Apa yang menyebabkan baterai yang dapat diisi ulang menua? Apa yang bisa dilakukan untuk memperpanjang usia baterai ini?

13

Saat ini sebagian besar elektronik modern menggunakan baterai isi ulang sebagai sumber listrik. Juga, saat ini sebagian besar baterai isi ulang modern berbasis Lithium Ion atau Lithium Polymer . Seperti halnya perangkat lain, dari waktu ke waktu baterai yang dapat diisi ulang ini kehilangan kemampuan untuk mengisi ulang, mempertahankan, dan mengeluarkan energi sehingga pengguna harus mengganti perangkat atau baterai yang dapat diisi ulang.

Menurut pemahaman saya, kenaikan resistansi internal baterai adalah penyebab utama penuaan baterai yang dapat diisi ulang. Apakah ini akurat? Jika demikian apa yang dapat dilakukan untuk menurunkan atau menghilangkan hambatan internal pada baterai isi ulang.

Jika pemahaman saya tidak akurat, apa penyebab penuaan baterai isi ulang?

Jika penyebab penuaan baterai dipahami, bagaimana insinyur elektronik dapat merancang sirkuit pengisian dan pemakaian untuk memperpanjang masa pakai baterai yang dapat diisi ulang?

Referensi:

  1. Universitas Baterai
  2. Semua Tentang Baterai, Bagian 1: Pendahuluan
  3. Semua Tentang Baterai, Bagian 2: Spesifikasi & Terminologi
  4. Semua Tentang Baterai, Bagian 7: Lithium Thionyl Chloride
energy electrical-engineering energy-storage chemical-engineering battery Mahendra Gunawardena
sumber
Catatan: Saya sengaja menyimpan Resistansi Internal / Kimia Baterai dan desain sirkuit elektronik bersama
Mahendra Gunawardena
Sudahkah Anda melihat halaman ini ?
HDE 226868
1
Ini adalah topik hangat dalam penelitian dan pengembangan dengan banyak uang masuk dan masih ada solusi yang memuaskan. Sebuah pertanyaan yang sangat menarik tetapi saya kira tidak mudah untuk menjawab secara terperinci, terutama bukan bagian kedua.
Trilarion
Saya berharap untuk insinyur kimia atau profesional kimia atau penelitian untuk memberikan beberapa wawasan. Dari sudut pandang EE adalah peningkatan impedansi. Pertanyaan akan bagaimana peningkatan impedansi dapat diperlambat.
Mahendra Gunawardena
Peningkatan resistensi internal mungkin lebih dipahami sebagai gejala penuaan, bukan sebagai akar penyebabnya.
Solomon Lambat

Jawaban:

7

Salah satu masalah yang mengganggu baterai yang dapat diisi ulang yang lebih lama (misalnya Nickel Cadmium ( ) dan Nickel Metal Hydride ( NiMH )) adalah efek memori . Efek memori terjadi ketika baterai isi ulang tidak kosong sepenuhnya. Kemudian "lupa" bahwa ia memiliki kapasitas yang lebih besar daripada yang dipikirkannya, dan karenanya di masa depan ia mengeluarkan lebih sedikit.NiCadNiMH

NiCadNiMH

Saya belum dapat menemukan banyak tentang efek yang hanya mempengaruhi baterai lithium ion, tetapi ada banyak faktor yang berbeda . Berikut daftar singkatnya:

  • Bahan kimia mogok
  • Pasif (yang mempengaruhi baterai lithium ion), yaitu ketika lapisan bahan kimia yang tidak diinginkan terbentuk pada sel baterai. Ini membahas fenomena terkait pada halaman 4258:

    Sayangnya, saat diisi ulang, litium memiliki kecenderungan kuat untuk membentuk endapan berlendir dan dendrit dalam pelarut organik cair biasa (lihat Gambar 15B). Ini membatasi siklus hidup 100-150 siklus (jauh lebih rendah dari 300 siklus yang diperlukan untuk sel komersial), serta meningkatkan risiko insiden keselamatan.

  • Tekanan mekanis dan bocor. Baterai dapat rusak dalam berbagai cara, menyebabkan komponen internal pecah dan menyebabkan bahan kimia bocor. Ini bisa sangat berbahaya bagi manusia.
k=SEBUAHe-ESebuah/RT

Akhirnya, ada fenomena self-discharge , yaitu ketika reaksi yang tidak diinginkan dalam baterai "menggerogoti," jadi, pada kapasitas baterai. Prosesnya dapat berbeda berdasarkan jenis baterai. Universitas Baterai memiliki halaman di atasnya , yang mungkin sudah Anda lihat. Ini menegaskan bahwa suhu dapat mempercepat proses ini. Cukup skary, baterai lithium ion dapat melepaskan sebanyak 5% dalam 24 jam pertama, melambat menjadi 1-2% per bulan setelah itu.

HDE 226868
sumber
1
Apa yang menyebabkan efek memori? Bagaimana dendrit merugikan? Apakah self discharge berkontribusi pada hilangnya kapasitas jangka panjang atau hanya menghabiskan kapasitas pada charge itu?
Rick
@Rick Wikipedia memberikan satu proses sementara terkait dan mekanisme di belakangnya: Tegangan depresi disebabkan oleh pengisian baterai yang berulang-ulang, yang menyebabkan pembentukan kristal kecil elektrolit pada pelat. Ini dapat menyumbat pelat, meningkatkan resistensi dan menurunkan tegangan beberapa sel individu dalam baterai. Hal ini menyebabkan baterai secara keseluruhan tampak kosong dengan cepat karena sel-sel individual tersebut secara cepat habis dan tegangan baterai secara keseluruhan tiba-tiba turun.
HDE 226868
Re, The "efek memori." Lihat z80.info/nicd2.txt Versi singkatnya adalah, Ya, ada efek seperti itu, tetapi kebanyakan besar masalah yang pernah disalahkan sebenarnya disebabkan oleh masalah lain (sebagian besar terutama, charger tetesan yang dirancang dengan buruk). Info ini pada akhirnya datang dari para insinyur NASA yang bersedia menghabiskan banyak uang untuk memahami baterai yang mereka rencanakan untuk dikirim pada misi luar angkasa.
Solomon Lambat