Разряд цикли деген эмне?

Өткөн шейшембиде биринчи колдук аппаратын жасап жаткан стартап менен чалуу болду. PM менден алардын колдонуучулары батарейканы канча жолу кубаттай аларын сурайт. Мен көз каранды дедим. Ал номерди каалаган. Мен ага 500 дедим, балким, талаада эч качан болбой турган кемчиликсиз шарттарда.

Бул разряд циклдериндеги көйгөй. Концепция өтө жөнөкөй, бирок аны чыныгы продукцияга колдонуу тез эле татаалдашат.

Батареяңыз плагиндерди- эсепке албайт. Бул кубаттуулуктун өткөрүү жөндөмдүүлүгүн эсептейт. Аталышынын кубаттуулугун 100% төгүңүз жана бул бир цикл. Муну бир ок менен жасаңыз же жарым-жартылай разряддын бир аптасына таратыңыз - ошол эле натыйжа.

Учурда кол чырагыңызда отурган 18650 47-циклда же 212-циклда болушу мүмкүн. Диний түрдө ам-сааттарды байкап жатпасаңыз, сизде эч нерсе жок. Клетка так билбейт. Ичинде кичинекей эсептегич жок. Сиздин BMS аны кулондук эсептөөнүн жана кулондук дрейфтердин негизинде баалайт. Мен пакеттерди бөлүп койдум, анда кабарланган циклдердин саны календардык карыганга салыштырмалуу 30% га азайган.

Samsung SDI 2019-жылы кээ бир маалыматтарды жарыялаган, алардын стандарттык сыноо протоколуна ылайык, 21700 клеткасы 300 циклде 83% сыйымдуулукту кармап турган. Ошол эле доордогу Panasonic NCR клеткалары 300 циклде 78% га жакын болгон. Бул сандар CC-CV 0,5Cде кубаттоо жана 1Стен 2,5Vга чейин өчүрүү менен 23 градустагы климаттык камералардан алынган. Пробегиңиз ар кандай болот, анткени колдонуу учуруңуз климаттык камера эмес.

Бул тармактагылардын баары разряддын тереңдиги жөнүндө, бул кандайдыр бир сыйкырдуу рычаг сыяктуу сүйлөшөт. Тайыз циклдер өмүрдү узартат, терең циклдер клеткаларды тезирээк өлтүрөт. Чындык жетиштүү. Бирок мамиле көпчүлүк күткөндөй эмес.

Мен 2021-жылы медициналык аппараттын кардары үчүн мунун санын аныктоого аракет кылып, кошумча долбоорду ишке ашырдым. Биз бир эле өндүрүштүк партиядан 200 клетканы алып, аларды топторго бөлүп, сегиз ай бою ар кандай DoD деңгээлинде айланттык. 100% DoD тобу 380-циклдин айланасында кратерленген. 60% DoD тобу дагы эле 900 толук циклге барабар болгон 88% кубаттуулукта болгон. 30% DoD тобу бир жылдан кийин эч кандай деградацияны араң көрсөткөн.

Бирок бул жерде маалымат баракчалары сизге айтпайт. Календар карылыгы велосипед тебүүсүнө карабастан, бардык топтордо болжол менен бирдей темпте тамактанган. Он айга чейин биз араң тийген клеткалар да 25 градустук бөлмөдө 50% зарядда отурганда 4-5% сыйымдуулугун жоготуп коюшкан. Катуу циклде жүргөн клеткалар эки тараптан тең тийип жатты - циклдин карылыгы жана календардын бири-биринин үстүнө тизилген карылыгы.

Кардарыңыз эмне үчүн анын эки жылдык-түзмөгү "эптеп эле колдонгонуна" карабастан, эмне үчүн мынчалык узакка жараксыз экенин сураганда, - ошол себептен.

Discharge Cycle

Менин гаражымда үч жайды Туксондогу сарайда өткөргөн гольф арабасынын аккумуляторунун кутучасы бар. Ээси арабаны айына эки жолу гана колдонгонуна ант берди. Пакет 2000 цикл үчүн бааланган. Ал 160та өлдү. Клеткалар сыртынан жакшы көрүнгөн. Бири сынып, желе түрмөгүнүн сепараторунда күрөң тактар бар экен. Электролит жарым-жартылай бузулган.

Жылуулук литий клеткаларын өлтүрөт. Өлгөн шорт сыяктуу тез эмес. Жай, майды столдун үстүнө таштап койгондой.

Arrhenius мамилеси 25 градустан жогору ар бир 10 градус үчүн болжол менен 2 эсе деградацияны берет. Бирок бул химия боюнча орточо көрсөткүч. Мен сынаган NMC клеткалары тезирээк түшүп калды. LFP жакшыраак өттү. Биз кийип жүрүүчү жабдыктар үчүн колдонгон баштыкча клеткалары бирдей химиядагы цилиндр формасындагы клеткаларга караганда сезгич, анткени жылуулук массасы төмөн жана алар жүктө ысып кетет.

Муздак агып чыгуу тажатма, бирок кыйратуучу эмес. Сиз убактылуу жөндөмүңүздү жоготосуз. Клетка жылыганда кайра келет. Мен клеткаларды -15 градуска чыгардым, бул номиналдык кубаттуулуктун 61% гана берди, андан кийин аларды бөлмө температурасына чейин жылытып, кийинки разрядда толук 3,2Ah алды. Муздак заряддоо - бул анодго литий каптоо. Бул зыян түбөлүктүү. Көпчүлүк BMS дал ушул себептен улам 0 градустан төмөн заряддоону блоктоп коюшат.

Ар бир разряд литий иондорун графит анодунан катодго жылдырат. Ар бир заряд аларды артка түртөт. Муну жетиштүү жолу кылсаңыз, баары бузула баштайт.

Аноддогу SEI катмары калыңдайт. Бул катмар ошол жерде болушу керек - ал графитти электролиттен коргойт. Бирок ал ар бир цикл менен өсөт жана өсүү ал энергияны сактай турган литийди керектеп жатканын билдирет. Мына ушундан улам, эч кандай укмуштуудай эч нерсе болбогондо да кубаттуулугу өчөт.

Катод бөлүкчөлөрү жарака. NMC жана NCA катоддорунун кристаллдык структурасы бар, ал литий кирип-чыккан сайын кеңейип, жыйрылат. Микро-жарыктар формасы. Бетинин аянты көбөйөт. Терс реакциялар тездейт. Мен ошол эле партиядагы жаңы клеткаларга салыштырмалуу микроскоптун астында сынган айнек сыяктуу көрүнгөн-жогорку цикл клеткаларынан катод бөлүкчөлөрүнүн кесилишин көрдүм.

Электролит бузулат. Из суу көйгөйлөрдү жаратат. Жогорку чыңалуу кычкылданууну тездетет. Сиз газ генерациясына, импеданстын жогорулашына жана акырында клетка шишип же желдетүүгө алып келет.

Мунун эч бири бирдей болбойт. Серияңыздын сапындагы ысып турган же бир аз азыраак кубаттуулук менен башталган уячалар тезирээк эскирүүдө. Бир-эки жылдан кийин, сиздин "далышкан" топтомуңуз дал келбейт. Алсыз клетка бүтүндөй жипти разрядда чектейт жана артта калууга аракет кылып ашыкча иштеп калат. Ошол жерден өлүм спиралы.

IEC 62660 жана ар кандай UL стандарттары сизге базалык көрсөткүчтү берет. Алардан өтүп, продуктуну жөнөтө аласыз. Бирок мен клеткалардын сертификациясын текшерүүнү көрдүм, андан кийин алты айдан кийин талаада шишип кеткен баштыкчалар менен көрүндүм.

Сертификаттык тесттер чыныгы колдонууну имитациялоо үчүн эмес, лабораторияларда кайталануу үчүн иштелип чыккан. Эч ким телефонун так 0,5С туруктуу ток менен колдонбойт. Эч ким өзүнүн электр шаймандарын 25 градуста кемчиликсиз CC-CV профилинде заряддабайт.

Пакетиңиздин кандай аткарыларын түшүнгүңүз келсе, чыныгы колдонуучуңузга дал келген сыноо протоколун түзүшүңүз керек. Күтүлгөн разряд токуңузду профилдеңиз. эс алуу мезгилдерин камтыгыла. Продуктуңуз көрө турган температуранын чегине жетиңиз. Статистикалык ишенимге ээ болуу үчүн жетиштүү уячаларды иштетиңиз - жана бул көпчүлүк стартаптар качып кетүүгө аракет кылган 3-5 эмес, ар бир сыноо шартында жок дегенде 15-20 дегенди билдирет.

Жашоонун башталышында тестирлөөдөн өтпөй калган клеткаларда дээрлик дайыма өндүрүш кемчиликтери болгон. Электроддогу бурчтар, булгануу, тилкелерде начар ширетүүлөр. Алар биринчи 50 циклде пайда болот. Кеч - иштебей калган уячалар сиздин дизайныңыз жөнүндө айтып беришет.

Колдонуучу профилиңизди билсеңиз, күтүлгөн цикл мөөнөтүн эсептей аласыз. Күн сайын кубатталып турган телефон - розеткасына туташтырардан мурун орточо 20% кубаты керек, бул күнүнө болжол менен 0,8 циклди түзөт. Эки-жылдык күтүлгөн өмүр бою сиз 580 циклди карап жатасыз. Эгер сиздин клеткаларыңыз 500 циклден 80% сыйымдуулукка чейин бааланган болсо, сиз 18-айга жакын даттанууларды көрө баштайсыз.

Ошондуктан Apple жана Samsung таңгактарын жарнамаланган кубаттуулукка салыштырмалуу чоңураак кылып коюшат. Телефонуңузда көргөн "100%" клеткалар чындыгында кармай турган 100% эмес. Алар клеткаларга стрессти азайтуу үчүн үстүнкү жана ылдый жагында буферди сакташат. Телефонуңуздун физикалык кубаттуулугу 4500 мАч болушу мүмкүн, бирок программалык камсыздоо анын 4000 мАчын гана колдонууга мүмкүндүк берет.

Ошол эле идея батарейканын бардык продуктуларына иштейт. Цикл өмүрүңүздүн максатына - кымбатыраак турган - турган жакшыраак клеткалар менен жете аласыз же кошумча кубаттуулуктарды кошуп, клеткаларды оңой иштетүү менен жете аласыз. Экинчи вариант, адатта, кепилдик резервдерин эске алганда, жалпы чыгым боюнча утат.

Discharge Cycle

Разряд цикли эскирүүнүн санын аныктоонун бир жолу. Автоунаадагы миляны өлчөгүч сыяктуу, бирок миля менен калган жашоонун ортосундагы мамиле бир кыйла жакшыраак. 300 циклден турган эки таңгак ал жакка кантип жеткенине жараша такыр башка калган кубаттуулукка ээ болушу мүмкүн.

Уюлдук өндүрүүчүлөр сизге номерлерин беришет. Сиздин жумушуңуз бул сандар сиздин конкреттүү продуктуңузга жана конкреттүү колдонуучуларыңызга кандайча которуларын аныктоо. Мунун формуласы жок. Сиз сынайсыз, жөнөтөсүз, талаа маалыматтарын көрөсүз жана тууралайсыз.