أحد عوامل الجذب الرئيسية للانتقال إلى
بطاريات الليثيوم هو أن عمر البطارية يتضاعف عما هو ممكن مع
بطاريات الرصاص الحمضية . ومع ذلك، مع توفر بيانات التشغيل المحدودة في
تطبيقات UPS اليوم، فمن الطبيعي أن يتساءل المستخدمون المحتملون عن المدة التي ستدوم فيها بطاريات الليثيوم فعليًا.
للإجابة على هذا السؤال، من الضروري أن نفهم أولاً كيف تتحلل بطاريات الليثيوم في الظروف العادية. لديهم طريقتان مستقلتان إلى حد كبير للتدهور: الحياة التقويمية ودورة الحياة.
يصف عمر التقويم كيف ستنخفض السعة وكيف ستزداد المقاومة بمرور الوقت. بالنسبة لعمر التقويم، تعد درجة حرارة تشغيل البطارية العامل الأكثر أهمية في تحديد المدة التي ستستمر فيها. يمكن أن تؤدي الحرارة إلى تسريع عملية التحلل، كما أن درجات الحرارة الباردة تقلل من عملية التدهور.
أما بالنسبة لدورة الحياة، فمن السهل فهم المصطلح نفسه، لكن توقع دورة حياة بطارية الليثيوم ليس بالأمر السهل كما قد يبدو. وذلك لأن الخصائص المختلفة للدورة تحدد مدى الضرر الذي تلحقه هذه الدورة بالبطارية.
يتمثل الاختبار الأساسي في صناعة الليثيوم في تفريغ البطارية بالكامل خلال ساعة واحدة ثم إعادة شحنها بالكامل خلال ساعة واحدة في درجة حرارة الغرفة (25 درجة مئوية / 77 درجة فهرنهايت). بالنسبة لتصميمات الخلايا عالية الجودة، يعد هذا اختبارًا سهلاً سيؤدي إلى آلاف الدورات قبل أن تصل الخلية إلى 80% من سعتها الأولية. ومع ذلك، فإن دورة الحياة عادةً ما تكون حساسة جدًا لمعدلات الشحن والتفريغ والعوامل الأخرى.
يظهر الشكل 1 ملخصًا للعوامل الرئيسية التي تؤثر على دورة الحياة.
| معلمة الدورة |
التأثير على دورة الحياة |
وصف |
| معدل الشحن/التفريغ |
بارِز |
سيؤدي شحن البطارية أو تفريغها بمعدلات أعلى مما تم تصميمها من أجله إلى تقصير عمر دورة البطارية بشكل كبير |
| عمق التفريغ |
معتدل |
إن تفريغ البطارية جزئيًا قبل إعادة شحنها أقل ضررًا من تفريغها بالكامل |
| درجة حرارة |
معتدل |
في حين أن البطارية الأكثر دفئًا ستتمتع بمقاومة أقل ومعدلات تسخين ذاتي أقل، إلا أن درجات حرارة التشغيل الباردة تكون أفضل بشكل عام مدى الحياة. العديد من بطاريات الليثيوم أيون حساسة أيضًا للشحن في درجات الحرارة الباردة (عادة ما تكون أقل من درجة التجمد) ولكن هذا لا يشكل عمومًا مصدر قلق لتطبيقات مراكز البيانات |
| نافذة حالة الشحن (SOC). |
صغير |
عند استخدام بطارية بعمق تفريغ جزئي، فإن تدويرها بالقرب من الامتلاء الكامل (100% SOC) أو فارغة تمامًا (0% SOC) يكون أكثر ضررًا من تحديد نافذة تشغيل في حالات الشحن الجزئي |
الشكل 1: ملخص العوامل الرئيسية التي تؤثر على عمر دورة بطارية الليثيوم.
في تطبيقات مراكز البيانات، عادةً ما يكون عمر التقويم هو المحرك الأساسي نظرًا لأن دورة البطارية نادرة. الاستثناء لذلك هو عندما يتم استخدام بطاريات UPS لدعم إدارة الطاقة في الموقع أو توفير خدمات الشبكة لشبكة توزيع الكهرباء المحلية. وهذه التطبيقات تقع خارج نطاق هذه الورقة. في حالات الاستخدام التقليدية، تظل البطاريات في وضع الخمول طوال معظم عمرها التشغيلي.
لتقييم عمر التقويم، تقوم الشركات المصنعة للخلايا عادة بتخزين البطاريات في درجات حرارة مختلفة لفترات طويلة من الزمن والتحقق بشكل دوري من قدرتها المتبقية. يوفر رسم هذه البيانات علاقة بين الوقت ودرجة الحرارة والقدرة المتبقية. بعد جمع ما يكفي من البيانات، من الممكن ملاءمة البيانات مع معادلة مقبولة عمومًا لعمر التقويم والتي تم إثباتها على مدار عقود من الخبرة الميدانية لبطارية ليثيوم أيون. يظهر في الشكل 2 مثال على مخطط عمر تقويم بطارية الليثيوم (NCM).
يوضح الشكل 2 أن 80% من السعة الأولية لبطارية NCM تبقى بعد حوالي عشر سنوات عند درجات حرارة 23 درجة مئوية (73 درجة فهرنهايت) لبطارية الليثيوم المحددة التي تم اختبارها. بطاريات الليثيوم المختلفة مثل فوسفات الحديد الليثيوم سيكون لها معدلات تحلل مختلفة.
لتزويدك ببطارية ذات دورة حياة طويلة، وأداء تفريغ متواصل، وإمكانية شحن سريع، وكثافة طاقة عالية، ولمنحك تشغيلًا خاليًا من القلق، تقدم لك EverExceed بطاريات بتقنية فوسفات الحديد الليثيوم (LFP) التي توفر 3000-5000+ دورات حياة تعتمد على على متطلبات التطبيق الخاص بك.
