อายุการใช้งานตามทฤษฎี

คำนวณอายุการใช้งานตามอัตราส่วนการลดทอนกำลังการผลิตของวัสดุสามส่วนหลังการใช้งาน เมื่ออายุความจุเป็นศูนย์ ให้หยุดใช้โดยตรง อัลกอริธึมแบบมืออาชีพมักเกิดขึ้นสามครั้งหลังจากที่แบตเตอรี่ลิเธียมหมดประจุซึ่งเรียกว่าวงจรชีวิต เมื่อใช้แบตเตอรี่ลิเธียม ปฏิกิริยาเคมีที่ไม่สามารถย้อนกลับได้อาจทำให้ความจุของแบตเตอรี่ลดลง เช่น ระหว่างการใช้งานที่ไม่เหมาะสม หรือที่อุณหภูมิสูงหรือต่ำมาก ตัวอย่างเช่น การแยกตัวของอิเล็กโทรไลต์ การหยุดทำงานของวัสดุที่ใช้งาน และการล่มสลายของโครงสร้างเชิงบวกและเชิงลบ ส่งผลให้การฝังและการถอดลิเธียมไอออนลดลง การทดลองแสดงให้เห็นว่ายิ่งอัตราการคายประจุสูง ความจุจะลดลงเร็วขึ้น กระแสไฟฟฉาที่ไหลออกยิ่งเล็กลง และยิ่งแรงดันไฟแบตเตอรี่อยูจใกลฉกับแรงดันไฟสมดุล พลังงานก็จะยิ่งมากขึ้น

อายุการใช้งานตามทฤษฎีของแบตเตอรี่ลิเธียมแบบไตรภาคคือเวลาการชาร์จและคายประจุจนเต็ม 1200 ครั้ง นั่นคือ อายุการใช้งานเต็มวงจร แบตเตอรีลิเธียมแบบไตรภาคสามารถใช้งานได้ 10 หรือ 8 ปี ขึ้นอยู่กับความถี่ในการทำงาน แม้ว่าปริมาณของการสูญเสียหรือการคายประจุจะลดลงก็ตาม ซึ่งหมายความว่านี่คืออายุความจุ 8 ปีต่อมาความจุของแบตเตอรี่ลิเธียมจะเกิน 60% นี่คือบรรทัดฐาน

สำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมเชิงพาณิชย์ อายุการใช้งานตามทฤษฎีของแบตเตอรี่ลิเธียมแบบไตรภาคจะมีขนาดปานกลาง ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตประมาณ 2,000 เท่าและลิเธียมไททาเนตมีมากถึง 10,000 เท่า จนถึงตอนนี้ ผู้ผลิตแบตเตอรี่กระแสหลักได้ให้คำมั่นสัญญาว่าจะบรรลุข้อกำหนดแบตเตอรี่สามองค์ประกอบมากกว่า 500 เท่า (การชาร์จและการคายประจุภายใต้เงื่อนไขมาตรฐาน) อย่างไรก็ตาม เนื่องจากปัญหาเดียวกัน อายุการใช้งานของแบตเตอรี่จึงอยู่ที่ประมาณ 400 เท่า สาเหตุสำคัญคือแรงดันไฟและการใช้งานซึ่งกันและกัน ความต้านทานโซเดียมต้องไม่เท่ากัน อัตราส่วน Windows ของแอปพลิเคชัน SoC ที่ผู้ผลิตแนะนำคือ 10 ถึง 90% ไม่แนะนำให้ชาร์จและคายประจุแบบลึก มิฉะนั้นจะทำให้เกิดความเสียหายอย่างถาวรกับโครงสร้างบวกและลบของแบตเตอรี่ สมมติว่าแบตเตอรี่เป็นแบตเตอรี่ตื้น วงจรชีวิตอย่างน้อย 1000 ครั้ง นอกจากนี้ สมมติว่าแบตเตอรี่ลิเธียมถูกคายประจุซ้ำๆ ที่ความเร็วสูงและอุณหภูมิสูง อายุการใช้งานแบตเตอรี่จะสั้นลงอย่างมีนัยสำคัญน้อยกว่า 200 เท่า