Wat ass Entladungszyklus?

Haten en Uruff leschten Dënschdeg mat engem Startup hiren éischten Handheld Apparat. PM freet mech wéi oft hir Benotzer d'Batterie laden kënnen. Ech sot et hänkt. Hie wollt eng Nummer. Ech sot him 500, vläicht, ënner perfekt Konditiounen déi wäert ni am Beräich existéieren.

Dat ass de Problem mat Entladungszyklen. D'Konzept ass dout einfach, awer et op richteg Produkter ze applizéieren gëtt séier komplizéiert.

Är Batterie zielt net Plug-Ins. Et zielt Kapazitéit Débit. Drain 100% vun der Nummplackkapazitéit an dat ass een Zyklus. Maacht et an engem Schoss oder verbreet et iwwer eng Woch vun partiellen Entladungen - datselwecht Resultat.

Den 18650, deen elo an Ärer Taschenluucht sëtzt, kéint um Cycle 47 oder Cycle 212 sinn. Ausser Dir hutt amp-Stonnen reliéis verfollegt, hutt Dir keng Ahnung. D'Zelle weess sécher net. Et gëtt kee klenge Konter dobannen. Är BMS schätzt et baséiert op Coulomb zielen, a coulomb zielen driften. Ech hunn Päck auserneen gezunn, wou de gemellten Zykluszuel ëm 30% erof war am Verglach zum aktuellen Kalenneralterung.

Samsung SDI huet e puer Donnéeën zréck am Joer 2019 verëffentlecht, déi hir 21700 Zellen weisen, déi 83% Kapazitéitretentioun am Zyklus 300 ënner hirem Standard Testprotokoll schloen. Panasonic NCR Zellen aus der selwechter Ära ware méi wéi 78% bei 300 Zyklen. Dës Zuele koumen aus Klimakammere bei 23 Grad mat CC-CV Laden bei 0,5C an Entladung bei 1C bis 2,5V Cutoff. Äre Kilometer variéiere well Äre Gebrauchsfall keng Klimakammer ass.

Jiddereen an dëser Industrie schwätzt iwwer Entladungsdéift wéi wann et eng Aart Magie Hiewel ass. Flaach Zyklen verlängeren d'Liewen, déif Zyklen ëmbréngen Zellen méi séier. Richteg genuch. Awer d'Relatioun ass net wat déi meescht Leit erwaarden.

Ech hunn e Säiteprojet am Joer 2021 gemaach a probéiert dëst fir e medizineschen Apparat Client ze quantifizéieren. Mir hunn 200 Zellen aus der selweschter Produktiounslot geholl, se a Gruppen opgedeelt an aacht Méint op verschiddene DoD-Niveaue gefuer. D'100% DoD Grupp kratert ronderëm Zyklus 380. D'60% DoD Grupp war nach ëmmer bei 88% Kapazitéit am Äquivalent vun 900 voll Zyklen. D'30% DoD Grupp huet no engem Joer kaum eng Degradatioun gewisen.

Awer hei ass wat d'Dateblieder Iech net soen. Kalenneralterung war iessen an all de Gruppen mat ongeféier deeselwechten Taux onofhängeg vum Vëlo. Vum Mount zéng hunn och d'Zellen, déi mir kaum beréiert hunn, 4-5% Kapazitéit verluer, just do souz op 50% Ladungszoustand an engem 25 Grad Raum. D'Zellen, déi schwéier gefuer sinn, goufen aus béide Richtungen getraff - Zyklusalterung plus Kalenneralterung, déi openee stackelen.

Also wann Äre Client freet firwat hiren zwee-Joer-alen Apparat net sou laang dauert och wann se et "kaum benotzt hunn" - dat ass firwat.

Discharge Cycle

Ech hunn eng Këscht mat Zellen a menger Garage vun engem Golfkar Batterie Pack, deen dräi Summer an engem Schapp zu Tucson verbruecht huet. De Besëtzer huet geschwuer datt hien de Weenchen nëmmen zweemol am Mount benotzt huet. Pack gouf fir 2000 Zyklen bewäert. Et stierft bei 160. Zellen ausgesinn gutt extern. Geknackt engem oppen an der Jelly Rouleau haten brong Flecken op der separator. Elektrolyt war deelweis ofgebaut.

Hëtzt killt Lithiumzellen. Net séier wéi eng dout kuerz. Lues, wéi Botter op de Comptoir ze loossen.

D'Arrhenius Bezéiung gëtt Iech ongeféier 2x Degradatiounsquote fir all 10 Grad iwwer 25 Grad. Awer dat ass en Duerchschnëtt iwwer Chemie. NMC Zellen, déi ech getest hunn, gefall méi séier. LFP huet besser gehalen. D'Taschenzellen, déi mir fir wearables benotzen, si méi sensibel wéi zylindresch Zellen mat der selwechter Chimie, well d'thermesch Mass méi niddereg ass a si méi waarm ënner Belaaschtung spikes.

Kale Entladung ass lästeg awer net destruktiv. Dir verléiert Kapazitéit temporär. Et kënnt zréck wann d'Zelle opwiermt. Ech hunn Zellen bei -15 Grad entlaascht, déi nëmmen 61% vun der bewäertter Kapazitéit ginn hunn, hunn se dann op Raumtemperatur waarm gelooss an déi voll 3,2Ah bei der nächster Entladung kritt. Kale Laden ass de Killer - Lithiumplack op der Anode. Dee Schued ass permanent. Déi meescht BMS blockéieren Laden ënner 0 Grad fir genau dëse Grond.

All Entladung bewegt Lithiumionen vun der Grafitanode an d'Kathode. All Charge dréckt se zréck. Maachen dëst genuch mol an d'Saachen fänken un ze briechen.

D'SEI Layer op der Anode thickens. Déi Schicht soll do sinn - et schützt de Grafit vum Elektrolyt. Awer et wiisst mat all Zyklus, a Wuesstum heescht datt et Lithium verbraucht deen soss Energie späichere kéint. Dofir verschwënnt d'Kapazitéit och wann näischt dramateschs geschitt.

Kathodepartikel knacken. NMC- an NCA-Kathoden hunn eng Kristallstruktur déi sech erweidert a kontraktéiert wéi de Lithium an an eraus beweegt. Mikro-Krack Form. D'Uewerfläch vergréissert. Säit Reaktiounen beschleunegen. Ech hunn Kräiz-Sektioune vu Kathodepartikelen aus héijen-Zykluszellen gesinn, déi ausgesinn wéi zerbrach Glas ënner dem Mikroskop am Verglach mat frëschen Zellen aus der selwechter Partie.

Den Elektrolyt brécht of. Spuerwaasser verursaacht Problemer. Héich Volt beschleunegt d'Oxidatioun. Dir endet mat Gasgeneratioun, verstäerkter Impedanz, a schliisslech schwëllt d'Zelle oder ventiléiert.

Keen vun dëser geschitt gläichméisseg. D'Zellen an Ärer Serie String déi méi waarm lafen oder ugefaang mat liicht manner Kapazitéit Alter méi séier. No engem Joer oder zwee ass Äre "gepaakt" Pack net méi ugepasst. Déi schwaach Zell limitéiert de ganze String op der Entladung a gëtt iwwerschafft a probéiert ze halen. Doudesspiral vun do aus.

IEC 62660 an déi verschidde UL Normen ginn Iech eng Baseline. Passt dës an Dir kënnt Produkt verschécken. Awer ech hunn d'Zellen Ace Zertifizéierungstesten nogekuckt an dann op Feldretour sechs Méint méi spéit mat geschwollenen Poschen opgetaucht.

D'Zertifizéierungstester sinn entwéckelt fir widderhuelend iwwer Laboe ze sinn, net fir richteg Notzung ze simuléieren. Keen benotzt hiren Telefon bei exakt 0,5C konstante Stroum. Keen gelueden säin Power-Tool mat engem perfekte CC-CV-Profil bei 25 Grad.

Wann Dir eescht sidd fir ze verstoen wéi Äre Pack wäert funktionnéieren, musst Dir en Testprotokoll bauen deen Ären aktuellen Benotzer entsprécht. Profil Är erwaart Offlossquantitéit aktuell. D'Reschtzäiten enthalen. Hit d'Temperaturextremen déi Äert Produkt wäert gesinn. Laf genuch Zellen fir statistesch Vertrauen - ze kréien an dat heescht op d'mannst 15-20 pro Testkonditioun, net déi 3-5 mat deenen déi meescht Startups probéieren ewech ze kommen.

D'Zellen, déi fréi am Liewen Tester feelen, hu bal ëmmer Fabrikatiounsfehler. Burrs op der Elektrode, Kontaminatioun, schlecht Schweißen op den Tabs. Déi wäerten an den éischte 50 Zyklen optrieden. D'Zellen déi spéit - falen, dat sinn déi, déi Iech eppes iwwer Ären Design soen.

Dir kënnt erwaart Zyklus Liewen berechent wann Dir Äre Benotzer Profil weess. En Telefon deen all Dag gelueden gëtt, verléiert vläicht am Duerchschnëtt 20% ier Dir - ukoppelt, dat ass ongeféier 0,8 Zyklen pro Dag. Iwwer zwee-Joer erwaart Liewen, kuckt Dir op 580 Zyklen. Wann Är Zellen fir 500 Zyklen op 80% Kapazitéit bewäert gi sinn, fänkt Dir um 18. Mount Reklamatiounen un.

Dëst ass firwat Apple a Samsung hir Packs relativ zu ugekënnegt Kapazitéit iwwerdimensionéieren. Den "100%" deen Dir op Ärem Telefon gesitt ass net 100% vun deem wat d'Zellen tatsächlech kënnen halen. Si halen e Puffer uewen an ënnen fir Stress op d'Zellen ze reduzéieren. Ären Telefon kann 4500mAh kierperlech Kapazitéit hunn, awer d'Software léisst Iech nëmmen 4000mAh dovun benotzen.

Déiselwecht Iddi funktionnéiert fir all Batterieprodukt. Dir kënnt entweder Äert Zyklus Liewensziel mat besseren Zellen - treffen, déi méi - kaschten oder Dir kënnt et schloen andeems Dir extra Kapazitéit setzt an d'Zellen méi einfach ausféieren. Déi zweet Optioun gewënnt normalerweis op Gesamtkäschte wann Dir Garantiereserven Faktoren.

Discharge Cycle

Entladungszyklus ass just e Wee fir Verschleiung ze quantifizéieren. Wéi Kilometerzähler Meilen op engem Auto, awer d'Relatioun tëscht Meilen a Rescht Liewen ass squishier. Zwee Päck op 300 Zyklen kënne komplett aner Reschtkapazitéit hunn ofhängeg wéi se dohinner komm sinn.

D'Zell Hiersteller ginn Iech hir Zuelen. Är Aarbecht ass erauszefannen wéi dës Zuelen op Äre spezifesche Produkt an Är spezifesch Benotzer iwwersetzen. Et gëtt keng Formel dofir. Dir testt, Dir schéckt, Dir kuckt d'Felddaten, an Dir ajustéiert.