Znajomość zasad prawidłowego korzystania z akumulatorów litowo-jonowych ma znaczący wpływ na przedłużenie żywotności baterii. Przedstawiamy najważniejsze wytyczne, które warto stosować podczas użytkowania i magazynowania akumulatorów Li-ion.

Co wpływa na żywotność akumulatora litowo-jonowego?

Do najważniejszych czynników mających bezpośredni wpływ na żywotność akumulatora zaliczamy temperaturę pracy i przechowywania, stopień rozładowania baterii oraz poziom naładowania ogniw.

  • Temperatura pracy i przechowywania – zaleca się, by baterie litowo-jonowe były przechowywane i użytkowane w temperaturach w zakresie 0-35°C. Wyższe temperatury trwale skracają żywotność ogniw, natomiast niższe negatywnie wpływają na uzyskiwaną pojemność.

  • Stopień rozładowania (ang. depth of discharge, DoD) – im mniejszy stopień rozładowania, tym większa żywotność baterii. Najwydajniejszą opcją jest rozładowywanie baterii tylko o 20%. Takie rozwiązanie sprawia, że jeden pełny cykl (0-100%) osiągamy dopiero po 5 ładowaniach. Warto jednak zauważyć, że użytkowanie baterii w ten sposób nie jest łatwe, dlatego dobrym pomysłem jest ładowanie akumulatora po rozładowaniu go do 50%, co pozwala na 2-krotne zwiększenie żywotności baterii. Zależność stopnia rozładowania i żywotności akumulatora obrazuje poniższa tabela:


Stopień rozładowania (DoD)

Przybliżona żywotność w cyklach ładowania (spadek pojemności o 20%)

100%

500

80%

900 (720 pełnych cykli)

60%

1500 (900 pełnych cykli)

40%

3000 (1200 pełnych cykli)

20%

9000 (1800 pełnych cykli)


  • Poziom naładowania ogniw (ang. state of charge, SoC) – testy badające zależność poziomu naładowania ogniw i żywotności baterii wskazują, że dobrym rozwiązaniem jest ładowanie ogniw do poziomu 80-85%. W ten sposób możemy uniknąć ostatniej fazy ładowania akumulatora, która negatywnie wpływa na znajdujący się wewnątrz ogniwa elektrolit. Ładując baterię litowo-jonową do 85% możemy nawet 3-krotnie wydłużyć jej żywotność! Zależność tę przedstawia poniższa tabela:


Poziom naładowania ogniw (SoC)

Przybliżona żywotność w cyklach ładowania
(spadek pojemności o 20%)

100%

500

90-95%

700

85-90%

1000

80-85%

1500


UWAGA:
aby zbalansować pojedyncze ogniwa, raz na jakiś czas warto naładować akumulator Li-ion do 100% – najlepiej raz na 10 ładowań.


Ładowanie baterii litowo-jonowych

Ogniwa litowo-jonowe ładujemy dwufazowo – najpierw stałym prądem, a następnie stałym napięciem:

  1. 1. Ładowanie stałym prądem (ang. constant current, CC) – długa faza, która charakteryzuje się liniowym przyrostem pojemności względem napięcia i czasu ładowania. Zakończenie pierwszej fazy odbywa się przy naładowaniu baterii do poziomu ok. 80-90%.

  2. 2. Ładowanie stałym napięciem (ang. constant voltage, CV) – faza końcowa, która początkowo daje duży przyrost energii, a następnie zwalnia. Ostatnie 5% ładowania trwa bardzo długo.


Magazynowanie akumulatorów litowo-jonowych

Warunki atmosferyczne nie zawsze sprzyjają korzystaniu ze skutera elektrycznego, dlatego warto wiedzieć, w jaki sposób przechowywać baterię litowo-jonową, by nie zmniejszyć jej pojemności podczas magazynowania.

Przechowywanie akumulatora litowo-jonowego przez 1 rok

Temperatura

40% naładowania

100% naładowania

0°C

2% utraty energii

6% utraty energii

25°C

4% utraty energii

20% utraty energii

40°C

15% utraty energii

35% utraty energii

60°C

25% utraty energii

40% utraty energii (po 3 miesiącach)


Powyższa tabela przedstawia zależność między temperaturą przechowywania baterii a naładowaniem akumulatora do poziomu 40% i 100%. Z zawartych w niej danych jednoznacznie wynika, że najwydajniejszą opcją jest przechowywanie baterii naładowanej do ok. 40% w temperaturze 0-25°C. Wyniki te świadczą jedynie o utracie energii w czasie magazynowania baterii, a nie o trwałym zużyciu akumulatora. Można jednak przypuszczać, że wraz z utratą energii dochodzi do niewielkiej, lecz trwałej utraty pojemności ogniw. Aby móc korzystać z tej samej baterii przez kolejny sezon, warto zadbać o optymalne warunki przechowywania akumulatora.