Unsa ang Discharge Cycle?

Adunay usa ka tawag kaniadtong Martes nga adunay usa ka pagsugod nga naghimo sa ilang una nga handheld device. Gipangutana ko ni PM kung kapila ma-charge sa ilang mga tiggamit ang baterya. sabi ko nga depende. Gusto niya og numero. Gisultihan ko siya nga 500, tingali, ubos sa hingpit nga mga kondisyon nga dili na maglungtad sa uma.

Mao kana ang problema sa mga siklo sa pag-discharge. Ang konsepto patay nga yano apan ang pagpadapat niini sa tinuod nga mga produkto dali nga komplikado.

Ang imong baterya wala mag-ihap sa mga plug-in. Nag-ihap kini sa kapasidad nga throughput. Hugasi ang 100% nga kapasidad sa nameplate ug kana usa ka siklo. Buhata kini sa usa ka shot o ipakaylap sa usa ka semana nga partial discharges - parehas nga resulta.

Ang 18650 nga naglingkod sa imong flashlight karon mahimong naa sa cycle 47 o cycle 212. Gawas lang kung relihiyoso ka nga nagsubay sa mga oras nga amp-, wala ka'y ideya. Ang selda siguradong wala mahibalo. Walay gamay nga counter sa sulod. Ang imong BMS nagbanabana niini base sa coulomb counting, ug coulomb counting drifts. Gibulag nako ang mga pakete diin ang gikataho nga ihap sa siklo nawala sa 30% kung itandi sa tinuud nga pagkatigulang sa kalendaryo.

Gipatik sa Samsung SDI ang pipila ka mga datos kaniadtong 2019 nga nagpakita sa ilang 21700 nga mga selyula nga naigo sa 83% nga pagpadayon sa kapasidad sa siklo 300 sa ilawom sa ilang sumbanan nga protocol sa pagsulay. Ang mga selula sa Panasonic NCR gikan sa parehas nga panahon sama sa 78% sa 300 nga mga siklo. Kini nga mga numero naggikan sa mga lawak sa klima sa 23℃nga adunay CC-CV nga nag-charge sa 0.5C ug nag-discharge sa 1C ngadto sa 2.5V nga cutoff. Ang imong mileage magkalainlain tungod kay ang imong kaso sa paggamit dili usa ka lawak sa klima.

Ang tanan sa kini nga industriya naghisgot bahin sa giladmon sa pag-discharge sama sa usa ka matang sa magic lever. Ang mabaw nga mga siklo nagpalugway sa kinabuhi, ang lawom nga mga siklo makapatay sa mga selula nga mas paspas. Tinuod gyud. Apan ang relasyon dili ang gipaabut sa kadaghanan.

Nagdagan ako usa ka proyekto sa kilid kaniadtong 2021 nga naningkamot sa pag-ihap niini alang sa usa ka kostumer sa medikal nga aparato. Nagkuha kami og 200 ka mga selula gikan sa samang lote sa produksiyon, gibahin kini ngadto sa mga grupo, ug gi-cycle kini sa lain-laing lebel sa DoD sulod sa walo ka bulan. Ang 100% DoD nga grupo nag-crater sa palibot sa siklo 380. Ang 60% nga DoD nga grupo anaa pa sa 88% nga kapasidad sa katumbas sa 900 ka bug-os nga mga siklo. Ang 30% nga grupo sa DoD halos wala magpakita sa bisan unsang pagkadaot pagkahuman sa usa ka tuig.

Apan ania ang dili isulti kanimo sa mga datasheet. Ang pagkatigulang sa kalendaryo nagkaon sa tanan nga mga grupo sa halos parehas nga rate bisan pa sa pagbisikleta. Sa ikanapulo ka bulan, bisan ang mga selyula nga hapit namong mahikap nawad-an na og 4-5% nga kapasidad nga naglingkod lang didto sa 50% nga state of charge sa usa ka 25℃nga lawak. Ang mga selyula nga nagbiseklita kusog naigo gikan sa duha ka direksyon - cycle aging plus kalendaryo aging stacking sa ibabaw sa usag usa.

Mao nga kung mangutana ang imong kustomer kung ngano nga ang ilang duha ka-tuig-ang aparato dili molungtad og dugay bisan kung sila "halos gigamit" - mao kana.

Discharge Cycle

Naa koy usa ka kahon sa mga cell sa akong garahe gikan sa usa ka pack sa baterya sa golf cart nga naggugol sa tulo ka ting-init sa usa ka bodega sa Tucson. Ang tag-iya nanumpa nga gigamit ra niya ang kariton tingali kaduha sa usa ka bulan. Ang pakete gi-rate alang sa 2000 nga mga siklo. Namatay kini sa 160. Maayo ang hitsura sa mga selula sa gawas. Nabuak ang usa ug ang jelly roll adunay brown spots sa separator. Ang electrolyte adunay partially decomposed.

Ang init makapatay sa mga selula sa lithium. Dili paspas sama sa usa ka patay nga mubo. Hinay, sama sa pagbiya sa mantekilya sa counter.

Ang relasyon sa Arrhenius naghatag kanimo halos 2x nga rate sa pagkadaot sa matag 10℃labaw sa 25 degree. Apan kana usa ka aberids sa mga chemistries. Ang mga selula sa NMC nga akong gisulayan mas paspas nga nahulog. Ang LFP nagpabilin nga mas maayo. Ang pouch cell nga atong gigamit para sa wearables mas sensitibo kay sa cylindrical cells nga adunay parehas nga chemistry tungod kay mas ubos ang thermal mass ug mas init kini ubos sa load.

Ang bugnaw nga paggawas makalagot apan dili makadaot. Nawad-an ka sa kapasidad temporaryo. Mobalik kini sa dihang mag-init ang selula. Gipagawas nako ang mga cell sa -15℃nga naghatag lang ug 61% sa gi-rate nga kapasidad, dayon painiton sila hangtod sa temperatura sa kwarto ug makuha ang tibuuk nga 3.2Ah sa sunod nga paggawas. Ang bugnaw nga pag-charge mao ang killer - lithium plating sa anode. Permanente ang maong kadaot. Kadaghanan sa BMS nag-lock sa pag-charge ubos sa 0℃tungod sa eksakto niini nga hinungdan.

Ang matag discharge nagpalihok sa lithium ions gikan sa graphite anode ngadto sa cathode. Ang matag bayad nagduso kanila balik. Buhata kini nga igo nga mga panahon ug ang mga butang magsugod sa pagkaguba.

Ang SEI layer sa anode mobaga. Kana nga lut-od kay naa unta - kini nanalipod sa graphite gikan sa electrolyte. Apan kini motubo sa matag siklo, ug ang pagtubo nagpasabut nga kini nag-usik sa lithium nga mahimo’g magtipig kusog. Kini ang hinungdan ngano nga ang kapasidad mawala bisan kung wala’y dramatikong mahitabo.

Ang mga partikulo sa cathode nangliki. Ang NMC ug NCA cathodes adunay kristal nga istruktura nga molapad ug mokontrata samtang ang lithium mogawas ug mosulod. Micro{2}}buak nga porma. Nagdugang ang lugar sa nawong. Ang mga side reactions mopaspas. Nakakita kog cross-seksyon sa mga partikulo sa cathode gikan sa taas nga-cycle nga mga selula nga morag nabuak nga bildo ubos sa mikroskopyo kumpara sa presko nga mga selula gikan sa samang batch.

Ang electrolyte naguba. Ang pagsubay sa tubig hinungdan sa mga problema. Ang taas nga boltahe nagpadali sa oksihenasyon. Mahuman ka sa paghimo og gas, pagtaas sa impedance, ug sa kadugayan ang cell mohubag o mogawas.

Walay usa niini nga mahitabo nga parehas. Ang mga selula sa imong serye nga string nga mas init o nagsugod sa gamay nga ubos nga kapasidad sa edad nga mas paspas. Human sa usa o duha ka tuig, ang imong "matched" pack dili na magkatugma. Ang huyang nga selyula naglimite sa tibuok kuwerdas sa pag-discharge ug nabug-atan sa pagpaningkamot nga magpadayon. Death spiral gikan didto.

Ang IEC 62660 ug ang lainlaing mga sumbanan sa UL naghatag kanimo usa ka baseline. Ipasa kana ug mahimo nimong ipadala ang produkto. Apan nagtan-aw ko sa mga cell nga nag-ace sa pagsulay sa sertipikasyon ug dayon nagpakita sa mga pagbalik sa uma paglabay sa unom ka bulan nga adunay nanghubag nga mga pouch.

Ang mga pagsulay sa sertipikasyon gilaraw aron masubli sa tibuuk nga mga lab, dili aron masundog ang tinuod nga paggamit. Walay usa nga naggamit sa ilang telepono sa eksaktong 0.5C nga kanunay nga kasamtangan. Walay nag-charge sa ilang power tool sa hingpit nga CC{3}}CV profile sa 25℃.

Kung seryoso ka bahin sa pagsabut kung unsa ang buhaton sa imong pack, kinahanglan nimo nga maghimo usa ka protocol sa pagsulay nga mohaum sa imong aktwal nga tiggamit. I-profile ang imong gipaabot nga discharge current. Ilakip ang mga yugto sa pagpahulay. I-igo ang sobra nga temperatura nga makita sa imong produkto. Pagdalag igo nga mga selula aron makakuha og statistical nga pagsalig - ug kana nagpasabot ug labing menos 15-20 kada kahimtang sa pagsulay, dili ang 3-5 nga kasagarang mga startup naningkamot nga makalingkawas.

Ang mga selula nga napakyas sa sayo nga pagsulay sa kinabuhi hapit kanunay adunay mga depekto sa paggama. Burrs sa electrode, kontaminasyon, dili maayo nga welds sa tabs. Kana magpakita sa unang 50 ka mga siklo. Ang mga selula nga napakyas sa ulahi - mao ang nagsulti kanimo bahin sa imong disenyo.

Mahimo nimong kuwentahon ang gipaabot nga siklo sa kinabuhi kung nahibal-an nimo ang imong profile sa gumagamit. Usa ka telepono nga gi-charge kada adlaw, tingali moubos sa 20% sa kasagaran sa dili pa isaksak ang - nga halos 0.8 ka cycle kada adlaw. Kapin sa duha ka-tuig nga gipaabot nga kinabuhi, nagtan-aw ka sa 580 ka mga siklo. Kung ang imong mga cell gi-rate alang sa 500 nga mga siklo hangtod sa 80% nga kapasidad, magsugod ka nga makakita og mga reklamo sa mga bulan 18.

Mao kini ang hinungdan nga ang Apple ug Samsung nagpadako sa ilang mga pack nga may kalabotan sa gi-advertise nga kapasidad. Ang "100%" nga imong makita sa imong telepono dili 100% sa kung unsa gyud ang mahimo sa mga cell. Nagtipig sila og buffer sa ibabaw ug sa ubos aron makunhuran ang tensiyon sa mga selula. Mahimong adunay 4500mAh nga pisikal nga kapasidad ang imong telepono apan gitugotan ka sa software nga magamit ang 4000mAh niini.

Ang parehas nga ideya magamit alang sa bisan unsang produkto sa baterya. Mahimo nimong maigo ang imong target sa kinabuhi sa siklo gamit ang mas maayong mga selula - nga mas mahal og - o mahimo nimo kini nga maigo pinaagi sa pagbutang og dugang nga kapasidad ug pagpadagan sa mga selula nga mas sayon. Ang ikaduha nga kapilian sa kasagaran modaog sa kinatibuk-ang gasto sa diha nga ikaw hinungdan sa warranty reserves.

Discharge Cycle

Ang pag-discharge cycle usa lang ka paagi sa pag-ihap sa pagsul-ob. Sama sa odometer milya sa usa ka awto, apan ang relasyon tali sa milya ug nahabilin nga kinabuhi mas squishier. Ang duha ka pakete sa 300 nga mga siklo mahimong adunay hingpit nga lainlain nga nahabilin nga kapasidad depende kung giunsa nila pag-abut didto.

Ang mga tiggama sa cell maghatag kanimo sa ilang mga numero. Ang imong trabaho mao ang paghunahuna kung giunsa ang paghubad sa mga numero sa imong piho nga produkto ug sa imong piho nga mga tiggamit. Walay pormula alang niana. Nagsulay ka, nagpadala ka, nagtan-aw ka sa datos sa uma, ug nag-adjust ka.