Una delle principali attrazioni per il passaggio alle batterie al litio è che la durata della batteria è multipla di quanto è possibile con le batterie al piombo . Tuttavia, con i dati operativi limitati nelle applicazioni UPS oggi disponibili, è naturale per i potenziali utenti chiedersi quanto dureranno effettivamente le batterie al litio.

Per rispondere a questa domanda, è necessario prima capire come si degradano i pacchi batteria al litio in circostanze normali. Hanno due modalità di degrado in gran parte indipendenti: vita del calendario e vita del ciclo.

La durata del calendario descrive come la capacità diminuirà e come la resistenza aumenterà nel tempo. Per la durata del calendario, la temperatura di esercizio della batteria è il fattore più importante nel determinare quanto durerà. Il calore può accelerare il degrado e le temperature più fredde riducono al minimo il degrado.

Per quanto riguarda la durata del ciclo, il termine stesso è facilmente comprensibile, ma la proiezione della durata del ciclo di una cella al litio non è così semplice come sembrerebbe. Questo perché diverse caratteristiche del ciclo determinano quanto sia dannoso quel ciclo per la batteria.

Un test di base nell'industria del litio consiste nello scaricare completamente la batteria in un'ora e quindi ricaricarla completamente in un'ora a temperatura ambiente (25°C/77°F). Per progetti di celle di alta qualità, questo è un test semplice che si tradurrà in migliaia di cicli prima che la cella raggiunga l'80% della sua capacità iniziale. Tuttavia, la durata del ciclo è in genere abbastanza sensibile alle velocità di carica e scarica e ad altri fattori.

Un riepilogo dei fattori chiave che influenzano la vita del ciclo è mostrato nella Figura 1.

Figura 1: riepilogo dei fattori chiave che influenzano la durata del ciclo della batteria al litio.

Nelle applicazioni di data center , la durata del calendario è in genere il fattore principale perché il ciclo della batteria è raro. L'eccezione a ciò sarebbe quando le batterie dell'UPS vengono utilizzate per supportare la gestione dell'energia del sito o per fornire servizi di rete alla rete di distribuzione dell'elettricità locale. Tali applicazioni non rientrano nell'ambito di questo documento. Nei casi di uso convenzionale, le batterie sono inattive per la maggior parte della loro vita operativa.

Per valutare la durata del calendario, i produttori di celle in genere conservano le batterie a temperature diverse per lunghi periodi di tempo e ne controllano periodicamente la capacità residua. Tracciare questi dati fornisce una relazione tra tempo, temperatura e capacità rimanente. Dopo aver raccolto dati sufficienti, è possibile adattarli a un'equazione generalmente accettata per la durata del calendario, che è stata dimostrata in decenni di esperienza sul campo delle batterie agli ioni di litio. Un esempio di grafico della durata del calendario di una batteria al litio (NCM) è mostrato nella Figura 2.

La Figura 2 mostra che l'80% della capacità iniziale di una batteria NCM rimane dopo circa dieci anni a temperature di 23°C (73°F) per la particolare batteria al litio testata. Diverse batterie al litio come il litio ferro fosfato avranno diverse velocità di degradazione.

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