Một trong những điểm thu hút chính khi chuyển sang sử dụng
pin lithium là tuổi thọ của pin gấp nhiều lần so với
pin axit-chì . Tuy nhiên, với dữ liệu vận hành hạn chế trong
các ứng dụng UPS hiện có, việc người dùng tiềm năng đặt câu hỏi về tuổi thọ thực sự của pin lithium là điều đương nhiên.
Để giải quyết câu hỏi này, trước tiên cần phải hiểu pin lithium xuống cấp như thế nào trong điều kiện bình thường. Chúng có hai chế độ phân hủy phần lớn độc lập: vòng đời theo lịch và vòng đời.
Tuổi thọ lịch mô tả công suất sẽ giảm như thế nào và điện trở sẽ tăng như thế nào theo thời gian. Đối với tuổi thọ lịch, nhiệt độ hoạt động của pin là yếu tố quan trọng nhất quyết định tuổi thọ của pin. Nhiệt có thể đẩy nhanh quá trình phân hủy và nhiệt độ mát hơn sẽ giảm thiểu sự phân hủy.
Đối với vòng đời, bản thân thuật ngữ này rất dễ hiểu nhưng việc dự đoán tuổi thọ của pin lithium không đơn giản như người ta tưởng. Điều này là do các đặc điểm khác nhau của chu trình xác định mức độ gây hại của chu trình đó đối với pin.
Thử nghiệm cơ bản trong ngành công nghiệp lithium là xả hết pin trong một giờ và sau đó sạc lại đầy pin trong một giờ ở nhiệt độ phòng (25°C / 77°F). Đối với các thiết kế pin chất lượng cao, đây là một thử nghiệm dễ dàng sẽ dẫn đến hàng nghìn chu kỳ trước khi pin đạt 80% công suất ban đầu. Tuy nhiên, tuổi thọ của vòng đời thường khá nhạy cảm với tốc độ sạc và xả cũng như các yếu tố khác.
Bản tóm tắt các yếu tố chính ảnh hưởng đến vòng đời được thể hiện trong Hình 1.
| Thông số chu kỳ |
Ảnh hưởng đến vòng đời |
Sự miêu tả |
| Tỷ lệ sạc / xả |
Có ý nghĩa |
Sạc hoặc xả pin ở tốc độ cao hơn mức thiết kế sẽ rút ngắn đáng kể tuổi thọ của pin |
| Độ sâu xả |
Vừa phải |
Xả một phần pin trước khi sạc sẽ ít gây hại hơn so với xả pin hoàn toàn |
| Nhiệt độ |
Vừa phải |
Mặc dù pin ấm hơn sẽ có ít điện trở hơn và tốc độ tự làm nóng thấp hơn, nhưng nhiệt độ hoạt động mát hơn thường sẽ tốt hơn cho tuổi thọ. Nhiều pin lithium-ion cũng nhạy cảm với việc sạc ở nhiệt độ lạnh (thường là dưới mức đóng băng) nhưng điều này thường không phải là vấn đề đáng lo ngại đối với các ứng dụng trung tâm dữ liệu. |
| Cửa sổ trạng thái phí (SOC) |
Người vị thành niên |
Khi sử dụng pin ở mức xả sâu một phần, việc đạp pin gần đầy (100% SOC) hoặc hết pin hoàn toàn (0% SOC) sẽ gây hại nhiều hơn việc chỉ định cửa sổ hoạt động ở trạng thái sạc một phần |
Hình 1: Tóm tắt các yếu tố chính ảnh hưởng đến tuổi thọ của pin lithium.
Trong các ứng dụng trung tâm dữ liệu, tuổi thọ lịch thường là yếu tố chính vì chu kỳ sử dụng pin không thường xuyên. Trường hợp ngoại lệ đối với điều này là khi pin UPS đang được sử dụng để hỗ trợ quản lý năng lượng tại địa điểm hoặc cung cấp dịch vụ lưới điện cho mạng lưới phân phối điện địa phương. Những ứng dụng đó nằm ngoài phạm vi của bài viết này. Trong các trường hợp sử dụng thông thường, pin ở trạng thái không hoạt động trong phần lớn thời gian hoạt động của chúng.
Để đánh giá tuổi thọ của pin, các nhà sản xuất pin thường bảo quản pin ở các nhiệt độ khác nhau trong thời gian dài và kiểm tra định kỳ dung lượng còn lại của chúng. Lập biểu đồ dữ liệu này cung cấp mối quan hệ giữa thời gian, nhiệt độ và công suất còn lại. Sau khi đã thu thập đủ dữ liệu, dữ liệu có thể khớp với một phương trình được chấp nhận rộng rãi về tuổi thọ theo lịch đã được chứng minh qua nhiều thập kỷ kinh nghiệm trong lĩnh vực pin lithium-ion. Một ví dụ về biểu đồ lịch tuổi thọ của pin lithium (NCM) được hiển thị trong Hình 2.
Hình 2 cho thấy 80% công suất ban đầu của pin NCM vẫn còn sau khoảng mười năm ở nhiệt độ 23°C (73°F) đối với loại pin lithium cụ thể được thử nghiệm. Các loại pin lithium khác nhau như Lithium iron phosphate sẽ có tốc độ xuống cấp khác nhau.
Để cung cấp cho bạn một loại pin có tuổi thọ dài, hiệu suất xả không bị gián đoạn, khả năng sạc nhanh, mật độ năng lượng cao và giúp bạn vận hành không cần lo lắng, EverExceed cung cấp cho bạn pin công nghệ Lithium Iron Phosphate (LFP) cung cấp hơn 3000-5000 vòng đời dựa trên về yêu cầu ứng dụng của bạn.
