Kuinka kauan 18650-akut kestävät? Kapasiteetti, käyttöikä ja käyttö

Ei ole olemassa yhtä käyttöikälukua, joka pätee jokaiseen 18650 akku . 18650-akun käyttöikä riippuu kennomallista, latausolosuhteista, purkausvirrasta, purkaussyvyydestä, käyttölämpötilasta, varastointitavasta ja käyttökuormasta.

Kenno voi menettää kapasiteettia nopeammin, jos se altistuu säännöllisesti korkeille lämpötiloille, suurille purkausnopeuksille, syväpurkausjaksoille tai sopimattomille säilytysolosuhteille. Kevyesti kuormitettu kenno, jota käytetään sen suositellulla jännite- ja lämpötila-alueella, voi säilyttää hyödyllisen suorituskyvyn paljon pidempään.

On myös tärkeää tehdä ero syklin ja kalenterin käyttöiän välillä :

• Jakson käyttöikä viittaa siihen, kuinka monta vastaavaa lataus-purkausjaksoa kenno voi suorittaa ennen kuin sen kapasiteetti laskee määritellylle tasolle.

• Kalenterin käyttöikä viittaa solun ikääntymiseen ajan myötä, vaikka sitä ei kierrätetä.

Vastuullisen akun kestoarvion tulisi siksi perustua mitattuun kapasiteettiin, sisäiseen vastukseen, käyttöolosuhteisiin ja valmistajan testauskriteereihin eikä kiinteään lupaukseen, kuten '10 vuotta' tai '500 jaksoa'.

Pikavastaus: Kuinka kauan 18650-akut kestävät?

18650-akku voi olla hyödyllinen eri pituisia aikoja riippuen siitä, miten sitä käytetään.

Yhden kiinteän vuosimäärän pyytämisen sijaan OEM-projektin tulisi määritellä vaaditut:

• Vähimmäiskapasiteetti jäljellä

• Suurin sisäinen vastus

• Käyttöjaksojen lukumäärä

• Käyttölämpötila-alue

• Lataus- ja purkuolosuhteet

• Vaadittu palvelun suorituskyky

Mitä 18650-syklin käyttöikä tarkoittaa?

Jakson käyttöikä kuvaa lataus-purkausjaksojen määrää, jonka akku voi suorittaa ennen kuin sen suorituskyky saavuttaa määritellyn loppupisteen.

Yksi lataustapahtuma ei kuitenkaan aina ole yksi täydellinen jakso.

Mikä on täysi ekvivalenttisykli?

Jos akku tyhjenee 50 % ja sen jälkeen ladataan uudelleen, se voi edustaa noin puolta täydestä vastaavasta jaksosta. Kaksi samanlaista 50 %:n purkutapahtumaa voivat muodostaa yhden täyden vastaavan syklin.

Esimerkiksi:

• Purkaus 100 %:sta 50 %:iin: noin 0,5 jaksoa

• Purkaus 80 %:sta 30 %:iin: noin 0,5 jaksoa

• Kaksi samanlaista osittaista purkausta: noin 1 täysi vastaava jakso

Varsinainen laskenta riippuu testausmenetelmästä ja akun hallintajärjestelmästä.

Kapasiteetin säilyttäminen Määrittää päätepisteen

Elinikätestauksessa käytetään tavallisesti kapasiteetin säilytyskynnystä.

Testiohjelma voi esimerkiksi määrittää testin lopun, kun solu säilyttää tietyn prosenttiosuuden alkuperäisestä kapasiteetistaan. Monet akkuohjelmat käyttävät kynnystä, kuten 80 %, mutta sopiva arvo riippuu tuotteen ja projektin vaatimuksista.

Testikynnyksen saavuttava solu ei välttämättä lakkaa toimimasta välittömästi. Se tarkoittaa, että sen kapasiteetti tai suorituskyky on laskenut kyseiselle testille määritellyn tason alapuolelle.

Solun nimellinen syklin käyttöikä tulee aina tulkita yhdessä:

• Latausvirta

• Purkausvirta

• Katkaisujännite

• Lämpötila

• Lepoaika

• Kapasiteetin säilyttämisen kynnys

Kuinka purkaussyvyys vaikuttaa 18650 akun käyttöikään

Purkaussyvyys eli DOD kuvaa, kuinka paljon akun käytettävissä olevasta kapasiteetista käytetään kunkin jakson aikana.

Esimerkiksi:

• 100 % DOD tarkoittaa, että lähes koko käytettävissä oleva kapasiteetti on purettu.

• 50 % DOD tarkoittaa, että noin puolet käytettävissä olevasta kapasiteetista on purettu.

• 20 % DOD tarkoittaa, että vain pienempi osa kapasiteetista käytetään.

Miksi syväpurkaus lisää stressiä

Syväpurkaus voi rasittaa kennoa enemmän, koska jännite saavuttaa alemman tason ja elektrodien toiminta-alue on laajempi.

Toistuva syväpurkaus voi edistää:

• Nopeampi kapasiteetin menetys

• Korkeampi sisäinen vastus

• Suurempi jännitehäviö

• Pienempi suurvirran suorituskyky

• Pienjännitesuojaus useammin

Matalammat syklit vähentävät usein stressiä, mutta tarkka parannus riippuu kennon suunnittelusta ja käyttöolosuhteista. Tuotetta ei pidä suunnitella yleisten oletusten pohjalta testaamatta valittua solua.

Laitteen katkaisulla on väliä

Akku ei ehkä pysty käyttämään koko nimelliskapasiteettiaan, jos laite sammuu korkeammalla jännitteellä kuin kennolle määritetty katkaisu.

Käytännön käyttökapasiteetti riippuu:

• BMS-katkaisujännite

• Laitteen alijännitesuoja

• Purkausvirta

• Muuntimen tuloalue

• Solun lämpötila

• Solujen ikääntyminen

Ajonaikalaskelman tulisi siksi käyttää käyttökelpoista toiminta-aluetta pelkän nimelliskapasiteetin sijaan. Pakkaustason arvioita varten on myös sisällytettävä käytettävä energia, muunnostehokkuus, raja-arvot ja laitteen kuormitus. 18650 akun kapasiteetti ja käyttöaikalaskelmat.

Kuinka lämpötila vaikuttaa 18650 akun käyttöikään

Lämpötila vaikuttaa merkittävästi sekä lyhyen aikavälin suorituskykyyn että pitkäaikaiseen ikääntymiseen.

Käyttö korkeassa lämpötilassa

Korkeat lämpötilat voivat nopeuttaa kemiallista vanhenemista solun sisällä.

Pitkäaikainen altistuminen liialliselle kuumuudelle voi aiheuttaa:

• Nopeampi kapasiteetin vähennys

• Korkeampi sisäinen vastus

• Suurempi itsepurkaus

• Lisääntynyt turvotusriski

• Lyhentynyt syklin käyttöikä

• Lisää lämpöjännitystä latauksen aikana

Lämpöä voi tulla useista lähteistä:

• Korkea purkausvirta

• Nopea lataus

• Suljettu kotelo

• Suora auringonvalo

• Lähellä elektronisia komponentteja

• Huono lämmönpoisto

• Korkea ympäristön lämpötila

Koko akun lämpötila tulee ottaa huomioon, ei vain ympäröivän ilman lämpötila.

Toiminta matalassa lämpötilassa

Matala lämpötila voi vähentää kapasiteettia ja tehoa käytön aikana.

Kylmä solu voi näyttää:

• Korkeampi sisäinen vastus

• Suurempi jännitehäviö

• Lyhyempi näennäinen käyttöaika

• Hitaampi latausvaste

• Alennettu virtakapasiteetti

Litiumionikennon lataaminen sopimattoman alhaisessa lämpötilassa voi myös aiheuttaa sisäisiä vaurioita. Sallittujen lataus- ja purkualueiden tulee olla valitun kennon tiedoissa.

Tuotteen lämpösuunnittelu

Akun kotelo tulee arvioida:

• Lämmöntuotanto

• Ilmanvaihto

• Kosketusvastus

• BMS lämpötilan valvonta

• Etäisyys lämpöä tuottavista komponenteista

• Latausolosuhteet

• Toistuva suuren kuormituksen toiminta

Laboratoriossa hyvin toimiva kenno voi ikääntyä nopeammin, jos se asennetaan kompaktiin koteloon, jossa lämmönpoisto on rajoitettu. Monikennopakkauksessa katkaisukynnykset, virtasuojaus, lämpötilan valvonta ja tasapainotus riippuvat myös 18650 akkupaketti BMS-suunnittelu.

Kuinka korkeat purkautumisnopeudet vaikuttavat akun käyttöikään

Suuri purkausvirta voi lyhentää akun käyttöikää lisäämällä lämmöntuotantoa ja jännitteitä.

Yksinkertaistettu lämpökaava on:

Lämpöhäviö = Virta² × Sisäinen vastus

Virran kasvaessa lämmöntuotanto kasvaa nopeasti. Kaksinkertaisella virralla toimiva kenno voi tuottaa noin neljä kertaa resistiivistä lämpöä samoissa vastusolosuhteissa.

Suurinopeuksisen purkauksen vaikutukset

Toistuva suurvirtakäyttö voi aiheuttaa:

• Korkeampi solulämpötila

• Nopeampi sisäisen vastuksen kasvu

• Suurempi jännitehäviö

• Pienempi käyttökapasiteetti

• Lyhennetty käyttöaika

• Nopeampi hajoaminen

Korkean kulutuksen 18650 kenno voidaan suunnitella tukemaan suurempaa virtaa, mutta sillä on silti määritellyt toimintarajat. Sovelluksiin, joissa on toistuva suuri virrantarve, High Drain 18650 akun valinnan tulee perustua jatkuvaan virtaan, pulssin kestoon, jännitteen laskuun ja lämpörajoihin sekä kapasiteettiin.

Hakemus tulee arvioida seuraavasti:

• Jatkuva virta

• Huippuvirta

• Pulssin kesto

• Pulssitaajuus

• Akun lämpötila

• Solujen vastustuskyky

• Rinnakkainen solumäärä

Suurta virtaa ei pidä hallita yksinkertaisesti valitsemalla korkeampi mAh-luokitus. Suuren kapasiteetin solussa ei välttämättä ole laitteen vaatimaa virtakapasiteettia.

Kuinka lataaminen vaikuttaa akun käyttöikään

Latausolosuhteet vaikuttavat sekä syklin käyttöikään että kalenterin ikääntymiseen.

Tärkeitä latausparametreja ovat:

• Suurin latausjännite

• Latausvirta

• Latauslämpötila

• Veloituksen lopetustapa

• Lepoaika

• BMS-suojausasetukset

Ylilataus voi aiheuttaa vakavia turvallisuus- ja ikääntymisriskejä. Liiallinen latausvirta voi lisätä lämpöä ja rasittaa kennoa, erityisesti tiiviisti suljetussa akussa.

Laturin ja akun suojausjärjestelmän tulee olla sovitettu valittuun kenno- ja pakkauskokoonpanoon. Laitteen latausprosessin tulee noudattaa kennojen ja tuotteen teknisiä tietoja turvallinen 18650 latausvaatimukset.

Kuinka varastointi vaikuttaa 18650:n akun käyttöikään

Akku voi vanhentua, vaikka sitä ei käytetä.

Pitkäaikainen täyden latauksen säilytys

18650-akun pitäminen täyteen ladattuna pitkän ajan voi lisätä kalenterin ikääntymistä, erityisesti korkeissa lämpötiloissa.

Tämä voi johtaa:

• Asteittainen kapasiteetin menetys

• Korkeampi sisäinen vastus

• Lisääntynyt itsepurkaus

• Vähentynyt pitkän aikavälin suorituskyky

Ylipurettu tallennustila

Myös solun jättäminen syväpurkautuneeseen tilaan voi aiheuttaa vahinkoa.

Ylipurkautunut kenno voi näyttää:

• Erittäin alhainen jännite

• Epänormaali itsepurkautuminen

• Korkea sisäinen vastus

• Huono kapasiteetti

• Latausvirhe

• Liiallinen lämpötila latauksen aikana

Soluja ei pidä säilyttää tuntemattomassa tai epävakaassa tilassa. Pitkäaikaisessa varastoinnissa on noudatettava valmistajan lataustilaa, lämpötilaa, pakkausta ja tarkastusta koskevia suosituksia, kuten kohdassa on kuvattu Kuinka säilyttää 18650-akut turvallisesti.

Varastointiympäristö

Sopivan säilytysympäristön tulee suojata soluja:

• Liiallinen kuumuus

• Jäätymisolosuhteet

• Kosteus

• Suora auringonvalo

• Metalliset esineet

• Mekaaninen vaurio

• Oikosulkuja

Varastointitilanne tulee ottaa huomioon suunnitellun varastoinnin keston ja vaaditun palautusmenettelyn kanssa.

Kuinka selvittää, onko 18650-akku vanhentunut

Akun ikää ei voida arvioida tarkasti pelkästään ulkonäön perusteella. Solu voi näyttää normaalilta, kun sen kapasiteetti ja nykyinen suorituskyky ovat heikentyneet.

Kapasiteetin menetys

Kapasiteettihäviö voidaan arvioida vertaamalla mitattua kapasiteettia alkuperäiseen nimelliskapasiteettiin.

Peruskaava on:

Kapasiteetin säilyvyys (%) = Mitattu kapasiteetti ÷ Alkuperäinen nimelliskapasiteetti × 100 %

Esimerkiksi:

• Alkuperäinen nimelliskapasiteetti: 3000 mAh

• Mitattu kapasiteetti: 2550 mAh

2550 ÷ 3000 × 100 % = 85 %

Tulos tulee tulkita tuotteen hyväksymiskriteerien ja testiolosuhteiden mukaan.

Sisäisen vastuksen lisääminen

Ikääntyminen lisää usein sisäistä vastustusta.

Suurempi vastus voi johtaa:

• Suurempi jännitehäviö kuormituksen alaisena

• Lisää lämmöntuotantoa

• Pienempi huippuvirran suorituskyky

• Aikaisempi pienjännitekatkaisu

• Vähentynyt tehokkuus

Resistanssia tulee verrata käyttämällä samaa mittausmenetelmää, lämpötilaa, lataustilaa ja laitteita.

Itsepurkaus

Vanhentunut tai vaurioitunut kenno voi menettää jännitettä nopeammin varastoinnin aikana kuin muut saman mallin kennot.

Itsepurkautumisen tarkistus voi verrata:

• Alkuperäinen lepojännite

• Varastointiaika

• Varastointilämpötila

• Lopullinen lepojännite

Itsepurkausta ei tule arvioida pelkästään jännitteen perusteella. Myös kapasiteetti, sisäinen vastus, lämpötila ja fyysinen kunto tulee ottaa huomioon.

Johdonmukainen 18650 akun kapasiteetti ja kuntotesti tarjoavat luotettavamman perustan päätettäessä, sopiiko kenno jatkokäyttöön.

Kuinka akkupakkaukset ikääntyvät eri tavalla kuin yksittäiset kennot

Akku saattaa vanheta epätasaisesti, vaikka se käynnistyisi uusilla kennoilla.

Solujen väliset erot voivat aiheuttaa:

• Epätasainen kapasiteetin menetys

• Erilainen jännitteen lasku

• Epätasainen lämpötilan nousu

• Aikaisempi BMS-suojaus

• Pienempi käyttöpakkauskapasiteetti

• Vaikeampi vianmääritys

Saman akun kennoissa tulisi olla samanlaiset:

• Malli

• Kapasiteetti

• Sisäinen vastus

• Ikä

• Tuotantoerä

• lataustila

Varovainen 18650-akun kennojen yhteensovittaminen auttaa vähentämään epätasapainoa ja tukee akun tasaisempaa suorituskykyä.

Kuinka käyttöprofiili muuttaa akun käyttöikää

Eri sovellukset aiheuttavat eritasoisia akun rasituksia.

Samalla 18650-solulla voi olla hyvin erilainen palvelusuorituskyky näissä sovelluksissa.

Akku, jota käytetään kohtuullisella virralla viileässä ympäristössä, voi säilyttää hyödyllisen suorituskyvyn pidempään kuin sama kenno altistettuna toistuvalle suurvirtakäytölle kuumassa kotelossa.

Kuinka OEM-projektien tulisi määrittää akun käyttöikä

OEM-projektin tulisi määrittää akun käyttöikä mitattavissa olevin ehdoin sen sijaan, että käytettäisiin yleislauseita, kuten 'pitkä käyttöikä'.

Erittely voi sisältää:

• Vähimmäiskapasiteetti määritellyn jaksomäärän jälkeen

• Suurin sisäinen vastus

• Suurin suoritusajan lyhennys

• Käyttölämpötila-alue

• Lataus- ja purkausvirta

• Varastoinnin kesto

• Itsepurkautumisraja

• Tuotteen vaihtoväli

• Vaaditut turvallisuustestit

Kenno tulee sitten testata olosuhteissa, jotka edustavat tuotteen todellista käyttöä.

Näytteen validointi

Esimerkkiakkupakkauksesta voidaan arvioida:

• Alkukapasiteetti

• Suoritusaika

• Latauskäyttäytyminen

• Lämpötila

• Jännitteen lasku

• Sisäinen vastus

• Pyörän suorituskyky

• Tallennustilan palautus

• BMS-suojaus

• Mekaaninen vakaus

Tulokset tulee kirjata ja verrata alkuperäisiin hyväksymiskriteereihin ennen massatuotannon aloittamista. OEM-tuotteille voidaan sitten kehittää akun muoto ja käyttöikätavoite mukautettuja 18650- ja LiPo-akkuratkaisuja vaaditun kuormituksen, lämpöolosuhteiden, BMS- ja tuotantovaatimusten mukaan.

Yleisiä virheitä, jotka lyhentävät 18650-akun käyttöikää

1. Sopimattoman laturin käyttö.

2. Lataus yli kennon määritetyn jännitteen.

3. Purkautuu toistuvasti alimmalle mahdolliselle jännitteelle.

4. Toimii suurella virralla ilman riittävää lämmönsäätöä.

5. Kennojen säilyttäminen täyteen ladattuina kuumassa ympäristössä.

6. Jättää kennot ylipurkautuneiksi pitkiä aikoja.

7. Uusien ja vanhentuneiden kennojen sekoittaminen samassa akussa.

8. Sisäisen vastuksen kasvun huomioiminen.

9. Kapasiteettimerkintöjen käyttäminen mitattujen tulosten sijaan.

10. Akun sijoittaminen lämpöä tuottavan komponentin viereen.

11. Lämpötilan valvonta ei onnistu suuren kuormituksen aikana.

12. Nimellisjaksojen lukumäärän käsitteleminen taatuksi käyttöiänä.

13. Pakkauksen suunnittelu ilman käyttökapasiteettireserviä.

14. Jatkamme solujen käyttöä, joissa on turvotusta, vuotoa tai epänormaalia kuumenemista.

UKK

Kuinka kauan 18650 akut yleensä kestävät?

Ei ole yhtä vastausta. Käyttöikä riippuu kennomallista, lataus- ja purkausolosuhteista, lämpötilasta, purkaussyvyydestä, varastointitavasta ja käyttökuormasta.

Kuinka monta sykliä 18650-akku voi suorittaa?

Jaksojen määrä riippuu valmistajan testausolosuhteista ja kapasiteetin säilytyskynnysarvosta. Nimelliskiertoluku ei ole yleinen takuu jokaiselle sovellukselle.

Pidentääkö 50 %:n purkausjakso 18650 akun käyttöikää?

Matalampi purkaus voi vähentää stressiä verrattuna toistuvaan täyden käytettävissä olevan kapasiteetin käyttöön, mutta todellinen vaikutus riippuu kennosta ja käyttöolosuhteista.

Vahingoittaako korkea lämpötila 18650-akkuja?

Pitkäaikainen käyttö korkeissa lämpötiloissa voi nopeuttaa kapasiteetin menetystä, lisätä sisäistä vastusta ja lyhentää käyttöikää. Suurvirtalataus ja purkaminen voivat myös tuottaa lisälämpöä.

Vähentääkö suuri purkausvirta akun käyttöikää?

Toistuva suurvirtapurkaus voi lisätä lämpö- ja jänniterasitusta. Korkean kulutuksen käyttöön suunniteltu kenno voi sietää enemmän virtaa, mutta sillä on silti määritellyt rajat.

Onko haitallista säilyttää 18650 akku täyteen ladattuna?

Pitkäaikainen täyteen ladattu varastointi, erityisesti korkeassa lämpötilassa, voi nopeuttaa kalenterin vanhenemista. Säilytysolosuhteiden tulee noudattaa kennon valmistajan suosituksia.

Voidaanko ylipurettua 18650-akkua käyttää uudelleen?

Liian tyhjentyneessä kennossa voi olla pysyviä sisäisiä vaurioita, ja se tulee arvioida huolellisesti ennen käyttöä. Epänormaali jännite, suuri vastus, nopea itsepurkautuminen tai kuumeneminen ovat varoitusmerkkejä.

Mistä tiedän, onko 18650 akku kulunut?

Vertaa sen mitattua kapasiteettia, sisäistä resistanssia, itsepurkaumaa, jännitteen käyttäytymistä kuormituksen alaisena, lämpötilaa ja fyysistä kuntoa alkuperäisiin spesifikaatioihin tai uuteen vertailukennoon.

Onko akun iällä väliä, jos kennoa ei ole käytetty?

Kyllä. Solut voivat kokea kalenterivanhenemista varastoinnin aikana, varsinkin kun niitä pidetään korkeassa lämpötilassa tai korkeassa latauksessa pitkiä aikoja.

Miten 18650 akun käyttöikä tulisi määrittää OEM-tuotteelle?

Määrittele mitattavissa olevat vaatimukset, kuten pienin jäljellä oleva kapasiteetti, suurin vastus, sykliolosuhteet, käyttölämpötila, säilytysaika ja hyväksyttävä käyttöajan lyhennys.

Johtopäätös

18650-akun käyttöikä riippuu siitä, kuinka kenno ladataan, puretaan, säilytetään ja integroidaan laitteeseen.

Tärkeimmät tekijät ovat:

• Solun malli ja laatu

• Purkamissyvyys

• Latausjännite ja -virta

• Purkausnopeus

• Käyttölämpötila

• Varastointitila ladattu

• Varastointiympäristö

• Akun tasapaino

• Sisäinen vastus

• Laitteen kuormitusprofiili

Syklin käyttöikä ja kalenterin käyttöikä tulisi arvioida erikseen. Arvioitu syklien määrä perustuu tiettyihin laboratorio-olosuhteisiin, eikä sitä tule pitää jokaisen tuotteen kiinteänä lupauksena.

Luotettavaa huoltoa varten tarkkaile kapasiteetin säilymistä, sisäistä vastusta, jännitteen käyttäytymistä, lämpötilaa ja itsepurkautumista. OEM-projektien tulee vahvistaa nämä tekijät näytetestauksella ja määritellä akun kestovaatimukset ennen massatuotantoon siirtymistä.