18650 배터리는 얼마나 오래 지속되나요? 용량, 주기 수명 및 사용량

모든 제품에 적용되는 단일 사용 수명 수치는 없습니다. 18650 배터리 . 18650 배터리의 지속 시간은 셀 모델, 충전 조건, 방전 전류, 방전 깊이, 작동 온도, 보관 방법 및 애플리케이션 부하에 따라 다릅니다.

셀은 고온, 높은 방전율, 깊은 방전 주기 또는 부적절한 보관 조건에 정기적으로 노출되면 용량이 더 빨리 손실될 수 있습니다. 권장 전압 및 온도 범위 내에서 사용되는 저부하 셀은 훨씬 오랫동안 유용한 성능을 유지할 수 있습니다.

구별하는 것도 중요합니다 주기 수명 과 달력 수명을 .

• 사이클 수명은 용량이 정의된 수준으로 떨어지기 전에 셀이 완료할 수 있는 등가 충전-방전 사이클 수를 나타냅니다.

• 달력 수명은 세포가 순환되지 않는 경우에도 시간이 지남에 따라 세포가 노화되는 방식을 나타냅니다.

따라서 책임 있는 배터리 수명 예측은 '10년' 또는 '500사이클'과 같은 고정된 약속보다는 측정된 용량, 내부 저항, 작동 조건 및 제조업체의 테스트 기준을 기반으로 해야 합니다.

빠른 답변: 18650 배터리는 얼마나 오래 지속됩니까?

18650 배터리는 사용 방법에 따라 사용 기간이 달라질 수 있습니다.

OEM 프로젝트는 하나의 고정된 연수를 요구하는 대신 다음과 같은 필수 사항을 정의해야 합니다.

• 최소 남은 용량

• 최대 내부 저항

• 작동 주기 수

• 작동 온도 범위

• 충전 및 방전 조건

• 요구되는 서비스 성능

18650 주기 수명은 무엇을 의미합니까?

주기 수명은 배터리 성능이 정의된 최종 지점에 도달하기 전에 배터리가 완료할 수 있는 충전-방전 주기 수를 나타냅니다.

그러나 하나의 충전 이벤트가 항상 하나의 완전한 주기는 아닙니다.

전체 등가 사이클이란 무엇입니까?

배터리가 50% 방전된 후 재충전되면 전체 등가 사이클의 약 절반에 해당할 수 있습니다. 두 번의 유사한 50% 방전 이벤트가 최대 1개의 완전한 등가 사이클을 추가할 수 있습니다.

예를 들어:

• 100%에서 50%까지 방전: 약 0.5사이클

• 80%에서 30%까지 방전: 약 0.5사이클

• 두 개의 유사한 부분 방전: 약 1개의 전체 등가 사이클

실제 계산은 테스트 방법과 배터리 관리 시스템에 따라 다릅니다.

용량 보존이 종점을 정의합니다

주기 수명 테스트에서는 일반적으로 용량 유지 임계값을 사용합니다.

예를 들어, 테스트 프로그램은 셀이 원래 용량의 지정된 비율을 유지할 때 테스트 종료를 정의할 수 있습니다. 많은 배터리 프로그램에서는 80%와 같은 임계값을 사용하지만 적절한 값은 제품 및 프로젝트 요구 사항에 따라 다릅니다.

테스트 임계값에 도달한 셀이 반드시 즉시 작동을 중지하는 것은 아닙니다. 이는 용량이나 성능이 해당 특정 테스트에 대해 정의된 수준 아래로 떨어졌음을 의미합니다.

셀의 정격 사이클 수명은 항상 다음과 함께 해석되어야 합니다.

• 충전 전류

• 방전 전류

• 컷오프 전압

• 온도

• 휴식시간

• 용량 보존 임계값

방전 심도가 18650 배터리 수명에 미치는 영향

방전 깊이(DOD)는 각 주기 동안 배터리의 사용 가능한 용량이 얼마나 사용되는지를 나타냅니다.

예를 들어:

• 100% DOD는 사용 가능한 용량이 거의 모두 방전되었음을 의미합니다.

• 50% DOD는 사용 가능한 용량의 약 절반이 방전되었음을 의미합니다.

• 20% DOD는 용량의 작은 부분만 사용된다는 의미입니다.

심방전이 더 많은 스트레스를 유발하는 이유

심방전은 전압이 더 낮은 레벨에 도달하고 전극의 작동 범위가 더 넓어지기 때문에 셀에 더 큰 스트레스를 가할 수 있습니다.

잦은 심방전은 다음과 같은 원인이 될 수 있습니다.

• 더 빠른 용량 손실

• 더 높은 내부 저항

• 더 큰 전압 강하

• 고전류 성능 감소

• 더 빈번한 저전압 보호

얕은 사이클은 종종 스트레스를 감소시키지만 정확한 개선은 셀 설계 및 작동 조건에 따라 달라집니다. 선택한 셀을 테스트하지 않고 일반적인 가정을 중심으로 제품을 설계해서는 안 됩니다.

장치 차단이 중요합니다

장비가 셀의 지정된 컷오프보다 높은 전압에서 종료되는 경우 배터리는 전체 정격 용량을 사용하지 못할 수 있습니다.

실제 사용 가능한 용량은 다음에 따라 달라집니다.

• BMS 컷오프 전압

• 장치 저전압 보호

• 방전 전류

• 변환기 입력 범위

• 셀 온도

• 세포 노화

따라서 런타임 계산에서는 공칭 용량만 사용하기보다는 사용 가능한 작동 범위를 사용해야 합니다. 팩 수준 추정의 경우 사용 가능한 에너지, 변환 효율성, 차단 제한 및 장치 부하도 포함되어야 합니다. 18650 배터리 팩 용량 및 런타임 계산.

온도가 18650 배터리 수명에 미치는 영향

온도는 단기 성능과 장기 노화 모두에 중요한 영향을 미칩니다.

고온 작동

고온은 세포 내부의 화학적 노화를 가속화할 수 있습니다.

과도한 열에 장기간 노출되면 다음이 발생할 수 있습니다.

• 더 빠른 용량 감소

• 더 높은 내부 저항

• 더 큰 자체 방전

• 붓기 위험 증가

• 사이클 수명 감소

• 충전 중 열 스트레스 증가

열은 여러 가지 원인에서 발생할 수 있습니다.

• 높은 방전 전류

• 고속 충전

• 밀봉된 인클로저

• 직사광선

• 주변 전자 부품

• 열 방출 불량

• 높은 주변 온도

주변 공기 온도뿐만 아니라 전체 배터리 팩의 온도도 고려해야 합니다.

저온 작동

온도가 낮으면 작동 중에 사용할 수 있는 용량과 전력이 줄어들 수 있습니다.

차가운 셀에는 다음이 표시될 수 있습니다.

• 더 높은 내부 저항

• 더 큰 전압 강하

• 더 짧은 겉보기 런타임

• 충전 반응이 느려짐

• 전류 용량 감소

부적합한 저온에서 리튬 이온 셀을 충전하면 내부 손상이 발생할 수도 있습니다. 허용되는 충전 및 방전 범위는 선택한 셀의 사양에 따라 결정되어야 합니다.

제품의 열 설계

배터리 인클로저는 다음 사항에 대해 평가되어야 합니다.

• 발열

• 통풍

• 접촉저항

• BMS 온도 모니터링

• 발열 부품과의 거리

• 충전 조건

• 반복되는 고부하 운전

실험실에서 잘 작동하는 셀은 열 방출이 제한된 소형 인클로저에 설치되면 더 빨리 노화될 수 있습니다. 다중 셀 팩에서 차단 임계값, 전류 보호, 온도 모니터링 및 밸런싱도 다음 사항에 따라 달라집니다. 18650 배터리 팩 BMS 디자인.

높은 방전율이 배터리 수명에 미치는 영향

방전 전류가 높으면 발열과 전압 스트레스가 증가하여 배터리 수명이 단축될 수 있습니다.

단순화된 열 공식은 다음과 같습니다.

열손실 = 전류² × 내부저항

전류가 증가하면 발열량이 급격히 증가합니다. 두 배의 전류로 작동하는 셀은 동일한 저항 조건에서 약 4배의 저항열을 생성할 수 있습니다.

고속방전의 영향

고전류 작동을 반복하면 다음이 발생할 수 있습니다.

• 더 높은 셀 온도

• 더 빠른 내부 저항 증가

• 더 큰 전압 강하

• 사용 가능한 용량 감소

• 런타임 감소

• 더 빠른 성능 저하

고드레인 18650 셀은 더 높은 전류를 지원하도록 설계될 수 있지만 여전히 작동 한계가 정의되어 있습니다. 고전류 수요가 반복적으로 발생하는 애플리케이션의 경우, 고방전 18650 배터리 선택은 연속 전류, 펄스 지속 시간, 전압 저하, 열 제한 및 용량을 기준으로 해야 합니다.

신청서는 다음 기준에 따라 평가되어야 합니다.

• 연속 전류

• 피크 전류

• 펄스 지속 시간

• 펄스 주파수

• 배터리 온도

• 세포 저항

• 병렬 셀 수

단순히 더 높은 mAh 정격을 선택한다고 해서 고전류를 관리해서는 안 됩니다. 고용량 셀에는 장치에 필요한 현재 기능이 없을 수 있습니다.

충전이 배터리 수명에 미치는 영향

충전 조건은 주기 수명과 달력 노화 모두에 영향을 미칩니다.

중요한 충전 매개변수는 다음과 같습니다.

• 최대 충전 전압

• 충전 전류

• 충전 온도

• 충전 종료 방법

• 휴식시간

• BMS 보호 설정

과충전은 심각한 안전 및 노화 위험을 초래할 수 있습니다. 과도한 충전 전류는 특히 단단히 밀폐된 배터리 팩에서 열을 증가시키고 셀에 스트레스를 줄 수 있습니다.

충전기와 배터리 보호 시스템은 선택한 셀 및 팩 구성과 일치해야 합니다. 장비의 충전 과정은 셀 사양과 제품의 사양을 따라야 합니다. 안전한 18650 충전 요구 사항.

스토리지가 18650 배터리 수명에 미치는 영향

배터리는 사용하지 않을 때에도 수명이 다할 수 있습니다.

장기 완전 충전 스토리지

18650 배터리를 장기간 완전히 충전한 상태로 유지하면 특히 온도가 높은 경우 노화가 가속화될 수 있습니다.

이로 인해 다음이 발생할 수 있습니다.

• 점진적인 용량 손실

• 더 높은 내부 저항

• 자체 방전 증가

• 장기적인 성능 저하

과방전된 저장장치

셀을 완전히 방전된 상태로 놔두면 손상될 수도 있습니다.

과방전된 셀은 다음을 나타낼 수 있습니다.

• 매우 낮은 전압

• 비정상적인 자가방전

• 높은 내부 저항

• 용량이 부족함

• 충전 실패

• 충전 중 과도한 온도

세포를 알 수 없거나 불안정한 조건에 보관해서는 안 됩니다. 장기간 보관할 때는 충전 상태, 온도, 포장 및 검사에 대한 제조업체의 권장 사항을 따라야 합니다. 18650 배터리를 안전하게 보관하는 방법.

보관 환경

적절한 보관 환경은 다음으로부터 세포를 보호해야 합니다.

• 과도한 열

• 냉동 조건

• 수분

• 직사광선

• 금속 물체

• 기계적 손상

• 단락

보관 조건은 계획된 보관 기간 및 필요한 서비스 복귀 절차와 함께 고려해야 합니다.

18650 배터리가 노후되었는지 확인하는 방법

배터리 수명은 외관만으로는 정확하게 판단할 수 없습니다. 셀은 용량과 현재 성능이 저하되어도 정상으로 보일 수 있습니다.

용량 손실

측정된 용량과 원래 정격 용량을 비교하여 용량 손실을 평가할 수 있습니다.

기본 공식은 다음과 같습니다.

용량 유지율(%) = 측정 용량 ¼ 원래 정격 용량 × 100%

예를 들어:

• 원래 정격 용량: 3000mAh

• 측정 용량: 2550mAh

2550 ¼ 3000 × 100% = 85%

결과는 제품의 합격 기준 및 시험 조건에 따라 해석되어야 합니다.

내부 저항 증가

노화는 종종 내부 저항을 증가시킵니다.

저항이 높을수록 다음과 같은 결과가 발생할 수 있습니다.

• 부하 시 더 큰 전압 강하

• 더 많은 열 발생

• 더 낮은 피크 전류 성능

• 조기 저전압 차단

• 효율성 감소

저항은 동일한 측정 방법, 온도, 충전 상태, 장비를 사용하여 비교해야 합니다.

자가 방전

노화되거나 손상된 셀은 동일한 모델의 다른 셀보다 보관 중에 전압이 더 빨리 손실될 수 있습니다.

자체 방전 점검을 통해 다음을 비교할 수 있습니다.

• 초기 휴지 전압

• 보관 시간

• 보관온도

• 최종 휴지 전압

자체 방전은 전압만으로 평가해서는 안 됩니다. 용량, 내부저항, 온도, 물리적 조건 등도 고려해야 한다.

일관된 18650 배터리 용량 및 상태 테스트는 셀이 계속 사용하기에 적합한지 여부를 결정하는 데 있어 보다 신뢰할 수 있는 기반을 제공합니다.

배터리 팩의 노화는 개별 셀과 어떻게 다른가요?

배터리 팩은 새 셀로 시작하더라도 불규칙하게 노화될 수 있습니다.

세포 간의 차이로 인해 다음이 발생할 수 있습니다.

• 고르지 못한 용량 손실

• 다른 전압 강하

• 불균등한 온도 상승

• 이전 BMS 보호

• 사용 가능한 팩 용량 감소

• 더 어려운 결함 진단

동일한 배터리 팩의 셀은 다음과 유사해야 합니다.

• 모델

• 용량

• 내부 저항

• 나이

• 생산 배치

• 충전 상태

주의 깊은 18650 배터리 팩의 셀 매칭은 불균형을 줄이고 보다 일관된 팩 성능을 지원합니다.

사용 프로필이 배터리 수명을 변경하는 방법

애플리케이션에 따라 배터리 스트레스 수준이 달라집니다.

동일한 18650 셀이라도 이러한 애플리케이션에서는 서비스 성능이 매우 다를 수 있습니다.

시원한 환경에서 적당한 전류로 사용되는 배터리는 뜨거운 인클로저에서 반복적인 고전류 작동에 노출된 동일한 셀보다 더 오랫동안 유용한 성능을 유지할 수 있습니다.

OEM 프로젝트가 배터리 수명을 정의하는 방법

OEM 프로젝트에서는 '긴 서비스 수명'과 같은 일반적인 표현을 사용하기보다는 측정 가능한 용어로 배터리 수명을 정의해야 합니다.

사양에는 다음이 포함될 수 있습니다.

• 정의된 주기 수 이후의 최소 용량

• 최대 내부 저항

• 최대 런타임 감소

• 작동 온도 범위

• 충전 및 방전 전류

• 보관 기간

• 자체 방전 한도

• 제품 교체 주기

• 필수 안전 테스트

그런 다음 실제 제품 사용을 나타내는 조건에서 셀을 테스트해야 합니다.

샘플 검증

샘플 배터리 팩은 다음 사항에 대해 평가될 수 있습니다.

• 초기 용량

• 실행 시간

• 충전 동작

• 온도

• 전압 강하

• 내부 저항

• 사이클 성능

• 스토리지 복구

• BMS 보호

• 기계적 안정성

대량 생산이 시작되기 전에 결과를 기록하고 원래 허용 기준과 비교해야 합니다. OEM 제품의 경우 배터리 형식과 서비스 수명 목표를 다음과 같이 개발할 수 있습니다. 맞춤형 18650 및 LiPo 배터리 솔루션입니다 . 필요한 부하, 열 조건, BMS 및 생산 요구 사항에 맞는

18650 배터리 수명을 단축시키는 일반적인 실수

1. 적합하지 않은 충전기를 사용하는 경우.

2. 셀의 지정된 전압 이상으로 충전됩니다.

3. 가능한 가장 낮은 전압으로 반복적으로 방전합니다.

4. 충분한 열 제어 없이 고전류에서 작동합니다.

5. 완전히 충전된 셀을 뜨거운 환경에 보관합니다.

6. 오랜 기간 동안 셀을 과방전 상태로 둡니다.

7. 동일한 배터리 팩에 새 셀과 오래된 셀을 혼합합니다.

8. 내부 저항 증가를 무시합니다.

9. 측정된 결과 대신 용량 라벨을 사용합니다.

10. 열을 발생하는 부품 옆에 배터리를 배치합니다.

11. 고부하 작동 중 온도 모니터링 실패.

12. 정격 사이클 수를 보증된 서비스 수명으로 간주합니다.

13. 사용 가능한 용량을 확보하지 않고 팩을 설계합니다.

14. 부풀어오르거나 누출되거나 비정상적인 발열이 있는 셀을 계속 사용하는 경우.

자주 묻는 질문

18650 배터리는 보통 얼마나 오래 지속되나요?

단일 답변이 없습니다. 서비스 수명은 셀 모델, 충전 및 방전 조건, 온도, 방전 깊이, 보관 방법 및 적용 부하에 따라 다릅니다.

18650 배터리는 몇 사이클을 완료할 수 있나요?

사이클 수는 제조업체의 테스트 조건과 용량 유지 임계값에 따라 달라집니다. 정격 사이클 수치는 모든 응용 분야에 대해 보편적인 보증이 아닙니다.

50% 방전 주기가 18650 배터리 수명을 연장합니까?

얕은 방전은 사용 가능한 전체 용량을 반복적으로 사용하는 것에 비해 스트레스를 줄일 수 있지만 실제 효과는 셀 및 작동 조건에 따라 다릅니다.

고온으로 인해 18650 배터리가 손상됩니까?

장기간 고온 작동으로 인해 용량 손실이 가속화되고 내부 저항이 증가하며 서비스 수명이 단축될 수 있습니다. 고전류 충전 및 방전으로 인해 추가 열이 발생할 수도 있습니다.

방전 전류가 높으면 배터리 수명이 단축되나요?

반복적인 고전류 방전은 열 및 전압 스트레스를 증가시킬 수 있습니다. 높은 배수 작동을 위해 설계된 셀은 더 많은 전류를 견딜 수 있지만 여전히 한계가 정의되어 있습니다.

18650 배터리 완전 충전해서 보관하면 안되나요?

특히 고온에서 장기간 완전 충전 보관하면 달력 노화가 가속화될 수 있습니다. 보관 조건은 셀 제조업체의 권장 사항을 따라야 합니다.

과방전된 18650 배터리를 재사용할 수 있나요?

과방전된 셀은 영구적인 내부 손상을 가질 수 있으므로 추가 사용 전에 주의 깊게 평가해야 합니다. 비정상적인 전압, 높은 저항, 급격한 자체 방전 또는 발열은 경고 신호입니다.

18650 배터리가 닳았는지 어떻게 알 수 있나요?

측정된 용량, 내부 저항, 자체 방전, 부하 시 전압 동작, 온도 및 물리적 조건을 원래 사양 또는 새 참조 셀과 비교합니다.

셀을 사용하지 않은 경우 배터리 수명이 중요합니까?

예. 셀은 보관 중에, 특히 장기간 동안 고온 또는 높은 충전 상태로 보관할 때 달력 노화를 경험할 수 있습니다.

OEM 제품의 경우 18650 배터리 수명을 어떻게 지정해야 합니까?

최소 남은 용량, 최대 저항, 사이클 조건, 작동 온도, 보관 기간, 허용 가능한 런타임 단축 등 측정 가능한 요구 사항을 정의합니다.

결론

18650 배터리의 수명은 셀의 충전, 방전, 보관 및 장치에 통합되는 방식에 따라 달라집니다.

가장 중요한 요소는 다음과 같습니다.

• 세포 모델 및 품질

• 방전 깊이

• 충전 전압 및 전류

• 방전율

• 작동 온도

• 보관 충전 상태

• 보관환경

• 배터리 팩 잔량

• 내부 저항

• 장치 로드 프로필

주기 수명과 달력 수명은 별도로 평가해야 합니다. 정격 주기 수는 특정 실험실 조건을 기반으로 하며 모든 제품에 대해 확정된 약속으로 취급되어서는 안 됩니다.

안정적인 서비스 성능을 위해 용량 유지, 내부 저항, 전압 동작, 온도 및 자체 방전을 모니터링하세요. OEM 프로젝트는 대량 생산으로 전환하기 전에 샘플 테스트를 통해 이러한 요소를 확인하고 배터리 수명 요구 사항을 정의해야 합니다.