Живот на литиевата батерия

Продължителността на живота на литиевата батерия обикновено се дефинира като живота на нейния цикъл, който е броят на пълните цикли на зареждане и разреждане, на които е подложена при специфични условия на зареждане и разреждане, преди нейният капацитет да спадне до 80% от първоначалния си капацитет. Животът на основните литиеви батерии, които в момента се предлагат на пазара, варира в широки граници. Типичните потребителски-литиеви батерии имат жизнен цикъл от 300-1000 цикъла, докато промишлени-или мощност-литиеви батерии могат да достигнат 1000-3000 цикъла, като някои продукти от висок-край надхвърлят 5000 цикъла. Продължителността на живота на литиевите батерии се влияе от множество фактори. Технически, по време на процеса на зареждане и разреждане на литиевите батерии, литиевите йони многократно се интеркалират и деинтеркалират между положителните и отрицателните електродни материали, като постепенно разграждат структурата на електродния материал и причиняват намаляване на капацитета. По отношение на материалите за положителни електроди, литиево-железният фосфат (LFP) предлага превъзходна структурна стабилност в сравнение с трикомпонентните материали (NCM/NCA), което води до общо по-дълъг живот на цикъла от над 2000 цикъла, в сравнение с 1000-2000 цикъла за трикомпонентни материали. Сред материалите за отрицателни електроди графитът предлага превъзходна устойчивост на цикличност в сравнение с анодите на базата на силиций-, които са податливи на обемно разширяване, което води до по-кратък живот. n nСценариите на използване оказват значително влияние върху живота на литиевите батерии. Високите температури ускоряват разграждането на електролита и стареенето на електродния материал. Например при 45 градуса животът на литиевата батерия може да бъде съкратен с 30%-50%. Ниските температури намаляват миграцията на литиевите йони, увеличавайки вътрешното съпротивление при зареждане и разреждане. Дългосрочната-употреба при ниски температури може да причини отлагане на метален литий, което представлява опасност за безопасността. По отношение на скоростите на зареждане и разреждане, дълготрайните високи скорости на зареждане и разреждане (напр. над 5C) засилват напрежението в материала на електрода, което води до бързо влошаване на продължителността на живота. Но ниските стойности под 0,5C могат ефективно да удължат живота. n nПромишлени стандарти, стандартът IEC 61960, разработен от Международната електротехническа комисия (IEC), постановява, че литиевите батерии трябва да имат цикъл на живот от най-малко 300 цикъла и степен на запазване на капацитета от 80% или по-висока при скорост на зареждане и разреждане от 1C при 25 градуса. Вътрешният стандарт GB/T 31486 за захранващи литиеви батерии има още по-строги изисквания, изискващи цикъл на живот от поне 1000 цикъла. В реални приложения потребителите могат да удължат живота на литиевите батерии чрез оптимизиране на навиците за използване, като избягване на презареждане (напрежение над 4,2 V) и прекомерно разреждане (напрежение под 2,5 V), поддържане на работната температура на батерията между 20-35 градуса и намаляване на дългосрочното съхранение в напълно заредено или празно състояние.