钜大LARGE | 点击量:1122次 | 2020年09月17日
锂离子电池如何延缓衰老
从原理出发,只要先了解造成电池老化的原因,再根据这些原因给予电池针对性的保护,我们就能达成「保养电池」的目的。
电池大学(BatteryUniversity)在HowtoProlongLithium-basedBatteries一文中详细地介绍了让锂离子电池老化的多种因素。假如大家感兴趣的话,可以点击链接来仔细探索电池爱憎分明的一生,不过因为篇幅限制,本文仅简单谈一谈其中几个因素。
第一个因素是循环(Cycles)。这个在Apple的官方文档中已被统一写作为「充电周期」,方便理解的话你也可以认为是放电周期,其含义为「当放电量达到电池容量的100%以后,即完成了一个充电周期。」
充电周期的含义
在电池大学的文章中,你也可以找到类似的含义,即放电深度(DepthofDischarge)决定了电池的循环次数,一个完整的循环就是100%的放电深度,锂离子电池的实际容量则会随着循环/充电周期次数新增而略微减少。
这种因循环而造成的容量减少有一条及格线,比如Apple关于旗下产品内置电池的寿命承诺为,iPhone用户的电池可以在500次循环后依旧保留80%的健康度,iPad、AppleWatch、MacBook则是1000次。
不过,我们并不能单凭循环次数来评估电池寿命。许多人可能听说过「不要给手机充电一整晚」、「不要把电池用到关机」这样的说法,其实这样的说法有一定的道理,这也是为何前文引入放电深度这个概念的原因:放电深度越小,越能延长电池寿命,充电同理。
换句话说,我们同时还要防止深度充放。
容量损失与放电深度的关系
从这张图中我们可以看到100%-25%(黑色)容量损失最快、寿命最短,85%-25%(绿色)其次,75%-65%的容量损失最慢、寿命最长。
因此假如综合考虑电池的寿命和日常可用性,按照电池大学「部分充电比完全充电更优」的说法,在不追求长续航的情况下,尽量保持电量百分比在30%到80%的区间内。在接受TheVerge采访时,来自ArgonneCollaborativeCenterforEnergyStorageScience(ACCESS)的工程师VenkatSrinivasan也给出了同样的结论。
注:考虑到电量计校准问题,可以定期进行一次完全充放电来校准电量,防止遭遇跳电等电量百分比显示不准确的情况。
除了上述充放电的因素,环境因素的影响也不小。极限高温和高充电电压将会影响电池的寿命,前者会加速电池不可逆的容量损失,后者虽然可以提高电池容量,但会加速衰减电池的循环寿命。
高温存放电池和不同充电电压对电池寿命的影响
尤其要注意极限高温带来的影响,一般来说,最好不要让电池温度超过35摄氏度。