طول عمر باتری لیتیوم چیست؟
به طور کلی دو روش برای اندازه گیری طول عمر باتری های لیتیوم وجود دارد. یک نوع عمر چرخه است که به تعداد چرخه های شارژ و تخلیه اشاره دارد باتری لیتیوم می تواند قبل از کاهش ظرفیت آن به یک مقدار مشخص خاص (به طور کلی 80 ٪ ظرفیت اولیه) تحت شرایط خاص بار و تخلیه کاهش یابد. نوع دیگر تقویم عمر است که از لحظه تولید باتری محاسبه می شود. در شرایط خاص محیطی ، حتی اگر باتری در حال استفاده نباشد ، عملکرد آن به تدریج با گذشت زمان کاهش می یابد تا اینکه دیگر نتواند نیازهای استفاده را برآورده کند.

2. عوامل داخلی مؤثر بر طول عمر باتری های لیتیوم
2.1 مواد الکترود
مواد الکترود مختلف تأثیر قابل توجهی در طول عمر باتری های لیتیوم دارند. به عنوان مثال ، مواد الکترود اکسید کبالت لیتیوم دارای چگالی انرژی نسبتاً بالایی هستند ، اما ثبات آنها نسبتاً ضعیف است. آنها در هنگام شارژ و تخلیه مستعد تغییرات ساختاری هستند که منجر به کاهش سریع ظرفیت باتری می شود. ساختار ماده فسفات آهن لیتیوم پایدارتر است ، قادر به تحمل چرخه بار و تخلیه بیشتر است و عمر چرخه آن نسبتاً طولانی تر است.

2.2 الکترولیت
الکترولیت نقش مهمی در انتقال یون ها در باتری های لیتیوم دارد. الکترولیت با کیفیت بالا باید از ثبات شیمیایی خوبی ، هدایت یونی بالا و نقطه جوش مناسب ، نقطه فلش و غیره برخوردار باشد. زندگی ممکن است برخی از واکنشهای جانبی را تحریک کرده و پیری باتری را تسریع کند.

2.3 دیافراگم
جداکننده بین الکترودهای مثبت و منفی قرار دارد. عملکرد اصلی آن جلوگیری از تماس مستقیم بین الکترودهای مثبت و منفی و مدارهای کوتاه است ، در حالی که اجازه می دهد یونهای لیتیوم از آن عبور کنند. دیافراگم های با کیفیت بالا از استحکام مکانیکی و ثبات شیمیایی خوبی برخوردار هستند. اگر جداکننده در حین استفاده آسیب دیده باشد یا با الکترولیت یا الکترودها دارای عوارض جانبی باشد ، باعث ایجاد یک مدار کوتاه داخلی در باتری یا جلوگیری از انتقال یون می شود و به طور جدی بر طول عمر باتری تأثیر می گذارد.

3. عوامل خارجی مؤثر بر طول عمر باتری های لیتیوم
3.1 نرخ شارژ و تخلیه
نرخ شارژ و تخلیه به مقدار فعلی مورد نیاز باتری برای تخلیه ظرفیت رتبه بندی شده خود در یک زمان مشخص اشاره دارد. شارژ و تخلیه با نرخ بالا مقدار زیادی گرما را در داخل باتری ایجاد می کند و باعث ایجاد تغییرات غیرقابل برگشت در ساختار مواد الکترود می شود. در عین حال ، تجزیه الکترولیت و بروز واکنشهای جانبی را نیز تسریع می کند. به عنوان مثال ، در طی فرآیند شارژ سریع وسایل نقلیه برقی ، اگر شارژ سریع با قدرت بالا اغلب استفاده شود ، طول عمر آن باتری های لیتیوم خورشیدی به طور قابل توجهی کوتاه می شود در مقابل ، شارژ و تخلیه با سرعت کمتری می تواند این عوارض جانبی را کاهش داده و عمر باتری را افزایش دهد.

3.2 دما
دما تأثیر قابل توجهی در طول عمر باتری های لیتیوم دارد. در محیط های درجه حرارت بالا ، میزان واکنش شیمیایی باتری ذخیره انرژی افزایش می یابد و پایداری مواد الکترود و الکترولیت ها کاهش می یابد که باعث تسریع در روند پیری باتری می شود. استفاده طولانی مدت یا شارژ در یک محیط با درجه حرارت بالا ممکن است منجر به مشکلاتی مانند تورم باتری و کاهش شدید ظرفیت شود. اگرچه محیط های درجه حرارت پایین به عنوان آنهایی که دارای درجه حرارت بالا هستند ، به عنوان آسیب شدید به ساختارهای باتری وارد نمی شوند ، اما می توانند شارژ و تخلیه راندمان و ظرفیت موجود باتری ها را کاهش دهند. به عنوان مثال ، در زمستان سرد ، عمر باتری تلفن های همراه کاهش می یابد و دامنه رانندگی وسایل نقلیه برقی نیز بسیار کاهش می یابد. علاوه بر این ، شارژ و تخلیه مکرر در دماهای پایین نیز باعث آسیب خاصی به عمر باتری می شود.

3.3 بیش از حد شارژ و شارژ بیش از حد
شارژ بیش از حد به وضعیتی اشاره دارد که ولتاژ باتری در طی شارژ بیش از حد بالایی مشخص شده خود باشد ، در حالی که شارژ بیش از حد هنگامی اتفاق می افتد که ولتاژ پایین تر از حد پایین مشخص شده در هنگام تخلیه باشد. شارژ بیش از حد می تواند منجر به آسیب ساختاری مواد الکترود مثبت ، تجزیه الکترولیت برای تولید گاز ، افزایش فشار داخلی باتری و حتی ایجاد حوادث ایمنی شود. در عین حال ، عمر باتری را نیز به طور جدی کوتاه می کند. تخلیه بیش از حد باعث می شود که فلز لیتیوم از ماده الکترود منفی رسوب کند و در نتیجه باعث از بین رفتن ظرفیت برگشت ناپذیر شود. باتری های لیتیوم مدرن به طور کلی مجهز به سیستم مدیریت باتری (BMS) برای جلوگیری از شارژ بیش از حد و شارژ بیش از حد هستند. با این حال ، اگر از نقص عملکرد BMS یا شارژرهای عادی و سایر دستگاه ها استفاده شود ، ممکن است شارژ بیش از حد و شارژ بیش از حد نیز رخ دهد.

4. چگونه طول عمر باتری های لیتیوم را گسترش دهیم؟
4.1 به طور منطقی شارژ و تخلیه کنید
سعی کنید از شارژ بیش از حد و شارژ بیش از حد خودداری کنید. هنگامی که دستگاه سطح باتری پایین را نشان می دهد ، باید به موقع شارژ شود. هنگام شارژ ، توصیه می شود تا حد امکان از شارژر اصلی استفاده کنید و از شارژ در محیط های با درجه حرارت بالا یا پایین خودداری کنید. برای وسایل نقلیه برقی ، اگر اضطراری نباشد ، توصیه می شود تا حد امکان شارژ آهسته را انتخاب کنید.

4.2 دمای محیط را برای استفاده کنترل کنید
برای مدت طولانی از قرار دادن باتری های لیتیوم در محیط های درجه حرارت بالا ، مانند عدم قرار دادن تلفن های همراه در اتومبیل هایی که مستقیماً در معرض نور خورشید قرار دارند ، خودداری کنید. در یک محیط با دمای پایین ، در صورت امکان ، سعی کنید قبل از استفاده و شارژ آن دستگاه را گرم نگه دارید. برای برخی از سناریوهای کاربردی باتری لیتیوم که به دما حساس هستند ، دستگاه های کنترل دما مربوطه نیز می توانند مجهز باشند.

4.3 نگهداری و بازرسی منظم
برای برخی از مقیاس های بزرگ سیستم های ذخیره انرژی باتری لیتیوم یا بسته های باتری وسایل نقلیه برقی ، نگهداری منظم و بازرسی بسیار ضروری است. از تجهیزات تشخیص حرفه ای می توان برای بررسی وضعیت سلامت باتری ها ، تغییر در مقاومت داخلی و غیره استفاده کرد تا به سرعت مشکلات احتمالی را شناسایی کرده و اقدامات مربوطه مانند تساوی باتری را انجام دهد.

در نتیجه ، طول عمر باتری های لیتیوم به طور جامع تحت تأثیر انواع عوامل داخلی و خارجی قرار می گیرد. پس از درک این عوامل ، ما می توانیم در طول استفاده از باتری های لیتیوم اقدامات مربوطه را انجام دهیم تا طول عمر آنها را افزایش دهیم ، اقتصاد و ایمنی استفاده از باتری لیتیوم را بهبود بخشیم و فعال کنیم باتری های LifePo4 برای بهتر خدمت به زندگی و تولید ما.