Влияние на бързото зареждане върху живота на литиево-йонната батерия

Съдържание

1. Основи на зареждането на литиево-йонни батерии

2. Как работи бързото зареждане

3. Генериране на топлина по време на зареждане

4. Въздействие върху жизнения цикъл

5. Дългосрочно намаляване на капацитета

6. Други фактори, които влошават щетите

7. Практични начини за защита на батерията ви

8. Кога бързото зареждане си заслужава

9. Често срещани митове за бързото зареждане

Основи на зареждането на литиево-йонни батерии

Литиево-йонните батерии захранват почти всяко преносимо устройство днес, от телефони и лаптопи до електрически инструменти и електрически превозни средства. Начинът, по който ги зареждате, пряко влияе върху това колко дълго ще издържат. Нормалното зареждане, обикновено от 0,5°C до 1°C (където 1°C означава пълно зареждане за един час), поддържа ниско натоварване. Бързото зареждане използва много по-високи токове, често 2°C или повече, за да зареди батерията за 30 минути или по-малко.

Хората търсят „дддххх литиево-йонна батерия зареденаddhhh“, защото забелязват, че устройствата им губят капацитет с времето и се чудят дали навиците за зареждане са виновни. Краткият отговор е „да“ – особено когато бързото зареждане се превърне в ежедневие.

Как работи бързото зареждане

Бързото зареждане увеличава тока, протичащ в батерията. По-високият ток означава, че литиевите йони се движат по-бързо от катода към анода. Съвременните устройства използват сложни алгоритми, които започват с висок ток, когато батерията е празна, и го намаляват, когато се приближава до пълна. Този подход с постоянен ток и постоянно напрежение (Копие на кредитната карта-Автобиография) е стандартен при зареждането на литиево-йонни батерии.

Ползата е очевидна: бързо получавате използваем заряд. Но компромисът идва от повишеното вътрешно съпротивление и химическото напрежение вътре в клетката.

Генериране на топлина по време на зареждане

Топлината е най-големият враг на литиево-йонните батерии по време на бързо зареждане. По-високият ток създава по-голямо съпротивление и това съпротивление се превръща в топлина. Дори умерено повишаване на температурата ускорява страничните реакции вътре в клетката.

Повечето литиево-йонни батерии работят най-добре между 20°C и 45°C. При бързо зареждане вътрешните температури се повишават над...60°C, разграждането се ускорява значително. Твърдоелектролитният интерфазен слой (СЕИ) върху анода се удебелява по-бързо, консумирайки активен литий и намалявайки наличния капацитет.

Въздействие върху жизнения цикъл

Цикълът на зареждане и разреждане измерва колко пълни цикъла на зареждане-разреждане може да издържи една батерия, преди капацитетът ѝ да падне до 80% от първоначалния. Стандартното зареждане често осигурява 800–1200 цикъла в потребителските клетки. Редовното бързо зареждане може значително да намали този брой.

Проучванията показват, че зареждането при 2C или по-високо може да намали живота на цикъла с...20–40%в сравнение с 1C зареждане, в зависимост от контрола на температурата и дизайна на клетката. Колкото по-висока е скоростта на зареждане, толкова по-стръмно е спадът.

Дългосрочно намаляване на капацитета

Намаляването на капацитета се случва постепенно. След стотици цикли с често бързо зареждане, ще забележите, че батерията не задържа толкова заряд, колкото преди. Това намаляване се дължи на литиево покритие върху анода, разлагане на електролита и разрушаване на материала на катода.

Бързото зареждане насърчава литиевото покритие повече от бавното зареждане, особено когато батерията е студена или вече е почти пълна. Покритият литий е неактивен и също така създава рискове за безопасността с течение на времето.

Други фактори, които влошават щетите

Температурата е по-важна от почти всичко друго. Бързото зареждане в горещо време или в топъл джоб изтласква клетките в опасна зона. Започването на бързо зареждане от много ниско ниво на заряд е по-малко вредно от бързото допълване от 80% до 100%.

Възрастта на батерията също играе роля. По-старите клетки с по-високо вътрешно съпротивление генерират още повече топлина по време на бързо зареждане, създавайки низходяща спирала.

Практични начини за защита на батерията ви

Използвайте бързо зареждане само когато наистина имате нужда от него. За ежедневно нощно зареждане се придържайте към стандартни зарядни устройства. Избягвайте зареждане на пряка слънчева светлина или в горещи автомобили.

Поддържайте батерията между 20% и 80%, когато е възможно. Съвременните устройства често имат вградени оптимизирани функции за зареждане, които забавят работата след 80% – оставете ги активирани. Добрият въздушен поток около устройството по време на зареждане помага за разсейване на топлината.

Ако вашият телефон или лаптоп го поддържа, потърсете настройки, които ограничават скоростта на зареждане или планирайте по-бавно зареждане през нощта.

Кога бързото зареждане си струва

Бързото зареждане има смисъл по време на кратки почивки, когато имате нужда от бързо зареждане. 30-минутно зареждане до 50–60% е далеч по-малко стресиращо от многократното натискане до 100% с висока скорост. При спорадична употреба удобството надвишава малкото въздействие върху общия живот.

В професионални условия – електрически инструменти, дронове, медицински устройства – бързото зареждане често е необходимо и е проектирано в системата с по-добро охлаждане и клетъчна химия.

Често срещани митове за бързото зареждане

Един упорит мит е, че бързото зареждане мигновено унищожава батериите. Не е така. Повредите се натрупват бавно в продължение на много цикли. Друг мит твърди, че всички съвременни телефони се справят с бързото зареждане без никакви недостатъци. Те се справят по-добре от по-старите устройства, благодарение на подобреното управление на температурата и алгоритмите за зареждане, но физиката все още важи – по-високият ток винаги създава повече напрежение.

Хората също така смятат, че зареждането до 100% винаги е лошо. По-лошо е, когато се прави бързо и многократно, но случайните пълни зареждания помагат на системата за управление на батерията да се калибрира точно.

Разбирането как поведението на зареждане на литиево-йонната батерия се променя със скоростта ви помага да вземате информирани решения. Бързото зареждане е ценна функция, но третирането му като метод по подразбиране ще съкрати полезния живот на батерията ви. Балансирайте скоростта и дълготрайността според вашите реални нужди и ще извлечете максимума от всяко зареждане.