Qual è la durata di vita di una batteria al litio?
Ciclovita
Il ciclo di vita è un parametro cruciale per valutare l'efficienza tecno-economica delle batterie. Un ciclo di carica e scarica è chiamato ciclo o periodo. In un dato regime di scarica, il numero di cicli che una batteria può sopportare prima che la sua capacità scenda a un valore specificato è chiamato ciclo di vita o durata di servizio.
La durata del ciclo è influenzata dalla profondità di scarica della batteria (DOD), pertanto l'espressione della durata del ciclo deve indicare anche il DOD. Ad esempio, una durata del ciclo della batteria di 400 cicli/100% DOD o 1000 cicli/50% DOD. La durata del ciclo varia tra i diversi tipi di batterie e anche i prodotti della stessa serie e con le stesse specifiche possono avere durate significativamente diverse. Tra le batterie comunemente usate, le batterie allo zinco-argento hanno il ciclo di vita più breve, generalmente solo 30-100 cicli; le batterie al piombo-hanno una durata di 300-500 cicli; e le batterie agli ioni di litio hanno una durata maggiore, con cicli di vita superiori a 1000 cicli.
Con l’aumento dei cicli di carica e scarica, il decadimento della capacità della batteria secondaria è un processo inevitabile. Questo perché durante i cicli di carica-scarica, all'interno della batteria si verificano alcuni processi irreversibili, che causano una diminuzione della capacità di scarica della batteria. Questi fattori irreversibili sono principalmente i seguenti:
1) La superficie attiva dell'elettrodo diminuisce continuamente durante i cicli di carica-scarica, portando ad un aumento della densità di corrente operativa e della polarizzazione.
2) Il materiale attivo si stacca o migra dall'elettrodo.
3) Alcuni materiali degli elettrodi si corrodono durante il funzionamento a batteria.
4) I dendriti si formano sull'elettrodo durante il ciclo, causando micro-cortocircuiti all'interno della batteria.
5) Invecchiamento e usura del separatore.
6) Cambiamenti irreversibili della morfologia dei cristalli si verificano nel materiale attivo durante i cicli di carica-scarica, riducendone così l'attività.
Durata di conservazione
Le batterie subiscono variazioni di capacità dopo uno stoccaggio prolungato; questa caratteristica è nota come prestazioni di archiviazione. Anche se durante lo stoccaggio non viene rilasciata energia elettrica, l'autoscarica-si verifica sempre all'interno della batteria. Anche nello stoccaggio a secco, una tenuta inadeguata può consentire l'ingresso di umidità, aria e anidride carbonica, innescando la corrosione dei materiali attivi termodinamicamente instabili sugli elettrodi positivo e negativo, con conseguenti reazioni di ossidoriduzione e perdita di energia. Ciò è ancora più pronunciato nello stoccaggio umido. L'entità di questa autoscarica-è espressa come il tempo necessario affinché la capacità della batteria scenda a una determinata capacità specificata, nota come durata di conservazione (o durata di conservazione).
