Heutzutage werden Lithium-Ionen-Batterien häufig in Smartphones, Laptops, Tablets, Smartwatches, Elektrofahrzeugen und vielen anderen Geräten verwendet. Da diese Geräte über einen längeren Zeitraum verwendet werden, achten die Menschen zunehmend auf zwei batteriebezogene-Parameter:BatteriezustandUndAnzahl der Batteriezyklen.
Viele Anwender gehen davon aus, dass sich die Batterie mit zunehmender Zyklenzahl dem Ende ihrer Lebensdauer nähert. Obwohl diese beiden Parameter zusammenhängen, stellen sie doch völlig unterschiedliche Konzepte dar.
Anzahl der Batteriezyklenspiegelt die kumulierte Menge an Batteriekapazität wider, die während des Ladens und Entladens verbraucht wurdeBatteriezustandZeigt die aktuelle Restkapazität und Gesamtleistung des Akkus an.
Wenn Sie nur einen Parameter verwenden könnten, um den aktuellen Zustand der Batterie zu bewerten, wäre der Zustand der Batterie im Allgemeinen aussagekräftiger als die Anzahl der Zyklen.
Eine einfache Analogie besteht darin, sich die Anzahl der Zyklen als die Kilometerleistung eines Autos vorzustellen, die angibt, wie viel das Fahrzeug gefahren wurde. Der Zustand der Batterie spiegelt eher den tatsächlichen Zustand des Fahrzeugs wider und zeigt, wie gut es gerade funktioniert.
Ein Zyklus bedeutet nicht eine Ladung
Es gibt ein weit verbreitetes Missverständnis, dass ein Akku jedes Mal einen Zyklus durchläuft, wenn ein Gerät von 0 % auf 100 % aufgeladen wird.
In Wirklichkeit,Die Anzahl der Batteriezyklen gibt nicht einfach an, wie oft eine Batterie aufgeladen wurde.
Ein vollständiger Zyklus wird im Allgemeinen dann gezählt, wenn sich die Batterie insgesamt um den Betrag entladen hat100 % seiner Kapazität. Dies muss nicht in einem einzigen Lade--Entladevorgang geschehen.
Angenommen, Sie verbrauchen heute 50 % Ihrer Akkukapazität und laden sie auf, verbrauchen dann am nächsten Tag weitere 50 % und laden ihn erneut auf. Der kumulierte Batterieverbrauch beträgt ungefähr 100 %, was einem vollständigen Zyklus entspricht.
Daher:
Ein Ladevorgang entspricht nicht unbedingt einem Zyklus.
Häufiges Aufladen der Batterie bedeutet nicht, dass jedes Mal ein vollständiger Zyklus durchgeführt werden muss.
Die Anzahl der Zyklen basiert auf der kumulierten Batterienutzung und nicht darauf, wie oft ein Ladegerät angeschlossen ist.
Dies stellt auch die allgemeine Überzeugung in Frage, dassHäufiges Laden beschleunigt automatisch die Alterung des Akkus.
Wenn Sie 30 % oder 40 % des Akkus verwenden und ihn dann erneut aufladen, wird nicht sofort ein vollständiger Ladezyklus hinzugefügt. Das System kann die tatsächlich verbrauchte Energiemenge im Laufe der Zeit akkumulieren und ein vollständiger äquivalenter Zyklus wird gezählt, sobald der kumulierte Verbrauch das Äquivalent der vollen Kapazität der Batterie erreicht.
Für alltägliche Benutzer bedeutet dies, dass es im Allgemeinen nicht erforderlich ist, einen Lithium-Ionen-Akku absichtlich auf 0 % zu entladen, bevor er erneut aufgeladen wird.
Der Batteriezustand zeigt an, wie viel Kapazität die Batterie noch halten kann
Der Batteriezustand wird üblicherweise ausgedrückt als:maximale Kapazität.
Angenommen, ein neuer Akku hat eine Nennkapazität von 5.000 mAh. Ein Zustand des Akkus von nahezu 100 % bedeutet, dass die verfügbare Kapazität immer noch nahezu dem ursprünglichen Zustand entspricht.
Mit zunehmender chemischer Alterung nimmt die tatsächliche Kapazität der Batterie allmählich ab. Auch wenn das Gerät bei voller Ladung immer noch 100 % anzeigt, kann der Akku möglicherweise nicht mehr die gleiche Energiemenge speichern wie im Neuzustand.
Wenn der Akkuzustand auf etwa 85 % sinkt, kann die verfügbare Kapazität etwa 85 % der ursprünglichen Kapazität betragen, sofern andere Bedingungen vergleichbar sind.
Wenn ein Gerät beispielsweise ursprünglich eine Nutzungsdauer von etwa 10 Stunden unter einer bestimmten Auslastung ermöglichte, kann seine Laufzeit kürzer werden, da die verfügbare Kapazität des Akkus abnimmt.
Aus diesem Grund hängt der Zustand des Akkus oft direkter mit der Benutzererfahrung zusammen. Letztendlich geht es den Benutzern darum, wie lange ihr Gerät nach einer vollständigen Aufladung noch laufen kann, und nicht nur darum, wie viele Ladezyklen der Akku bereits absolviert hat.
Für Batteriehersteller, Forscher und Ingenieure kann der Batteriezustand jedoch nicht einfach anhand der von einem Verbrauchergerät angezeigten Zahl beurteilt werden. Die tatsächliche Batterieleistung muss durch kontrollierte Tests gemessen werden.
Warum die Zyklenzahl nicht allein zur Bestimmung der Batterielebensdauer verwendet werden kann
Die Batteriealterung wird nicht allein durch die Anzahl der Zyklen bestimmt.
Die Verschlechterung einer Lithium-{0}}Ionenbatterie wird durch mehrere Faktoren beeinflusst, darunter:Betriebstemperatur, Ladezustand, Entladetiefe, Lade- und Entladerate, Lagerbedingungen und Kalenderalterung.
Dies erklärt, warum zwei identische Geräte einen merklich unterschiedlichen Batteriezustand aufweisen können, selbst wenn ihre Zyklenanzahl ähnlich ist.
Beispielsweise verwendet ein Benutzer ein Gerät möglicherweise nur gelegentlich, während ein anderer häufig grafikintensive Spiele-spielt, Videos aufnimmt, Schnellladung verwendet oder das Gerät in einer heißen Umgebung betreibt.
Selbst bei einer ähnlichen Anzahl an Batteriezyklen kann der tatsächliche Zustand der beiden Batterien sehr unterschiedlich sein.
Zu diesen Faktoren zählenBesonders wichtig ist die Temperatur.
Hohe Temperaturen können unerwünschte chemische Reaktionen innerhalb einer Lithium-{0}}Ionenbatterie beschleunigen und den Kapazitätsabbau verstärken. Wenn hohe Temperaturen mit einem hohen Ladezustand und anspruchsvollen Lade- oder Entladebedingungen einhergehen, kann die Alterung der Batterie noch schwerwiegender werden.
Daher kann die Zyklenzahl Aufschluss über die Gesamtnutzung des Akkus geben, sie kann jedoch nicht den aktuellen Zustand oder die verbleibende Lebensdauer des Akkus vollständig widerspiegeln.
Eine niedrige Zyklenzahl bedeutet nicht immer, dass die Batterie gesund ist
Vielen Menschen ist möglicherweise nicht bewusst, dass eine Batterie eine erhebliche Verschlechterung erleiden kann, selbst wenn ihre Zyklenzahl relativ niedrig ist.
Ein Smartphone, das nur selten genutzt wird, kann zwar nur sehr wenige Zyklen haben, dennoch kann sich der Zustand seines Akkus verschlechtern, wenn er über einen längeren Zeitraum gelagert, hohen Temperaturen ausgesetzt oder über einen längeren Zeitraum in einem hohen Ladezustand gehalten wird.
Dies ist bekannt alsKalenderalterung.
Lithium-{0}}Ionen-Akkus verschlechtern sich nicht nur beim Laden und Entladen. Selbst wenn eine Batterie im Leerlauf ist, finden weiterhin interne chemische Reaktionen statt und ihre Leistung ändert sich im Laufe der Zeit allmählich.
Die Lagerdauer, die Lagertemperatur und der Ladezustand während der Lagerung sind wichtige Faktoren, die die Geschwindigkeit der kalendarischen Alterung beeinflussen.
Dies ist einer der Gründe, warum ein älteres Smartphone, das nicht stark genutzt wurde, immer noch einen relativ niedrigen Akkuzustand haben kann.
Aus dieser Perspektive ist der einfache Versuch, die Zyklenzahl so niedrig wie möglich zu halten, nicht unbedingt der beste Weg, eine Batterie zu schützen. Die gesamte Betriebs- und Speicherumgebung ist viel wichtiger.
Hohe Temperaturen können besorgniserregender sein als häufiges Aufladen
Für alltägliche Benutzer:Die Temperaturkontrolle ist einer der wichtigsten Aspekte der Batteriepflege.
Lithium--Ionen-Akkus sind so konzipiert, dass sie ein regelmäßiges Laden unterstützen. Die größere Sorge besteht darin, dass das Gerät über längere Zeit hohen Temperaturen ausgesetzt wird, insbesondere wenn der Akku geladen wird, während das Gerät stark belastet ist.
Ein typisches Beispiel ist das Spielen eines anspruchsvollen Handyspiels während des Schnellladens. Das Gerät kann erhebliche Hitze erzeugen und so den Akku zusätzlich belasten.
Moderne Geräte sind mit Batteriemanagementsystemen ausgestattet, die Temperatur, Spannung, Ladestrom und andere Betriebsbedingungen überwachen können. Wenn eine zu hohe Temperatur erkannt wird, reduziert das System möglicherweise die Ladeleistung, schränkt die Geräteleistung ein oder unterbricht den Ladevorgang vorübergehend, um den Akku und andere Komponenten zu schützen.
Anstatt sich ständig Gedanken darüber zu machen, ob sich die Zyklenzahl um einen weiteren Zyklus erhöht hat, ist es daher oft praktischer, zu verhindern, dass die Batterie längere Zeit einer Umgebung mit hohen Temperaturen ausgesetzt bleibt.
Dies ist besonders wichtig bei anspruchsvollen Szenarien wie Spielen, Navigation, Videoaufzeichnung, schnellem Laden oder anderen Hochlastanwendungen bei heißem Wetter.
Wie wird die Batterielebensdauer getestet? Produktbeschreibung
Bei Verbrauchergeräten können der Batteriezustand und die Anzahl der Zyklen nützliche Informationen über den Batteriezustand liefern. Wenn es jedoch darum gehtBatterieentwicklung, Qualitätskontrolle und Laborforschungist eine systematischere Testmethode erforderlich.
Die Batterielebensdauer wird in der Regel durch wiederholte und kontrollierte Tests bewertetLade--Entladezyklen.
Während eines Zyklenlebensdauertests wird die Batterie gemäß vordefinierter Spannung, Stromstärke und anderen Testbedingungen geladen und entladen. Das Prüfsystem erfasst kontinuierlich wichtige Parameter wie:
- Batteriespannung
- Lade- und Entladestrom
- Kapazität
- Energie
- Zyklusanzahl
- Kapazitätserhaltung
- Lade- und Entladezeit
Durch die Wiederholung des Lade- und Entladevorgangs können Ingenieure beobachten, wie sich die Batteriekapazität mit zunehmender Zyklenzahl ändert.
Beispielsweise kann die Kapazitätserhaltung nach 100, 500, 1.000 oder mehr Zyklen verglichen werden, um den Verschlechterungstrend der Batterie zu bewerten und ihre Zyklenlebensdauer abzuschätzen.
Für Batterieforschung und -entwicklung, Produktionstests und Leistungsbewertung aBatterielebensdauertesterkann automatisch wiederholte Lade-{0}Entladezyklen durchführen und gleichzeitig Testdaten aufzeichnen und analysieren.
Diese Art von Tests bietet eine zuverlässigere Möglichkeit, die Leistung eines Lithium-Ionen-Akkus im Laufe der Zeit zu bewerten und wie schnell seine Kapazität bei wiederholtem Gebrauch abnimmt.
Letzte Gedanken
Die Anzahl der Batteriezyklen und der Batteriezustand hängen zusammen, sind aber nicht dasselbe.
Die Anzahl der Zyklen spiegelt hauptsächlich den kumulierten Batterieverbrauch wider, während der Batteriezustand einen direkteren Hinweis auf die aktuell verfügbare Kapazität und Leistung der Batterie liefert.
Gleichzeitig wird die Batterieverschlechterung durch viele andere Faktoren beeinflusst, darunter Temperatur, Lade- und Entladerate, Ladezustand, Entladetiefe, Lagerbedingungen und kalendarische Alterung.
Unabhängig davon, ob Sie einen Smartphone-Akku, einen Elektrofahrzeug-Akku, einen Energiespeicher oder einen anderen Lithium-{0}Ionen-Akku evaluieren,Die Anzahl der Zyklen allein kann die Batterielebensdauer nicht vollständig bestimmen.
Für Batteriehersteller und Forscher bieten kontrollierte Lade-{0}}Entladezyklustests eine zuverlässigere Möglichkeit, den Kapazitätsabbau, die Kapazitätserhaltung und die Gesamtzykluslebensdauer zu bewerten.
Durch die Kombination von Batteriezustandsdaten mit systematischen Lebensdauertests können Ingenieure ein umfassenderes Verständnis der Batteriealterung und der Langzeitleistung gewinnen.
Über uns
ACEY New Energy ist auf die Forschung, Entwicklung und Herstellung fortschrittlicher Ausrüstung für die Produktion und Prüfung von Lithium-Ionen-Batterien spezialisiert. Wir bieten professionelle Lösungen fürzylindrische Zellen, Pouch-Zellen, prismatische Zellen, Knopfzellen und Lithium-Batteriepacks, die Batteriemontage, Test-, Sortier-, Schweiß- und Produktionsprozesse abdeckt.
Ganz gleich, ob Sie neue Batterietechnologien entwickeln, ein Labor einrichten, die Batterieproduktionskapazität erweitern oder ein komplettes Unternehmen aufbauenProduktionslinie für Lithium--Ionenbatterien oder Montagelinie für Batteriepacks, ACEY New Energy kann basierend auf Ihren spezifischen Anforderungen geeignete Ausrüstung und technischen Support bereitstellen.
Mit unserer Erfahrung im Bereich der Herstellungsausrüstung für Lithiumbatterien sind wir bestrebt, unseren Kunden dabei zu helfen, die Produktionseffizienz, die Batteriequalität und die Prüfgenauigkeit zu verbessern. Wenn Sie auf der Suche nach einem zuverlässigen sindLieferant von Batterieherstellungsgerätenoder professionelle Unterstützung für Ihr Lithiumbatterieprojekt benötigen, wenden Sie sich gerne an ACEY New Energy.