Що спричиняє старість акумуляторних батарей? Що можна зробити, щоб продовжити термін служби цих акумуляторів?

У наші дні більшість сучасної електроніки використовують акумуляторні батареї як джерело живлення. Також в наші дні найсучасніші акумуляторні батареї мають літій-іонний або літієвий полімер . Як і будь-які інші пристрої, з часом ці акумуляторні батареї втрачають здатність заряджати, утримувати та розряджати енергію, тому користувачам доводиться замінювати пристрої або акумуляторні батареї.

Наскільки я розумію, підвищення внутрішнього опору акумулятора є основною причиною старіння акумуляторної батареї. Це точно? Якщо так, то що можна зробити, щоб знизити або усунути внутрішній опір акумуляторних батарей.

Якщо я не розумію, що є причиною старіння акумуляторної батареї?

Якщо причини старіння акумулятора зрозуміли, як електронні інженери можуть спроектувати схеми зарядки та розряду, щоб продовжити термін служби акумуляторної батареї?

Список літератури:

— Махендра Гунавардена
джерело

Примітка: Я навмисно тримав разом внутрішній опір / хімію акумулятора та дизайн електронних схем разом

— Mahendra Gunawardena

Ви вже бачили цю сторінку ?

— HDE 226868

Це гаряча тема наукових досліджень і розробок, на яку витрачаються багато грошей, і все ще немає задовільного рішення. Дуже цікаве запитання, але, мабуть, нелегко відповісти детально, особливо не друга частина.

— Триларіон

Я сподіваюся, що інженер-хімік або професіонал хімії або науковий співробітник дасть деяке розуміння. З точки зору ЕЕ, це збільшення імпедансу. Питання, як можна уповільнити збільшення імпедансу.

— Mahendra Gunawardena

Підвищення внутрішньої резистентності можна краще розуміти як симптом старіння, а не як першопричину.

— Соломон повільно

$\text{NiCad}$ $\text{NiMH}$

Мені не вдалося дізнатися багато про ефекти, які впливають лише на літієві іонні батареї, але є безліч всебічних факторів . Ось короткий список:

Хімічні речовини, що розпадаються
Пасивація (яка впливає на літій-іонні батареї), яка виникає, коли на осередку батареї утворюється шар небажаних хімічних речовин. Тут йдеться про пов'язане явище на сторінці 4258:

На жаль, при перезарядці літій має сильну тенденцію до утворення мшистих відкладень і дендритів у звичайних рідких органічних розчинниках (пор. Мал. 15, б). Це обмежує тривалість циклу до 100-150 циклів (значно нижчих, ніж 300 циклів, необхідних для комерційної комірки), а також збільшує ризик інциденту безпеки.
Механічні напруги та протікання. Акумулятори можуть пошкоджуватися різними способами, внаслідок чого внутрішні компоненти порушуються і хімічні речовини витікають. Це може бути дуже небезпечно для людини.

k = A e^{- E_{a} / R T}

$k=Ae^{-E_a/RT}$

Нарешті, є феномен саморозряду , який полягає в тому, що небажані реакції в акумуляторі «з’їдаються», так би мовити, на потужність батареї. Процес може відрізнятися залежно від типу акумулятора. Університет батареї має на ньому сторінку , яку ви, можливо, вже бачили. Він повторює, що температура може прискорити цей процес. Навряд чи достатньо, що літієві іонні батареї можуть заряджати до 5% протягом перших 24 годин, сповільнюючись до 1-2% на місяць після цього.

— HDE 226868
джерело

Що викликає ефект пам’яті? Як дендрити згубні? Чи сприяє самостійне розряджання довгостроковою втратою працездатності чи вона лише використовує потужність за рахунок цього заряду?

— Рік

@Rick Вікіпедія дає один пов'язаний тимчасовий процес і механізм, що стоїть за ним: Пониження напруги викликається багаторазовим перезарядом акумулятора, що викликає утворення на пластинах невеликих кристалів електроліту. Вони можуть забивати пластини, збільшуючи опір і знижуючи напругу деяких окремих комірок в акумуляторі. Це призводить до того, що акумулятор у цілому, як видається, швидко розряджається, оскільки ці окремі осередки швидко розряджаються, а напруга акумулятора в цілому раптово падає.

— HDE 226868

Re, The "ефект пам'яті" . Ознайомтеся з z80.info/nicd2.txt Коротка версія - Так, такий ефект є, але більшість проблем, які коли-небудь звинувачувались в цьому, були пов'язані з іншими проблемами (особливо, погано розробленими зарядними пристроями для дрібниць). Ця інформація в кінцевому підсумку походить від інженерів NASA, які були готові витратити багато грошей, щоб зрозуміти батареї, які вони планували відправити на космічні місії.

— Соломон повільно