Применение литиевых аккумуляторов. Конструкция литиевой батареи. Почему аккумуляторы хранят заряженными

Литий-ионные аккумуляторы не столь «привередливы», как их никель-металл-гидридные собратья, но все равно требуют определенного ухода. Придерживаясь пяти простых правил , можно не только продлить жизненный цикл литий-ионных аккумуляторных батарей, но и повысить время работы мобильных устройств без подзарядки.

Не допускайте полного разряда. У литий-ионных аккумуляторов отсутствует так называемый эффект памяти, поэтому их можно и, более того, нужно заряжать, не дожидаясь разрядки до нуля. Многие производители рассчитывают срок жизни литий-ионного аккумулятора количеством циклов полного разряда (до 0%). Для качественных аккумуляторов это 400-600 циклов . Чтобы увеличить срок службы вашего литий-ионного аккумулятора, чаще заряжаете свой телефон. Оптимально, как только показатель заряда батареи опустится ниже отметки 10-20 процентов, можете ставить телефон на зарядку. Это увеличит количество циклов разряда до 1000-1100 .
Данный процесс специалисты описывают таким показателем как Глубина Разряда (Depth Of Discharge). Если ваш телефон разряжен до 20%, то Глубина Разряда составляет 80%. В нижеприведенной таблице показана зависимость количества циклов разряда литий-ионного аккумулятора от Глубины Разряда:

Разряжайте раз в 3 месяца. Полный заряд на протяжении длительного времени также же вреден для литий-ионных аккумуляторов, как и постоянная разрядка до нуля.
Из-за крайне нестабильного процесса заряда (мы часто заряжаем телефон как придется, и где получится, от USB, от розетки, от внешнего аккумулятора и тд.) специалисты рекомендуют раз в 3 месяца полностью разряжать аккумулятор и после этот заряжать до 100% и подержать на зарядке 8-12 часов. Это помогает сбросить так называемый верхний и нижний флаги заряда аккумулятора. Более подробно об этом можно прочитать .

Храните частично заряженными . Оптимальным состоянием для длительного хранения литий-ионного аккумулятора является уровень заряда от 30 до 50 процентов при температуре 15°C. Если же оставить батарею полностью заряженной, со временем ее емкость существенно снизится. А вот аккумулятор, который долгое время пылился на полке разряженным до нуля, скорее всего, уже не жилец – пора отправлять его на утилизацию.
В нижеприведенной таблице показано сколько остается емкости в литий-ионном аккумуляторе в зависимости от температуры хранения и уровня заряда при хранении в течение 1 года.

Используйте оригинальное зарядное устройство. Мало кто знает, что зарядное устройство в большинстве случаев встроено непосредственно внутрь мобильных устройств, а внешний сетевой адаптер лишь понижает напряжение и выпрямляет ток бытовой электросети, то есть напрямую на батарею не воздействует. Некоторые гаджеты, например цифровые фотокамеры, лишены встроенного зарядного устройства, и поэтому их литий-ионные аккумуляторы вставляют во внешний «зарядник». Вот тут-то использование внешнего зарядного устройства сомнительного качества вместо оригинального может негативно сказаться на работоспособности батареи.

Не допускайте перегрева. Ну а злейшим врагом литий-ионных аккумуляторов является высокая температура – перегрева они напрочь не переносят. Поэтому не допускайте попадания на мобильные устройства прямых солнечных лучей, а также не оставляйте их в непосредственной близости от источников тепла, например электрообогревателей. Максимально допустимые температуры, при которых возможно использование литий-ионных аккумуляторов: от –40°C до +50°C

Также, вы можете посмотреть

Преимущество аккумуляторов перед обычными батарейками в том, что срок службы первых значительно дольше. Но для того чтобы воспользоваться этим преимуществом, необходимо знать, как зарядить аккумулятор в зависимости от его типа и особенностей.

Виды аккумуляторов

На сегодняшний день изобретено довольно много различных устройств аккумуляторов. Принцип действия любого из них состоит в том, что внутри проходят электрохимические реакции, в результате которых появляются заряженные частицы, возникает разность потенциалов (напряжение) и электрический ток. Реакции внутри аккумулятора носят обратимый характер, поэтому его можно заряжать. Для этого необходимо пропустить ток через него в обратном направлении. Число перезарядок изменяется в зависимости от типа устройства и от того, насколько правильно вы его используете.

Аккумуляторы можно соединять параллельно или последовательно, образуя батарею. Таким способом увеличивают силу тока или напряжение соответственно. В зависимости от химического состава электродов и электролита выделяют следующие наиболее популярные типы аккумуляторов:

• свинцово-кислотные;
• никель-кадмиевые (кадмий является анодом);
• никель-металлгидридные (гидрид металла является анодом);
• никель-цинковые;
• литий-ионные;
• усовершенствованные литий-полимерные;

Это далеко не весь список, поэтому вам может встретиться и другой тип, однако эти встречаются чаще всего в приборах, которые мы используем в повседневной жизни.

Все аккумуляторы можно заряжать с помощью специально предусмотренных для этого устройств, поэтому вместе с прибором или батареей приобретают обычно и зарядное. Если вы не желаете покупать зарядное, то у вас есть возможность обратиться в сервисный технический центр. Там обычно оказывают такие услуги. Некоторые батареи можно зарядить и от какого-либо источника постоянного тока. При этом напряжение источника должно быть бОльшим, а ток должен быть ограничен значением в 0,1 от емкости аккумулятора. Превышение уровня заряда допускать нежелательно.

Особенности зарядки

Максимально использовать ресурс батареи можно только в том случае, если правильно ее заряжать и эксплуатировать. Рассмотрим более подробно, как зарядить аккумулятор того или иного типа.

Свинцовые

Свинцово-кислотные аккумуляторы устанавливают на автомобилях и другом транспорте, используют в качестве бесперебойного источника питания, а также для подзарядки других аккумуляторов при аварийных ситуациях. Они отличаются надежностью и неприхотливостью. Автовладельцы должны знать, как правильно хранить и перезаряжать источник электропитания их авто.

Разряжаются они довольно долго. При 20°C могут за год разрядиться всего на 40%. Однако и заряжать их необходимо долго – почти сутки. Заряжать свинцовые аккумуляторы можно постоянным током (он должен составлять 0,1-0,2 емкости, обычно указан на корпусе), или постоянным напряжением (для 12 вольтового аккумулятора оно составляет 14,5 вольта).

Применяют импульсные и трансформаторные зарядные устройства, которые в свою очередь могут быть автоматическими или обычными. Зарядка должна проходить в проветриваемом помещении или на открытом воздухе, поскольку выделяется взрывоопасный газ, и он не должен накапливаться.

• Вначале проверяют уровень электролита в каждой батарее и доливают его при необходимости.
• К клеммам подсоединяется зарядное устройство и выставляется ток (значение смотри выше).

Необслуживаемые батареи заряжают постоянным напряжением. Оптимальная температура при зарядке должна быть около 20°C. Правильно хранить автомобильный аккумулятор необходимо полностью заряженным, в чистом виде, в прохладном помещении.

Никелевые

Никель-кадмиевые и никель-металлогидридные батареи широко применяются в строительных инструментах, в технической аппаратуре и на некоторых видах электротранспорта. Многих владельцев электроинструментов интересует, как их правильно зарядить.

Отличительной чертой никелевых аккумуляторов является эффект памяти. Если батарея разрядилась не полностью, а вы начали ее заряжать, то впоследствии она отдаст не весь заряд, а только часть его (до прошлой границы), и больше не будет работать. Батарея словно бы запоминает, что она не полностью разрядилась прошлый раз, и ее возможности понижаются.

Чтобы никелевый аккумулятор работал максимально долго, его необходимо полностью разряжать, после чего полностью заряжать. Особенно это относится к никель-кадмиевым устройствам. Заметим, что существует зарядные устройства, которые снабжены функцией «доразрядки». Если же аккумулятор утратил свою емкость, то можно попытаться 3 раза подряд полностью его перезарядить.

Не идет на пользу никелевому аккумулятору и его перезарядка, поэтому необходимо своевременно отключать его от зарядного устройства. На окончание процесса указывает повышение температуры корпуса или же лампочка-индикатор. Никель-кадмиевые батареи правильно будет хранить в разряженном состоянии, а вот никель-металлгидридные только полностью заряженными.

Никель-цинковые источники тока обычно заменяют пальчиковые элементы питания, они могут работать в мороз и в жарких улсовиях, являются экологически и пожаробезопасными. У них эффект памяти отсутствует, однако они характеризуются малым количеством циклов зарядки/разрядки – порядка 300. Заряжать их можно посредством специального или универсального зарядного устройства.

Литиевые

На смену никелевым приходят более современные литиевые источники. Литий-ионные и более продвинутые литий-полимерные устройства применяют для питания мобильных телефоном, ноутбуков, планшетов, электромобилей, могут устанавливаться на строительных инструментах (дрелях, шуруповертах и т. д.).

Преимущество литиевых аккумуляторов в том, что они могут отдавать большой ток и очень быстро заряжаться. К тому же они практически не разряжаются, находясь на хранении. Эффект памяти у них практически отсутствует, однако со временем они стареют – теряют около 20% емкости за пару лет. Вот почему рекомендуют не покупать их про запас и проверять дату выпуска при покупке.

Литиевые устройства весьма капризны, поэтому важно правильно их использовать и заряжать.

• Хранить литиевые батареи советуют заряженными на 60-40%.
• Нельзя оставлять их на морозе или в жарком месте, особенно в процессе зарядки.
• Высокие и низкие температуры приводят в негодность устройство.
• Нельзя допускать глубокого разряда литиевого источника тока и повышения напряжения на нем, поскольку он может полностью выйти из строя.

В силу особенностей конструкции заряжать литиевые аккумуляторы можно только с помощью специальных зарядных устройств. Существуют универсальные зарядные приспособления, пригодные для разных типов аккумуляторов, и зарядные, предназначенные только для литиевых источников. Последние стоят значительно меньше, а в первых необходимо производить настройку.

Популярность литиевых аккумуляторов растет во всем мире, и они постепенно вытесняют никелевые, даже несмотря на их привередливость. Связано это не только с высокой емкостью и большим потенциальным числом перезарядок. Литиевые устройства более безопасны с точки зрения экологии, которой сегодня уделяется повышенное внимание.

Аккумуляторы

Каким током заряжать li ion аккумулятор 18650? Как правильно эксплуатировать такую батарею. Чего литий-ионные источники тока бояться и как такой батарейке продлить срок службы? Подобные вопросы могут возникать в самых разных отраслях электроники.

И если вы решили собственноручно собрать ваш первый фонарик или электронную сигарету, то вам обязательно нужно ознакомиться с правилами работы с подобными источниками тока.

Литий-ионный аккумулятор – это тип аккумулятора электрического тока, который с 1991 года, после того как на рынок его презентовала компания SONY, приобрел широчайшее распространение в современной бытовой и электронной технике. Как источник питания подобные батареи используются в сотовых телефонах, ноутбуках и видеокамерах, как источник тока для электронной сигареты и электромобиля.

Недостатки этого типа батарей начинаются с того, что литий-ионные батареи первого поколения были взрывом на рынке. Не только в прямом, но и в переносном смысле. Эти батареи взрывались.

Объяснялось это тем, что внутри использовался анод из металлического лития. В процессе многочисленных зарядок и разрядок такого аккумулятора, на аноде появлялись пространственные образования, которые приводили к замыканию электродов, а как следствие – к возгоранию или взрыву.

После того, как этот материал заменили графитом, от подобной проблемы удалось избавиться, но могли еще возникать проблем на катоде, который был выполнен из оксида кобальта. При нарушении условий эксплуатации, а точнее перезарядке проблема могла повториться. Исправлено это было с началом использования литий-ферро-фосфатных батарей.

Все современные литий-ионные батареи предотвращают перегрев и перезаряд, но остается проблема потери заряда при низких температурах пользования приборами.

Среди неоспоримых преимуществ литий-ионных батарей, хотелось бы отметить следующие:

• высокая емкость батареи;
• низкий саморазряд;
• отсутствие необходимости обслуживания.

Оригинальные зарядные устройства

Зарядное устройство для литий-ионных аккумуляторов довольно похоже на зарядное для свинцово-кислотных батарей. Разница состоит лишь в том, что у литий-ионного аккумулятора очень высоки напряжения на каждой банке и более жесткие требования допусков по напряжению.

Банкой такой аккумулятор называют из-за внешней схожести с алюминиевыми банками из-под напитков. Самым распространенным элементом питания подобной формы является 18650. Такое обозначение аккумулятор получил благодаря своим размерам: 18 миллиметров диаметра и 65 миллиметров в высоту.

Если для свинцово-кислотных аккумуляторов допустимы некоторые неточности в указании граничных напряжений во время зарядки, с литий-ионными элементами все обстоит куда конкретнее. В процессе зарядки, когда напряжение увеличивается до 4.2 Вольта, подача напряжения на элемент должна прекратиться. Допустимая погрешность всего 0.05 Вольт.

Китайские зарядки, которые можно встретить на рынке, могут рассчитываться на элементы питания на разных материалах. Li-ion, без ущерба для его работоспособности, можно заряжать током 0.8 А. В этом случае нужно очень внимательно контролировать напряжение на банке. Желательно не допускать величины выше 4.2 Вольт. Если в сборке с батареей будет иметься контроллер, то переживать ни о чем не стоит, контроллер все сделает за вас.

Самым идеальным зарядником для литий-ионных батарей будет стабилизатор напряжения и ограничительно тока в начале заряда.

Литий заряжать нужно стабильным напряжением и ограничением тока в начале заряда.

Самодельное зарядное

Чтобы заряжать 18650 можно купив универсальное зарядное устройство, и не мучиться вопросом, как проверить мультиметром необходимые параметры. Но такое приобретение вылетит вам в копеечку.

Цена на такое устройство будет варьироваться в районе 45 долларов США. А можно все-таки потратить 2-3 часа и собрать зарядное устройство своими руками. Причем это зарядное будет дешевым, надежным и будет автоматически отключать ваш аккумулятор.

Детали, которые сегодня мы будем использовать для создания нашего зарядного устройства, есть у каждого радиолюбителя. Если под рукой не оказалось радиолюбителя с нужными деталями, то на радиорынке вы сможете купить все детали не больше чем за 2-4 доллара. Схема, которая собрана правильно и аккуратно смонтирована, начинает работу сразу же и не нуждается в каких-либо дополнительных отладках.

Электрическая схема заряда аккумулятора 18650.

В довесок ко всему, при установке стабилизатора на подходящий радиатор, вы сможете спокойно ставить заряжаться свои аккумуляторы без страха того, что зарядка перегреется и загорится. Чего совершенно нельзя сказать о китайских зарядных устройствах.

Схема работает довольно просто. Сперва, аккумулятор нужно зарядить постоянным током, который определяется сопротивлением резистора R4. После того, как аккумулятор будет иметь напряжение 4.2 Вольта, начинается зарядка постоянным напряжением. Когда ток зарядки снизится до очень маленьких значений, светодиод в схеме перестанет гореть.

Токи, которыми рекомендуют заряжать литий-ионные аккумуляторы, не должны превышать 10% от емкости аккумулятора. Это позволить увеличить срок службы вашего элемента питания. При номинале резистора R4 – 11 Ом, ток в цепи будет составлять 100 мА. Если вы используете сопротивление в 5 Ом, то ток зарядки будет уже 230 мА.

Как продлить жизнь вашему 18650

Разобранный аккумулятор.

Если ваш литий-ионный аккумулятор вам приходится оставлять на некоторое время без работы, то лучше хранить элементы питания отдельно от устройства, которое они питают. Заряженный полностью элемент, со временем часть своего заряда утратит.

Элемент, который заряжен очень мало, или разряжен вовсе, может навсегда потерять работоспособность после длительной спячки. Оптимальным будет хранение 18650 на уровне заряда около 50 процентов.

Не стоит допускать полного разряда и перезаряда элемента. У литий-ионных элементов питания полностью отсутствует эффект памяти. Желательно заряжать такие элементы питания до того момента, когда их заряд полностью иссякнет. Это тоже способно продлить работоспособность аккумулятора.

Литий-ионки не любят ни жары, ни холода. Оптимальными температурными условиями для этих элементов питания будет диапазон от +10 до +25 градусов Цельсия.

Холод, может не только уменьшить время работы элемента, но и разрушить его химическую систему. Думаю, каждый из нас замечал, как на холоде быстро падает уровень заряда в мобильном телефоне.

Вывод

Резюмируя все вышесказанное, хочется заметить, что если вы собираетесь зарядить литий ионный аккумулятор с помощью зарядного устройства магазинного производства, обращайте внимание на то, чтобы это было не китайское производство. Очень часто эти зарядные собраны из дешевых материалов и не всегда в них соблюдается нужная технология, что может привести к нежелательным последствиям в виде возгораний.

Если вы хотите собирать устройство собственноручно, то заряжать литий-ионный аккумулятор нужно током, который будет составлять 10% от емкости аккумулятора. Максимальной может быть цифра в 20 процентов, но эта величина уже нежелательна.

При пользовании подобными элементами питания стоит соблюдать правила эксплуатации и хранения, чтобы исключить возможность взрыва, к примеру, от перегрева, или же выхода из строя.

Соблюдение условий и правил эксплуатации продлит срок службы литий-ионной батареи, и как следствие – избавит вас от ненужных финансовых затрат. Батарея – ваш помощник. Берегите ее!

Все плотнее в нашу жизнь входят литиевые аккумуляторы на замену морально и физически устаревшим никель металлгидридным. Как многие крутые новшества литиевые аккумуляторы требую особенного ухода, чтобы срок службы был максимальным, а также пользователь не пострадал от несчастного случая. Из этого выпуска канала alexgyver вы узнаете как заряжать и еще несколько важных моментов касательно эксплуатации и хранения литиевых аккумуляторов.

Разновидностей литий аккумуляторов много. Наиболее популярные литий ионные, используются в смартфонах, ноутбуках, шуруповёртах, мелкой цифровой технике. В последнее время набирает популярность в качестве сменных источников энергии для фонарей и других устройств.

Это литиевый аккумулятор формата 18650. Есть пальчиковый формат 14500. Не путайте с обычными пальчиками, потому что литиевые пальчики имеют напряжение 4 вольта, а обычные 1,5.

Литий полимерный аккумулятор используются в современных смартфонах а также в радиоуправляемых игрушках, потому что способен отдавать просто баснословно большие токи.

Использование

Купили мы аккумулятор. Чтобы он вышел на полную емкость, его желательно раскачать. Сначала разрядить, затем зарядить и повторить этот цикл еще раз два. Литиевые акб не обладают эффектом памяти, но цифры говорят сами за себя.

Что касается напряжения. Нельзя превышать минимальное и максимальное напряжение на аккумуляторе, иначе он потеряет емкость, а также может загореться или даже взорваться. Большинство устройств оснащены специальным контролером заряа и разряда аккумуляторов. Более того, существует защищенный вариант 18650. Они на 5 миллиметров длиннее обычных за счет того, что имеют контроллер. Такие обозначается 18700 и не боятся перезаряда и переразряда. А вот обычные нужно использовать с умом.

Если вы делаете какое-нибудь самодельное устройство, то обязательно подключайте аккумуляторы через модуль.

Он стоит всего 25 рублей, но способен спасти ваш проект и зарядить аккумулятор от микро юсби порта.

Разрядилась до 80 процентов? Заряжайте! Хуже ему от этого не будет.

Не нужно заставлять акб работать на полную громкость. В то же время примерно раз в три месяца рекомендуются полностью разряжать литиевые батареи до отсечки. И сразу же ставить на зарядку. Это поможет держать в тонусе верхний и нижний пределы заряда. И не забывайте, что нагруженный переразряженный литиевый аккумулятор способен к самовозгоранию и даже к взрыву. Также это может случиться, если вы перезарядите до напряжения, которое выше максимального. Также не следует превышать максимальный разрядный ток. Это вредит аккумулятору.

Нужно помнить, что чем выше только разряда, тем больше падает напряжение. Например, аккумулятор полностью заряжен до четырех вольт. Начинаем грузить его большой нагрузкой и напряжение будет уже три вольта. А это может привести к непредсказуемым последствиям для вашего устройства.

Еще один момент. Чем выше ток разряда, тем меньше емкость аккумулятора. Пусть он имеет емкость 3 ампер часа. Значит он сможет отдавать ток величиной 3 ампера на протяжении 1 часа. Логично предположить, что он сможет отдавать 6 ампер на протяжении получаса и 12 ампер за 15 минут. Но это не так. Большой ток он будет отдавать гораздо меньшее время.

Еще очень важно помнить о температуре. При температуре свыше 45 градусов литий ионный аккумулятор начинает деградировать и теряет емкость, причем необратимо. Именно поэтому паять их напрямую категорически запрещено. Используйте дешевые холдеры. Если нужно собрать компактно аккумуляторную сборку, то нужна контактная сварка.

Емкость аккумулятора также зависит от температуры. Например, зарядив аккумулятор в тепле мы имеем 100 процентный заряд. Выходим на холод – получаем допустим 80 процентов. Но если вы зарядите его на холоде до 100 процентов, а затем зайдете в тепло, заряд будет выше ста процентов. Это очень сильно вредит аккумулятору. Так что подумайте сто раз, прежде чем заряжать на морозе.

Что насчет живучести? Хорошие литиевые аккумуляторы отрабатывают от пятисот до восьмисот циклов заряда разряда, после чего их емкость падает на 20 процентов от изначальной.

Хранение.

Литиевые батареи имеют такую неприятную особенность, как ограниченный срок хранения. То есть они начинают постепенно портиться сразу же после изготовления, независимо от того, работают они или просто валяются на полке. Поэтому нет никакого смысла затариваться запасными аккумуляторами на будущее. В то же время лежащий на полке аккумулятор постепенно разряжается и когда его заряд опустятся ниже минимального и он полежит так еще немного, вы получите железяку. Если вы не планируете использовать аккумулято достаточно долго, то запоминайте. Лучше всего аккумулятор при заряде от 40 до 50 процентов. Именно с таким зарядом они продаются. Также на хранение влияет температура. Чем она выше, тем быстрее саморазряжается аккумулятор. Поэтому автор ролика хранит свои аккумуляторы в холодильнике.

Покупать аккумуляторы формата 18650 дешевле всего у китайцев.
Далее с 6 минуты на видео.

Источник: youtu.be/qxqdrNkO0oU

Длительное хранение литий-ионных аккумуляторов

Электроинструмент на литий-ионных аккумуляторах уже относительно давно и плотно вошел в нашу жизнь. Постепенно и электротранспорт становится обычным средством передвижения. В том числе и для фотографов. По городам удобно перемещаться на электросамокате, за городом на электровелосипеде. Спорт фотографов не интересует, нам нужно комфортное и не быстрое перемещение, когда можно спокойно смотреть по сторонам в поисках сюжетов.

А поскольку значительный процент цены всех этих чудесных и полезных транспортных средств составляют литий-ионные аккумуляторы, нужно заботиться о том, что бы они прослужили как можно дольше.

Долговременное хранение без ухудшения характеристик литий-ионных аккумуляторов – не простая процедура. Проблема с этими элементами заключается в том, что, в отличие от свинцово-кислотных аккумуляторов, они не любят храниться более нескольких месяцев полностью заряженными. Хранить их нужно при 40-50% заряда. Хранение литий-ионных элементов со 100% -ным зарядом продолжительное время ускоряет процесс их деградации. Также немаловажным моментом является то, что наполовину разряженные батареи не взрываются (см. видео).

Хранить батареи желательно при температурах около нуля градусов. Относительная влажность не особо важна, рекомендуется около 50%. Саморазряд – это не большая проблема, если литий-ионная батарея не остается без присмотра так долго, что разряжается полностью. В этом случае ее можно просто выбросить.
Каждые 6 месяцев или около того вы должны проверять свои аккумуляторы и заряжать их до 40-50%. При зарядке до этого уровня проще всего использовать таймер. Если у вас есть батарея 10 Ач, и ее нужно зарядить примерно на 20% при помощи зарядного устройства на 2 ампера, это означает, что вы должны заряжать ее в течение часа (зарядное устройство 2 Ач / 2 ампера = 1 час).

Примерные потери емкости в зависимости от уровня заряда и температурного режима при хранении АКБ приведены ниже:

0 °С – потеря емкости при хранении АКБ с 40% уровнем заряда – 2% / год
25 °С – потеря емкости при хранении АКБ с 40% уровнем заряда – 4% / год
40 °С – потеря емкости при хранении АКБ с 40% уровнем заряда – 15% / год
60 °С – потеря емкости при хранении АКБ с 40% уровнем заряда – 25% / год

0 °С – потеря емкости при хранении АКБ с полным зарядом – 6% / год
25 °С – потеря емкости при хранении АКБ с полным зарядом – 25% / год
40 °С – потеря емкости при хранении АКБ с полным зарядом – 35% / год
60 °С – потеря емкости при хранении АКБ с полным зарядом – 40% / год

Хотя некоторые люди хранят свои литий-ионные батареи в холодильнике, это не рекомендуется, потому что влажность внутри вашего холодильника может быть довольно высокой, что может вызвать проблемы с коррозией на соединениях и BMS. Лучшее место для их хранения – прохладное, сухое и недоступное для грызущих животных. Крыса может запросто прогрызть оболочку и закончится это точно также, как при повреждении батареи от удара.

Никогда не храните литий-ионные аккумуляторы в вашем автомобиле, где в летние дни температура может сильно повышаться.

Литий-ионный, или Li— Ion, аккумулятор необходим для поддержания бесперебойной работы самой разной техники. На этих аккумуляторных батареях работают смартфоны, планшеты, ноутбуки, дрели, фонари и пуско-зарядные АКБ. Такое широко распространение этих моделей объясняется высокой энергоемкостью и небольшими размерами данных элементов. Кроме того, Li-Ion аккумуляторы рассчитаны на работу 300-400 циклов. В современных устройствах этот показатель составляет до 600 подобных циклов.

Но в некоторых случаях батареи выходят из строя намного быстрее, основной причиной данного явления считается неправильный режим использования. Поэтому так важно знать, как правильно заряжать литий-ионный аккумулятор, и что собой представляет это устройство.

Особенности работы

Обычно Li-Ion батарея представляет собой призматический или цилиндрический корпус из алюминия или стали. Внутри находится пакет электродов, и расположены сепараторы. Катодом является какой-либо из оксидов лития: никелат лития (LiNiO2) или кобальтат (LiCoO2). Для этих целей может использоваться феррофосфат лития (iFePO4) и литий-марганцевая шпинель (LiMn2O4). Анод выполняется из графита, графена и других углеродистых соединений.

Процесс зарядки и разрядки аккумулятора идет по принципу кресла качалки. В ходе работы происходит перенос из одного электрода в другой ионов лития. Во время разрядки на отрицательном электроде идет извлечение или деинтеркаляция из углеродного материала лития и интеркаляция его в оксид на положительном электроде. Когда батареи заряжаются, все происходит в обратном порядке. В призматическом корпусе электроды и сепараторы складываются в виде прямоугольных пластин, что обеспечивает повышенную плотность упаковки. В цилиндрических батарейках содержимое свернуто в рулон. Еще один вариант – сворачивание в эллиптическую спираль. Это дает возможность объединить обе модификации.

Хотя многие батареи могут функционировать в диапазоне от -40°C до +50°, следует помнить, что емкость и эффективность работы зависят от температуры окружающей среды. На морозе емкость падает, и батарея может разрядиться. Повышение температур приводит к снижению ресурса и характеристик устройства. Поэтому не следует хранить аккумуляторы на солнце, вблизи от электрообогревателей и других источников тепла.

Обратите внимание! Все литиевые аккумуляторы не имеют общей системы стандартизации. Модели с одними и теми же характеристиками могут отличаться. Поэтому использование устройствами ионных аккумуляторов сторонних брендов может вывести из строя как саму батарею, так и все оборудование.

Схема работы зарядного устройства для батареи может быть разной. В одном оборудовании элемент, обеспечивающий саму зарядку li-ion аккумуляторов, встроен в батарею, в другом – у прибора нет подобного гаджета. В первом случае предусмотренный сетевой адаптер необходим для понижения напряжение и выпрямления тока. Так заряжаются многие мобильные устройства. Если же речь идет о цифровых фотокамерах, то здесь литиевый аккумулятор питается от внешнего зарядника. Использование неподходящего адаптера в лучшем случае просто не зарядит батарею, а в худшем – выведет из строя и фотокамеру, и батарею.

От чего зависит зарядка аккумулятора

Некоторые варианты аккумуляторов снабжены контролирующими элементами, не позволяющими переходить критические значения заряду. Если значение выше, элемент отключит поступление тока, а если ниже, перестанет питать оборудование. Это позволяет избежать излишнего разогрева и короткого замыкания. Если питание смартфона или планшета показывает 10-20 процентов, то устройство следует поставить на зарядку. После того, как показатели дошли до максимальных ста процентов, нужно оставить технику на зарядке еще на полтора или даже два часа. Иначе устройство будет фактически заряжено только на 70-80 процентов.

Но правила говорят, что все время заряжать батареи по максимуму не следует. Производители не зря устанавливают максимальные показатели на уровне 80 процентов. Это связано с тем, что при перезаряде на катоде более активно выделяется кислород, а на углеродистой части образуется мшистый осадок металлического лития с высокой способностью к электролиту. Это повышает вероятность теплового разгона, последующего увеличения давления и, как следствие, разрушения и даже возгорания батареи.

Конечно, последнее происходит довольно редко, но снижение ресурса аккумулятора при постоянном перезаряде неизбежно. Если не доводить оборудование до полного разряжения, количество циклов работы может возрасти в полутора тысяч.

Обратите внимание! Единственный вариант, при котором снижение ресурса работы при максимальной зарядке не происходит, – это Li-ion аккумуляторные батареи с марганцем. Добавление марганца приводит к значительному замедлению реакции выделения кислорода и металлизации анода. В таких устройствах контроллеры не предусмотрены.

С другой стороны, для увеличения срока работы батареи иногда следует доводить аккумулятор до полного разряжения. Это связано с тем, что постоянно следить за состоянием заряда довольно сложно. Отсутствие периодичности зарядки приводит к тому, что сбиваются показания минимального и максимального заряда, которые изначально заложены в контролере. Постепенно устройство начинает получать недостоверные данные о количестве заряда. Доведение аккумулятора до полного разряжение приведет к обнулению контроллеров и фиксированию минимального значения. Далее следует заряжать оборудование как можно дольше, примерно от 8 до 12 часов. За это время контроллер обновит максимальное значение, и работа батареи стабилизируется.

Если планируется не использовать аккумулятор длительное время, то следует:

• зарядить прибор на 30-50%;
• обеспечить температуру хранения приблизительно в 150С;
• поместить оборудование в сухое помещение.

Полностью разряженные аккумуляторы при длительном простое теряют свои эксплуатационные характеристики и перестают работать. Если поместить на хранение батарею со стопроцентной зарядкой, то в процессе существенная часть емкости будет потеряна.

Внимание! Кобальт представляет опасность для окружающей среды и человека, поэтому отслужившие аккумуляторы подлежат утилизации.

Общие правила зарядки

Если необходимо провести зарядку АКБ в автомобиле, то нужно использовать специальные зарядные устройства. Плюс соединяют с положительной клеммой, а минус – с отрицательной. Регулятор ставят на минимум и оставляют на несколько часов. Полный заряд соответствует показателям «0» или зеленому индикатору.

Выделим основные принципы того, как правильно и без вреда для работы заряжать и использовать литий-ионные аккумуляторы:

1. Не следует постоянно дожидаться полного разряда аккумулятора;
2. В обычном режиме заряжать Li-ion батарею следует при 10-20% зарядки;
3. Необходимо использовать только штатное зарядное устройство;
4. Цикл от полного до максимального заряда следует проводить 1 раз в 2-3 месяца;
5. Хранить батареи нужно частично заряженными;
6. Следует избегать перегрева и значительного охлаждения оборудования.

Рассмотрим, как зарядить по USB-проводу от компьютера, ведь в поставке со смартфоном часто предлагают USB-переходник. Здесь важно учесть, что скорость зарядки будет отличаться от привычного. Это связано с тем, что зарядка через порт по ПК ограничена силой тока в 0,5 ампера.

Если зарядка происходит через переходник от прикуривателя в автомобиле, следует внимательно сравнить характеристики штатного адаптера и нового. Обычно для смартфонов значение составляет 1 ампер, а для планшетов требуется 2 ампера.

Видео