- แบตเตอรี่ลิเธียม " เป็นแบตเตอรี่ชนิดหนึ่งที่ใช้ลิเธียมเมทัลหรือลิเธียมอัลลอยด์เป็นวัสดุอิเล็กโทรดลบและใช้สารละลายอิเล็กโทรไลต์ที่ไม่ใช่น้ำ ในปี 1912 แบตเตอรี่ลิเธียมเมทัลได้รับการเสนอและศึกษาเป็นครั้งแรกโดย Gilbert N. Lewis ในปี 1970 MS Whittingham ได้เสนอและเริ่มการวิจัยเกี่ยวกับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน เนื่องจากลิเธียมเมทัลมีคุณสมบัติทางเคมีที่กระตือรือร้นมาก การแปรรูป การจัดเก็บ และการใช้ลิเธียมเมทัลจึงมีข้อกำหนดด้านสิ่งแวดล้อมสูงมาก ดังนั้น แบตเตอรี่ลิเธียมจึงไม่ได้ถูกนำมาใช้เป็นเวลานาน ด้วยการพัฒนาทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี แบตเตอรี่ลิเธียมจึงกลายเป็นกระแสหลัก



แบตเตอรี่ลิเธียมสามารถแบ่งได้คร่าวๆ เป็น 2 ประเภท ได้แก่ แบตเตอรี่ลิเธียมเมทัลและแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนไม่มีลิเธียมในสถานะโลหะและสามารถชาร์จซ้ำได้ แบตเตอรี่แบบชาร์จซ้ำได้รุ่นที่ 5 คือแบตเตอรี่ลิเธียมเมทัล ซึ่งถือกำเนิดขึ้นในปี 1996 โดยมีความปลอดภัย ความจุเฉพาะ อัตราการคายประจุเอง และอัตราส่วนประสิทธิภาพต่อราคาดีกว่าแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน เนื่องด้วยข้อกำหนดทางเทคนิคที่สูง ทำให้ปัจจุบันมีเพียงบริษัทในบางประเทศเท่านั้นที่ผลิตแบตเตอรี่ลิเธียมเมทัลดังกล่าว



อายุการใช้งานแบตเตอรี่



แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนสามารถชาร์จและปล่อยประจุได้เพียง 500 ครั้งเท่านั้นใช่ไหม?
เชื่อว่าผู้บริโภคส่วนใหญ่คงเคยได้ยินมาว่าแบตเตอรี่ลิเธียมมีอายุการใช้งาน "500 เท่า" และมากกว่า 500 เท่าของการชาร์จและการปล่อยประจุ หากเกินกว่านี้ แบตเตอรี่จะ "หมดอายุการใช้งาน" เพื่อนๆ หลายคนจึงอยากยืดอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ โดยชาร์จทุกครั้งที่แบตเตอรี่หมดสนิทจะช่วยยืดอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ได้จริงหรือ คำตอบคือไม่ อายุการใช้งานของแบตเตอรี่ลิเธียมคือ "500 เท่า" ซึ่งไม่ได้หมายถึงจำนวนครั้งในการชาร์จ แต่หมายถึงรอบการชาร์จและการปล่อยประจุ



รอบการชาร์จหมายถึงแบตเตอรี่จะชาร์จเต็มจากเต็มไปจนหมด และจากหมดไปจนเต็ม ซึ่งไม่เท่ากับการชาร์จครั้งเดียว ตัวอย่างเช่น แบตเตอรี่ลิเธียมจะชาร์จเพียงครึ่งเดียวในวันแรก แล้วจึงชาร์จจนเต็ม หากแบตเตอรี่ยังเท่าเดิมในวันถัดไป นั่นเท่ากับว่าชาร์จไปครึ่งหนึ่ง รวมเป็นการชาร์จสองครั้ง ซึ่งนับเป็นรอบการชาร์จหนึ่งครั้ง ไม่ใช่สองรอบ ดังนั้น โดยปกติแล้วอาจต้องชาร์จหลายครั้งจึงจะครบรอบหนึ่งรอบ ทุกครั้งที่รอบการชาร์จเสร็จสมบูรณ์ ความจุของแบตเตอรี่จะลดลงเล็กน้อย อย่างไรก็ตาม การลดลงของพลังงานนี้มีขนาดเล็กมาก แบตเตอรี่คุณภาพสูงจะยังคงรักษาความจุเดิมไว้ได้ 80% หลังจากชาร์จไปหลายรอบแล้ว ผลิตภัณฑ์ที่ใช้แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนจำนวนมากยังคงใช้งานได้ตามปกติหลังจากผ่านไปสองหรือสามปี แน่นอนว่าแบตเตอรี่ลิเธียมยังคงต้องเปลี่ยนใหม่หลังจากหมดอายุการใช้งาน



สิ่งที่เรียกว่า 500 ครั้ง หมายความว่าผู้ผลิตได้ประสบความสำเร็จในการชาร์จซ้ำได้ประมาณ 625 ครั้ง โดยที่ระดับการปล่อยประจุคงที่ (เช่น 80%) โดยสามารถชาร์จได้ 500 รอบ



(80%*625=500) (ไม่นับปัจจัยเช่นการลดความจุของแบตเตอรี่ลิเธียม)



อย่างไรก็ตาม เนื่องจากอิทธิพลต่างๆ ในชีวิตจริง โดยเฉพาะความลึกของการคายประจุในระหว่างการชาร์จที่ไม่คงที่ "รอบการชาร์จ 500 รอบ" จึงสามารถใช้เป็นอายุการใช้งานแบตเตอรี่อ้างอิงได้เท่านั้น
ข้อความที่ถูกต้อง: อายุการใช้งานแบตเตอรี่ลิเธียมนั้นสัมพันธ์กับจำนวนรอบการชาร์จที่เสร็จสิ้น ไม่ได้เกี่ยวข้องโดยตรงกับจำนวนรอบการชาร์จ



ความเข้าใจง่ายๆ เช่น แบตเตอรี่ลิเธียมจะชาร์จเพียงครึ่งเดียวในวันแรก จากนั้นจึงชาร์จจนเต็ม หากวันถัดไปแบตเตอรี่ยังชาร์จเท่าเดิม นั่นเท่ากับว่าชาร์จไปครึ่งหนึ่ง รวมเป็น 2 รอบ ซึ่งนับเป็น 1 รอบการชาร์จ ไม่ใช่ 2 รอบ ดังนั้น โดยปกติแล้วอาจต้องชาร์จหลายครั้งจึงจะชาร์จครบ 1 รอบ ทุกครั้งที่ชาร์จครบ 1 รอบ ประจุจะลดลงเล็กน้อย อย่างไรก็ตาม การลดลงนั้นน้อยมาก แบตเตอรี่คุณภาพสูงจะยังคงรักษาพลังงานเดิมไว้ได้ 80% หลังจากชาร์จไปหลายรอบ ผลิตภัณฑ์ที่ใช้แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนจำนวนมากยังคงใช้งานได้ตามปกติหลังจากผ่านไป 2 หรือ 3 ปี นี่คือเหตุผล แน่นอนว่าอายุการใช้งานแบตเตอรี่ลิเธียมจะต้องได้รับการเปลี่ยนในที่สุด



อายุการใช้งานของแบตเตอรี่ลิเธียมโดยทั่วไปคือ 300 ถึง 500 รอบการชาร์จ โดยถือว่าพลังงานที่ได้จากการคายประจุจนหมดคือ Q หากไม่คำนึงถึงการลดลงของพลังงานหลังจากการชาร์จแต่ละครั้ง แบตเตอรี่ลิเธียมสามารถให้หรือเสริมพลังงานได้ทั้งหมด 300Q-500Q ตลอดอายุการใช้งาน จากนี้ เราทราบว่าหากคุณชาร์จ 1/2 ทุกครั้ง คุณสามารถชาร์จได้ 600-1,000 ครั้ง หากคุณชาร์จ 1/3 ทุกครั้ง คุณสามารถชาร์จได้ 900-1,500 ครั้ง เป็นต้น หากชาร์จแบบสุ่ม จำนวนครั้งจะไม่คงที่ กล่าวโดยย่อ ไม่ว่าคุณจะชาร์จอย่างไร แบตเตอรี่ก็จะเพิ่มพลังงานทั้งหมด 300Q ถึง 500Q ดังนั้นเราจึงเข้าใจสิ่งนี้ได้เช่นกัน: อายุการใช้งานของแบตเตอรี่ลิเธียมเกี่ยวข้องกับความจุการชาร์จทั้งหมดของแบตเตอรี่ และไม่มีส่วนเกี่ยวข้องกับจำนวนครั้งในการชาร์จ การคายประจุแบบลึก การชาร์จแบบลึก การคายประจุแบบตื้น และการชาร์จแบบตื้น มีความแตกต่างเพียงเล็กน้อยในผลกระทบของอายุการใช้งานแบตเตอรี่ลิเธียม



ในความเป็นจริง การคายประจุแบบตื้นและการชาร์จแบบตื้นนั้นมีประโยชน์มากกว่าสำหรับแบตเตอรี่ลิเธียม จำเป็นต้องคายประจุและชาร์จอย่างล้ำลึกก็ต่อเมื่อโมดูลพลังงานของผลิตภัณฑ์ได้รับการปรับเทียบสำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมเท่านั้น ดังนั้น ผลิตภัณฑ์ที่ใช้แบตเตอรี่ลิเธียมจึงไม่จำเป็นต้องยึดติดกับกระบวนการนี้ ทุกอย่างสะดวกสบาย และสามารถชาร์จได้ทุกเมื่อโดยไม่ต้องกังวลว่าจะส่งผลต่ออายุการใช้งาน



หากใช้แบตเตอรี่ลิเธียมในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิการทำงานสูงกว่าที่กำหนดไว้ นั่นคือ สูงกว่า 35°C พลังงานของแบตเตอรี่จะลดลงอย่างต่อเนื่อง นั่นคือ แบตเตอรี่จะไม่สามารถใช้งานได้ยาวนานเท่าปกติ หากชาร์จอุปกรณ์ที่อุณหภูมิดังกล่าว ความเสียหายต่อแบตเตอรี่จะยิ่งมากขึ้น แม้ว่าจะเก็บแบตเตอรี่ไว้ในสภาพแวดล้อมที่ร้อน ก็จะทำให้คุณภาพของแบตเตอรี่เสียหายได้ ดังนั้น การพยายามรักษาอุณหภูมิการทำงานที่เหมาะสมจึงเป็นวิธีที่ดีในการยืดอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ลิเธียม



หากแบตเตอรี่ลิเธียมถูกใช้ในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิต่ำ นั่นคือต่ำกว่า 4°C อายุการใช้งานแบตเตอรี่ก็จะลดลงด้วย และแบตเตอรี่ลิเธียมเดิมของโทรศัพท์มือถือบางรุ่นก็ไม่สามารถชาร์จได้ในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิต่ำ แต่ไม่ต้องกังวลมากเกินไป นี่เป็นเพียงสถานการณ์ชั่วคราว แตกต่างจากการใช้งานในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น โมเลกุลในแบตเตอรี่จะได้รับความร้อนและกลับสู่ระดับพลังงานเดิมทันที



หากต้องการใช้แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนให้ได้ประโยชน์สูงสุด คุณต้องใช้งานบ่อยๆ เพื่อให้อิเล็กตรอนในแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนอยู่ในสถานะไหลเวียนอยู่เสมอ หากคุณไม่ได้ใช้แบตเตอรี่ลิเธียมบ่อยนัก โปรดจำไว้ว่าต้องชาร์จแบตเตอรี่ลิเธียมให้ครบหนึ่งรอบทุกเดือน และปรับเทียบพลังงาน นั่นคือ การคายประจุแบบลึกและการชาร์จแบบลึก



ชื่อทางการคือ "รอบการชาร์จ-ปล่อย" ซึ่งไม่เท่ากับ "เวลาชาร์จ" รอบหมายถึงเวลาที่แบตเตอรี่ชาร์จเต็มจนหมด นี่คือรอบ ถ้าแบตเตอรี่ของคุณชาร์จเต็มแล้ว จะใช้งานไปหนึ่งในสิบ นี่คือหนึ่งในสิบของรอบ ดังนั้นการชาร์จ 10 ครั้งจึงถือเป็น 1 รอบ ในทำนองเดียวกัน จากการชาร์จเต็ม ใช้ไปครึ่งหนึ่งแล้วชาร์จเต็ม จากนั้นใช้ไปครึ่งหนึ่งแล้วชาร์จเต็ม นี่คือรอบเช่นกัน ในเวลานี้ คุณได้ชาร์จสองครั้ง ดังนั้น รอบจึงขึ้นอยู่กับ "ปริมาณพลังงานที่ปล่อยออกจากแบตเตอรี่" เท่านั้น และไม่มีความสัมพันธ์โดยตรงกับ "จำนวนการชาร์จ"



นอกจากนี้ จำนวนรอบการชาร์จและการปล่อยประจุที่กำหนดไม่ได้หมายความว่าไม่สามารถใช้งานได้เมื่อใช้งานหมดแล้ว แต่หลังจากผ่านรอบไปหลายรอบ ความสามารถในการกักเก็บพลังงานของแบตเตอรี่ก็จะลดลงไปในระดับหนึ่ง



ตัวอย่างเช่น สำหรับแบตเตอรี่ลิเธียม รอบการชาร์จ-ปล่อยประจุที่กำหนดคือ "ไม่น้อยกว่า 60% ของความจุที่กำหนดหลังจาก 500 รอบ"



กล่าวคือ หลังจากผ่านไป 500 รอบ แบตเตอรี่จะสามารถจัดเก็บพลังงานได้เพียง 60% ของแบตเตอรี่ใหม่ ซึ่งหมายความว่าประสิทธิภาพการทำงานลดลงไปในระดับหนึ่ง



แบตเตอรี่ลิเธียมไม่มีขีดจำกัดการชาร์จที่แน่นอน โดยทั่วไปแล้ว แบตเตอรี่จากผู้ผลิตทั่วไปสามารถชาร์จและปล่อยประจุได้อย่างน้อย 500 ครั้ง และความจุจะยังคงอยู่สูงกว่า 80% ของความจุเริ่มต้น การชาร์จ 1 ครั้งต่อวันสามารถใช้งานได้นาน 2 ปี โดยทั่วไป แบตเตอรี่โทรศัพท์มือถือจะถูกชาร์จ 1,000 ครั้ง ซึ่งจะทำให้แบตเตอรี่เสื่อมสภาพลงอย่างมาก



วิธีการบำรุงรักษาแบตเตอรี่โทรศัพท์มือถือ:



1. ใช้แบตเตอรี่ที่ชาร์จเต็มทุกครั้ง ลดจำนวนครั้งในการชาร์จและปรับปรุงอายุการใช้งานแบตเตอรี่



2. อย่าปล่อยแบตเตอรี่จนหมด โดยปกติแล้วจำเป็นต้องชาร์จเมื่อพลังงานเหลือต่ำกว่า 10%



3. ใช้เครื่องชาร์จดั้งเดิมในการชาร์จ อย่าใช้เครื่องชาร์จสากลในการชาร์จ



4. อย่าใช้โทรศัพท์ขณะกำลังชาร์จโทรศัพท์



5. ห้ามชาร์จมากเกินไป ให้หยุดชาร์จเมื่อแบตเตอรี่ชาร์จเต็มแล้ว



ใช่ ตามผลการทดลอง อายุการใช้งานของแบตเตอรี่ลิเธียมจะลดลงอย่างต่อเนื่องเมื่อจำนวนครั้งในการชาร์จเพิ่มขึ้น โดยทั่วไป จำนวนครั้งในการชาร์จแบตเตอรี่ลิเธียมจะอยู่ที่ 2,000-3,000 ครั้ง



รอบการใช้งานคือการใช้งาน เรากำลังใช้แบตเตอรี่และเราใส่ใจกับระยะเวลาการใช้งาน เพื่อวัดประสิทธิภาพของแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้ว่าจะใช้งานได้นานเพียงใด คำจำกัดความของจำนวนรอบการใช้งานจึงได้รับการระบุ การใช้งานจริงของผู้ใช้นั้นเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา เนื่องจากการทดสอบภายใต้เงื่อนไขที่แตกต่างกันนั้นไม่สามารถเปรียบเทียบกันได้ และคำจำกัดความของรอบการใช้งานจะต้องเป็นมาตรฐานหากมีการเปรียบเทียบ



เงื่อนไขและข้อกำหนดการทดสอบอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ลิเธียมที่กำหนดโดยมาตรฐานแห่งชาติ: ภายใต้เงื่อนไขอุณหภูมิแวดล้อม 20℃±5℃ ให้ชาร์จที่ 1C เมื่อแรงดันไฟที่ขั้วแบตเตอรี่ถึงแรงดันไฟจำกัดการชาร์จที่ 4.2V ให้เปลี่ยนเป็นการชาร์จแรงดันคงที่จนกว่ากระแสชาร์จจะน้อยกว่าหรือเท่ากับ 1/20C หยุดการชาร์จ ปล่อยทิ้งไว้ 0.5 ชั่วโมงถึง 1 ชั่วโมง จากนั้นปล่อยประจุด้วยกระแสไฟ 1C จนถึงแรงดันไฟสุดท้ายที่ 2.75V หลังจากปล่อยประจุแล้ว ปล่อยทิ้งไว้ 0.5 ชั่วโมงถึง 1 ชั่วโมง แล้วดำเนินการชาร์จ-ปล่อยประจุรอบถัดไปจนกว่าจะปล่อยประจุติดต่อกันสองครั้ง หากเวลาเหลือน้อยกว่า 36 นาที ถือว่าอายุการใช้งานสิ้นสุดลง และจำนวนรอบต้องมากกว่า 300 ครั้ง



การตีความข้อกำหนดมาตรฐานแห่งชาติ:



ก. คำจำกัดความนี้ระบุว่าการทดสอบอายุการใช้งานของวงจรจะดำเนินการในลักษณะการชาร์จลึกและการคายประจุลึก



B. อายุการใช้งานของแบตเตอรี่ลิเธียมถูกกำหนดไว้ ตามโหมดนี้ ความจุจะยังคงมากกว่า 60% หลังจาก ≥300 รอบ



อย่างไรก็ตาม เวลาของรอบการทำงานที่ได้จากระบบรอบการทำงานที่แตกต่างกันนั้นแตกต่างกันโดยสิ้นเชิง ตัวอย่างเช่น เงื่อนไขอื่นๆ ข้างต้นยังคงไม่เปลี่ยนแปลง เปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าคงที่ 4.2V เป็นแรงดันไฟฟ้าคงที่ 4.1V เท่านั้นเพื่อทดสอบอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ประเภทเดียวกัน ด้วยวิธีนี้ แบตเตอรี่นี้จึงไม่ใช่วิธีการชาร์จแบบลึกอีกต่อไป และการทดสอบขั้นสุดท้ายแสดงให้เห็นว่าอายุการใช้งานของรอบการทำงานสามารถเพิ่มขึ้นได้เกือบ 60% จากนั้น หากเพิ่มแรงดันไฟฟ้าตัดการทำงานเป็น 3.9V เพื่อการทดสอบ จำนวนรอบการทำงานควรเพิ่มขึ้นหลายเท่า



คำกล่าวนี้เกี่ยวกับวงจรการชาร์จและการปล่อยประจุเพียงครั้งเดียวคือชีวิตที่ลดลงหนึ่งชีวิต สิ่งที่เราควรใส่ใจคือคำจำกัดความของวงจรการชาร์จแบตเตอรี่ลิเธียม: วงจรการชาร์จหมายถึงพลังงานทั้งหมดของแบตเตอรี่ลิเธียมจากเต็มจนหมด และจากหมดจนเต็ม กระบวนการของ. และนั่นไม่ได้เท่ากับการชาร์จหนึ่งครั้ง นอกจากนี้ เมื่อพูดถึงจำนวนรอบ คุณไม่สามารถละเลยเงื่อนไขของรอบได้ การพูดถึงจำนวนรอบนอกเหนือจากกฎเกณฑ์ไม่มีความหมาย เพราะจำนวนรอบเป็นวิธีการตรวจจับอายุแบตเตอรี่ ไม่ใช่จุดสิ้นสุด!