Lithium-Ionen verlängerte Lebensdauer

Ich verstehe Ihre Frage. Ich habe vor einigen Jahren in einem meiner Projekte etwas Ähnliches gemacht. Ich wollte die Lebensdauer der Zelle über die Laufzeit priorisieren, also habe ich die Zelle einfach auf 4,1 V aufgeladen und dann das Ladegerät getrennt. Die Ladephase mit konstanter Spannung ermöglicht die maximale Laufzeit, daher kann man in diesem Fall meiner Meinung nach darauf verzichten.

Ich weiß eigentlich nicht, woher die 3,92 V kommen, aber es ist nicht ungewöhnlich, Li-Ionen-Zellen in einem engeren Spannungsbereich zu verwenden, um die Batterielebensdauer zu verbessern. Einige EV-Hersteller beginnen beispielsweise mit einem schmaleren Spannungsbereich, der die deklarierte Fahrzeugreichweite garantiert. Wenn die Batterie dann altert und an Kapazität verliert, wird der Spannungsbereich schrittweise erweitert, um die ursprüngliche Reichweite zu kompensieren und aufrechtzuerhalten.

Die Frage ist etwas chaotisch.

Erstens kann "optimal" verschiedene Dinge bedeuten. Das Aufladen von Li-Ion auf 3,92 V ergibt wahrscheinlich 70-80 % Kapazität. Ist es optimal? Dies hängt von der Batterienutzung/dem Entlademuster ab. Wenn das Gerät wie eine Notfall-Taschenlampe in "heißer Reserve" sein soll, sind 80 % optimal. Wenn das Gerät sofort mit voller Leistung arbeiten soll (wie LED-Leuchten oder Quadcopter), dann haben Sie grundlos 20-30% Kapazität verschwendet.

Zweitens „konzentrieren“ sich „Verbraucherladegeräte“ nicht auf die längste Batterielebensdauer, wenn sie auf 4,2 V geladen werden. Die magischen "4,2 V" sind auf die Mainstream-Batteriespezifikationen zurückzuführen. Und dieses Niveau wird vom Batteriehersteller bestimmt, der auf den Standarderwartungen von 500-1000 Lade-Entladezyklen basiert, bevor die Nennkapazität unter 70 % fällt. Aufgrund von Verbesserungen in Technologie und Materialien gibt es Li-Ion-Zellen, die mit 4,35 V geladen werden können, während sie die gleiche oder eine bessere Zyklenlebensdauer beibehalten.

Drittens, wenn Sie eine Zelle auf 4,2 V aufladen, kann es eine Weile dauern, bis sie sich selbst auf 3,92 V entlädt, was keinen Sinn macht.

Im Allgemeinen gibt es einen gewissen (komplexen Zusammenhang) Kompromiss zwischen Ladeerhaltungsspannung, Abschlussstrom, Laderate, Entladerate, Hüllenzeit im vollständig aufgeladenen Zustand, Hüllenzeit im entladenen Zustand und SOH – State of Health of Batterie. Das Aufstellen in einem vollständig aufgeladenen Zustand verringert die Batterielebensdauer, und das Aufstellen in einem vollständig entladenen Zustand hat einen ähnlichen Effekt. Es gibt also kein allgemeingültiges Rezept, wie man die „Lebensdauer“ eines Li-Ion-Akkus handhabt.

BEARBEITEN: Basierend auf Studien einiger Zellen eines Herstellers von vor 7-12 Jahren (Zellen auf Manganbasis für Nissan Leaf) wurde festgestellt, dass ein Ladepegel von etwa 3,92 V das beste Gleichgewicht zwischen zwei Hauptverschleißmechanismen bietet - Aufbau von SEI (Solid Electrolyte Interface, das bei hohen Ladungsniveaus beschleunigt) und EO (Elektrolytoxidation). Daraus entstand die magische Zahl 3,92 V. Li-ION-Zellen werden jedoch kontinuierlich verbessert, mit unterschiedlichen Anoden-Kathoden-Separatormaterialien und geringfügigen Modifikationen der Elektrolytchemie, und der parametrische Raum für die Nutzung von Zellen ist riesig, diese magische Zahl ist möglicherweise nicht universell. Darüber hinaus führt die Verwendung von 3,9 V zu etwa 60-65 % nutzbarer Kapazität.

Aus praktischen Gründen würde, wenn jemand ein 3,92-V-Ladeschema verwenden möchte, eine einfache Trennung bei 3,92 zu einem zusätzlichen Kapazitätsverlust führen, da der CV-Teil fehlen wird. Um eine ordnungsgemäße Ladung auf 3,92 V zu erhalten, müssen die Ladegeräte für einen neuen Parametersatz neu programmiert werden. Die meisten modernen ICs können über die I2C-Schnittstelle oder mit externen Hardwarevorspannungen gesteuert werden.