Одним из ключевых преимуществ перехода на
литиевые батареи является то, что срок их службы в несколько раз превышает срок службы
свинцово-кислотных батарей . Тем не менее, учитывая ограниченность данных об эксплуатации
ИБП, доступных сегодня, для потенциальных пользователей вполне естественно задаться вопросом, как долго на самом деле прослужат литиевые батареи.
Чтобы ответить на этот вопрос, необходимо сначала понять, как литиевые батареи деградируют при нормальных обстоятельствах. У них есть два в значительной степени независимых режима деградации: календарная жизнь и циклическая жизнь.
Календарная жизнь описывает, как емкость будет снижаться и как сопротивление будет увеличиваться с течением времени. Для календарного срока службы рабочая температура батареи является наиболее важным фактором, определяющим продолжительность ее работы. Тепло может ускорить разложение, а более низкие температуры минимизируют разложение.
Что касается срока службы, сам этот термин легко понять, но спрогнозировать срок службы литиевой батареи не так просто, как может показаться. Это связано с тем, что различные характеристики цикла определяют, насколько вреден этот цикл для аккумулятора.
Базовый тест в литиевой промышленности заключается в полной разрядке аккумулятора за один час, а затем его полной зарядке за один час при комнатной температуре (25°C/77°F). Для высококачественных конструкций элементов это простой тест, в ходе которого необходимо выполнить тысячи циклов, прежде чем элемент достигнет 80% своей первоначальной емкости. Однако срок службы обычно весьма чувствителен к скорости зарядки и разрядки и другим факторам.
Краткое изложение ключевых факторов, влияющих на срок службы, показано на рисунке 1.
| Параметр цикла |
Влияние на срок службы |
Описание |
| Скорость зарядки/разрядки |
Значительный |
Зарядка или разрядка аккумулятора со скоростью, превышающей расчетную, значительно сократит срок его службы. |
| Глубина разряда |
Умеренный |
Частичная разрядка аккумулятора перед повторной зарядкой менее вредна, чем его полная разрядка. |
| Температура |
Умеренный |
Хотя более теплая батарея будет иметь меньшее сопротивление и меньшую скорость самонагревания, более низкие рабочие температуры, как правило, лучше для жизни. Многие литий-ионные аккумуляторы также чувствительны к зарядке при низких температурах (обычно ниже нуля), но это обычно не проблема для центров обработки данных. |
| Окно состояния заряда (SOC) |
Незначительный |
При использовании аккумулятора при частичной глубине разряда его циклическое использование при полной зарядке (100 % SOC) или полной разряженности (0 % SOC) наносит больше вреда, чем указание рабочего окна при частичном уровне заряда. |
Рисунок 1: Краткое изложение ключевых факторов, влияющих на срок службы литиевой батареи.
В приложениях центров обработки данных срок службы календаря обычно является основным фактором, поскольку циклическая зарядка батареи происходит нечасто. Исключением могут быть случаи, когда батареи ИБП используются для поддержки управления энергопотреблением на объекте или предоставления сетевых услуг местной распределительной сети электроснабжения. Эти приложения выходят за рамки данной статьи. В обычных случаях использования батареи большую часть своего срока службы простаивают.
Чтобы оценить календарный срок службы, производители элементов обычно хранят батареи при разных температурах в течение длительного периода времени и периодически проверяют их оставшуюся емкость. Диаграмма этих данных показывает взаимосвязь между временем, температурой и оставшейся емкостью. После того, как будет собрано достаточно данных, их можно будет подогнать под общепринятое уравнение календарного срока службы, которое было проверено десятилетиями опыта эксплуатации литий-ионных аккумуляторов. Пример календарной диаграммы срока службы литиевой батареи (NCM) показан на рисунке 2.
На рисунке 2 показано, что 80 % первоначальной емкости батареи NCM сохраняется примерно через десять лет при температуре 23 °C (73 °F) для конкретной протестированной литиевой батареи. Различные литиевые батареи, такие как литий-железо-фосфат, будут иметь разную скорость разложения.
Чтобы предоставить вам батарею с длительным сроком службы, бесперебойной разрядкой, возможностью быстрой зарядки, высокой плотностью энергии и обеспечить бесперебойную работу, EverExceed предлагает вам литий-железо-фосфатные батареи (LFP), которые обеспечивают 3000-5000+ жизненных циклов . согласно требованиям вашего приложения.
