Boşaltma dövrü nədir?

Keçən çərşənbə axşamı ilk əl cihazını edən bir başlanğıcla zəng oldu. PM məndən istifadəçilərinin batareyanı neçə dəfə doldura biləcəyini soruşur. Dedim, asılıdır. Nömrə istədi. Mən ona 500 dedim, bəlkə də sahədə heç vaxt olmayacaq mükəmməl şəraitdə.

Boşaltma dövrləri ilə bağlı problem budur. Konsepsiya çox sadədir, lakin onu real məhsullara tətbiq etmək sürətlə çətinləşir.

Batareyanız plaginləri- saymır. O, tutum ötürmə qabiliyyətini hesablayır. Lövhənin tutumunun 100%-ni boşaldın və bu, bir dövrədir. Bunu bir atışda edin və ya bir həftə ərzində qismən boşalmalara yayın - eyni nəticə.

Fənərinizdə oturan 18650 hazırda 47-ci dövrədə və ya 212-ci dövrədə ola bilər. Dini olaraq amp-saatları izləmədiyiniz halda, heç bir fikriniz yoxdur. Hüceyrə əmin deyil. İçəridə kiçik sayğac yoxdur. Sizin BMS bunu kulon saymalarına və kulon sayma sürüşmələrinə əsaslanaraq qiymətləndirir. Hesabat dövrünün sayının faktiki təqvim yaşlanması ilə müqayisədə 30% azaldığı yerlərdə paketləri ayırdım.

Samsung SDI, 2019-cu ildə standart test protokolu altında 300-cü dövrədə 21700 hüceyrənin 83% tutum saxladığını göstərən bəzi məlumatları dərc etdi. Eyni dövrdəki Panasonic NCR hüceyrələri 300 dövrədə 78%-ə yaxın idi. Bu rəqəmlər CC-CV-nin 0,5C-də doldurulması və 1C-dən 2,5V-dək kəsilməsi ilə axıdılması ilə 23 dərəcə iqlim kameralarından gəldi. İstifadə vəziyyətiniz iqlim kamerası olmadığı üçün yürüşünüz fərqli olacaq.

Bu sənayedə hər kəs axıdmanın dərinliyindən danışır, sanki bir növ sehrli qoldur. Dayaz dövrlər ömrü uzadır, dərin dövrlər hüceyrələri daha tez öldürür. Kifayət qədər doğrudur. Ancaq münasibətlər çoxlarının gözlədiyi kimi deyil.

Mən 2021-ci ildə tibbi cihaz müştərisi üçün bunun kəmiyyətini müəyyənləşdirməyə çalışan bir yan layihə həyata keçirdim. Eyni istehsal lotundan 200 hüceyrə götürdük, onları qruplara ayırdıq və səkkiz ay ərzində müxtəlif DoD səviyyələrində dövrə vurduq. 100% DoD qrupu 380-ci dövrə ətrafında kraterləşdi. 60% DoD qrupu hələ də 900 tam dövrə ekvivalentində 88% tutumda idi. 30% DoD qrupu bir ildən sonra demək olar ki, heç bir deqradasiya göstərmədi.

Ancaq məlumat cədvəllərinin sizə deməyəcəyi budur. Təqvim yaşlanması, velosiped sürməsindən asılı olmayaraq, bütün qruplara təxminən eyni sürətlə qidalanırdı. Onuncu aya qədər, hətta güclə toxunduğumuz hüceyrələr 25 dərəcə otaqda 50% doldurulmuş vəziyyətdə 4-5% tutumunu itirmişdi. Güclü dövrə vuran hüceyrələr hər iki istiqamətdən vurulurdu - dövrün yaşlanması və bir-birinin üstünə yığılan təqvim yaşlanması.

Müştəriniz iki{0}}illik{1}}cihazının "az istifadə etməsinə" baxmayaraq, - niyə bu qədər uzun sürmədiyini soruşduqda, bu səbəbdən.

Discharge Cycle

Qarajımda üç yayı Tucsondakı tövlədə keçirmiş qolf arabası batareya paketindən bir qutu hüceyrə var. Sahibi and içdi ki, arabadan ayda iki dəfə istifadə edir. Paket 2000 dövr üçün qiymətləndirilib. 160-da öldü. Hüceyrələr xaricdən gözəl görünürdü. Biri çatlamışdı və jele rulonunda separatorda qəhvəyi ləkələr var idi. Elektrolit qismən parçalanmışdı.

İstilik litium hüceyrələrini öldürür. Ölü şort kimi sürətli deyil. Yavaş, kərə yağı piştaxtanın üstündə buraxmaq kimi.

Arrhenius əlaqəsi sizə 25 dərəcədən yuxarı hər 10 dərəcə üçün təxminən 2x deqradasiya dərəcəsi verir. Amma bu, kimya üzrə orta göstəricidir. Test etdiyim NMC hüceyrələri daha tez düşdü. LFP daha yaxşı dayandı. Geyinilə bilən cihazlar üçün istifadə etdiyimiz çanta hüceyrələri eyni kimyəvi tərkibə malik silindrik hüceyrələrdən daha həssasdır, çünki istilik kütləsi daha aşağıdır və yük altında daha isti olur.

Soyuq boşalma qıcıqlandırıcıdır, lakin dağıdıcı deyil. Müvəqqəti olaraq qabiliyyətinizi itirirsiniz. Hüceyrə isindikdə geri qayıdır. Hüceyrələri -15 dərəcədə boşaldım ki, bu da nominal tutumun yalnız 61%-ni verir, sonra onları otaq temperaturuna qədər qızdırın və növbəti boşalmada tam 3,2Ah aldım. Soyuq şarj, öldürücüdür - anodda litium örtük. Bu zərər daimidir. Əksər BMS məhz bu səbəbdən 0 dərəcədən aşağı şarjı bloklayır.

Hər bir boşalma litium ionlarını qrafit anodundan katoda keçir. Hər ittiham onları geri itələyir. Bunu kifayət qədər dəfə edin və işlər pozulmağa başlayır.

Anoddakı SEI təbəqəsi qalınlaşır. Həmin təbəqənin orada olması - qrafiti elektrolitdən qoruyur. Lakin o, hər dövrlə böyüyür və böyümə o deməkdir ki, litium istehlak edir, əks halda enerji saxlaya bilər. Buna görə də, dramatik bir şey baş vermədikdə belə, tutum azalır.

Katod hissəcikləri çatlayır. NMC və NCA katodları litiumun içəriyə və xaricə hərəkət etməsi ilə genişlənən və büzülən bir kristal quruluşa malikdir. mikro-çatlar əmələ gəlir. Səth sahəsi artır. Yan reaksiyalar sürətlənir. Eyni partiyadan təzə hüceyrələrlə müqayisədə mikroskop altında qırılmış şüşəyə bənzəyən yüksək dövrəli hüceyrələrdən -katod hissəciklərinin çarpaz hissələrini gördüm.

Elektrolit parçalanır. İz suyu problemlərə səbəb olur. Yüksək gərginlik oksidləşməni sürətləndirir. Siz qaz istehsalı, artan empedans və nəticədə hüceyrə şişir və ya havalandırma ilə nəticələnirsiniz.

Bunların heç biri bərabər şəkildə baş vermir. Seriya sətirinizdə daha isti işləyən və ya bir qədər aşağı tutumla başlayan xanalar daha tez yaşlanır. Bir və ya iki ildən sonra "uyğunlaşan" paketiniz daha uyğun gəlmir. Zəif hüceyrə boşalma zamanı bütün simi məhdudlaşdırır və ayaqlaşmağa çalışaraq çox işləyir. Oradan ölüm spirali.

IEC 62660 və müxtəlif UL standartları sizə əsas verir. Bunları keçin və məhsul göndərə bilərsiniz. Amma mən hüceyrələrin ace sertifikatlaşdırma testini izlədim və sonra altı aydan sonra çöldə şişmiş kisələrlə göründüm.

Sertifikatlaşdırma testləri real istifadəni təqlid etmək üçün deyil, laboratoriyalar arasında təkrarlanmaq üçün nəzərdə tutulmuşdur. Heç kim telefonunu tam olaraq 0,5C sabit cərəyanda istifadə etmir. Heç kim elektrik alətini 25 dərəcə mükəmməl CC-CV profilində doldurmur.

Paketinizin necə işləyəcəyini anlamaqda ciddisinizsə, faktiki istifadəçinizə uyğun bir sınaq protokolu qurmalısınız. Gözlənilən boşalma cərəyanınızı profil edin. İstirahət dövrlərini daxil edin. Məhsulunuzun görəcəyi temperatur həddindən artıq həddə çatın. Statistik etimad əldə etmək üçün kifayət qədər hüceyrə işlədin - və bu, əksər startapların qaçmağa çalışdığı 3-5 deyil, hər sınaq şərti üçün ən azı 15-20 deməkdir.

Həyatın erkən sınaqlarında uğursuz olan hüceyrələrdə demək olar ki, həmişə istehsal qüsurları var idi. Elektrodda buruqlar, çirklənmə, lövhələrdə pis qaynaqlar. Bunlar ilk 50 dövrədə görünəcək. Gec - uğursuz olan xanalar dizaynınız haqqında sizə nəsə deyənlərdir.

İstifadəçi profilinizi bilirsinizsə, gözlənilən dövr ömrünü hesablaya bilərsiniz. Gündəlik doldurulan telefon - şəbəkəsinə qoşulmazdan əvvəl orta hesabla 20%-ə qədər boşalır ki, bu da gündə təxminən 0,8 dövrə deməkdir. İki-illik gözlənilən ömür ərzində siz 580 dövrəyə baxırsınız. Hüceyrələriniz 500 dövr üçün 80% tutumla qiymətləndirilibsə, 18-ci ayda şikayətləri görməyə başlayacaqsınız.

Buna görə də Apple və Samsung paketlərini reklam edilən tutumla müqayisədə həddən artıq ölçüdə böyüdürlər. Telefonunuzda gördüyünüz "100%" hüceyrələrin tuta bildiklərinin 100%-i deyil. Hüceyrələrdə stressi azaltmaq üçün yuxarıda və aşağıda bir tampon saxlayırlar. Telefonunuz 4500 mAh fiziki tutuma malik ola bilər, lakin proqram təminatı yalnız 4000 mAh istifadə etməyə imkan verir.

Eyni fikir hər hansı bir batareya məhsulu üçün işləyir. Siz ya daha bahalı - dəyərində olan daha yaxşı hüceyrələrlə - dövrü hədəfinizə çata bilərsiniz, ya da əlavə tutum əlavə edərək və hüceyrələri daha asan işlətməklə ona çata bilərsiniz. Zəmanət ehtiyatlarını nəzərə aldığınız zaman ikinci seçim adətən ümumi xərclə qazanır.

Discharge Cycle

Boşaltma dövrü yalnız aşınmanın miqdarını ölçmək üçün bir yoldur. Avtomobildəki odometr milləri kimi, lakin millər və qalan həyat arasındakı əlaqə daha zərifdir. 300 dövrədə iki paket oraya necə çatdıqlarına görə tamamilə fərqli qalan tutuma malik ola bilər.

Hüceyrə istehsalçıları sizə öz nömrələrini verəcəklər. Sizin işiniz bu rəqəmlərin konkret məhsulunuza və xüsusi istifadəçilərinizə necə çevrildiyini anlamaqdır. Bunun üçün heç bir formula yoxdur. Test edirsiniz, göndərirsiniz, sahə məlumatlarını izləyirsiniz və tənzimləyirsiniz.