リチウム電池の容量損失

リチウムイオン電池を現代の電子機器の問題児と呼ぶ人はたくさんいます。これは、数時間後、これらのバッテリーがラップトップを無力にする傾向があるためです。思いがけない時にコンセントを探していることに気付くでしょう。さらに、友人と電話で会話しているときに電話がすぐに死ぬ理由でもあります。

しかし、これらのバッテリーの容量が少ないという問題ほど明白ではない問題は、寿命の問題です。新しいリチウムポリマー電池とリチウムイオン電池はどちらも、しばらくすると容量が簡単に失われるという悪い癖があります。そうしないと、基本的に死んでしまいます。

既知のバッテリーの問題は、定義上、自動的に化学的問題になります。はるかに健康的なバッテリーでは、イオンはアノードとカソードの間を自由に流れます。

バッテリーが充電されているとき、それはカソードからアノードにイオンを強制し、バッテリーを使用すると実質的に全体の流れを元に戻します。ある期間にわたって、このプロセス全体がカソードを摩耗させ、これが容量の低下につながります

注意すべき点の1つは、ハイエンドのリチウムポリマーバッテリーは、約1,000回の充電サイクル後に初期容量の約20％を失う可能性があることです。

これらすべてを理解するためのより良い方法は、ラップトップを再充電するために移動するときはいつでも、バッテリーの最大寿命を数秒短縮していると推論することです。熱と不規則な充電の両方が、この劣化を加速するのに役立ちます

また、バッテリーは使用しないと劣化します。 Cadex Electronicsによると、完全に充電されたバッテリーは、1年間の定期的な保管後に、基本的にその容量の約20パーセントを失う可能性があります。

一方、空のバッテリーパックは、最終的には深い放電に陥る可能性があります。これにより、バッテリーを再び充電できなくなります。それでも、長期のバッテリー貯蔵のためにあなたが持っている最善の策は、その充電を50パーセントまで下げることです。

また、バッテリーを冷却するために、デバイスからバッテリーを取り外す必要があります。ただし、理想的な保管条件では、約3〜4年後にバッテリーが切れたままになる可能性もあります。

容量損失の理解

容量フェージングとも呼ばれる容量損失は、充電式バッテリーの使用時に観察されるイベントです。ここで、バッテリーが定格電圧で供給できる充電量は、使用するたびに減少します。

2003年のはるか昔に、約500回の充電サイクルと放電サイクル後のリチウムイオン電池に関連する通常の容量損失の範囲が12.4％から24.1％まで実質的に変化したという報告がありました。

これにより、基本的に、サイクルごとの平均容量損失は、サイクルごとに約0.025〜0.048％になります。ただし、リチウム電池の容量損失は、放電Cレート、SoC：充電状態、周囲温度を除くさまざまなストレス要因によって発生します。

容量の損失は温度に大きく依存しますが、そのエージング率は、25°C未満の温度を下げると増加します。また、25℃以上になると温度上昇によりエージングが促進されます。

さらに、容量損失はCレートに敏感であり、Cレートを上げると、基本的にすべてのサイクルで容量損失が速くなります。

また、分解の化学的メカニズムが低いCレートでの容量損失を支配し、機械的分解が高いCレートで支配します。

ただし、バッテリーのエネルギー貯蔵は、次の3つの主要なセクションに簡単に分けることができます。

・自動的に取得できる利用可能なエネルギー

・適切に補充できる空のゾーン。

・非アクティブな岩の内容物または使用できない部分。

バッテリーの色あせの原因

電池は、製造された最初の日から色あせ始めます。新しいバッテリーは100％の容量を提供できる必要があり、使用されているほとんどの部品はそれよりも少ない速度で動作します。

バッテリーの岩石含有量は着実に増加しますが、充填量が少ないため、充電時間は短くなります。色あせたバッテリーの充電時間の短縮は、ニッケルベースのバッテリーで簡単にわかります。

ただし、自由電子の流れを止める電荷移動能力が低いと、実際には、老朽化したリチウム電池の充電時間が長くなります。場合によっては、減少は直線的であり、容量のフェードはほとんどの場合、年齢とサイクルカウントの関数です。

深い放電は部分放電よりもバッテリーにストレスを与えることに注意する価値があります。したがって、バッテリーを完全に放電するのではなく、より頻繁に充電することをお勧めします。定期的な競合放電は、ニッケルベースのバッテリーでのみ推奨されます。

キャリブレーションの一環として、メモリとスマートバッテリーを制御することをお勧めします。

ニッケルベースのバッテリーとリチウムバッテリーは、容量が最終的に80％を下回る前に、約350回の放電と充電のサイクルを提供します。

リチウムベースのバッテリーを延長する方法

リチウムベースのバッテリーの寿命を延ばすために従うべきいくつかのステップがあり、それらは以下を含みます：

・電池は時間の経過とともに劣化するため、使用する電池よりも長持ちしないため、予備の電池を入手することは理想的ではありません。スペアの代わりに、大容量のリチウム電池を入手して、最近製造されたものを求めてください。

・NiCad電池とは異なり、リチウム電池には充電メモリがありません。これは、深い放電サイクルが要求されないことを意味します。ただし、例外があります。 30回の充電後、リチウム電池はほぼ完全にカットオフポイントまで放電し、再度充電する必要があります。そのパワーゲージは最終的に再校正されます

・リチウム電池がセルあたり2.5ボルト未満で放電されると、電池に作成された安全回路が開き、電池が切れます。リチウム電池を深く放電しないでください。

最終的な考え

著名なリチウムイオン電池は、ある時点で製造されていた以前のタイプの電池を大幅に強化したものです。

リチウム電池は完全には成熟していませんが、まだ改善されています。その容量が段階的に増加している間、いくつかの注目すべき開発がその安全性と寿命においてなされました。