal aufladen, kann dies nur als ein Ladezyklus gezählt werden, nicht als zwei. Daher sind häufig mehrere Ladevorgänge erforderlich, um einen Zyklus abzuschließen. Mit jedem abgeschlossenen Ladezyklus verringert sich die Akkukapazität ein wenig. Allerdings ist diese Leistungsreduzierung sehr gering. Hochwertige Akkus behalten auch nach mehrmaligem Laden noch 80 % ihrer ursprünglichen Kapazität. Viele mit Lithium-Ionen betriebene Produkte sind auch nach zwei oder drei Jahren noch im Einsatz. Natürlich müssen Lithiumbatterien auch dann noch ausgetauscht werden, wenn ihre Lebensdauer zu Ende ist.
Das sogenannte 500-fache bedeutet, dass der Hersteller bei konstanter Entladetiefe (z. B. 80 %) etwa 625 Ladevorgänge erreicht hat und 500 Ladezyklen erreicht.
(80 %*625=500) (Faktoren wie die Verringerung der Lithiumbatteriekapazität werden ignoriert)
Aufgrund verschiedener Einflüsse im realen Leben, insbesondere der Tatsache, dass die Entladetiefe während des Ladevorgangs nicht konstant ist, können „500 Ladezyklen“ nur als Richtwert für die Batterielebensdauer verwendet werden.
Richtige Aussage: Die Lebensdauer einer Lithiumbatterie hängt von der Anzahl der abgeschlossenen Ladezyklen ab und hat keinen direkten Zusammenhang mit der Anzahl der Ladezyklen.
Einfaches Verständnis: Eine Lithiumbatterie verbraucht beispielsweise am ersten Tag nur die Hälfte ihrer Leistung und lädt sie dann vollständig auf. Wenn es am nächsten Tag immer noch dasselbe ist, das heißt, wenn Sie es zur Hälfte aufladen und insgesamt zweimal aufladen, kann dies nur als ein Ladezyklus gezählt werden, nicht als zwei. Daher sind häufig mehrere Ladevorgänge erforderlich, um einen Zyklus abzuschließen. Jedes Mal, wenn ein Ladezyklus abgeschlossen ist, verringert sich die Akkukapazität ein wenig. Allerdings ist die Reduzierung sehr gering. Hochwertige Akkus behalten auch nach vielen Ladezyklen noch 80 % ihrer ursprünglichen Leistung. Aus diesem Grund werden viele Lithium-betriebene Produkte auch nach zwei bis drei Jahren noch wie gewohnt genutzt. Natürlich müssen Lithiumbatterien irgendwann ersetzt werden, wenn ihre Lebensdauer abgelaufen ist.
Die Lebensdauer von Lithiumbatterien beträgt im Allgemeinen 300 bis 500 Ladezyklen. Unter der Annahme, dass die durch eine vollständige Entladung bereitgestellte Leistung Q beträgt und die Leistungsreduzierung nach jedem Ladezyklus nicht berücksichtigt wird, kann die Lithiumbatterie während ihrer Lebensdauer insgesamt 300Q-500Q an Leistung liefern oder ergänzen. Daraus wissen wir: Wenn Sie jedes Mal die Hälfte aufladen, können Sie es 600-1000 Mal aufladen; Wenn Sie es jedes Mal um 1/3 aufladen, können Sie es 900-1500 Mal aufladen. Wenn es analog dazu zufällig aufgeladen wird, ist die Häufigkeit ungewiss. Kurz gesagt, egal wie Sie es aufladen, die Gesamtmenge an hinzugefügtem Strom beträgt 300Q bis 500Q, was konstant ist. Daher können wir auch Folgendes verstehen: Die Lebensdauer einer Lithiumbatterie hängt von der Gesamtladekapazität der Batterie ab und hat nichts mit der Anzahl der Ladevorgänge zu tun. Es gibt kaum Unterschiede in den Auswirkungen von Tiefentladung, Tiefenladung und Flachentladung auf die Lebensdauer von Lithiumbatterien.
Tatsächlich sind flaches Entladen und flaches Laden für Lithiumbatterien vorteilhafter. Tiefentladung und Tiefenladung sind nur erforderlich, wenn das Leistungsmodul des Produkts für Lithiumbatterien kalibriert ist. Daher müssen sich Produkte, die mit Lithiumbatterien betrieben werden, nicht an den Prozess halten. Bei allem wurde auf Komfort geachtet. Sie können sie jederzeit aufladen, ohne sich Gedanken über eine Beeinträchtigung ihrer Lebensdauer machen zu müssen.
Wenn die Lithiumbatterie in einer Umgebung oberhalb der angegebenen Betriebstemperatur, also über 35 Grad, verwendet wird, nimmt die Leistung der Batterie weiter ab, d. h. die Stromversorgungszeit der Batterie ist nicht so lang wie üblich. Wird das Gerät bei solchen Temperaturen geladen, ist der Schaden für den Akku größer. Selbst die Lagerung von Batterien in einer heißen Umgebung führt unweigerlich zu entsprechenden Schäden an der Qualität der Batterie. Daher ist der Versuch, eine geeignete Betriebstemperatur aufrechtzuerhalten, eine gute Möglichkeit, die Lebensdauer von Lithiumbatterien zu verlängern.
Wenn Sie Lithiumbatterien in Umgebungen mit niedrigen Temperaturen, also unter 4 Grad, verwenden, werden Sie ebenfalls feststellen, dass sich die Batterielebensdauer verringert. Die Original-Lithiumbatterien einiger Mobiltelefone können nicht einmal in Umgebungen mit niedrigen Temperaturen aufgeladen werden. Aber mach dir keine allzu großen Sorgen. Dies ist nur eine vorübergehende Situation. Es unterscheidet sich von der Verwendung in Umgebungen mit hohen Temperaturen. Sobald die Temperatur steigt und die Moleküle in der Batterie erhitzt werden, erreicht die Batterie sofort wieder ihre vorherige Kapazität.
Wenn Sie die Leistung einer Lithium-Ionen-Batterie maximieren möchten, müssen Sie sie häufig verwenden, um die Elektronen in der Lithium-Batterie in einem fließenden Zustand zu halten. Wenn Sie Lithiumbatterien nicht häufig verwenden, denken Sie bitte daran, jeden Monat einen Ladezyklus für die Lithiumbatterie durchzuführen und eine Leistungskalibrierung durchzuführen, d. h. Tiefentladung und Tiefenladung.
Der offizielle Name lautet „Lade-Entlade-Zyklus“, was nicht gleichbedeutend mit „Anzahl der Ladungen“ ist. Unter „Zyklus“ versteht man den Zeitraum vom vollständigen Laden bis zur vollständigen Entladung des Akkus. Das ist ein Zyklus. Wenn Ihr Akku im voll geladenen Zustand verwendet wird, wird ein Zehntel des Akkus verbraucht. mit Strom versorgt und anschließend wieder vollständig aufgeladen. Das ist ein Zehntel eines Zyklus. Das 10-malige Aufladen auf diese Weise ist im Grunde ein Zyklus. Ebenso ist es ein Zyklus, von der vollen Ladung auszugehen, die Hälfte zu verbrauchen und dann vollständig aufzuladen, und dann die Hälfte zu verwenden und dann wieder vollständig aufzuladen. Zu diesem Zeitpunkt haben Sie zweimal aufgeladen. Daher hängt der Zyklus nur davon ab, „wie viel Strom kumulativ aus der Batterie entladen wird“ und hat keinen direkten Zusammenhang mit der „Anzahl der Ladevorgänge“.
Darüber hinaus bedeutet diese nominelle Anzahl an Lade- und Entladezyklen nicht, dass die Batterie nach ihrer Entladung nicht mehr verwendet werden kann, sondern dass nach so vielen Zyklen die Fähigkeit der Batterie, Strom zu speichern, auf ein bestimmtes Niveau sinkt.
Beispielsweise beträgt der nominale Lade- und Entladezyklus für eine bestimmte Lithiumbatterie „nicht weniger als 60 % der Nennkapazität nach 500 Malen“.
Das heißt, nach 500 Zyklen kann dieser Akku höchstens 60 % der Leistung eines neuen Akkus speichern. Dies bedeutet, dass die Leistung auf ein bestimmtes Niveau gesunken ist. Das ist es, was es bedeutet.
Für Lithiumbatterien gibt es keine feste Ladebegrenzung. Akkus gängiger Hersteller können in der Regel mindestens 500 Mal geladen und entladen werden und die Kapazität bleibt über 80 % der ursprünglichen Kapazität. Es kann 2 Jahre lang mit einer Ladung pro Tag verwendet werden. Normalerweise führt das 1-{4}-malige Aufladen eines Mobiltelefonakkus dazu, dass der Akku ernsthaft nicht mehr haltbar ist.
Wenn wir Batterien verwenden, ist uns die Nutzungsdauer wichtig. Um die Leistung zu messen, wie lange ein Akku genutzt werden kann, wird die Definition der Zyklenzahl festgelegt. Die tatsächliche Benutzernutzung ändert sich ständig, da Tests unter verschiedenen Bedingungen nicht vergleichbar sind. Um Vergleiche anstellen zu können, muss die Definition der Zykluslebensdauer standardisiert werden.
In der nationalen Norm festgelegte Bedingungen und Anforderungen für die Lebensdauerprüfung von Lithiumbatterien: Laden bei 1 C unter der Bedingung einer Umgebungstemperatur von 2 0 Grad ±5 Grad. Wenn die Klemmenspannung der Batterie die Ladegrenzspannung von 4,2 V erreicht, wechseln Sie zum Laden mit konstanter Spannung, bis der Ladestrom kleiner oder gleich 1/20C ist. Stoppen Sie den Ladevorgang und lassen Sie ihn 0,5 bis 1 Stunde lang stehen. und dann mit 1C Strom auf die Endspannung von 2,75V entladen. Nachdem der Entladevorgang abgeschlossen ist, lassen Sie ihn 0,5 bis 1 Stunde lang stehen und fahren Sie dann mit dem nächsten Lade- und Entladezyklus fort, bis es zwei aufeinanderfolgende Entladezeiten gibt. Wenn sie weniger als 36 Minuten beträgt, gilt die Lebensdauer als beendet und die Anzahl der Zyklen muss mehr als 300 Mal betragen.
Erläuterung der nationalen Normvorschriften:
A. Diese Definition legt fest, dass der Lebensdauertest durch Tiefenladung und Tiefentladung durchgeführt wird.
B. Gibt die Zyklenlebensdauer von Lithiumbatterien an. Nach diesem Modell beträgt die Kapazität nach mehr als oder gleich 300 Zyklen immer noch mehr als 60 %.
Allerdings ist die Anzahl der Zyklen, die durch verschiedene Zyklussysteme erzielt werden, völlig unterschiedlich. Wenn beispielsweise die anderen oben genannten Bedingungen unverändert bleiben, ändern Sie einfach die konstante Spannung von 4,2 V auf eine konstante Spannung von 4,1 V, um einen Lebensdauertest mit demselben Batteriemodell durchzuführen. Auf diese Weise handelt es sich bei der Batterie nicht mehr um eine Tiefenlademethode, und der abschließende Test zeigte, dass die Zyklenlebensdauer um fast 60 % erhöht werden kann. Wenn dann die Abschaltspannung zum Testen auf 3,9 V erhöht wird, sollte die Anzahl der Zyklen um ein Vielfaches erhöht werden.
Bezüglich der Aussage, dass ein Lade- und Entladezyklus die Lebensdauer der Batterie verkürzt, sollten wir auf die Definition des Ladezyklus der Lithiumbatterie achten: Ein Ladezyklus bezieht sich auf die Nutzung der gesamten Leistung der Lithiumbatterie von voll auf leer und dann von leer auf voll aufgeladen. der Prozess von. Und das ist nicht dasselbe wie einmaliges Aufladen. Wenn es um die Anzahl der Zyklen geht, dürfen außerdem die Bedingungen des Zyklus nicht außer Acht gelassen werden. Es ist sinnlos, unabhängig von den Regeln über die Anzahl der Zyklen zu sprechen, denn die Anzahl der Zyklen ist ein Mittel zur Bestimmung der Batterielebensdauer, nicht der Zweck!