Термін служби літієвої батареї

Тривалість життя літієвої батареї зазвичай визначається як термін її циклу, який є кількістю повних циклів заряджання та розряджання, які він проходить за певних умов заряджання та розряджання, перш ніж його ємність зменшиться до 80% початкової ємності. Цикл життя основних літієвих батарей, які зараз представлені на ринку, дуже різноманітний. Типові літієві батареї споживчого-класу мають термін служби 300-1000 циклів, тоді як літієві батареї промислового-класу або силового-типу можуть досягати 1000-3000 циклів, а деякі високоякісні-продукти перевищують 5000 циклів. На термін служби літієвих батарей впливає багато факторів. Технічно під час процесу заряджання та розряджання літієвих батарей іони літію неодноразово інтеркалюють та деінтеркалюють між матеріалами позитивного та негативного електродів, поступово погіршуючи структуру матеріалу електрода та спричиняючи зниження ємності. Що стосується матеріалів позитивних електродів, літій-залізо-фосфат (LFP) забезпечує чудову структурну стабільність порівняно з потрійними матеріалами (NCM/NCA), що призводить до загального довшого терміну служби понад 2000 циклів порівняно з 1000-2000 циклами для потрійних матеріалів. Серед матеріалів для негативних електродів графіт забезпечує кращу циклічну стабільність порівняно з анодами на основі-кремнію, які сприйнятливі до розширення об’єму, що призводить до меншого терміну служби. n nСценарії використання значно впливають на термін служби літієвих батарей. Високі температури прискорюють розкладання електроліту та старіння матеріалу електродів. Наприклад, при температурі 45 градусів термін служби літієвої батареї може скоротитися на 30%-50%. Низькі температури зменшують міграцію іонів літію, збільшуючи внутрішній опір заряду та розряду. Тривале-використання при низьких температурах може спричинити відкладення металевого літію, що становить загрозу безпеці. Що стосується швидкості заряджання та розряджання, довгострокові високі швидкості заряджання та розряджання (наприклад, вище 5C) посилюють напругу в матеріалі електрода, що призводить до швидкого погіршення терміну служби. Однак низькі показники нижче 0,5C можуть ефективно продовжити термін служби. n nПромислові стандарти, стандарт IEC 61960, розроблений Міжнародною електротехнічною комісією (IEC), передбачає, що літієві батареї повинні мати термін служби принаймні 300 циклів і рівень збереження ємності 80% або вище при швидкості заряду та розряду 1C при 25 градусах. Вітчизняний стандарт GB/T 31486 для літієвих батарей має ще суворіші вимоги, вимагаючи терміну служби щонайменше 1000 циклів. У реальних додатках користувачі можуть подовжити термін служби літієвих батарей, оптимізувавши звички використання, наприклад, уникаючи перезаряджання (напруга перевищує 4,2 В) і надмірного розряду (напруга нижче 2,5 В), підтримуючи робочу температуру батареї в межах 20-35 градусів і скорочуючи тривале зберігання в повністю зарядженому або порожньому стані.