Wie kann ein Li-Ion-Akku neun Jahre lang anständige Eigenschaften beibehalten?

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Es stellt sich heraus, dass der Mars Rover bereits seit neun Jahren arbeitet. Es verwendet Li-Ionen-Batterien, um die von den Solarmodulen gewonnene Energie zu speichern.

Nach meiner Erfahrung haben Li-Ion-Akkus beim Aufladen nach dreijähriger Verwendung häufig etwa 40% der ursprünglichen Kapazität. Ich habe nicht getestet, aber ich gehe davon aus, dass sie in neun Jahren kaum noch aufgeladen werden.

Dennoch scheinen die Rover-Batterien nach neun Jahren noch genügend Kapazität zu haben.

Wie ist das möglich?

batteries lithium-ion scharfer Zahn
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Ich vermute eine Kombination aus Überentwicklung (mehr Batteriekapazität als erforderlich, um Redundanz zu ermöglichen), Glück (neun Jahre sind weit über die Lebensdauer hinaus!) Und der Erfüllung einer reduzierten Kapazität bei reduziertem Bedarf (z. B. kein Stromverbrauch für einen ausgefallenen Roboterarm).
pjc50
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Könnte die Marsumgebung (Atmosphäre, Temperatur usw.) möglicherweise eine Rolle für die längere Lebensdauer der Batterien spielen? Denken Sie daran, dass auf dem Mars beim Gefrieren die Sommerhitze brennt und die Atmosphäre praktisch keinen Sauerstoff enthält . Sie besteht fast ausschließlich aus Kohlendioxid, wobei etwas Stickstoff und Argon den Löwenanteil des Restes ausmachen (diese drei summieren sich auf etwa 99,6%, ungefähr die gleiche Menge, die Stickstoff und Sauerstoff in der Erdatmosphäre zu 99,0% addieren ).
Ein CVn
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Ich sage nicht, dass es eine Erklärung ist , aber es scheint plausibel, dass es Auswirkungen haben würde, auch wenn es klein ist. (Deshalb habe ich es nicht beantwortet; ich weiß es einfach nicht. Ich versuche nur zu überlegen, welche Faktoren einen Effekt haben könnten.) Auf jeden Fall ist es eine gute Frage. :)
ein CVn
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Spekulation: Es ist bekannt, dass Blei-Säure-Batterien für verschiedene Anwendungen eingestellt werden können. Tiefentladungszellen, hoher Entladestrom, Langzeit-Standby, geringer Wartungsaufwand, niedrige Kosten usw. Jede Anforderung wird durch Konstruktionsänderungen an den Batterien erfüllt. Tiefentladungsbatterien kosten beispielsweise mehr als normale Autobatterien. Jetzt ist es durchaus plausibel, dass dies auch für Li-Ion-Akkus gilt, die außerhalb der Akkuhersteller nicht so bekannt sind. Wenn Ihr Designziel eine lange Lebensdauer bei extremen Temperaturen ist, erhalten Sie bestimmt einen anderen Akku als erwartet Teil eines 30-Dollar-Produkts!
Brian Drummond
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Es ist ein großer Betrug. Es gibt wirklich ein sehr langes Verlängerungskabel, aber shhhh, sag es niemandem.
Olin Lathrop

Antworten:

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Batterien von Yardley Lithion

Hier gut besprochen:

Lebenszeitüberprüfung von Yardney Li-Ion-Zellen und -Batterien mit großer Kapazität zur Unterstützung von NASA-Missionen

Eine Version 60% Kapazität nach 3000 Zyklen Tiefentladung

Weitere - 25.000 Zyklen, 40% Entladungstiefe 35 Minuten Lade- / Entladeperioden (LEO-Satellitensimulation). Maximale Spannung = 3,8 V / Zelle!

In der nächsten Generation und im Inland hergestellte aktive Materialien für Lithium-Ionen-Zellen für Militär- und Luftfahrtanwendungen

Hinzufügen von Material aus Kommentaren, das die Nützlichkeit der Antwort erhöht

PJC stellte im Januar 2013 fest, dass Majopr-Punkte aus dem oben zitierten Papier enthalten waren

  • "Der Kapazitätsabfall bei niedrigerer Temperatur ist signifikant verringert" (-20 ° C).

und

  • "... auch, um die Entladungsrate und -tiefe niedrig zu halten (" Batterie konnte die Entladungsrate> C / 2 bei -20 ° C nicht unterstützen, wenn <75% nach 1010 Sols Betrieb geladen wurden ") und um die Langzeitlagerung aufrechtzuerhalten Die Batterien sind zu 50-70% aufgeladen und nicht vollständig aufgeladen. "

  • Er bemerkte auch - Die Anodenzusammensetzung und Oberflächenbeschichtung können sich auch von Verbraucherbatterien unterscheiden.

Russell McMahon
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Schlüsselauszugssatz aus diesem Papier: "Die Kapazität wird bei niedrigerer Temperatur deutlich verringert" (-20 ° C). Die Anodenzusammensetzung und die Oberflächenbeschichtung können sich auch von Verbraucherbatterien unterscheiden.
pjc50
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.. auch, um die Entladerate und -tiefe niedrig zu halten ("Batterie konnte Entladungsrate> C / 2 bei -20 ° C nicht unterstützen, wenn <75% nach 1010 Sols Betrieb geladen wurden") und um die Batterien langfristig zu lagern bei 50-70% Ladung, nicht voll aufgeladen.
pjc50
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Die NASA hat eine "Stirling Engine" für den Weltraum. Sie haben es möglicherweise auf der Mars-Mission verwendet.
Sie arbeiten ohne Luft, ohne Schwerkraft, ohne Wartung, ohne Ölwechsel und produzieren
etwa 110-140 Watt, 24/7/365 / => 14 Jahre.
http://www.grc.nasa.gov/WWW/RT/2004/RP/RPT-shah.html
http://www.grc.nasa.gov/WWW/TECB/videos/animation_TDC_01_jeff.gif

Optionspartei
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Verwenden Sie eine Isotopenenergiequelle. Wird normalerweise bei Außenplanetenmissionen verwendet, bei denen die Sonnenenergie zu niedrig ist. Insgesamt teuer, verursachen Proteste, wenn Satelliten nach dem Start die Schwerkraft erhöhen, um auf ihrem Weg eine Schleuder zu bekommen, und die Treibstoffversorgung (überraschend) begrenzt ist.
Russell McMahon