22 Jahre Batterieanpassung
Jun 30, 2023 Seitenansicht：102
Eine Vielzahl elektronischer Geräte verwenden Lithium-Ionen-Batterien. Eine Verbesserung hat zur Entdeckung von Lithium-Ionen-Polymer- oder LiPo-Akkus geführt, die hinsichtlich der Leistung viel stärker sind. Die Batterien bieten eine höhere spezifische Kapazität und eine längere Lebensdauer als andere Batterien.
Darüber hinaus sind LiPos auch leichter und haben ein gutes Energie-/Größenverhältnis. Sie laden sich schneller wieder auf und versprechen die geringste Selbstentladung. Es ist kein Wunder, dass sie in verschiedenen Anwendungen weit verbreitet sind, sowohl bei geringer als auch bei hoher Leistung. Mobiltelefone, Laptops, Elektrowerkzeuge, Elektrofahrzeuge und viele andere Anwendungen sind auf diese Batterien angewiesen.
Trotz dieser Vorteile weisen LiPo-Akkus auch einige Einschränkungen auf. Beispielsweise ist das Aktivmaterial reaktiver als andere Stoffe in anderen Batterien.
Außerdem verlieren sie, wie alle anderen Batterien auch, mit der Zeit an Kapazität und Lebensdauer. Auch wenn sie im Vergleich zu anderen Batterien länger halten und eine bessere Leistung erbringen, weisen sie immer noch Probleme mit der Alterung auf. In den nächsten Abschnitten werden wir näher darauf eingehen, warum diese Batterien an Kapazität und Lebensdauer verlieren.
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Was verringert die Kapazität von Lithiumbatterien?
Alle wiederaufladbaren Batterien verlieren mit der Zeit an Wirksamkeit. Dies liegt an der chemischen Alterung der Batterie.
Auch Lithiumbatterien altern, da die Ladungsmenge, die sie aufnehmen können, abnimmt. Dies führt dazu, dass die Akkus kürzere Betriebszeiten ohne Nachladen haben. Möglicherweise ist Ihnen aufgefallen, dass Ihr Gerät nicht mehr so viel Strom hat wie im Neuzustand. Dies liegt an diesem chemischen Abbau.
Der Akku hat seine maximale Kapazität erreicht. Dies ist das Maß für die Kapazität eines Akkus im Vergleich zu einem neuen Akku. Wenn die Batteriekapazität abnimmt, kann es auch sein, dass sie nicht mehr in der Lage ist, die maximale Sofortleistung bzw. „Spitzenleistung“ zu liefern.
Um ordnungsgemäß zu funktionieren, muss Ihr Telefon oder ein anderes elektronisches Gerät sofort Strom aus dem Akku beziehen. Die Batterieimpedanz ist einer der Faktoren, die diese Leistung beeinflussen. Batterien mit hoher Impedanz bieten möglicherweise nicht genügend Leistung, um den Systemanforderungen gerecht zu werden. Und diese Impedanz steigt, wenn eine Batterie ein höheres chemisches Alter hat.
Ein niedriger Ladezustand entsteht, wenn die Impedanz der Batterie zu hoch ist, wie es auch bei niedrigen Temperaturen der Fall ist. Wenn dieser Effekt zu einer höheren chemischen Alterung hinzukommt, steigt die Batterieimpedanz noch weiter an.
Vor diesem Hintergrund finden Sie hier eine Zusammenfassung der Dinge, die sich auf die Kapazität auswirken:
Hohe Impedanz – Wenn Batterien bei hoher Impedanz Strom aufnehmen, wird ihr Spannungsabfall größer. Das Gerät benötigt eine Mindestspannung, um im internen Speicher, in den Stromkreisen und in der Batterie ordnungsgemäß zu funktionieren. Dieser Strom stammt vom Energieverwaltungssystem, das die Kapazität des Netzteils bestimmt. Wenn also die volle Kapazität der Energieverwaltungssysteme ausfällt und der Betrieb nicht mehr unterstützt werden kann, wird das System heruntergefahren, um die Komponenten zu schonen – was sich auf seine Kapazität auswirkt.
Was führt dazu, dass die Batterielebensdauer abnimmt?
Alle Batterien haben eine bestimmte Lebensdauer. Dies ist die Zeitspanne, in der Ihre Batterie störungsfrei arbeitet. Beispielsweise können Lithium-Ionen-Batterien bei mehr als 1000 Ladezyklen eine Lebensdauer von drei bis fünf Jahren haben.
Abhängig von bestimmten Faktoren können Sie die Lebensdauer einer Batterie verlängern oder verkürzen. Nachfolgend sind bestimmte Faktoren aufgeführt, die die Batterielebensdauer beeinflussen:
Ladezyklen
Ein Ladezyklus ist das vollständige Entladen und Wiederaufladen einer Batterie von 0 % auf 100 %. Sie können auch einen Ladezyklus von 50 % auf 100 % durchführen und diesen wiederholen.
Je mehr Ladungen/Aufladungen ein Akku hat, desto schneller verkürzt sich seine Lebensdauer. Dies liegt an der chemischen Zusammensetzung der Batterie von Lithiumbatterien. Es gibt verschiedene chemische Mechanismen, die zur Verschlechterung dieser Batterien führen.
Ein gutes Beispiel sind die Nebenreaktionen, die in Li-Ionen-Batterien im Elektrolyten auftreten und dabei Verbindungen bilden, die freies Lithium einfangen. Dadurch wird die Anzahl der Li-Ionen reduziert, die sich zwischen den Elektroden bewegen. Der Verlust mobiler Ionen verringert die maximale Kapazität, die die Batterie aufnehmen kann.
Elektrodenschäden entstehen häufig durch strukturelle Störungen, die ihre Lebensdauer verkürzen. Die strukturelle Störung entsteht während des Radfahrens, wenn sich Lithiumionen in die Elektroden hinein und aus ihnen heraus bewegen. Durch diese Schädigung verringert sich die Anzahl der Li-Ionen, die die Elektrode in ihrer Struktur aufnehmen kann.
Batterietemperatur
Ein weiterer wichtiger Faktor, der die Batterielebensdauer beeinflusst, ist die Temperatur. Allerdings gibt es so viele Missverständnisse. Manche gehen beispielsweise davon aus, dass kalte Temperaturen die Lebensdauer einer Batterie verkürzen. Die Erkenntnis, dass Smartphones bei kalten Temperaturen schneller „sterben“, lässt dieses Missverständnis aufkommen. Dies hat keinen Einfluss auf die Batterielebensdauer.
Die kühle Temperatur kann zum Abschalten der Batterie führen, da die Elektrodenbewegung schneller erfolgt. Tatsächlich kann es bei kalten Temperaturen aufgrund der erhöhten Umgebungstemperatur zu einer Erwärmung der Batterie kommen, sodass sie normal funktioniert.
Nicht kalte Temperaturen, sondern hohe Temperaturen beeinflussen die Lebensdauer einer Batterie. Die zwischen den Elektroden verbliebenen Elektrolyte zersetzen sich bei erhöhten Temperaturen. Der Akku verliert dann seine Kapazität und schaltet sich ab.
Überladung
Ein weiterer Grund, warum Lithiumbatterien ihre Lebensdauer verlieren, ist das Überladen. Dabei wird Strom in die bereits geladene Batterie geleitet. Andernfalls kann es zu Überhitzung und möglicherweise zur Explosion kommen.
Glücklicherweise verwenden die Hersteller keine Schutzsysteme, um eine Überladung der Batterien zu verhindern. Es wird jedoch dennoch empfohlen, den Ladevorgang zu beenden, sobald der Akku 100 % erreicht hat, da es auf lange Sicht beschädigt werden kann, wenn das Gerät angeschlossen bleibt.
Welche Faktoren beeinflussen die Batteriekapazität?
Jeder Verbraucher möchte den leistungsstärksten Akku mit guter Kapazität. Vielleicht finden Sie eines, aber es wird nicht lange halten, wenn Sie nicht wissen, wie Sie es unter optimalen Betriebsbedingungen halten. Es gibt mehrere Faktoren, die bestimmen, wie lange Ihre Batterie hält. Dazu gehören Folgendes:
Batteriechemie. Unterschiedliche Batterien haben unterschiedliche Kapazitäten. Beispielsweise wird angenommen, dass Li-Ionen-Batterien eine höhere Kapazität haben als Blei-Säure-Batterien und andere Technologien
Größe und Gewicht. In manchen Fällen gilt: Je größer der Akku, desto höher die angezeigte Kapazität.?
Dies hängt jedoch auch von der Art der Batterie ab. Lithiumbatterien sind im Allgemeinen kleiner und leichter, haben aber eine höhere Kapazität.
Temperatur. Eine höhere Temperatur erhöht die interne Hitze und die chemische Reaktion innerhalb der Batterie. Dies kann dazu führen, dass ihm zu schnell der Strom ausgeht, was sich auf lange Sicht auf seine Kapazität auswirkt.
Auch physische Schäden wirken sich auf die Kapazität einer Batterie aus. Wenn Sie eines über einen längeren Zeitraum haben möchten, denken Sie darüber nach, es immer unter den besten Arbeitsbedingungen aufzubewahren.
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