如何延长锂离子电池的使用寿命

锂离子电池和电池用于大量电子电路设计、电子产品、手机以及许多电动工具、真空吸尘器，现在还用于汽车。

与其他形式的可充电电池一样，锂离子电池和电池的关键问题之一是它们的寿命或寿命有限。随着使用它们的充电容量下降，最终它将达到特定应用的使用寿命结束的点。

当电池的使用寿命结束时，需要更换。不幸的是，维修成本，即使组织能够承担这意味着该项目必须报废。除了产生更多对环境不友好的电子废物之外，这可能既昂贵又不方便。

 

一系列锂离子电池，用于为各种不同的电气和电子产品供电

尤其是更换很多手机，不仅是为了跟上最新的潮流，也是在电池性能下降的时候。移动电话通常每隔两到四到五年就更换一次。通常到五年的时间跨度，电池会显着退化。

同样对于电动汽车，更换电池的成本可能很高，通常会使汽车无法进行经济维修。有鉴于此，制造商正在考虑将汽车的电池寿命定为 10 到 15 年，随着技术的发展，这应该会延长。

锂离子电池寿命

锂离子电池技术的改进使新电池的使用寿命比几年前更长。然而，电池寿命仍然是有限的，可能会导致问题。

通常，电池的寿命，在这种情况下，锂离子电池或电池组的寿命被认为是它在制造时仅存储 80% 的电量。

 

用于为 DSLR 相机供电的典型锂离子电池

寿命通常根据电池在其可以存储的最大电量仅为新时充电容量的 80% 之前可以经历的充电放电循环次数来衡量。正是充电和放电的不断重复导致了电池的磨损和退化。

由于寿命是根据充电/放电循环次数来衡量的，因此除了不使用电池外，似乎几乎没有什么可以保护电池的方法。情况并非如此，可以采取几个步骤来获得最长的使用寿命。有些可能不切实际，但至少了解它们可以使它们在可能的情况下实施。

电池寿命和充电容量下降

由于电池充电容量的下降是电池使用寿命的限制因素，因此了解更多有关这一点很有用。

 

用于为电动工具供电的典型锂离子电池

· 似乎有几个因素会降低锂离子电池的充电容量，从而降低其使用寿命。

活性材料的损失：电池中的活性材料 LAM 的损失发生在正极和负极上。它本质上是一种机制，借此减少电极中可用于电化学活性的材料。

锂库存损失：当可用于传输电荷的锂离子数量减少时，就会发生锂库存或 LLI 的损失。

电极不平衡：随着时间的推移，发现电极的状态变得不平衡，一个电极可以接受比另一个电极更多的锂离子电荷载流子，反之亦然。

阻抗变化：有几种机制会导致阻抗上升，但随着时间的推移，阻抗非常低的电池会开始出现阻抗上升。这发生在使用和时间上。

保持电池寿命的方法

有几种方法可以保持电池寿命（以充电/放电循环次数计）。换句话说，电池达到其使用寿命之前的使用寿命，而不是该循环充电的使用寿命。

这些措施可以帮助确保锂离子电池不需要比必要的更早更换。

· 通过采用这些措施，可以减少成本和浪费，同时可以减少更换电池的不便。

· 仅在您真正需要时才进行快速充电：锂离子电池的快速充电非常方便，因为它可以使设备、车辆或其他物品尽可能重新启动和运行。然而，它确实会对电池造成更大的损坏，并且持续快速充电可能意味着使用寿命不会像其他情况下那样长。

· 不要将锂离子电池完全放电：完全放电的锂离子电池会使它们承受压力，这会缩短它们的使用寿命。将它们完全放电可以将锂离子从电极中剥离出来，这可能导致它们过早消亡。

· 此外，锂离子电池的电量不应低于其最低电压，即每节电池 2.4 V 至 3.0 V。

· 不要过度充电：锂离子电池不喜欢完全放电，也不喜欢充满电。同样，所有锂离子将从一个电极迁移到另一个电极，这也可能导致电极解体。

· 理想的充电带：锂离子电池的最佳充电点可能是在达到 20% 左右充电，然后在 80% 左右停止充电。这并不总是很容易实现，但将其作为一个目标点是有用的，这有助于一般管理。因为电池管理系统会阻止它们达到完全充电甚至低充电水平。他们倾向于给出合理的保证金。然而，防止它们过于接近充电限制的任一端而不是绝对必要的仍然是一个好主意。

· 保持凉爽：锂离子电池应保持凉爽。通过让它们保持凉爽但不冷冻，老化过程会变慢。因此，在阳光明媚的日子里，锂离子电池不应该放在车里，因为气温会显着升高。出于同样的原因，甚至建议电动汽车不要停在阳光下。

· 非使用保养：如果锂离子电池长时间不使用，理想情况下应将其充电至完全充电的 40% 至 60% 之间。理想情况下，它应该定期充电以克服自放电的影响。通过将其保持在 50% 左右的充电水平，这可确保其处于最佳状态，且两个电极均不会耗尽锂离子——这是缩短寿命的关键因素。

· 此外，将电池存放在大约 5° C到 20°C 之间对它们来说是最好的，因为它提供的温度既不太热也不太冷。

· 如果可能的话，也值得将它们从设备中移除，并定期对它们进行充电以更换和因自放电而丢失的电荷。

· 不要冻结：锂离子电池不应暴露在非常低的温度下 - 大多数锂离子电池电解质在大约 -40℃ 时会冻结。这可能会使它们无法在设备需要在极端温度下供电的某些应用中使用。

· 仅在需要时才购买新电池：锂离子电池应仅在需要时购买，因为电池制造后就开始老化过程。直到需要时才购买意味着它们不会变质太多，尽管它们在交付之前已经由制造商和分销商存储。

锂离子电池能用多久

这是每个人都想知道的主要问题。不幸的是，要给出明确的答案并不容易。涉及的变量很多。

电池类型等参数（是否用于手机、照相机、电动工具、电动汽车等）。不同类型的设备使用不同类型的锂离子电池，这将对可达到的使用寿命产生影响。

还有一些项目，例如它们的使用温度，它们是否已存储，它们充电和放电的速度，它们是否已经放电了一段时间，以及许多其他因素。

另一个大变量是什么算作充电/放电循环的问题。有时电池会经历比其他电池更深的充电周期，有时可能是 20% 到 80%，有时可能只是充值，比如 30% 到 60%，这是否算作一个周期。

但对所有这些问题采取明智的方法，大多数锂离子电池至少可以使用 3 年和大约 1000 次充电循环。

如果将这些作为最低限度，那么任何更大的都是奖励。通过采用尽可能延长电池寿命的准则，应该可以通过减少更换电池的频率来提高基本预期寿命并降低成本。

就现实世界的数据而言，已经发现一些早期电动汽车上的电池随着时间的推移仅略有退化，因此它们应该使汽车能够在非常长的使用寿命内运行而无需更换。这显然在一定程度上取决于汽车制造商和电池制造标准，以及电池管理系统的电子电路设计。

锂离子电池的另一个主要用户是手机行业。尽管电池标准通常很高，但对快速充电的需求以及许多人直接运行手机并立即充电的事实，使用快速充电，因为他们需要它们在完全放电后再次快速工作，这意味着使用寿命是很少，只要它可能。然而，随着合同的续签，许多人每两年更换一次手机，而其他人则选择不那么频繁地更换手机，这仍然不是一个大问题。尽管可以更换电池，但通常手机的使用寿命不会超过四年。

通过对锂离子电池的使用和存储方式采取一些预防措施，可以在其性能下降到难以使用的程度之前获得最长的使用寿命。有时不可能实现其中任何一个或全部，但在可行的情况下，它可以有效地延长电池寿命并降低运行成本，因为它们需要更换的频率较低，如果有的话。

电源电路

电源和电源中的电子设备非常重要。没有它们，许多电子电路将无法工作，确保任何电源的规格满足其供电电路的要求也很重要。