鋰離子電池和電池用于大量電子電路設(shè)計(jì)、電子產(chǎn)品、手機(jī)以及許多電動(dòng)工具、真空吸塵器，現(xiàn)在還用于汽車。

與其他形式的可充電電池一樣，鋰離子電池和電池的關(guān)鍵問題之一是它們的壽命或壽命有限。隨著使用它們的充電容量下降，最終它將達(dá)到特定應(yīng)用的使用壽命結(jié)束的點(diǎn)。

當(dāng)電池的使用壽命結(jié)束時(shí)，需要更換。不幸的是，維修成本，即使組織能夠承擔(dān)這意味著該項(xiàng)目必須報(bào)廢。除了產(chǎn)生更多對(duì)環(huán)境不友好的電子廢物之外，這可能既昂貴又不方便。

一系列鋰離子電池，用于為各種不同的電氣和電子產(chǎn)品供電

尤其是更換很多手機(jī)，不僅是為了跟上最新的潮流，也是在電池性能下降的時(shí)候。移動(dòng)電話通常每隔兩到四到五年就更換一次。通常到五年的時(shí)間跨度，電池會(huì)顯著退化。

同樣對(duì)于電動(dòng)汽車，更換電池的成本可能很高，通常會(huì)使汽車無法進(jìn)行經(jīng)濟(jì)維修。有鑒于此，制造商正在考慮將汽車的電池壽命定為 10 到 15 年，隨著技術(shù)的發(fā)展，這應(yīng)該會(huì)延長(zhǎng)。

鋰離子電池壽命

鋰離子電池技術(shù)的改進(jìn)使新電池的使用壽命比幾年前更長(zhǎng)。然而，電池壽命仍然是有限的，可能會(huì)導(dǎo)致問題。

通常，電池的壽命，在這種情況下，鋰離子電池或電池組的壽命被認(rèn)為是它在制造時(shí)僅存儲(chǔ) 80% 的電量。

用于為 DSLR 相機(jī)供電的典型鋰離子電池

壽命通常根據(jù)電池在其可以存儲(chǔ)的最大電量?jī)H為新時(shí)充電容量的 80% 之前可以經(jīng)歷的充電放電循環(huán)次數(shù)來衡量。正是充電和放電的不斷重復(fù)導(dǎo)致了電池的磨損和退化。

由于壽命是根據(jù)充電/放電循環(huán)次數(shù)來衡量的，因此除了不使用電池外，似乎幾乎沒有什么可以保護(hù)電池的方法。情況并非如此，可以采取幾個(gè)步驟來獲得最長(zhǎng)的使用壽命。有些可能不切實(shí)際，但至少了解它們可以使它們?cè)诳赡艿那闆r下實(shí)施。

電池壽命和充電容量下降

由于電池充電容量的下降是電池使用壽命的限制因素，因此了解更多有關(guān)這一點(diǎn)很有用。

用于為電動(dòng)工具供電的典型鋰離子電池

·似乎有幾個(gè)因素會(huì)降低鋰離子電池的充電容量，從而降低其使用壽命。

活性材料的損失：電池中的活性材料 LAM 的損失發(fā)生在正極和負(fù)極上。它本質(zhì)上是一種機(jī)制，借此減少電極中可用于電化學(xué)活性的材料。

鋰庫存損失：當(dāng)可用于傳輸電荷的鋰離子數(shù)量減少時(shí)，就會(huì)發(fā)生鋰庫存或 LLI 的損失。

電極不平衡：隨著時(shí)間的推移，發(fā)現(xiàn)電極的狀態(tài)變得不平衡，一個(gè)電極可以接受比另一個(gè)電極更多的鋰離子電荷載流子，反之亦然。

阻抗變化：有幾種機(jī)制會(huì)導(dǎo)致阻抗上升，但隨著時(shí)間的推移，阻抗非常低的電池會(huì)開始出現(xiàn)阻抗上升。這發(fā)生在使用和時(shí)間上。

保持電池壽命的方法

有幾種方法可以保持電池壽命（以充電/放電循環(huán)次數(shù)計(jì)）。換句話說，電池達(dá)到其使用壽命之前的使用壽命，而不是該循環(huán)充電的使用壽命。

這些措施可以幫助確保鋰離子電池不需要比必要的更早更換。

·通過采用這些措施，可以減少成本和浪費(fèi)，同時(shí)可以減少更換電池的不便。

·僅在您真正需要時(shí)才進(jìn)行快速充電：鋰離子電池的快速充電非常方便，因?yàn)樗梢允乖O(shè)備、車輛或其他物品盡可能重新啟動(dòng)和運(yùn)行。然而，它確實(shí)會(huì)對(duì)電池造成更大的損壞，并且持續(xù)快速充電可能意味著使用壽命不會(huì)像其他情況下那樣長(zhǎng)。

·不要將鋰離子電池完全放電：完全放電的鋰離子電池會(huì)使它們承受壓力，這會(huì)縮短它們的使用壽命。將它們完全放電可以將鋰離子從電極中剝離出來，這可能導(dǎo)致它們過早消亡。

·此外，鋰離子電池的電量不應(yīng)低于其最低電壓，即每節(jié)電池 2.4 V 至 3.0 V。

·不要過度充電：鋰離子電池不喜歡完全放電，也不喜歡充滿電。同樣，所有鋰離子將從一個(gè)電極遷移到另一個(gè)電極，這也可能導(dǎo)致電極解體。

·理想的充電帶：鋰離子電池的最佳充電點(diǎn)可能是在達(dá)到 20% 左右充電，然后在 80% 左右停止充電。這并不總是很容易實(shí)現(xiàn)，但將其作為一個(gè)目標(biāo)點(diǎn)是有用的，這有助于一般管理。因?yàn)?a target="_blank">電池管理系統(tǒng)會(huì)阻止它們達(dá)到完全充電甚至低充電水平。他們傾向于給出合理的保證金。然而，防止它們過于接近充電限制的任一端而不是絕對(duì)必要的仍然是一個(gè)好主意。

·保持涼爽：鋰離子電池應(yīng)保持涼爽。通過讓它們保持涼爽但不冷凍，老化過程會(huì)變慢。因此，在陽光明媚的日子里，鋰離子電池不應(yīng)該放在車?yán)?，因?yàn)闅鉁貢?huì)顯著升高。出于同樣的原因，甚至建議電動(dòng)汽車不要停在陽光下。

·非使用保養(yǎng)：如果鋰離子電池長(zhǎng)時(shí)間不使用，理想情況下應(yīng)將其充電至完全充電的 40% 至 60% 之間。理想情況下，它應(yīng)該定期充電以克服自放電的影響。通過將其保持在 50% 左右的充電水平，這可確保其處于最佳狀態(tài)，且兩個(gè)電極均不會(huì)耗盡鋰離子——這是縮短壽命的關(guān)鍵因素。

·此外，將電池存放在大約 5° C到 20°C 之間對(duì)它們來說是最好的，因?yàn)樗峁┑臏囟燃炔惶珶嵋膊惶洹?/p>

·如果可能的話，也值得將它們從設(shè)備中移除，并定期對(duì)它們進(jìn)行充電以更換和因自放電而丟失的電荷。

·不要凍結(jié)：鋰離子電池不應(yīng)暴露在非常低的溫度下 - 大多數(shù)鋰離子電池電解質(zhì)在大約 -40℃時(shí)會(huì)凍結(jié)。這可能會(huì)使它們無法在設(shè)備需要在極端溫度下供電的某些應(yīng)用中使用。

·僅在需要時(shí)才購買新電池：鋰離子電池應(yīng)僅在需要時(shí)購買，因?yàn)殡姵刂圃旌缶烷_始老化過程。直到需要時(shí)才購買意味著它們不會(huì)變質(zhì)太多，盡管它們?cè)诮桓吨耙呀?jīng)由制造商和分銷商存儲(chǔ)。

鋰離子電池能用多久

這是每個(gè)人都想知道的主要問題。不幸的是，要給出明確的答案并不容易。涉及的變量很多。

電池類型等參數(shù)（是否用于手機(jī)、照相機(jī)、電動(dòng)工具、電動(dòng)汽車等）。不同類型的設(shè)備使用不同類型的鋰離子電池，這將對(duì)可達(dá)到的使用壽命產(chǎn)生影響。

還有一些項(xiàng)目，例如它們的使用溫度，它們是否已存儲(chǔ)，它們充電和放電的速度，它們是否已經(jīng)放電了一段時(shí)間，以及許多其他因素。

另一個(gè)大變量是什么算作充電/放電循環(huán)的問題。有時(shí)電池會(huì)經(jīng)歷比其他電池更深的充電周期，有時(shí)可能是 20% 到 80%，有時(shí)可能只是充值，比如 30% 到 60%，這是否算作一個(gè)周期。

但對(duì)所有這些問題采取明智的方法，大多數(shù)鋰離子電池至少可以使用 3 年和大約 1000 次充電循環(huán)。

如果將這些作為最低限度，那么任何更大的都是獎(jiǎng)勵(lì)。通過采用盡可能延長(zhǎng)電池壽命的準(zhǔn)則，應(yīng)該可以通過減少更換電池的頻率來提高基本預(yù)期壽命并降低成本。

就現(xiàn)實(shí)世界的數(shù)據(jù)而言，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)一些早期電動(dòng)汽車上的電池隨著時(shí)間的推移僅略有退化，因此它們應(yīng)該使汽車能夠在非常長(zhǎng)的使用壽命內(nèi)運(yùn)行而無需更換。這顯然在一定程度上取決于汽車制造商和電池制造標(biāo)準(zhǔn)，以及電池管理系統(tǒng)的電子電路設(shè)計(jì)。

鋰離子電池的另一個(gè)主要用戶是手機(jī)行業(yè)。盡管電池標(biāo)準(zhǔn)通常很高，但對(duì)快速充電的需求以及許多人直接運(yùn)行手機(jī)并立即充電的事實(shí)，使用快速充電，因?yàn)樗麄冃枰鼈冊(cè)谕耆烹姾笤俅慰焖俟ぷ?，這意味著使用壽命是很少，只要它可能。然而，隨著合同的續(xù)簽，許多人每?jī)赡旮鼡Q一次手機(jī)，而其他人則選擇不那么頻繁地更換手機(jī)，這仍然不是一個(gè)大問題。盡管可以更換電池，但通常手機(jī)的使用壽命不會(huì)超過四年。

通過對(duì)鋰離子電池的使用和存儲(chǔ)方式采取一些預(yù)防措施，可以在其性能下降到難以使用的程度之前獲得最長(zhǎng)的使用壽命。有時(shí)不可能實(shí)現(xiàn)其中任何一個(gè)或全部，但在可行的情況下，它可以有效地延長(zhǎng)電池壽命并降低運(yùn)行成本，因?yàn)樗鼈冃枰鼡Q的頻率較低，如果有的話。

電源電路

電源和電源中的電子設(shè)備非常重要。沒有它們，許多電子電路將無法工作，確保任何電源的規(guī)格滿足其供電電路的要求也很重要。