Dinge, die Sie über das Zyklusleben wissen müssen

Sep. 15, 2020

Einige Verbraucher haben möglicherweise die "Lade- und Entladelebensdauer von Lifepo4-Batterien" auf das 3000-fache. Aber was ist "3000 mal"? Es bezieht sich auf die Anzahl der Lade- und Entladezyklen der Batterie.

Schauen wir uns ein Beispiel an: Nehmen wir an, es gibt eine Lithiumbatterie, die an einem Tag nur die Hälfte ihrer Ladung verbraucht und dann vollständig aufgeladen wird. Am nächsten Tag verbraucht es wieder nur die Hälfte seiner Energie. Obwohl der Akku zweimal aufgeladen wurde, zählt dies nicht als ein Ladezyklus, sondern als zwei.

Ein Ladezyklus ist, wenn ein Akku von voll auf leer und dann von leer auf voll aufgeladen geht. Dies ist keine einzige Ladung. Nur anhand des vorherigen Beispiels ist klar, dass es normalerweise mehrere Ladungen erfordern kann, um einen Zyklus abzuschließen.

Jedes Mal, wenn ein Ladezyklus abgeschlossen ist, nimmt die Batteriekapazität etwas ab. Die reduzierte Kapazität ist jedoch sehr gering. Hochwertige Akkus behalten nach vielen Ladezyklen immer noch 80% ihrer ursprünglichen Kapazität. Viele Lithiumbatterieprodukte werden nach zwei oder drei Jahren noch verwendet. Natürlich muss die Lithiumbatterie nach Ablauf der Lebensdauer noch ausgetauscht werden.

Letztendlich bedeutet eine Lebensdauer von 3000 Zyklen, dass ein Hersteller etwa 3750 Ladezeiten bei einer konstanten Entladungstiefe (z. B. 80%) erreicht und 3000 Ladezyklen erreicht hat. Mit anderen Worten, wenn wir andere Faktoren ignorieren, die die Kapazität des Lithium-Ionen-Akkus verringern könnten, und 80% von 3750 nehmen, erhalten wir 3000.

Aufgrund verschiedener Faktoren im Leben, insbesondere wenn man bedenkt, dass die Entladungstiefe (DOD) während des Ladevorgangs nicht konstant ist, können "3000 Ladezyklen" nur als Referenz für die Batterielebensdauer verwendet werden.

Insgesamt ist es besser, sich die Lebensdauer der Lithiumbatterie in Bezug auf die Häufigkeit des Ladevorgangs und nicht in direktem Zusammenhang mit der Anzahl der Ladevorgänge vorzustellen.

Tiefes und flaches Laden

Zykluslebensdauer als Funktion der Entladungstiefe. Eine Teilentladung reduziert Stress und verlängert die Batterielebensdauer, ebenso eine Teilladung. Erhöhte Temperatur und hohe Ströme wirken sich auch auf die Lebensdauer aus.

Hinweis: 100% DoD ist ein vollständiger Zyklus. 10% ist sehr kurz. Radfahren im mittleren Ladezustand hätte die beste Langlebigkeit.


Things You Need To Know About Cycle Life


Hier ist eine andere Möglichkeit, sich die Lebensdauer von Lifepo4-Batterien vorzustellen: Die Lebensdauer einer Lifepo4-Batterie beträgt im Allgemeinen 2000 bis 3000 Ladezyklen. Angenommen, die durch eine vollständige Entladung bereitgestellte Kapazität beträgt Q. Wenn die Kapazitätsreduzierung nach jedem Ladezyklus nicht berücksichtigt wird, können Lifepo4-Batterien während ihrer Lebensdauer insgesamt 2000Q-3000Q-Leistung liefern oder ergänzen. Daraus wissen wir, dass Sie 4000-6000 Mal aufladen können, wenn Sie jedes Mal 1/2 verwenden. Wenn Sie jedes Mal 1/3 verwenden, können Sie 6000-9000 Mal aufladen. Analog dazu ist die Häufigkeit, mit der Sie zufällig aufladen, ungewiss. Kurz gesagt, unabhängig davon, wie ein Lifepo4-Akku aufgeladen wird, ist es konstant, eine Gesamtleistung von 2000Q bis 3000Q hinzuzufügen. Daher können wir dies auch verstehen: Die Lebensdauer eines Lifepo4-Akkus hängt von der Gesamtladung des Akkus ab und hat nichts mit der Anzahl der Ladevorgänge zu tun. Die Auswirkungen von Tiefladung und Flachladung auf die Lebensdauer von Lithiumbatterien sind ähnlich.

Tatsächlich sind flache Entladungen und flache Ladungen für Lifepo4-Batterien vorteilhafter. Eine Tiefladung ist nur erforderlich, wenn das Leistungsmodul des Produkts für Lithiumbatterien kalibriert ist. Daher müssen Produkte, die mit Lithiumionen betrieben werden, nicht durch den Prozess eingeschränkt werden: Sie können jederzeit aufgeladen werden, ohne sich um die Lebensdauer der Batterie sorgen zu müssen.

Auswirkungen der Temperatur auf die Batterielebensdauer

Lithium-Ionen leiden unter Stress, wenn sie Hitze ausgesetzt werden, ebenso wie das Halten einer Zelle auf einer hohen Ladespannung. Eine Batterie, die über 30 ° C (86 ° F) liegt, wird als erhöhte Temperatur angesehen, und für die meisten Li-Ionen wird eine Spannung über 4,10 V / Zelle als Hochspannung angesehen. Es kann stressiger sein, den Akku hohen Temperaturen auszusetzen und über einen längeren Zeitraum im vollen Ladezustand zu bleiben, als mit dem Fahrrad zu fahren. Die folgende Tabelle zeigt den Kapazitätsverlust als Funktion von Temperatur und SoC.


Things You Need To Know About Cycle Life


Wenn ein Lithium-Ionen-Akku in einer Umgebung verwendet wird, die über der angegebenen Betriebstemperatur (über 35 ° C) liegt, nimmt die Leistung des Akkus weiter ab. Mit anderen Worten, die Stromversorgungszeit der Batterie ist nicht so lang wie gewöhnlich. Wenn ein Gerät bei solchen Temperaturen aufgeladen wird, ist die Beschädigung des Akkus größer. Selbst wenn der Akku in einer Umgebung mit heißen Temperaturen gelagert wird, wird der Akku zwangsläufig beschädigt. Daher ist es eine gute Idee, die Lebensdauer von Lithium-Ionen-Batterien zu verlängern, indem sie so oft wie möglich bei normalen Betriebstemperaturen verwendet werden.

Wenn Sie Lithiumbatterien in einer Umgebung mit niedriger Temperatur (unter 4 ° C) verwenden, wird auch die Batterielebensdauer verkürzt. Einige ältere Lithiumbatterien von Mobiltelefonen können nicht einmal bei niedrigen Temperaturen aufgeladen werden. Anders als bei hohen Temperaturen erwärmen sich die Moleküle in einer Batterie jedoch bei steigenden Temperaturen und kehren sofort zur vorherigen Ladung zurück.

Nachdem die Batterieleistung unter diesen extremen Temperaturen untersucht wurde, stellt sich nun die Frage, ob es Batterien gibt, die in Umgebungen mit niedrigen oder hohen Temperaturen verwendet werden können.

Wie kann man die Lebensdauer verlängern?

Lithium-Ionen-Batterien sind derzeit aufgrund ihrer hohen Energiedichte, guten Leistungsfähigkeit, hohen Zellarbeitsspannung und relativ guten Lebensdauer die bevorzugte Energiespeichertechnologie für PEVs. Derzeit wird davon ausgegangen, dass die Reduzierung der Hochstromimpulse, die die Batterien sowohl beim Laden als auch beim Entladen erfahren, die Belastung der Batterien verringert und somit die Lebensdauer verlängert.

Versuchen Sie gleichzeitig, den Akku von Orten fernzuhalten, an denen die Temperatur zu hoch ist. Die beste Arbeitstemperatur der Batterie beträgt 25 Grad Celsius, und die angemessene Temperatur des Batterieraums wird zwischen 22 und 25 Grad Celsius gehalten.

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