ลึกแค่ไหนที่เราควรปล่อยแบตเตอรี่ลิเธียมเพื่อยืดอายุการใช้งาน?


9

เมื่อเร็ว ๆ นี้ฉันโพสต์คำตอบที่กล่าวถึง "แบตเตอรี่ลิเธียมแบบคลาสสิกอย่างการปล่อยออกมาบางส่วนดังนั้นให้ออกแบบระบบของคุณสำหรับการคายประจุที่มีความลึก จำกัด " แต่ฉันก็สงสัยว่า: ด้วยการปล่อยประจุบางส่วนจำนวนรอบการชาร์จ / คายประจุจะเพิ่มขึ้นเช่นกันสำหรับพลังงานเดียวกันที่ส่งมอบดังนั้นการเพิ่มขึ้นของอายุการใช้งานของวงจรที่มีจะลดลง ตัวอย่างเช่นแบตเตอรี่ของโทรศัพท์มือถือที่ปล่อยออกมาที่ 50% ในตอนเช้าชาร์จใหม่ออกมาที่ 50% ในตอนบ่ายและชาร์จใหม่ในชั่วข้ามคืนต้องใช้สองรอบเป็นจำนวนมากที่สุดเท่าที่โทรศัพท์มือถือที่ปล่อยออกมาที่ 100% และชาร์จหนึ่งครั้งต่อวัน ฉันคิดว่ามันน่าสนใจที่จะดูว่า

ฉันไปข้างหน้าและตามปกติฉันส่งผลการอนุมัติผู้ใช้ SE และยินดีต้อนรับทุกคนที่เพิ่มไว้

ฉันควรชี้ให้เห็นว่าสิ่งนี้ครอบคลุมเฉพาะแบตเตอรี่ที่ใช้เป็นประจำไม่ใช่ผู้นั่งบนหิ้งเป็นระยะเวลานานกว่าสองสามวัน ถึงกระนั้นก็ตามพวกเขามีแนวโน้มที่จะมีอายุอย่างอิสระในวัฏจักร แต่ฉันไม่มีข้อมูลเกี่ยวกับเรื่องนั้น - บางทีผู้เชี่ยวชาญอาจให้ความกระจ่างในเรื่องนั้น


1
หากคุณไม่ปล่อยให้พวกเขาปลดปล่อยพวกเขาจะคงอยู่ตลอดไป
Jasen

สัมผัสที่ดีของการเสียดสี คุณถูกต้องฉันลืมที่จะชี้ให้เห็นว่ายังมีวันหมดอายุสำหรับแบตเตอรี่โดยไม่คำนึงถึงรอบนับ ฉันจะเพิ่มในวันพรุ่งนี้
นายMystère

1
ที่BUเขากล่าวว่าหลังจาก 1 ปีที่ประจุ 100% คุณมี 65% (40 ° C) หรือ 94% (0 ° C) ของความจุที่เหลืออยู่ หากเก็บค่าใช้จ่ายเพียง 40% ตัวเลขจะเป็น 85% และ 98% แทน หุ่นสวยอายุการเก็บรักษาที่น่ากลัว!
tomnexus

คำตอบ:


12

ฉันมองเข้าไปในมันอย่างรวดเร็ว:

อายุการใช้งานของแบตเตอรี่ลิเธียมจะลดลงตามระดับความลึกของการปลดปล่อยโดยมีลักษณะดังต่อไปนี้ (เส้นโค้งนี้ใช้สำหรับแบตเตอรี่ตะกั่วกรด แต่ลิเธียมระบุว่าเป็นโค้งต่อไปนี้) ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

(ที่มา )

ถ้าค่า 100% DoD ถูกนำมาอ้างอิงเราสามารถพล็อตสิ่งที่ฉันเรียกว่าเส้นโค้ง "isoenergy" (ฉันให้ความคิด 2sec) ซึ่งโดยทั่วไปแล้วจำเป็นต้องใช้กี่รอบจากแบตเตอรี่เพื่อให้พลังงานในระดับเดียวกัน การปลดปล่อย 100% ตลอดอายุการใช้งาน:

ผมsโออีnอีRก.Y(DโอD)=100%DโอDล.ผมอีเสื้อผมม.อีYล.อีsDโอD
ตัวอย่างเช่น 50% DoD ต้องการรอบสองเท่าเป็น 100% DoD, 25% สี่ครั้งเป็นต้น

ผลลัพธ์ที่มีตัวอย่างเฉพาะนี้:

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

สรุปก็ยังถือว่าความลึกของการปล่อยควรจะลดลงให้มากที่สุด


จะมีเส้นโค้งสำหรับร้อยละของการสึกหรอตลอดชีวิตในเซลล์ต่อความลึกของการปลดปล่อยหรือไม่?
Jasen

พวกมันจะต้องมีอยู่จริง แต่สิ่งที่ฉันเจอคืออุณหภูมิ VS สำหรับ DoD คงที่
นายMystère

1
โปรดทราบว่าเอฟเฟกต์ "ปฏิทิน" LiIon มีชีวิตที่ จำกัด เมื่อพวกเขาเริ่มใช้ (หรือก่อนหน้านี้?) และเพิ่งจะ "เสื่อม" อายุ wity แม้ว่าพวกเขาจะมีการใช้น้อยหรือไม่มีเลย ดูเหมือนว่าจะมีความคิดเห็นเกี่ยวกับศูนย์ใน LiFePO4 ปฏิทินอายุการใช้งานเป็นศูนย์ แต่พวกเขาดูเหมือนจะเป็นอิสระจากสิ่งนี้ | ความเข้าใจของฉันคือโหมดการย่อยสลาย LiIon หลักในการขี่จักรยานเป็นกลไก Li depletion เปลี่ยนระดับเสียงทางกายภาพและแบตเตอรี่จะทำงานจนตาย ในขณะที่ LiFePO4 มีกรอบโอลิเวียถาวรแม้ในขณะที่ Li ไม่อยู่ที่นั่น
รัสเซลแม็คมาฮอน

5

ฉันยอมรับว่าคุณจะได้รับความจุทั้งหมดของชีวิตด้วย DOD ที่ลดลง - จากตัวเลขที่ฉันได้เห็นแนะนำให้ได้รับมากขึ้นด้วยการลด DOD ในช่วงพูด 10% -80% DOD - แต่ฉันจะไม่รับประกันความทรงจำของฉัน ถูกต้อง

อย่างไรก็ตามมีปัจจัยอื่น ๆ อีกหลายประการที่อาจมีความสำคัญและ / หรือมีประโยชน์
หากคุณอยู่ในฐานะที่จะทนต่อความจุที่ลดลงและ / หรือการชาร์จหลายครั้งต่อวันคุณจะได้รับผลกำไรที่ดีขึ้นโดยการ จำกัด ที่ส่วนท้ายสุดของการชาร์จ
โดยทั่วไปเซลล์ LiIon จะชาร์จในโหมด CC / CV โดยที่ CC มักจะอยู่ที่อัตรา C / 1 และด้วย Vmax (โดยทั่วไปคือ 4.2 V / เซลล์) ถึงที่ประมาณ 70% -80% ของความจุทั้งหมดโดยมีการป้อนยอดคงเหลือในโหมด CV ที่ลดลงในปัจจุบัน (กำหนดโดยเคมีแบตเตอรี่) การยกเลิกการเรียกเก็บเงินเกิดขึ้นกับ Imax xk ที่เลือกบางตัว (0.05 <= k <1)
K = 1 สอดคล้องกับการยกเลิกการชาร์จที่การเปลี่ยน CC / CV เป็นที่ทราบกันดีว่าค่า k ที่มีขนาดเล็กลงนั้นให้กำลังการผลิตพลังงานที่เพิ่มขึ้นบ้าง แต่วงจรชีวิตลดลงอย่างไม่เป็นสัดส่วน k ค่อนข้างบ่อยตั้งไว้ที่ 0.25 หรือ 0.5 การชาร์จแบบก้าวร้าวอาจตั้งค่า k เป็น 0.1 หรือ 0.05
เส้นโค้งของคุณแนะนำว่าแม้โดยปกติแล้ว DOD ที่ต่ำจะรับพลังงานทั้งหมด 10% จะถูกเก็บไว้ในน้อยกว่า 50% เมื่อเทียบกับ 100% DOD ฉันไม่ได้มีเวลาในปัจจุบันเพื่อค้นหาการอ้างอิง แต่ฉัน (เป็นหลัก :-)) แน่ใจว่ากำไรที่ดีกว่า 50% จะได้รับจากการใช้ k = 1 (ไม่มีรอบ CV) และนี่เป็นโบนัสของการชาร์จที่รวดเร็วมาก ( ต่ำกว่า 1 ชั่วโมง) (เช่น 48 นาทีที่ C / 1 จากที่ว่างเปล่าทั้งหมดหากการเปลี่ยนแปลง CC / CV เกิดขึ้นที่ระดับพลังงาน 80%) ปล่อยไปที่ 100% DID ก็เป็น "ไม่เป็นประโยชน์" และการตั้งค่า DOD ขั้นต่ำบางอย่างกับชุดรูปแบบนี้ก็มีประโยชน์เช่นกัน บางอย่างเช่นความจุที่เหลือ 20% ถึง 30% และความจุสูงสุด 80% ยังคงส่งคืนความจุโดยรวม 50% ถึง 60% ทิ้งบัฟเฟอร์ฉุกเฉิน 20% ถึง 30% เมื่อจำเป็นและมีแนวโน้มที่จะเหนือกว่าการควบคุม DOD แบบล่างสุดธรรมดา

อีกแง่มุมหนึ่งที่ให้วงจรชีวิตที่เพิ่มขึ้นและการเพิ่มขึ้นของการจัดเก็บพลังงานโดยรวมของชีวิตคือการตั้งค่า Vmax ให้น้อยกว่า 4.3V / เซลล์ปกติที่ 25C ผลลัพธ์ที่เผยแพร่แสดงให้เห็นว่าแม้กระทั่งการลดลง 0.05V (เป็น 4.15V) ก็ให้ประโยชน์ที่มีประโยชน์เพิ่มขึ้น 4.1V และอีกมากที่ 4.0V ระดับที่ลดลงเหล่านี้มาพร้อมกับความจุที่ลดลงอย่างมากต่อรอบ

หน้ามหาวิทยาลัยแบตเตอรี่ที่มีประโยชน์นี้กล่าวถึงวิธีการยืดอายุของ LiIon ต่างๆ
ตารางที่ 4 แสดงให้เห็นว่าวงจรชีวิตเพิ่มขึ้น 4 x โดยการลด Vmax เป็น 4.0V จาก 4.2V โดยมีกำลังการผลิตพลังงานเพียง 20% ต่อรอบการเสียชีวิต - กำไรหรือ 3 เท่าของกำลังการผลิตปกติ

ตารางด้านล่างจะถูกคัดลอกจากหน้าข้างบน

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

การใช้การผสมผสานของการลด Vmax การ จำกัด DOD สูงสุดและการลดขนาดการลดลงในปัจจุบันในโหมด CV นั้นดูเหมือนว่าจะสร้างความสามารถในการรับชีวิตที่สำคัญทั้งหมด สำหรับการลดความจุที่ยอมรับได้สามารถผสมส่วนผสมที่เหมาะสมได้ เสียงเหมือนปริญญาเอก :-)

ดูเพิ่มเติมที่:

BU - แบตเตอรี่ลิเธียม - ทำไมจึงดีกว่า

BU - ชาร์จ LiIon


ยังดีกว่า - ใช้ LiFePO4 / LifeYPO4 :-)


ขอบคุณมากสำหรับการเพิ่มนี้ ตัวเลขแรก (ก่อนหน้าลิงก์ไปยัง BU) มีที่มาจาก BU ด้วยหรือจากประสบการณ์ของคุณหรือไม่
นายMystère

@ MisterMystère - ใครสามารถพูดได้: -) .... อ่านซ้ำ ... ส่วนใหญ่ออกมาจากหัวของฉันข้อมูล แต่มาจากทั่วทุกมุมในขณะที่ - และฉันได้เล่นกับแบตเตอรี่ "จริงจัง" ประมาณ 7 ปี (ตอนแรกส่วนใหญ่ NiCd (สั้น ๆ ) แล้ว NimH. LiIon และ LiFePO4 อีกไม่นานฉันไม่รู้ว่าพวกเขาครอบคลุมทุกจุดตรงนั้นหรือไม่ ไม่ใช่แหล่งเสียงส่วนใหญ่ด้วยวิธีใด ๆ ฉันไม่ค่อยพบว่าพวกเขาพูดในสิ่งที่ฉันไม่เห็นด้วยโดยสิ้นเชิง - บางครั้งเราอาจเห็นสิ่งต่าง ๆ จากมุมมองที่แตกต่างกันฉันมีความสุขกับ ....
รัสเซลแมคมาฮอน

.... คุยกันที่ความยาว / เหตุผล (หลังจากแฟชั่น) สิ่งที่ฉันเรียกร้องซึ่งดูเหมือนว่าอาจจะผิด บางครั้งมันผิดปกติโดยปกติแล้วมันจะเป็นเพียงแค่ความรู้ที่ได้รับหรือประสบการณ์การจับคู่ที่ฉันหวังว่าฉันจะจำได้อย่างถูกต้อง :-)
รัสเซลแม็คมาฮอน

1

ปัญหาหนึ่งของการวิเคราะห์ประเภทนี้คือคำถามที่ว่าแบตเตอรี่ "ตายแล้ว" คืออะไร การใช้งานส่วนใหญ่จะเกี่ยวข้องกับการสูญเสียสูงสุดที่อนุญาตซึ่งแตกต่างกันขึ้นอยู่กับการใช้งาน โดยทั่วไป EVs จะขึ้นอยู่กับช่วงดังนั้นการสูญเสียความจุเพียงเล็กน้อยจึงเป็นที่ยอมรับได้ การจัดเก็บที่บ้านจะยังคงให้การประหยัดที่สำคัญแม้ว่าจะมีการสูญเสียความจุขนาดใหญ่และนี่คือเหตุผลที่แนะนำว่าแบตเตอรี่ EV สามารถนำกลับมาใช้เป็นหน่วยจัดเก็บที่บ้านได้หลังจากถูกนำออกจากยานพาหนะ

โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.