Comprendere la durata della batteria a ciclo profondo è fondamentale, che sia vecchia o nuova. Vari fattori ne influenzano il ciclo di vita, ma prima definiamo cos’è il ciclo di vita di una batteria e come calcolarlo.
Cos'è il ciclo di vita della batteria?
Man mano che la batteria viene utilizzata e ricaricata, perde gradualmente la sua capacità originale. Il suo ciclo di vita si riferisce al numero di cicli di carica e scarica che può completare prima che le prestazioni diminuiscano.
Come calcolare il ciclo di vita della batteria?
Dopo il primo utilizzo, la batteria potrebbe non ricaricarsi completamente, ma ciò non indica la fine della sua vita utile.
Di solito, i produttori forniscono dati sulle prestazioni accettabili e sulla riduzione della capacità prima della fine del ciclo di vita della batteria.
Sebbene non esista uno standard, una regola generale è che il ciclo di vita di una batteria viene misurato dal numero di cicli che può subire prima di ricaricarsi a meno dell’80% della sua capacità originale.
Come viene determinata la profondità di scarica?
La capacità della batteria può anche essere compresa profondità di scarica (DoD), che misura la percentuale di capacità della batteria utilizzata rispetto al suo totale.
Ad esempio, una nuova batteria da 100 Ah scaricata per 20 minuti con una corrente di 50 A ha un DoD del 16,7% (50*20/60/100) per quel ciclo.
Come accennato in precedenza, il limite del ciclo di vita viene raggiunto se la batteria non può essere caricata oltre 80 Ah, con un conseguente DoD iniziale del 20% anche a “pieno” carica.
Puoi usare un monitor come il VictronBMV-700 per monitorare accuratamente il Dipartimento della Difesa.
Quanti cicli riceve una batteria?
Il ciclo di vita di una batteria dipende dal tipo e dall’utilizzo.
Ciclo di vita della batteria agli ioni di litio
La maggior parte delle batterie agli ioni di litio dura circa 500 cicli, mentre le batterie LiFePO4 possono sopportare migliaia di cicli prima che la capacità diminuisca.
A Holo Battery, il nostro soluzioni LiFePO4 personalizzate hanno un ciclo di vita nominale di 3.000-5.000 cicli in caso di utilizzo intenso e anche superiore con un utilizzo leggero.
Normalmente, i produttori specificano il limite di profondità di scarico per ottenere questi valori.
Le batterie agli ioni di litio sono meno influenzate dai fattori ambientali e di scarica rispetto a quelle al piombo-acido, il che consente stime del ciclo di vita più accurate.
Ciclo di vita della batteria al piombo
Una batteria al piombo può durare fino a 1.500 cicli con una corretta manutenzione, soprattutto se mantenuta con una carica superiore al 50%.
La sua longevità dipende però da scariche leggere e da corretti cicli di ricarica. Richieste di potenza elevate o scariche profonde ridurranno significativamente il numero di cicli.
In media dura 300-500 cicli.
Cosa riduce la durata della batteria ricaricabile?
Diversi fattori, oltre al tipo di batteria, ne influenzano il ciclo di vita. Comprenderli può aiutare a massimizzare le prestazioni e la longevità.
Temperatura
La temperatura influisce in modo significativo sulla durata della batteria, spesso causando confusione.
Anche se le temperature più elevate possono migliorare le prestazioni, in realtà riducono la durata della batteria, soprattutto nelle batterie al piombo. La temperatura ottimale per le batterie è di circa 25°C (77°F).
Uno studio ha rilevato che le prestazioni della batteria al litio è sceso di circa il 3,3% a 77°F e del 6,7% a 113°F nei primi 200 cicli. Per quanto riguarda le batterie al piombo, la durata della vita si dimezza con ogni aumento di 15 gradi sopra i 77 ° F.
Profondità di scarica eccessiva
Anche la profondità di scarica influisce sulla durata della batteria.
Per le batterie al piombo-acido, il ciclo al 50% DOD anziché all'80% può raddoppiare la durata della vita, mentre il ciclo al 10% DOD può aumentarla di cinque volte. È meglio non scaricare sotto il 50%.
Le batterie al litio risentono meno delle scariche profonde, ma si consiglia di non scendere sotto l'80% DOD.
Ciclo di ricarica inadeguato
Ricaricare completamente la batteria è importante. Il completamento del ciclo di ricarica consente una fase di condizionamento che riduce la solfatazione sulle piastre di piombo.
Anche se le ricariche incomplete influiscono meno sulle batterie al litio a causa del loro sistema di monitoraggio interno della batteria (BMS), è comunque meglio ricaricarle completamente quando possibile.
Perdita di elettroliti
Le batterie a ciclo profondo contengono un soluzione elettrolitica per le reazioni interne.
Nelle batterie al piombo acido, l'evaporazione può lasciare indietro l'elettrolito. Trascurare di ricaricare periodicamente queste batterie ne ridurrà notevolmente la durata.
Anche le batterie al litio e quelle al piombo sigillate contengono elettroliti. Ma sono sigillati, eliminando la necessità di ricariche.
Tuttavia, le batterie al piombo sigillate possono rilasciare gas durante la carica rapida o il sovraccarico, provocando una lieve perdita di elettrolito che può influire sulla durata del ciclo nel tempo.
Cristallizzazione degli elettrodi
Tutte le batterie si degradano nel tempo a causa di cambiamenti chimici.
Sugli elettrodi si formano depositi, come cristalli di solfato di piombo nelle batterie al piombo e litio metallico nelle batterie agli ioni di litio. Questi cambiamenti riducono le sostanze chimiche disponibili per le reazioni, aumentano la resistenza interna e, se eccessivi, possono portare al guasto della batteria.
Come aumentare la durata della batteria?
Comprendere i fattori che influenzano il ciclo di vita della batteria può aiutarti a prolungarne la durata. Seguendo semplici best practice è possibile massimizzare le prestazioni sia delle batterie al piombo che degli ioni di litio.
- Se possibile, usa la batteria a temperature moderate, idealmente intorno ai 25°C.
- Per le batterie al piombo, evitare di scaricarle al di sotto del 50% della capacità; puntare a una profondità di scarico compresa tra il 10% e il 50%. Le batterie al litio in genere possono gestire fino all'80% di profondità di scarica e talvolta anche al 100%.
- Per le batterie al piombo acido, mantenere la soluzione elettrolitica rabboccata.
- Infine, carica lentamente la batteria per ridurre la resistenza interna e prolungarne la durata.
