Ako predĺžiť životnosť lítiových batérií ?

Ako predĺžiť životnosť lítiových batérií ?

Ako predĺžiť životnosť lítiových batérií ?
Hodnotenie čitateľov

Z testov batérii ktoré som videl na internete , usudzujem že výrobcovia najmä čínsky parametre svojich batériií nadhodnocujú alebo povedia iba polovicu pravdy hlavne čo sa týka kapacity a vybíjacieho prúdu.

Hodnotiť predajcov tu teraz nebudem , o tom niekedy nabudúce v diskuznom fore

Na začiatok si treba vysvetliť pojem DOD  to je skratka deep of discharge  čiže hlbka vybitia . V praxi to znamená ak dosiahnem max hĺbku vybitia BMS by malo batériu odpojiť , batéria je max vymlátená ak napätie klesne na kritickú hranicu pri pomerne nízkych prúdoch. Tento stav sa elektrobicyklisti snažia odialiť pretože by to znamenalo šlapanie bez dopomoci , baterka síce ešte nieje prázdna no dobre dostáva na hubu ak elektrobiker “čaká “na tento stav čiže nabije až keď sa úplne energia vyčerpá, je to tu pisané už mnoho krát že baterku zakaždým nabiť ..

Tu sa pozrem ako má vplyv na DOD na životnosť batérii. Tabulka znázornuje počet cyklov s určitým DOD pokiaľ kapacita neklesne pod 70%

DOD

Počet cyklov

Tabulka zznázorňuje počet cyklov vzhľadom na hĺbku vybíjania , je logické čím nižšie je DOD tým viac cyklov batéria znesie.

100% DoD

50%

25% DoD

10% DoD

300 – 500

1,200 – 1,500

2,000 – 2,500

3,750 – 4,700

 

Ďalším faktorom ktorý ovplyňuje životnosť batérii je teplo .Ak je batéria vystavená veľkej záťaži začnie hriať a jej životnosť sa znižuje.Batériu by sme všetci chceli mať nabitú čo najskôr no však , teplota pri nabíjaní má zasadný v vplyv na jej životnosť , pokiaľ to nieje nutné sa vyplatí nabíjať nižšími prúdmi čo predlžuje zasa čas.

 

Táto tabuľka ukazuje  vhodnú teplotu a nabitie pri skladovaní lion batérii. Osobne som si myslel že baterku nabiť na plno a odložiť nakoniec sa ukázalo že stačí baterku nabiť len na polovicu , ak sa predpokladá dlhšie skladovanie.Tiež skladovacia teplota by mohla byť nižšia ..chladnička je gut až na možnú vysokú vlhkosť .

Teplota

40%

 Nabitie 

100%

Nabitie

Tabuľka ukazuje že  zo vstúpajúcou teplotou batéria stráca na kapacite. No zaleží na druhu li-ion baterky aký veľký tento pokles bude.

0°C

25°C

40°C

60°C

98%

96%

85%

75%

94%

80%

65%

60%

Pri 60% stupňoch a 100% nabití  batéria stratí polovicu kapacity za 3 mesiace . Skladovať pri takejto teplote to hadam nikto nebude.

 

Teraz tá najdôležitejšia vec

Nabitie batérie na 100% nepredlžuje životnosť ako som si pôvodne myslel (no vždy lepšie ako ju nehať vymlátenú)

Bežná nabíjačka nabíja batériu na 4.2V / článok vtedy batéria vydrží cca 500 cyklov, fintička je v tom že každých  – 0.10V sa počet nabíjacích cyklov zdvojnásobí. Pri nabití článku na 3.9V sa počet cyklov zdvihne 2400-4000 zaleží na druhu batérie.

 

Nabíjacie napätie (V/cell)

Počet vybíjacích cyklov

Kapacita pri nabití

Tabulka ukazuje akú kapacitu a životnosť bude mať batéria pri určitom napätí

[4.30]

4.20

4.10

4.00

3.92

[150 – 250]

300 – 500

600 – 1,000

1,200 – 2,000

2,400 – 4,000

~[110%]

100%

~90%

~80%

~75%

 

Daľší graf ukazuje pokles kapacity vzhľadom na počet cyklov v prípade že by sa  to nabíjanie trochu preháňalo , stačí dať o 0.1V a pokles životnosti je markantný .. Ak by sa sústavne prekračovalo toto maxko tak možno aj  olovenné batérie by vydržali viac.

lithium graf životnosti

Väčšina packov vydrží cca 3 až 5 rokov za predpokladu že sú ochránené pred vysokým teplom. Za všetko spomeniem najhoršiu situáciu – ktorá môže nastať v reálnom živote a to je nehať batérie plne nabite na slnku alebo kde ich bude zohrievať.

napríklad telefóny  notebooky v aute kde na nich môže pražiť slnko , pri nových vecoch stratu kapacity hneď neuvidím ale ich životnosť bude určite znížená

Napríklad u notebookov je to ešte komplikovanejšie pretože ak je pripojený na sieť batéria sa vôbec nepoužíva čo je teoreticky dobré aspoň doteraz som si myslel… No ak je na šnúre tak batéria má 100% lenže taký notebook dokáže docela dobre kúriť  ohreje  sa aj batéria a životnosť ide dole vodou.

Dobré je batériu pri 40% kapacite ponechať niekde v chládku

Takisto treba byť pri nabíjaní rozumný 1C nabíjanie  je príliš rýchle a skracuje životnosť čím pomalšie tým lepšie.V praxi u elektrobicyklov to znamená 2A alebo 5A

V tomto smere by sa dalo čo to vymyslieť myslím že optimálne nabíjanie vybíjanie je klúčom dlhej životnosti. Napríklad chodím do roboty 10km čo je 25% energie z mojej baterky vždy ju však nabijem do plna napr 4.2V na článok ostatnú energiu nevyužijem a keď prídem z roboty ebike zavesím na nabíjačku a nehám ho do rána.. pritom by mi stačilo ju nabiť na 4.0 V životnosť sa tak predĺži do roboty sa odvezem , a keď pôjde niekde ďalej tak nabijem ju na 4.2V takéto zmýšlanie však vyžaduje plán čo ako budem jazdiť lebo inak budem čakať na “doťah batérie” ,

situácia je tak komplikovaná ak chcem aby lionka vydržala  1000 cyklov

 

 

10 komentárov

  1. Jde taky o to kolik nabijecích cyklů (plných) za rok uděláš.
    při 150 cyklech je to více jak 6 let za tu dobu baterie zestárne tak že její kapacita bude tak třetinová.
    Baterie v dobré kondici je tak maximálně 3 roky. poté to jde prudce z kopce:-)
    Tak že v klidu bude stačit 500 cyklů a pak baterií vyhodím.
    Na těch 500 cyklu nemusím šidit kapacitu tím že budu nabíjet jen na 4V na čl.
    To pak abych baterií šetřil tak z 15Ah využiji jen 10Ah ale prachy jsem zapaltil za 15Ah, proto chci kapacitu využít alespoň z 90%.
    Ten kdo se bude snažit šetřit zjistí že stejně po třech létech je baterie v pr…. a on najezdil na tu kapacitu kvůli šetření jen 70% z možných 100% km.
    Ano souhlasím nepřebíjet (stačí 4,18V na čl.) a nepodbíjet u lipol 3,5V na čl. a lion 3,3V na čl.
    Právě jsem si objednal u Šikuly – Ebike baterií Samsung SDI 22P (LiNiMnCoO2/NMC) 18650 čl.
    36V/15,4Ah za cenu 8168Kč bez DPH, dodání cca 14 dnů. Rozměrově jsou 185x140x67mm, hmotnost 3,3Kg. Zkusím se k ní chovat ohleduplně a uvidím jakou bude mít životnost.
    Tu je odkaz na 48V, výráběno v ČR.
    http://www.e-pohon.cz/e-pohon/eshop/4-1-Komponenty-na-e-bike/2-2-Li-ion-a-LiFePO4-akumulatory/5/474-Akumulator-Li-ion-Samsung-48V-15-4-Ah-plast

    1. Pekný článok, aj pekné odpovede, len nerozumiem jednej veci, prečo tá batéria ťa stojí 8168Kč – (cca 302EUR sorry :=)) ,
      Na 36V potrebuješ 10 cells , a jedna sa predáva za 4-5 EUR, ved to by mala byť záležitosť 50EUR a nie 300! Nesedí mi to, buď neviem počítať alebo neviem čo. Čomu nerozumiem, viete vysvetliť?
      Ja budem potrebovať (výhľadovo o rok o dva) výmenu batérií na kolobežke – ja budem potrebovať cca 10x3500mWH a nemalo by to vyjsť na viac ako 120EUR…

      1. Author

        ahoj peter ono zaleží aké bunky berme do uvahy samsung a podobné s cenou 5€ aby mala baterka nejakú schopnú kapacitu 14Ah potrebuješ 4x3500mAh (možno niesú dosť trdé) 10x4x5€=200€ + k baterke je nabíjačka 30€ a bms 20€ a nejaký obal tie sú dosť drahé -kukni na ali 20+poštovné viac ako cena obalu a hned máš nejakú cenu 300€ v tom neni zahrnutá robota a marža tj zisk obchodníka.

        V tvojom prípade 10×3500 ak by si robil svojpomocne dostaneš sa na 120€ , alebo možno nie lebo cín odpadáva s plôch treba ich bodovať alebo naučiť sa na starých letovať ..

        1. AHoj,
          Dík za odpoveď (ja som vlastne Peter ale už zaregistrovaný ako BP_eter)

          Pozrel som si tu pár iných článkov už som kúsok múdrejší a potvrdil si aj ty.
          Samozrejme potrebujem 10 článkov “na sebe” (sériovo) aby som dosiahol 36V. Ale sčítaval som aj voltáž aj kapacitu článkov a to je nesprávne. Kapacita takého bloku je stále len taká ako kapacita jedného článku :=)
          Keď sa vraciam k tej baterke BOBa (36V/15,4Ah za cenu 8168Kč bez DPH články 2200mAh), tak takých blokov s 10 článkami tam treba naskladať “vedľa seba” paralerne 7x.
          Takže tá batéria potrebuje 70 článkov, už mi to sedí aj matematicky aj fyzikálne aj hmotnostne a aj tá cena sa mi zdá byť dosť dobrá…
          Dík za podporu….
          Peter

  2. Robiť “kratšie” cykly sa oplatí najmä tomu, kto jazdí veľmi často takže by vyjazdil všetky cykly skôr ako by batéria pošla na starobu. Kto jazdí málo a iba sezónne, oplatí sa mu skladovať batériu v nevyužitom čase v čo najideálnejších podmienkach (tým sa starnutie takmer zastaví) – predsa nabiť na polovicu a odložiť niekde do pivnice kde nemrzne a je chladno nič nestojí a robota to tiež žiadna nie je. Aj keby som si to hneď nemal kam dať a dal to k niekomu známemu s vhodnými podmienkami tak to nie je nič hrozné… Potom to zaručene neodíde do 3 rokov ak sú články kvalitné. A ak je niečo haraburda už pri kúpe, tak to už nepomôže nič…
    Ešte jedna dôležitá vec ma napadla, často sa stáva že batéria ktorá je rada že ako tak zvláda 250W motor je použitá k 500W alebo aj výkonnejšiemu, to potom nemá dlhé trvanie a ide to dolu vodou…
    Inak Šikula tam mohol dať aspoň Samsung 25R, má vyššiu kapacitu (2500mAh oproti 2200) a 2x vyšší vybíjací prúd… Lebo tá 22P je tak trochu už výbehová (čomu zodpovedá aj cena, a to asi zavážilo)
    Celkom ale dokážem uveriť tomu, že oproti číne to bude aj tak malý zázrak 🙂

    1. Jen tak obecně by mně zajímalo kdo má doma starší bateri jak 3 roky a je ve stoprocentní kondici?
      Já jsem jednu takovou 18,9Ah/36V (li-mn) daroval kámošovi aby ji dorazil dávala už jen 10Ah a to dovršila teprve nedávno 3 roky. Koupena v linergy tak že se dá předpokládat že byla z celkem kvalitních článků. Podotýkám že tahle byla opečovávána tak jak je všeobecně doporučováno.
      Přestávku měla jen dva měsíce v roku. Sosáno z ní bylo maximálně 25A a sama mohla dát 50A.
      Nabíjena byla tak jak to nabijím nyní 4,18V na článek a vybíjená byla na 3,4V na čl.
      Za ty tři roky měla tak 350 polocyklů a asi 250 plných cyklů.

      Jinak jak píšeš lepší smsung by znamenal mnohem vyšší cenu, na druhou stranu linergy je taky používá a prodává je o 3tis. kč dráž. Naštěstí ten vybíjecí proud 30A mně bohatě stačí. (cyclon 720W)

  3. Celkom by ma zaujímalo (lebo žiadny výrobca ebike batérií to neuvádza) aký je vnútorný odpor celého packu, alebo aspoň aký je úbytok napätia napr. pri 10A záťaži, prípadne pri max. trvalom vybíjacom prúde… Asi by to boli dosť zaujímavé čísla 🙂

    1. Úbytek (spíše pokles) napětí při odběru 10A lze CA snadno zjistit.
      Já jezdím v pruměru tak s 6,4A odběru, mírně zvlněnou krajinou.
      Podobné je to i v kopcích jelikož při cestě zpět je spotřeba 0.
      Budu muset asi vyhodnotit směr stoupání jen tak pro zajímavost:-)

  4. Je to super shrnutí. Jen asi to svádí ke zobecňování. Pojem lithiová baterie je velmi široký…. Obecně Li-Pol, Li-Ion různých chemií, LiFePo4, LiFeYPo4. Největší vliv nabití a teplota bude dle mých znalostí mít právě na Li-Pol. Kategorie Li-Ion zahrnuje různé podtypy a vliv bude různý. U LiFePo4, která je dost stabilní, tak si troufám říct, že vliv bude menší.

  5. Asi by bolo dobré v článku uviesť, že tie informácie sú relevantné pre Li-Ion/LiPo chémiu a samozrejme sa môžu v určitom rozsahu podľa výrobcu a technológie líšiť. Pre LiFePO4 by boli potrebné iné údaje.

Pridaj komentár

Vaša e-mailová adresa nebude zverejnená. Vyžadované polia sú označené *