Introducción
Profundidad de descarga (DoD) — el porcentaje de capacidad de la batería utilizada durante una descarga — Es uno de los factores más influyentes que afectan el ciclo de vida, el rendimiento y la seguridad de las baterías de iones de litio. Un DoD más bajo generalmente resulta en un ciclo de vida significativamente más largo. Esta página explica los mecanismos, muestra datos del fabricante y proporciona recomendaciones prácticas para el diseño y el funcionamiento del sistema.
Definiciones clave
¿Qué es el Departamento de Defensa?
DoD (%) = (Capacidad descargada ÷ Capacidad nominal) × 100.
Ejemplo: Si una batería de 100 Ah entrega 60 Ah antes de la recarga, DoD = 60%.
Por qué es importante el Departamento de Defensa
- Departamento de Defensa superior → mayor tensión del electrodo por ciclo → degradación más rápida.
- Departamento de Defensa superior → más crecimiento del SEI → mayor resistencia interna.
- Combinado con la alta temperatura, un DoD alto acelera la pérdida de capacidad y el riesgo de seguridad.
DoD típico vs. Ciclo de vida (resumen)
Valores típicos (varían según la química, la temperatura y las tasas de carga/descarga). Estos números agregados son para ilustración y planificación.
| Departamento de Defensa (%) | Ciclo de vida típico (aprox.) | Años de servicio estimados* (ciclo diario) |
|---|---|---|
| 100 | ~500–800 | 1.5–2.5 |
| 80 | ~800–1500 | 2–4 |
| 50 | ~1500–3000 | 5–8 |
| 30 | ~3000–5000 | 8–12 |
| 10 | 6000+ | 16+ |
Datos del fabricante & Estudio de caso (Huawen New Power)
Nuestro LiFePO 4 Banco de pruebas de 100 Ah:
| Condición de prueba | Resultado |
|---|---|
| 100% Departamento de Defensa | 80% de capacidad restante después de ~1000 ciclos |
| 50% del Departamento de Defensa | 90% de capacidad restante después de ~3000 ciclos |
Estos resultados se alinean con la literatura que informa una fuerte relación no lineal entre el DoD y el ciclo de vida (ver referencias a continuación).
Gráficos interactivos
Ciclo de vida vs. DoD
Años de servicio estimados frente al Departamento de Defensa (1 ciclo/día)
Ejemplo de retención de capacidad — Prueba de Huawen (LiFePO₄ 100 Ah)
Recomendaciones prácticas
- Mantener un DoD diario ≤ 80% para aplicaciones generales; ≤50% cuando se requiere una vida útil prolongada.
- Configure los cortes BMS (carga/descarga) para aplicar los límites del DoD y proteger las celdas.
- Diseñar la capacidad de la batería con el DoD objetivo: aumentar el buffer para que los usuarios rara vez alcancen el DoD completo.
- Temperatura de control: operar idealmente entre 15–30°C; evitar temperaturas altas sostenidas.
- Educar a los usuarios finales sobre los hábitos de carga — Las cargas parciales están bien y a menudo son mejores para una vida útil más larga.
Mecanismos científicos & Notas
- Fatiga mecánica de electrodos: Las oscilaciones más grandes de litiación/deslitiación provocan microfisuras.
- Crecimiento del SEI & aumento de la resistencia: Un ciclo más profundo acelera la reforma y el engrosamiento del SEI.
- Descomposición de electrolitos: El bajo voltaje y la temperatura elevada combinados con ciclos profundos aceleran la descomposición.
Para obtener explicaciones electroquímicas detalladas, consulte las referencias [4,8,9] a continuación.
Referencias
- Departamento de los Estados Unidos de Energía — Compensaciones en la duración de la batería según la profundidad de descarga, 2022.
- Universidad de Battery — BU-808: Cómo prolongar la vida útil de las baterías de litio, 2023.
- IEC 62660-1 — Celdas secundarias de iones de litio para vehículos eléctricos de carretera, 2021.
- Ecker, M. et al., Revista de fuentes de energía, “Estudio del calendario y ciclo de vida de baterías 18650 basadas en Li(NiMnCo)O₂”, 2014.
- Huawen New Power — Informe de prueba interna (LiFePO₄ 100Ah), 2024.
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