Análisis de ciclos de recarga de baterías de litio

Al cuidar bien de dispositivos como teléfonos inteligentes, tabletas y computadoras portátiles, es más probable que sus respectivas baterías sobrevivan fácilmente, que en la actualidad son reemplazables por los usuarios. Teniendo esto en cuenta, mejorar tanto la resistencia como la capacidad mediante las técnicas de carga adecuadas es más importante que nunca.

En este artículo se analiza en profundidad el ciclo de recarga de la batería de litio con la conexión entre la carga transferida y el tiempo de transferencia correspondiente para cargar y descargar una batería de iones de litio portátil bajo ciclos de corrientes de baja intensidad.

¿Cuántos son los ciclos habituales de recarga de baterías de litio?

"Ciclo" es una palabra clave aquí. Es difícil medir su vida útil como una unidad de tiempo porque las baterías están diseñadas para mantener una carga. Para otra persona, una batería que dura dos años solo puede durar seis meses porque se usa de manera diferente. La longevidad de la batería se mide mediante ciclos de carga, por lo que podemos tener una estimación de cuánto tiempo esperamos que duren. Por lo general, la batería de un teléfono está diseñada para durar alrededor de 500 a 600 ciclos, y un ciclo se describe como cargar una batería completamente descargada al 100% y luego descargarla nuevamente a cero. Es un proceso parcial cargar una batería con un 50 por ciento de carga restante y luego descargarla al 50%. Es por eso que escucharás a la gente diciéndote que cargues la batería antes de que se llene, y escucharás a la gente diciéndote lo contrario como una forma de jugar y mantenerte fuera del ciclo 500. No funciona de esa manera, por supuesto, porque la batería no cuenta el número de ciclos de carga. Es solo una estimación de quinientos.

No obstante, la resistencia se puede calcular en ciclos debido a lo que ocurre cuando se carga una batería y cómo afecta a los ciclos de carga posteriores, la cantidad de energía que se puede retener y el potencial (piense en la cantidad de voltios) de la carga almacenada.

¿Cuándo necesita recargar su batería de litio?

Por lo general, la vida útil de la batería de un teléfono moderno (iones de litio) es de 2 a 3 años, lo que equivale a unos 300 a 500 ciclos de carga clasificados por los fabricantes. Entonces, la capacidad de la batería comenzará a disminuir en aproximadamente un 20 por ciento.

En resumen, cuanto más alta sea la batería, mejor será. Para minimizar realmente la degradación de la batería, aumente el nivel de la batería por cada caída del 10 por ciento. Y mantenga el nivel de la batería lo más cerca posible del medio (50%). Son poco prácticos y poco realistas, sí. Pero estos son solo para mejorar la seguridad de la batería. Hay mucho espacio para modificar para agregar más comodidad a la mezcla. Sin embargo, las baterías de iones de litio se estresan por:

• Cuánta batería se usa antes de recargar después de la profundidad de descarga.

• Niveles de batería extremadamente bajos y altos.

¿Cómo se protege la vida útil del ciclo comprobando los ciclos de recarga de la batería de litio?

Es muy necesario proteger el ciclo de vida de las baterías de iones de litio comprobando o probando el ciclo de recarga de las baterías para aumentar la vida útil de las baterías de litio. Por lo tanto, la prueba de ciclo de tales baterías se analiza aquí en detalle.

Prueba del ciclo

Esta puede ser la más importante de las pruebas de calificación. Las celdas están sujetas a ciclos de carga repetidos de descarga para verificar que las celdas cumplen o exceden el ciclo de vida declarado por el fabricante. El ciclo de vida de la batería generalmente se define como el número de ciclos de carga-descarga que una batería puede realizar antes de que su capacidad nominal caiga por debajo del 80% de su capacidad nominal inicial. Estas pruebas son necesarias para verificar que el rendimiento de la batería está en consonancia con la fiabilidad y la esperanza de vida del producto final y no darán lugar a reclamaciones excesivas de garantía.

La temperatura, las tasas de carga / descarga y la profundidad de descarga tienen un impacto importante en el ciclo de vida de las celdas dependiendo del propósito de las pruebas, la temperatura debe controlarse a un nivel de referencia acordado para obtener resultados repetibles que puedan compararse con un estandar. Además, los experimentos se pueden utilizar para simular condiciones en las que la temperatura puede aumentar o disminuir para decidir cómo se verá afectado el ciclo de vida.

De manera similar, la vida útil del ciclo se ve afectada por la sobrecarga y la descarga excesiva, y si se va a verificar la especificación del fabricante, es importante establecer los límites de voltaje y corriente adecuados.

Las pruebas de ciclo generalmente se realizan mediante bancos de celdas utilizando probadores multicanal que pueden crear varios perfiles de carga y descarga, incluidas las entradas y cargas pulsadas. Al mismo tiempo, es posible monitorear y registrar varios parámetros del rendimiento de la celda, como temperatura, capacidad, impedancia, potencia de salida y tiempo de descarga. Por lo general, un proceso de descarga de carga completa administrado tarda aproximadamente 5 horas. Significa que se necesitarán 208 días para medir hasta 1000 ciclos, asumiendo que las 24 horas del día funcionan los 7 días de la semana. Por lo tanto, se necesita mucho tiempo para verificar el impacto de cualquier mejora celular en curso. Debido a que el proceso de envejecimiento es continuo y bastante lineal, se puede utilizar un número menor de ciclos para predecir la vida útil de una célula. Sin embargo, requeriría una gran cantidad de células y mucho tiempo para demostrarlo de manera concluyente para garantizar la vida útil del producto. Esto puede resultar muy caro para las baterías de alta potencia.

Conclusión

Se puede concluir que, dado que la demanda de baterías de litio aumentará en los próximos años, es importante tomar tales medidas para aumentar la vida útil de las baterías de litio para que se puedan utilizar de mejor manera. El ciclo de vida de las baterías juega un papel importante para determinar la última etapa de la batería después de la cual no se usará como se usaba antes. Es por eso que se debe verificar cada 2 a 3 meses para conocer la confiabilidad de la batería y, por lo tanto, el rendimiento de la batería también se puede evaluar a través de este método que es beneficioso para la batería.