Как правильно зарядить литий ионный аккумулятор: Как заряжать литиевый аккумулятор: виды зарядных устройств

Как заряжать литиевый аккумулятор: виды зарядных устройств

Время прочтения: 5 мин

Дата публикации: 11-08-2020

На данный момент, в зависимости от сферы применения, наиболее популярными являются два вида аккумуляторных батарей: литиевые и свинцово-кислотные. Свинцовые аккумуляторы постепенно теряют популярность, так как не отличаются высокой плотностью энергии и длительным ресурсом. Если требуется максимально компактный источник питания, всегда выбор падает именно на литиевые АКБ.

Как и в случае со свинцово-кислотными аналогами, литиевые аккумуляторные батареи делятся на множество типов. Наиболее распространенными являются литий-ионные (Li-ion) и литий-полимерные (Li-pol). Именно они используются в мобильных гаджетах и даже в электрокарах. К примеру, в Tesla model S установлено более 7 тысяч литий-ионных аккумуляторов Panasonic Li-ion NCR18650B.

Большая часть техники, где используются литиевые аккумуляторы, имеют встроенные механизмы зарядки, поэтому пользователю требуется лишь подключиться к электросети. В иных случаях заряд требуется осуществлять самостоятельно. Чтобы аккумулятор служил долго, его требуется правильно заряжать.

Как заряжать литиевый аккумулятор, чтобы ему не навредить? Несмотря на очевидность, попробуем разобраться, чем заряжать литиевый аккумулятор можно, а чем — нельзя.

Что надо знать об аккумуляторе

Процесс заряда всегда зависим от того, какой аккумулятор заряжается. Нельзя одинаковым режимом пополнять заряд разных по характеристикам и типам моделей.

Если обобщить, то приблизительно подобрать правильный режим заряда можно при наличии данных о типе аккумулятора, его емкости и напряжении.

  • Тип АКБ. Почему важно знать тип? Достаточно сравнить номинальное напряжение литий-титанатного и литий-ионного аккумулятора. 2,4В и 3,7В соответственно. Нетрудно догадаться, к каким последствиям может привести заряд литий-титанатной батареи неким абстрактным зарядным устройством для литиевого аккумулятора, которое предназначено именно для Li-ion.
  • Емкость АКБ. Данный параметр заряжаемого аккумулятора важен из-за того, что ток, как правило, подбирается в процентном соотношении к номинальной емкости. Литий-ионные аккумуляторы, например, не рекомендуется заряжать током выше, чем 0,5С-1С (ток, равный 50% и 100% соответственно по отношению к емкости в ампер-часах). Этот показатель может значительно меняться от модели к модели. Яркий тому пример — литий-титанатные АКБ, некоторые модели которых позволяют зарядку токами, в сотни раз превышающими номинальную емкость.
  • Напряжение АКБ. Тип литиевого аккумулятора говорит лишь о напряжении одной ячейки или отдельного элемента питания, состоящего из одной ячейки. Тем не менее, для выбора зарядного устройства или подходящего режима на уже имеющемся ЗУ, надо знать суммарное напряжение всей цепи, так как оно может быть многократно нарощено путем последовательного соединения ячеек. В уже готовых аккумуляторах на основе множества ячеек напряжение всегда указано в маркировке.

Как зарядить АКБ

Нередко пользователи интересуются в сети, как заряжать литиевый аккумулятор мотоцикла. Учитывая, что литиевый АКБ для мотоцикла — это устройство фабричное, а не самодельное, вся важная информация, в том числе и ток заряда, обычно размещена на бирке. Другое дело — это когда имеется элемент питания, собранный из одной или множества ячеек, в том числе из упомянутых ранее аккумуляторов panasonic.

Важно учитывать наличие в аккумуляторе или в схеме защиты в виде BMS. BMS — это контроллер, который выполняет сразу множество функций. Он может защищать элементы питания от опасных значений напряжения и тока, балансировать элементы на последних стадиях заряда, а также осуществлять регулировку подаваемого напряжения. Зарядка литий-ионных аккумуляторов напрямую может представлять опасность для АКБ, особенно если используется кустарное ЗУ. Применять кустарные приспособления как на основе трансформатора с диодным мостом, так и на основе переделанных компьютерных блоков питания не рекомендуется даже для свинцово-кислотных АКБ.

Если по какой-то причине в литиевом аккумуляторе отсутствует BMS, на ЗУ требуется выставить напряжение, являющееся максимальным для данного типа батарей. К примеру, литий-ионные АКБ при полном заряде выдают 4,2В на одну ячейку, а LiFePO4 — 3,65. Если ток, при этом, превышает 0,5С, рекомендуется его ограничить. Если ЗУ не позволяет регулировать ток, понизить его можно путем снижения выходного напряжения. Как только оно будет достигнуто, его можно поднять до конечного показателя, соответствующего полному заряду аккумулятора.

В случае с литиевыми аккумуляторами, оборудованных BMS (к счастью, таких большинство), все куда проще. Контроллер попросту не допустит подачу опасных номиналов тока и напряжения. Единственное исключение — это когда пользователь самостоятельно припаивает BMS к своей сборке батарей. В таком случае нельзя гарантировать, что контроллер настроен верно в соответствии с требованиями, предъявляемыми конкретным блоком аккумуляторов. В принципе, если пользователь делает сборку АКБ и самостоятельно припаивает контроллер — видимо, он знает, что делает.

Как бы там ни было, лучшим способом безопасно и на 100% зарядить аккумуляторную батарею любого типа — это использовать умное зарядное устройство, работающее в автоматическом режиме. Такое устройство не просто выдает постоянный ток с определенным номиналом напряжения, а изменяет режим заряда в зависимости от стадии. Также важным преимуществом являются многочисленные настраиваемые параметры, позволяющие использовать один и тот же прибор с абсолютно разными сборками аккумуляторов.

К выбору зарядного устройства следует относиться максимально серьезно, так как во многом от качества заряда зависит срок службы аккумулятора. И если аккумулятор состоит из множества ячеек с высокой суммарной стоимостью, то даже небольшое увеличение срока службы экономит заметную сумму.

Как правильно заряжать литий-ионный аккумулятор


Литий-ионные аккумуляторы сейчас чрезвычайно популярны. Больше 80% всех бытовых аккумуляторов являются литий-ионными. И для того, чтобы эти аккумуляторы служили верой и правдой долгое время, очень важно правильно с ними обращаться и правильно заряжать.

Как правило, литий-ионный аккумулятор представляет собой дуэт – собственно, саму аккумуляторную банку и присоединенную к ней плату защиты. Плата защиты предохраняет аккумулятор от перезарядки или чрезмерной разрядки. Также она ограничивает максимальный ток аккумулятора – следит, чтобы не было короткого замыкания. Все это очень важно, поскольку литий-ионный аккумулятор может очень драматично реагировать на перезарядку или чрезмерный ток (а еще на перегрев) – банально взрываться, нанося совершенно небанальные повреждения.

Тем не менее, вполне могут поставляться аккумуляторы без защиты – только банки. В этом случае подразумевается, что контроль степени заряда и тока будет осуществляться дополнительной электроникой, о которой должен позаботиться сам потребитель.

Литий-ионные аккумуляторы с защитой и без нее

Необходимо всегда обращать внимание на наличие защитной электроники при использовании литий-ионных аккумуляторов. Без схем защиты ни заряжать, ни использовать эти аккумуляторы нельзя! Поскольку в нештатных ситуациях химические процессы в аккумуляторах могут начать протекать чрезмерно бурно. Это может привести к разрыву аккумуляторной банки, воспламенению выделяющихся газов, электролита и, в итоге, к нехилому взрыву с пламенем и разбрасыванием вокруг горящих частей аккумулятора.

Сам процесс правильного заряда аккумулятора – это контролируемый и управляемый процесс. Вначале разряженный аккумулятор заряжается постоянным током 0.2 – 1 С (С – это емкость аккумулятора в ампер/часах). При достижении напряжения 4.0-4.1В (в зависимости от рекомендаций производителя) зарядка продолжается при постоянном напряжении до достижения 4.2В на элемент. Допустимое отклонение напряжения составляет всего +-0.05В. Для соблюдения этих режимов, безусловно, необходима соответствующая электроника. Как правило, это схемы, собранные на специализированных микросхемах. Хороший выбор – для заряда аккумуляторов использовать специализированные зарядные устройства. Также можно собрать зарядное устройство самостоятельно.

Литий-полимерные аккумуляторы заряжаются также, как и литий-ионные, поскольку по природе своей они очень похожи. В чем их основное различие — читайте в статье «Литий-полимерный аккумулятор — отличие от литий-ионного».

Лучший вариант – заряжать каждый аккумулятор отдельно. Кроме зарядных устройств, можно приобрести готовые платы-контроллеры для зарядки отдельных аккумуляторов. Например, на базе популярной микросхемы TP4056.

Зарядка одного литий-ионного аккумулятора

Миниатюрная плата (около 20х30 мм) позволяет заряжать литий-ионный аккумулятор от источника постоянного напряжения до 8В. Подойдет, в том числе, компьютерный USB. Два индикатора отображают ход заряда. Плата сама остановит зарядку при достижении напряжения 4.2В – с ее помощью можно заряжать и аккумуляторы без платы защиты.

Если используется несколько аккумуляторов одновременно, то возможны варианты. Для увеличения емкости при том же выходном напряжении батареи соединяют параллельно – плюс к плюсу, минус к минусу. Например, если взять два аккумулятора емкостью 2500 мАh и соединить их параллельно, то получится батарея емкостью 5000 mAh с выходным напряжением 4. 2В. Заряжать такую батарею нужно также, как и отдельный аккумулятор, только это займет в 2 раза больше времени.

Если нужно повысить напряжение при сохранении емкости, аккумуляторы соединяют последовательно. Те же две банки из предыдущего примера, соединенные последовательно, дадут батарею с напряжением 8.4В и емкостью 2500mAh.

Ток зарядки последовательно соединенных аккумуляторов должен быть такой же, как и при зарядке одного аккумулятора, а напряжение соответствовать напряжению всей батареи – 4.2В умножить на количество последовательно соединенных элементов.

Когда аккумуляторы используются в связке, очень важно подбирать совершенно одинаковые банки – одного производителя и модели, одной степени свежести. В идеале – из одной партии. Дело в том, что разные аккумуляторы могут иметь немного отличающиеся емкости, напряжение и другие параметры. Соответственно, работать они будут неравномерно и быстрее выйдут из строя.

Правильно заряжать литий-ионные аккумуляторы, соединенные последовательно, необходимо устройствами, которые имеют систему балансировки заряда каждого элемента. Строго говоря, и разряжаться такие батареи должны через аналогичные системы балансировки. Суть ее работы состоит в том, чтобы следить за параметрами каждого аккумулятора и останавливать зарядку всей батареи, если один из аккумуляторов будет уже заряжен полностью. Аналогично при разряде: если один из аккумуляторов полностью разрядился – отключается вся батарея. Это позволит избежать перезаряда/переразряда аккумуляторов и продлит срок их службы.

Контроллер заряда/разряда двух последовательно соединенных аккумуляторов может выглядеть так:

Зарядка двух последовательно соединенных литий-ионных аккумуляторов

Контакты P+ и P- платы служат как для подачи напряжения при зарядке, так и при снятии тока при разрядке батареи. Плата может использоваться с аккумуляторами без плат защиты.

Для зарядки трех последовательно соединенных аккумуляторов может подойти такая схема:

Зарядка трех последовательно соединенных литий-ионных аккумуляторов

Так же как и в предыдущем варианте, контакты Р+ и Р- используются как для подачи напряжения зарядки, так и для снятия питания при работе от аккумуляторов. Плата имеет систему балансировки, защиту от перезаряда/разряда и защиту от короткого замыкания. И также может использоваться с незащищенными аккумуляторами.

Похожая плата зарядки/разрядки имеется и для четырех последовательно соединенных аккумуляторов.

Зарядка четырех последовательно соединенных литий-ионных аккумуляторов

Большее количество последовательно соединенных аккумуляторов встречается достаточно редко. Чаще для увеличения мощности используют последовательно соединенные пары параллельно соединенных аккумуляторов. Например, батареи ноутбуков могут содержать три или четыре пары аккумуляторов.

Правильная зарядка аккумуляторов – совершенно необходимое условие для того, чтобы использование литий-ионных аккумуляторов было долговременным и эффективным. Уделите этому достойное внимание и аккумуляторы будут служить вам верой и правдой.

Как заряжать литий ионные аккмуляторы?

Как заряжать литий ионный аккумулятор, чтобы значительно продлить срок его службы и добиться длительной эффективной работы? Соблюдение простых правил эксплуатации, рекомендованных производителем, позволит продлить срок жизни батареи питания и избежать больших затрат на дорогостоящую покупку. Принцип работы литий-ионных батарей отличается от никель-кадмиевых и других устройств, поэтому и требования к циклам заряда и разряда будут совсем другими.

Основные правила зарядки аккумуляторов

Одна из главных особенностей: литий-ионные аккумуляторы не требуется полностью заряжать и разряжать. В отличие от никель-кадмиевых элементов питания, такие батареи не имеют эффекта памяти, следовательно при неполной зарядке их емкость не уменьшается, и продолжительность автономной работы не сокращается. Более того, полная разрядка приводит к сокращению срока работы аккумулятора, продолжать использовать ноутбук нежелательно уже при 20%-ной отметке.

Можно перечислить несколько основных правил правильной зарядки и эксплуатации литий-ионных аккумуляторов:

  • Нельзя хранить долгое время разряженную батарею. Если разряженный аккумулятор пролежал на полке несколько месяцев, его можно выбрасывать: зарядить его заново уже не получится. Это одна из самых распространенных причин, по которым литий-ионные батареи полностью выходят из строя.

  • Нежелательно постоянно поддерживать аккумулятор на зарядке во время работы ноутбука. Если он используется в качестве стационарного компьютера дома, на время работы можно вынимать аккумулятор и использовать только сеть от розетки. При этом несколько раз в месяц батарею необходимо подключать для полноценной зарядки и разрядки.

  • Оптимальный уровень заряда для хранения аккумулятора – 30-50%. При таком уровне батарея сама практически не теряет заряд и сохраняет свои свойства в течение длительного времени.

  • Нельзя допускать перегрева и переохлаждения батареи питания. Ее нежелательно оставлять на открытом солнце или вблизи обогревателей, нельзя включать ноутбук на улице при температуре ниже нуля. И то, и другое приводит к ускоренному износу, и скоро придется покупать новый аккумулятор.

Литий-ионные батареи любого типа рекомендуется подзаряжать только оригинальными зарядными устройствами. Это касается как ноутбуков, так и смартфоном или планшетов. Если блок питания вышел из строя, необходимо приобрести новый той же марки и с теми же характеристиками.

Как увеличить срок работы аккумулятора?

Правильно зарядить литий-ионный аккумулятор – значит обеспечить ему длительную автономную работу и долгую работоспособность. Стандартный срок эксплуатации для батарей такого типа составляет от 400 до 600 циклов зарядки и разрядки, однако правильная эксплуатация с соблюдением всех рекомендаций способна увеличить этот показатель до 1000 циклов. Заботиться о батарее питания будет намного проще, если поставить на ноутбук специальные утилиты, позволяющие контролировать уровень зарядки литий-ионного аккумулятора и степень его изношенности, а также своевременно закрывать все ненужные программы.

Для увеличения времени автономной работы необходимо правильно экономить энергию. При временном прекращении работы ноутбук нужно переводить в режим гибернации – это значительная экономия заряда батареи. Также нужно отключать все невостребованные в данный момент функции, закрывать лишние программ и не допускать слишком большого списка автозагрузки. Если батарея все же вышла из строя, не стоит пытаться разбирать ее самостоятельно и пытаться ремонтировать.

12 вольт, li ion (литий ионные)


Аккумуляторный инструмент удобен на природе, местах, лишенных стабильного постоянного доступа к электропитанию. Отсутствие кабеля позволяет избежать неудобств с удлинителями, страха перегрузить сеть, запутывания проводами, невозможности подлезть к труднодоступным участкам.


Эксплуатация аккумуляторного инструмента имеет свои особенности. Как правильно зарядить аккумулятор, не испортив? Из чего состоят, чем отличаются? Ответы – в статье.

Устройство аккумулятора шуруповерта


Основные элементы конструкции:

  • Корпус, на котором размещены контакты (соединяют с з/у или электроинструментом).
  • «Банки» (как правило, их несколько), объединенные общей цепью.
  • Для безопасной эксплуатации есть температурный датчик, предотвращающий перегрев.


Характеристики АКБ для шуруповертов:

  • Напряжение (В) – это показатель, характеризующий возможности инструмента. Оно влияет на то, насколько сложные задачи получится выполнить с его помощью. Напряжение можно охарактеризовать как эквивалент мощности сетевых приборов. Показатель непостоянен: достигает пика при полностью заряженной батарее, постепенно снижается в процессе разрядки. Именно поэтому есть смысл выполнять работы, требующие высокой силы удара, вначале.
  • Емкость характеризует, какое количество энергии накапливает устройство. Влияет на продолжительность работы на одном заряде. Надо помнить – одно устройство с одной батареей будет работать разное время (зависит от сложности задач).
  • Масса и габариты влияют на то, насколько комфортно использовать их с инструментом. Устройство с тяжелой батареей продолжительно удерживать на весу будет неудобно, что скажется на производительности и качестве выполняемых работ.
  • Дополнительный функционал. Индикатор отражает, какое количество энергии осталось до полной разрядки. Полезен, чтобы распланировать рабочее время. Некоторые производители выпускают батареи, совместимые с рядом разнообразных инструментов: триммерами, шуруповертами, электропилами, лобзиками.

Какие типы аккумуляторов существуют?


Какие разновидности АКБ используются дрелями-шуруповертами?

  • Никель-кадмиевые (NiCd). Первый тип устройств, долго держит зарядку, оснащен достаточной емкостью. Есть эффект памяти, который запрещает ставить на зарядку при неполном разряде батареи. Поэтому частая подзарядка недопустима, это ведет к сокращению емкости АКБ. Перед первым использованием сначала полностью зарядите блок, потом начинайте работу с инструментом. Никель-кадмиевые используются шуруповертами бюджетного класса. Они дешевые. Подойдут для нечастого использования.
  • Никель-металл-гидридные (NiMH). Пришли на смену никель-кадмиевым. Более экологичны и меньше весят. Хуже сохраняют зарядку в режиме бездействия, за счет чего может быстро снизиться емкость батареи. Желательно подзаряжать перед каждым применением, всегда брать с собой зарядное устройство.
  • Литий-ионные (Li-Ion). Характерны достаточной емкостью батареи. Лишены эффекта памяти, рассчитаны на интенсивное и регулярное применение. Быстро заряжаются, циклов насчитывают до 1000. Отличаются сравнительно высокой стоимостью. Быстрее разряжаются, когда работают при низких температурах, давая нестабильный поток энергии. Хранить такие батареи нужно разряженными наполовину, периодически восполняя емкость.

Особенности и правила зарядки АКБ шуруповертов


Батареи произведены из разных материалов. Это влияет на размеры, вес, возможность сверлить при минусовых температурах, напряжение, емкость, подверженность эффекту памяти. Последний особенно влияет на принцип зарядки шуруповерта.




Эффект памяти – это потеря емкости, достигаемая неполной разрядкой аккумуляторной батареи. Если прекратить использование инструмента до того, как он разрядится полностью, устройство “запомнит” это и не будет использовать ресурс в полном объеме. Несоблюдение правил эксплуатации батареи сокращает емкость.


Сколько времени нужно заряжать аккумулятор шуруповерта?


Перед тем, как зарядить аккумуляторную дрель или шуруповерт, нужно определить, сколько времени потребуется для этой процедуры. Период прописан в инструкции, прилагающейся к инструменту. Некоторые модели имеют световую индикацию – она отобразит, когда прибор полностью заряжен. После завершения зарядки сразу отсоедините батарею от з/у.


Обычно время заряда составляет от получаса до 7 часов, в зависимости от типа батареи и зарядного устройства. Дольше всего подпитываются энергией никель-кадмиевые – 3-7 ч.

Правила хранения аккумулятора шуруповерта





Литий-ионные


Лишены эффекта памяти: можно подзаряжать на любой стадии. Не стоит допускать полного разряда – приводит к выключению защитных контроллеров, предотвращающих перегрузки. В результате этого устройство может не выдержать интенсивную эксплуатацию, выйти из строя.


Никель-кадмиевые


Аккумулятор перед хранением разряжают практически полностью (до состояния нерабочего инструмента). Чтобы убрать устройство на долгое хранение (более 6 месяцев), выполните от 3 до 5 полных курсов заряда-разрядки.


Никель-металл-гидридные


Больше остальных типов подвержены быстрому саморазряду. После длинного срока хранения нужно поставить АКБ на зарядное устройство минимум на сутки, чтобы восполнить запасы энергии. Отмечается снижение емкости после 300 циклов заряда-разрядки.

Заряжать аккумулятор перед хранением?


Как с прошлым пунктом, зависит от типа, есть ли смысл зарядка АКБ перед хранением.





Li-Ion


На хранение литий-ионный аккумулятор нужно убирать с зарядом в 50%, периодически (1 раз / 1-2 мес.) доставать и подзаряжать.


NiCd


Хранить в разряженном состоянии.


NiMH


Постоянно поддерживать уровень зарядки, периодически восполнять.


Проверка состояния АКБ при помощи мультиметра


Будет полезно, чтобы определить причину, по которой батарея не заряжается. Процедура выявит работоспособность аккумуляторов. Приведем простые в реализации методы, которые можно использовать в домашних условиях. Подготовьте оборудование: помимо мультиметра потребуются инструменты для разборки АКБ (плоскогубцы, паяльник, отвертка, нож.

  1. Проверьте батарею на зарядке, снимая показания с интервалом 30 минут. Вольтаж должен стабильно возрастать до полной зарядки.
  2. Быстрый метод проверки состояния АКБ. Замеряем U вхолостую. Сопоставляем результат с реальным напряжением и количеством элементов Показатели разнятся – АКБ имеет нерабочие части, которые требуется заменить.

Способы зарядки без использования зарядного устройства (нестандартные методы)



НАДО ЗНАТЬ! Не рекомендуем применять на практике информацию из данного пункта. Приводим в ознакомительных целях.



Существуют нестандартные методы, как заряжать аккумулятор шуруповерта без зарядного устройства:

  • зарядка от автомобиля,
  • универсального з/у,
  • внешнего источника энергии.


Эффективность таких действий может быть оправдана, если нет фирменной зарядки. Безопасность сомнительна – возможна перезарядка. Не советуем использовать эти методы – они могут привести к выходу из строя, поломке аккумуляторной батареи и опасны для пользователя. Приобретите фирменный АКБ аналогичной шуруповерту марки или подходящий по характеристикам.


Что делать, если АКБ шуруповерта не заряжается?


Условия хранения и эксплуатации выполнялись, экзотические способы зарядки не использовались, а АКБ перестал заряжаться. Что делать?

  1. Осмотрите контакты между клеммами аккумуляторного блока и з/у. Причина неработоспособности может оказаться в недостаточно высоком контакте. В этом случае рекомендуем разобрать зарядное устройство, после чего подогнуть клеммы.
  2. В корпус з/у могли попасть грязь, мелкие частицы пыли. Чтобы этого избежать, своевременно протирайте контактную группу. Признаки загрязнения – это уменьшенное время работы дрели-шуруповерта, восполнение заряда проходит быстрее.


НАДО ЗНАТЬ! Попытка самостоятельно разобрать инструмент и сопутствующие детали, отремонтировать лишит гарантии. Сомневаетесь в технических навыках – отнесите неработающее оборудование в сервис.


Что делать, если аккумулятор не держит заряд?

  • Заказать новый. Если аккумулятор не держит заряд, его циклы закончились. Нормально, что АКБ со временем изнашиваются.
  • Обратить внимание на условиях эксплуатации. Li-Ion для дрели-шуруповерта не держат при низкой температуре.
  • NiCd, NiMH подвержены эффекту памяти. Возможно, вы ставили заряжать аккумулятор шуруповерта до полной разрядки. Это становится причиной того, что аккумулятор не держит заряд – купите новый.
  • Инструмент куплен недавно, а аккумулятор не держит заряд? Возможно, попался бракованный экземпляр. Обратитесь в сервисный центр.


Как заряжать литий─ионный аккумулятор?

Человека в современной жизни окружает множество электронных помощников. В быту мы используем планшеты, мобильные телефоны, ноутбуки и т. п. На работе используются шуруповёрты, портативные дрели, фонарики, power bank и пуско-зарядные аккумуляторы для автомобиля. Во всех этих устройствах используются разные типы аккумуляторных батарей. Но больше всего распространены литий─ионные аккумуляторы. Они стали популярными благодаря небольшим размерам и массе в сочетании с высокой энергоёмкостью. При разумной стоимости они имеют приличный срок эксплуатации (300─400 циклов заряд-разряд). Поскольку эти АКБ широко используются в разных устройствах, которые нас окружают, надо понимать, как их правильно заряжать. Поэтому сегодняшний материал посвящён зарядке Li─Ion аккумуляторов.

Содержание статьи

Что представляет собой литий─ионный аккумулятор?

Поскольку многие пользователи имеют смутное представление о том, что такое литий─ионная аккумуляторная батарея, скажем пару слов о её устройстве. Если смотреть на примере аккумулятора мобильного телефона, то аккумулятор там имеет следующую конструкцию.

Конструкция литий─ионного аккумулятора

АКБ мобильного телефона в абсолютном большинстве случаев имеет в своей конструкции один аккумуляторный элемент, который часто называют банкой. Номинальное напряжение банки обычно составляет 3,7 вольта. В АКБ ноутбуков таких элементов может быть от 2 до 12. Но там они не прямоугольной, а цилиндрической формы (тип 18650). Также в составе аккумулятора есть контроллер, который представляет собой плату с распаянной на ней управляющей микросхемой. Она управляет процессом заряда и разряда банки, не допуская её перезаряда или глубокого разряда.

Таким образом, производители аккумуляторов уже позаботились о том, чтобы избежать внештатных ситуаций при зарядке и разрядке батареи. А пользователю остаётся только соблюдать некоторые правила эксплуатации, о которых будет сказано ниже.
Если вам интересно, то можете прочитать подробный материал про литий-ионный аккумулятор в статье по ссылке.

Вернуться к содержанию

Как правильно заряжать литий─ионный аккумулятор?

При зарядке Li─Ion аккумулятора нужно помнить о том, что лучше всего поддерживать заряд батареи на уровне 20─80% от полной ёмкости. Литий─ионные АКБ не любят перезаряд. Как говорилось выше, контроллер контролирует степень заряженности аккумуляторного элемента или элементов, если их несколько. Он не допустит их перезарядки. Но это не значит, что аккумулятор можно сутками держать на зарядке. Это совершенно ни к чему.

Телефон и зарядное устройство

Почему для литий─ионного аккумулятора критичен перезаряд и глубокий разряд? Дело в том, что ток в таких аккумуляторах обеспечивается движением ионов лития от одного электрода к другому. Состав этих электродов может быть разным. В этом случае эти подробности не важны. Важно то, что ионы лития внедряются в кристаллическую решётку вещества электродов. В результате происходят постепенные изменения объёма и состава электродов. Чем больше заряжена или разряжена аккумуляторная батарея, тем больше ионов лития находится в одном из электродов. Такая эксплуатация приводит к тому, что срок службы аккумулятора значительно сокращается. Поэтому лучше не создавать такие пограничные состояния и держать заряд на уровне 20─80% от номинала.

В любом случае контроллер не допускает перезаряда и глубокого разряда банки. Он просто отключает банку от внешнего мира. Кроме того, во многих литий─ионных аккумуляторных батареях имеется встроенная защита от перегрева.

Теперь перечислим несколько вариантов, как заряжать Li─Ion аккумулятор.

  • Штатное зарядное устройство. Это самый лучший и рекомендуемый вариант. С помощью штатной зарядки рекомендуется заряжать Li─Ion аккумулятор. Это безопасно и максимально быстро;
  • От USB разъёма компьютера. Вариант также безопасный, но довольно длительный. Дело в том, что в случае порта USB ток ограничен значением 0,5 ампера;
  • От прикуривателя в автомобиле. Если это стандартный переходник на USB, то процесс также может затянуться. Но сейчас в продаже довольно устройств, имеющий набор портов USB с различной силой тока. Есть даже модели, которые позволяют заряжать аккумуляторы ноутбуков с номинальным напряжением 19 вольт током 4 ампера. Узнать максимально допустимый ток для зарядки аккумуляторной батареи своего устройства можно узнать из документации или посмотреть на штатной зарядке. Для АКБ смартфонов обычно 1, а для планшетов – 2 ампера;
  • «Лягушка». Так называют универсальные зарядные устройства. Обычно они используются для зарядки литиевых АКБ для мобильных телефонов. Одна из таких «лягушек» показана на изображении ниже. Конструкция включает в себя док для установки батареи и контакты, регулируемые по ширине для различных моделей. Для информирования об окончании зарядки имеется светодиодная индикация.

Зарядное устройство «лягушка»

Как видите, заряжать литий─ионный аккумулятор можно различными способами. Но рекомендуется заряжать АКБ штатной зарядкой, а остальные методы использовать только в случае необходимости. Сразу после покупки гаджета привыкайте к его корректной зарядке. О том, как правильно заряжать новый аккумулятор смартфона, можно прочитать по указанной ссылке.
Вернуться к содержанию

Эксплуатация Li─Ion батарей

Теперь коротко расскажем об основных правилах эксплуатации литий─ионных аккумуляторов.

Калибровка

Эту процедуру следует проводить раз в 3 месяца. Она заключается в полной разрядке и последующей полной зарядке АКБ. Это необходимо делать, чтобы контроллер аккумулятора «откалибровал» границы заряда и разряда батареи.

Калибровка литий─ионного аккумулятора

При ручной калибровке вам нужно дождаться выключения телефона, планшета или другого гаджета. Потом в выключенном состоянии ставите устройство на зарядку. Продолжительность до полной зарядки вы можете посмотреть по паспорту. После вынимаете и вставляете аккумуляторную батарею, включаете устройство и смотрите уровень заряда. Если он меньше 100%, то выключаете устройство и снова заряжаете. Так нужно делать до тех пор, пока при включении не будет показан полный уровень заряда.

Для калибровки также можно использовать утилиты, которые существуют для iOS и Андроид.

Если вам интересна переделка шуруповёрта на литиевые аккумуляторы 18650, можете прочитать статью по ссылке.

Вернуться к содержанию

Хранение

Перед тем как отправить литий─ионную АКБ на хранение, её также нужно заряжать. Но уровень заряда должен быть около 50 процентов. Это считается оптимальным значением. Температура хранения батареи в идеале должна составлять 15 градусов Цельсия. В таких условиях литиевый аккумулятор лучше всего сохраняет ёмкость. Чем выше температура хранения, тем больше будут потери ёмкости при хранении.

При длительном хранении раз в три месяца проводите полный заряд-разряд аккумулятора и снова заряжайте его до 50%.

Чего не нужно делать с литий─ионными аккумуляторами?

  • Первое, чего не переносят Li─Ion батареи, это нагрев. Литий является чрезвычайно активным металлом и при нагреве в аккумуляторе может начаться неуправляемая реакция. В результате батарея просто воспламениться. Поэтому не держите Li─Ion аккумулятор рядом с источниками тепла, под солнечными лучами и у открытого огня;
  • Литий─ионные аккумуляторные батареи также чувствительны к отрицательным температурам, но таких плачевных последствий, как при нагреве, нет. Просто на холоде АКБ теряет заряд;
  • Не следует разбирать аккумуляторный элемент. Разгерметизация банки аккумулятора может привести к воспламенению;
  • Также не следует заряжать банку АКБ в обход контроллера. Исключение можно сделать в тех случаях, когда вам требуется толкнуть аккумулятор. При этом нужно соблюдать все меры предосторожности и постоянно контролировать процесс.

Вернуться к содержанию

Опрос

Примите участие в опросе!

 Загрузка . ..

Теперь вы знаете, как заряжать литий─ионный аккумулятор, и правила его эксплуатации. Если статья была полезной для вас, распространите ссылку на неё в социальных сетях. Этим вы поможете развитию сайта. Голосуйте в опросе ниже и оценивайте материал! Исправления и дополнения по теме оставляйте в комментариях.
Вернуться к содержанию

Как правильно заряжать литий-ионные аккумуляторы

Пользователи смартфонов — как обычные, так и энтузиасты — всегда ищут способы более продолжительного времени автономной работы устройств. Несмотря на то, что благодаря быстрой зарядке можно заряжать устройство каждый день, отсутствие сменных аккумуляторов означает, что в конечном итоге литий-ионные элементы, содержащиеся в наших телефонах, стареют и разрушаются.

Если Вы используете телефон в течение года или более, Вы, вероятно, заметили, что батарея работает не так долго, как в первоначальном состоянии. Два года спустя многие телефоны приходится заряжать несколько раз в день. Если Вы используете телефон в течение последних трех лет, это может даже означать проблемы для стабильности системы.

К сожалению, со временем емкость батареи неизбежно уменьшается. Тем не менее, есть вещи, которые Вы можете сделать, чтобы продлить срок службы батареи и телефона. Если Вы когда-нибудь задумывались о том, каков наилучший способ зарядки аккумулятора, вот несколько научно доказанных советов по продлению срока службы аккумулятора.

Частичная зарядка

Один из наиболее распространенных мифов о батарее заключается в том, что Вам необходимо время от времени полностью разряжать и заряжать устройство, чтобы стереть «память батареи». Это не относится к литий-ионным батареям. Это оставшийся миф от свинцово-кислотных элементов, и заряжать Ваш современный смартфон таким способом совершенно нежелательно.

Частичная зарядка подходит для литий-ионных аккумуляторов и может иметь некоторые положительные преимущества для долговечности элементов. Важно понимать, как заряжается аккумулятор. При приближении к разряду литий-ионные аккумуляторы потребляют постоянный ток и работают при более низком напряжении. Это напряжение постепенно увеличивается по мере того, как элемент заряжается, выравниваясь на уровне около 70 процентов, прежде чем ток начнет падать до полной емкости.

Важно отметить, что работа при низком напряжении хороша для срока службы батареи, увеличивая количество доступных циклов зарядки, прежде чем Вы начнете видеть значительное снижение емкости. Грубо говоря, каждое снижение напряжения элемента на 0,1В удваивает срок службы цикла, согласно Battery University. Поэтому зарядка телефона в диапазоне от 30 до 80 процентов снижает напряжение и продлевает срок службы батареи.

Кроме того, «глубина разряда» оказывает аналогичное влияние на общий цикл разряда до того, как емкость аккумулятора упадет. Это относится к количеству израсходованной батареи в промежутках между зарядами.

Использование всего лишь 20 процентов заряда аккумулятора между зарядками не будет практичным для большинства людей, но зарядка на 50%, приведет к заметному улучшению срока службы аккумулятора в долгосрочной перспективе, особенно если Вы каждый раз избегаете полной зарядки. Суть в том, что небольшие регулярные пополнения заряда намного лучше для литий-ионных аккумуляторов, чем длительные полные циклы зарядки.

Избегайте простоя зарядки

Ставить устройство на зарядку ночью или на весь день — очень распространенная привычка, но она не рекомендуется по нескольким причинам (старый миф о «перезарядке» не является одним из них). Во-первых, непрерывная подзарядка полностью заряженной батареи может привести к металлизации металлического лития, что снижает стабильность в долгосрочной перспективе и может привести к сбоям в работе всей системы и перезагрузкам. Во-вторых, это оставляет аккумулятор на более высоком напряжении, когда аккумулятор находится на 100%, как мы упомянули выше. В-третьих, создается избыточное тепло, вызванное потерей мощности.

В идеале, устройство должно прекратить зарядку, когда оно достигнет 100-процентной емкости аккумулятора, включив только цепь зарядки, чтобы время от времени пополнять аккумулятор — или, по крайней мере, уменьшая зарядный ток до очень малых величин.

Последний пункт, который стоит упомянуть, это паразитная нагрузка. Это происходит, когда батарея сильно разряжается при зарядке, например при просмотре видео или играх во время зарядки.

Такие нагрузки вредны для батарей, потому что они искажают цикл зарядки и могут вызывать мини-циклы, когда часть батареи непрерывно работает и изнашивается с большей скоростью, чем остальная часть элемента. Еще хуже — паразитные нагрузки, когда устройство полностью заряжено, также вызывают более высокое напряжение и нагревание батареи.

Лучший способ избежать паразитных нагрузок — выключить устройство во время зарядки. Но, вероятно, более реалистично поддерживать рабочую нагрузку очень легкой, пока устройство подключено к сети, оставляя его большую часть времени в режиме ожидания. Не забудьте отключить его, как только батарея будет достаточно заполнена.

Тепло — враг долгого времени автономной работы

Наряду со всем вышеперечисленным, температура также является ключевым фактором, влияющим на долговечность батареи. Как и при высоких напряжениях, высокие температуры нагружают аккумулятор и заставляют его терять емкость гораздо быстрее, чем при низких температурах.

Ячейка с температурой от 25 до 30 градусов по Цельсию должна сохранять около 80 процентов своей емкости после первого года даже при цикле от полной до полной зарядки. Емкость батареи будет выше через год, если будут использоваться меньшие периодические циклы зарядки. Повышение температуры до 40°C приведет к падению емкости до 65% после первого года, а при температуре аккумулятора 60°C достигнет этого показателя всего за три месяца.

Аккумулятор, находящийся в полностью заряженном состоянии и подверженный воздействию высокой температуры, является худшим из всех вариантов и это первое, что следует избегать при зарядке телефона. Поэтому не оставляйте телефон под подушкой, чтобы заряжать его ночью, и не включайте его в приборную панель Вашего автомобиля в жаркий день.

Технологии быстрой зарядки являются спорным вопросом, так как более высокий ток и напряжение могут определенно привести к нагреванию устройства во время зарядки. Быстрая зарядка никогда не предполагалась для зарядки полного цикла, она требовалась для быстрого способа пополнить заряд батареи, чтобы снова использовать устройство. Если оставить телефон на быстрой зарядке в течение 15–20 минут, это не приведет к серьезным проблемам с перегревом, но мы, конечно, не рекомендуем использовать их для зарядки в течение ночи.

Объединяя все это вместе

Технология литий-ионных аккумуляторов хорошо известна в наши дни, но вредные привычки и мифы все еще пронизывают общественное сознание. Хотя большинство этих привычек не окажет серьезного негативного влияния на срок службы аккумулятора Вашего телефона в среднесрочной перспективе, сокращение количества телефонов со сменными аккумуляторами означает, что мы должны принять дополнительные меры предосторожности, чтобы максимально увеличить срок службы аккумулятора телефона и срок его службы.

Говоря в общем, меньшие регулярные циклы зарядки и сохранение Вашего телефона в прохладном состоянии являются ключевыми вещами, которые нужно помнить. Хотя следует отметить, что разные аккумуляторы для телефонов всегда будут стареть немного по-разному, в зависимости от того, как мы к ним относимся.

Как правильно заряжать литий-полимерные аккумуляторы, правильная зарядка Li Po аккумуляторов

27.09.2016

Литиево-полимерными аккумуляторами оснащаются практически все современные электронные гаджеты. Широкое применение они нашли на летающих радиоуправляемых моделях, квадрокоптерах, вертолетах и самолетах. У литий-полимерных аккумуляторов есть немало преимуществ, в том числе – высокая плотность энергии, низкий саморазряд и отсутствие так называемого «эффекта памяти».

В результате для моделей с силовыми электроагрегатами Li Pol батарее практически не существует достойной альтернативы. Следует ожидать, что они будут применяться все более широко, особенно в таких областях, как непилотируемые летательные аппараты, электромобили и т.п.

Несмотря на все преимущества, LiPol батареи имеют репутацию капризных, опасных и маложивущих источников питания. На самом деле, эти недостатки несколько преувеличены. Если их правильно использовать, проблемы будут сведены к минимуму.

Правила зарядки

Для того чтобы в эксплуатации источника питания не возникало проблем, необходимо правильно заряжать LiPo батареи. В противном случае велик риск их повреждения и даже самовозгорания. Рассмотрим, как правильно зарядить литий полимерный аккумулятор, чтобы избежать возможных проблем:

  • Зарядить LiPo аккумулятор любым ЗУ не получится, для этого требуются специальные зарядные устройства. Связано это с особенностями двухфазного процесса зарядки.
  • Зарядка аккумуляторов Li Pol проходит в две фазы (метод CC-CV). На первой стадии напряжение на всех банках АКБ возрастает. К окончанию фазы оно достигает 4,2 Вольт. По сути, к этому моменту зарядка Li Pol аккумуляторов достигает 95%. Дальше начинается вторая фаза. Для недопущения перезаряда, губительного для литий-полимерной АКБ, ток снижается. В случае превышения напряжения более 4,25 Вольт увеличивается риск самовозгорания.
  • Не рекомендуется допускать полной разрядки источника питания, перед повторной зарядкой в нем должно оставаться около 10-20%, иначе он быстро выйдет из строя.
  • Важно следить, чтобы напряжение не падало ниже 3 Вольт на каждой банке. При таком снижении показателей напряжения велик риск того, что батарея может вздуться. При этом вздувшийся LiPo аккумулятор потеряет более 50% своей емкости. Если вздулась LiPo батарея, ее останется только выбросить – потеря емкости необратима.

То, что литий-полимерные источники питания вздуваются, является одной из серьезных проблем их эксплуатации. Все банки должны заряжаться и разряжаться равномерно. При этом зарядное устройство для литий полимерных батарей отслеживает только суммарное напряжение, но при большом разбросе показателей вероятность того, что LiPo аккумулятор вздулся увеличивается в разы. Также это приводит к перезаряду отдельных банок, увеличению риска самовозгорания.

Для решения этой проблемы зарядку Li Pol батарей необходимо выполнять с использованием балансира, который способен отслеживать напряжение на каждой банке, либо ЗУ со встроенным балансиром. Не заряжайте источник питания ЗУ с таймером. Если ток будет недостаточным, ЗУ отключится, не зарядив его полностью. Ток заряда не должен превышать 1С и быть меньше 0,5 С. Также нужно помнить, что чем больше емкость LiPo аккумулятора, тем дольше он будет заряжаться.

Эксплуатация

Для того чтобы продлить срок службы Li Pol устройств или, как минимум, не сократить его, важна и правильная эксплуатация аккумуляторов. Когда мы заряжаем источник питания, нельзя допускать его нагрева выше 60 градусов. Если нагрев все же произошел, прежде чем использовать батарею, ей нужно дать остыть. Также нельзя и ставить на зарядку перегревшийся накопитель.

На хранение нельзя оставлять полностью разряженную АКБ. Обязательно зарядите ее. Самые оптимальные показатели – 60%. В целом, при соблюдении этих несложных правил, проблем с использованием литий-полимерных батарей не возникает.

Как правильно заряжать устройства

Эта история обновлена. Первоначально он был опубликован 23.08.17.

Без аккумулятора ваш дорогой ноутбук или смартфон — просто кусок мертвой электроники. И эти перезаряжаемые электростанции имеют ограниченный срок службы: со временем они начнут быстрее терять мощность и дольше заряжаться.

Чтобы максимально продлить срок службы аккумулятора, необходимо правильно ухаживать за устройством.Это означает, что вы должны научиться правильно заряжать аккумулятор и бережно хранить его. Вот что вам нужно знать.

Наука о литий-ионных аккумуляторах

Все аккумуляторные батареи современных смартфонов, планшетов, ноутбуков и других устройств используют литий-ионную технологию. Как и следовало ожидать, они содержат… ионы лития. Как объяснила Popular Science в нашем обзоре батареи Powerwall от Tesla:

Когда батарея заряжается, положительно заряженные ионы лития перемещаются от одного электрода, называемого катодом, к другому, известному как анод, через раствор электролита в элементе батареи. Это заставляет электроны концентрироваться на аноде с отрицательной стороны. Когда аккумулятор разряжен, происходит обратное. Что касается этих электронов, они движутся по цепям, которые являются внешними по отношению к батарее, обеспечивая сок.

Эти электроны фактически снабжают энергией ваш смартфон или планшет — или, в случае Tesla, весь ваш дом.

За прошедшие годы ученые изменили формулу химического состава литий-ионных аккумуляторов, чтобы они работали дольше, заряжались быстрее и работали более эффективно.Несмотря на их переделку, литий-ионные аккумуляторы все еще имеют установленный срок службы, потому что цикл зарядки, разрядки и перезарядки аккумулятора может повторяться только определенное количество раз. Предел может быть разным, но срок службы большинства аккумуляторов составляет два-три года.

Это связано с природой химических реакций, происходящих на аноде и катоде. По мере их возникновения образуются тонкие слои изолирующих атомов, препятствующие эффективности электродов, поэтому, если вы заметили, что срок службы батареи старого смартфона или ноутбука снизился, вы можете винить в этом скопление атомов.

Как работает зарядка и подзарядка аккумулятора

Вам не обязательно наблюдать за перезарядкой литий-ионного аккумулятора, но лучше не забывать об этом. Samsung

Так как же продлить срок службы литий-ионного аккумулятора? Возможно, вы слышали, что вам нужно выполнить полную зарядку и разрядку, когда ваше устройство находится прямо из коробки, но это не имеет значения для современных аккумуляторов. Важнее всего то, как вы заряжаете свой телефон или ноутбук после того, как начали им пользоваться.

Мелкие разряды и перезарядки лучше, чем полные, потому что они меньше нагружают аккумулятор, поэтому он служит дольше.Когда ваша батарея разряжается, Battery University рекомендует, чтобы она достигла 50 процентов, прежде чем снова доливать ее. Во время повторной зарядки также не следует полностью доводить литий-ионный аккумулятор до 100%.

Если вы полностью зарядили аккумулятор, не оставляйте устройство подключенным. Вместо этого следуйте только что упомянутому циклу неглубокой разрядки и подзарядки. Это не проблема безопасности: литий-ионные батареи имеют встроенные защитные устройства, предназначенные для предотвращения их взрыва, если они оставлены заряжаться при максимальной емкости.Но в долгосрочной перспективе электроника будет стареть быстрее, если она будет постоянно подключаться к электросети и заряжена на 100 процентов.

[Связано: Вставьте беспроводное зарядное устройство прямо в стол ]

Хотя неглубокие заряды и разряды являются оптимальным вариантом для долголетия, из этого правила есть исключения. Раз в месяц дайте батарее полностью разрядиться примерно до 5 процентов, просто для повторной калибровки самооценки. Этот механизм позволяет вашему ноутбуку или смартфону показывать «приблизительное оставшееся время работы от батареи», которое довольно точно.Однако регулярные полные разряды — не лучшая идея. В целом, по словам Samsung, уровень заряда батареи должен быть выше 20 процентов.

Между прочим, это все рекомендации. Нет ничего опасного в том, чтобы держать телефон заряженным на ночь, а современные телефоны и ноутбуки оснащены механизмами, снижающими нагрузку на аккумулятор, если ваше устройство постоянно подключено к сети. К счастью для пользователей, каждый год в технологию вносятся небольшие изменения и улучшения, поэтому каждый раз, когда вы обновляете свой смартфон, вы получаете литий-ионный аккумулятор, который должен работать дольше между зарядками и работать дольше.

Хранение аккумуляторов и общий уход

Убедитесь, что ваш телефон не выдерживает экстремальных температур. Samsung

Литий-ионные аккумуляторы не любят экстремальные температуры. По возможности не оставляйте телефоны и ноутбуки в горячих машинах или в холодных помещениях, потому что такие экстремальные температуры не пойдут на пользу их батареям. Вам следует особенно остерегаться перегрева во время зарядки — хотя, если производитель вашего телефона или ноутбука выполнил свою работу, это не должно быть проблемой.

В качестве еще одной меры предосторожности вам также следует убедиться, что вы используете официальное зарядное устройство, которое идет в комплекте с вашим телефоном или планшетом, или вы должны инвестировать в точную замену. Это гарантирует, что зарядное устройство безопасно использовать с аккумулятором вашего устройства и оптимизировано для его максимально эффективной зарядки. Официальное зарядное устройство применит лучшие методы для общего состояния вашего аккумулятора.

Если вы собираетесь хранить свой ноутбук или смартфон в течение длительного периода времени, вам следует оставить гаджет с заряженным примерно на 50 процентов, как рекомендовано Apple и другими источниками.Выключайте устройство, пока храните его, и, как мы упоминали ранее, обязательно храните его в месте, где хранится Златовласка: не слишком горячо и не слишком холодно.

Документация, поставляемая с вашим устройством, должна включать больше советов и советов по зарядке аккумулятора, поэтому внимательно прочтите ее, чтобы получить любые дополнительные рекомендации по обращению с вашими драгоценными блоками питания как можно более бережно. Примените эту небольшую дополнительную осторожность, и вы обнаружите, что батареи внутри вашего телефона или ноутбука хватит, по крайней мере, до тех пор, пока вы не будете готовы к обновлению.

Литий-ионная батарея Зарядка »Литий-ионная зарядка» Электроника

Для правильной работы литий-ионных, литий-ионных аккумуляторов они должны быть правильно заряжены, в противном случае они не будут работать должным образом.


Литий-ионный аккумулятор Включает в себя:
Литий-ионная технология
Типы литий-ионных аккумуляторов
Литий-полимерный аккумулятор
Литий-ионная зарядка
Литий-ионные преимущества и недостатки

Аккумуляторная технология включает:
Обзор аккумуляторной технологии
Определения и термины батареи
NiCad
NiMH
Литий-ионный
Свинцово-кислотный


Литий-ионные, литий-ионные аккумуляторы обеспечивают отличный уровень производительности.Чтобы получить от них максимальную пользу, их необходимо правильно заряжать.

Если зарядка ионно-литиевых аккумуляторов не выполняется надлежащим образом, их работа может быть нарушена, и они могут даже выйти из строя, поэтому следует соблюдать осторожность.

Правильная зарядка литий-ионных аккумуляторов обеспечивает максимальную производительность и длительный срок службы. В результате зарядка литий-ионного аккумулятора обычно осуществляется в сочетании с системой управления аккумулятором. Это контролирует уровень заряда, разряда и скорость, с которой это может произойти.

Заряжается литий-ионный аккумулятор электроинструмента

Литий-ионный заряд / разряд

Проще говоря, зарядку и разрядку ионно-литиевой батареи относительно легко объяснить.

Когда ионно-литиевый элемент или батарея разряжается, они подают ток во внешнюю цепь. Внутри анода в процессе окисления высвобождаются ионы лития, которые переходят на катод. Электроны от созданных ионов текут в противоположном направлении, попадая в электрическую или электронную схему, на которую подается питание. Затем ионы и электроны реформируются на катоде.

Этот процесс высвобождает химическую энергию, которая хранится в клетке в виде электрической энергии.

Во время цикла зарядки реакции происходят в обратном направлении, когда ионы лития проходят от катода через электролит к аноду. Электроны, обеспечиваемые внешней схемой, затем объединяются с ионами лития, чтобы обеспечить накопленную электрическую энергию.

Следует помнить, что процесс зарядки не совсем эффективен — некоторая энергия теряется в виде тепла, хотя обычно уровень эффективности составляет около 95% или немного меньше.

Электронные условия зарядки литий-ионного аккумулятора

С точки зрения электроники процесса, зарядка литий-ионных батарей сильно отличается от зарядки никель-кадмиевых или никель-металлгидридных аккумуляторов. Невозможно использовать одни и те же электронные схемы для их зарядки по разным причинам.

Зарядка литий-ионных аккумуляторов зависит от напряжения, а не от тока. Таким образом, зарядка литий-ионных аккумуляторов больше похожа на зарядку свинцово-кислотных аккумуляторов.

Одно из отличий от зарядки литий-ионных аккумуляторов состоит в том, что они имеют более высокое напряжение на элемент — от 3,7 до 4 В на элемент по сравнению с 1,2 В. l

Литий-ионные элементы

также требуют гораздо более жестких допусков по напряжению при обнаружении полного заряда, и после полной зарядки они не позволяют или не требуют непрерывной или плавающей зарядки. Особенно важно иметь возможность точно определять состояние полного заряда, поскольку литий-ионные батареи не переносят перезарядки.Они перегреваются, и это сокращает их жизнь, но в экстремальных обстоятельствах это может привести к возгоранию или даже взрыву.

Типичная кривая разрядки потребительского литий-ионного элемента

Большинство ориентированных на потребителя литий-ионных аккумуляторов заряжаются до напряжения 4,2 В на элемент, и это имеет допуск около ± 50 мВ на элемент. Зарядка сверх этого значения вызывает нагрузку на элемент и приводит к окислению, которое сокращает срок службы и емкость. Это также может вызвать проблемы с безопасностью.

Показанная выше кривая разряда типична для литий-ионного элемента в форме оксида лития-кобальта.Различные типы ионно-литиевых элементов имеют немного разные напряжения, но все они будут иметь одинаковую форму кривых разряда.

Зарядку литий-ионных аккумуляторов можно разделить на два основных этапа:

  • Заряд постоянным током: На первом этапе зарядки литий-ионного аккумулятора или элемента контролируется зарядный ток. Обычно это значение составляет от 0,5 до 1,0 C. (Примечание: для аккумулятора емкостью 2000 мАч скорость заряда будет составлять 2000 мА при скорости заряда C).

    Для потребительских элементов LCO и батарей максимальная скорость заряда 0.Рекомендуется 8C.

    На этом этапе напряжение на литиево-ионном элементе увеличивается при постоянном токе заряда. Время зарядки для этого этапа может составлять около часа.

  • Заряд насыщения: Через некоторое время напряжение достигает пика около 4,2 В для элемента LCO. В этот момент элемент или батарея должны перейти на вторую стадию зарядки, известную как заряд насыщения. Поддерживается постоянное напряжение 4,2 вольта, и ток будет постоянно падать.

    Конец цикла зарядки достигается, когда ток падает примерно до 10% от номинального. Время зарядки для этого этапа может составлять около двух часов в зависимости от типа аккумулятора, производителя и т. Д.

Эффективность заряда, то есть количество заряда, удерживаемого батареей или элементом, по сравнению с количеством заряда, поступающего в элемент, является высоким. Эффективность зарядки может составлять от 95 до 99%. Это отражается на относительно низких уровнях повышения температуры ячеек.

Многие элементы теперь предназначены для быстрой зарядки, хотя в пределах номинальных значений для элемента этот процесс может сократить срок службы батареи, и необходимо найти баланс между удобством и сроком службы.

Меры предосторожности при зарядке литий-ионного аккумулятора

Принимая во внимание количество энергии, хранящейся в ионно-литиевых батареях, их химический состав и т. Д., Необходимо обеспечить, чтобы батареи были заряжены надлежащим образом и с помощью соответствующих зарядных устройств и оборудования.

Зарядные устройства или аккумуляторные батареи

для литий-ионных аккумуляторов включают в себя различные механизмы для предотвращения повреждений и опасности. Часто эти механизмы предусмотрены в аккумуляторном блоке, который затем можно использовать с простым зарядным устройством.

Механизм, необходимый литиево-ионной батарее для зарядки и разрядки, включает:

  • Зарядный ток: Зарядный ток должен ограничиваться для литий-ионных аккумуляторов. Обычно максимальное значение составляет 0,8 ° C, но для обеспечения некоторого запаса чаще устанавливаются более низкие значения.Некоторые батареи могут заряжаться быстрее.

    Даже для батарей или элементов, которые могут выдерживать более высокие токи заряда, это влияет на срок службы. Если можно снизить скорость зарядки и не использовать быструю зарядку, это продлит срок службы элемента.

  • Температура заряда: Следует контролировать температуру заряда литий-ионного аккумулятора. Элемент или аккумулятор нельзя заряжать при температуре ниже 0 ° C или выше 45 ° C.

    Литий-ионные элементы и батареи

    лучше всего работают при комнатной температуре, поэтому зарядка в указанных пределах обеспечивает наилучшую зарядку, а также продлевает срок службы батареи.

  • Ток разряда: Защита по току разряда необходима для предотвращения повреждения или взрыва в результате короткого замыкания. Для конкретного аккумуляторного блока будет установлен предел, и его не следует превышать. Принимая во внимание огромное количество запасенной энергии, превышение пределов может привести к пожару или даже впечатляющему взрыву.

    Обычно аккумуляторные блоки имеют схему управления зарядкой / разрядкой, чтобы гарантировать, что допустимый ток не будет превышен, но всегда лучше не перенапрягать их.

    Различные типы литий-ионных аккумуляторов могут обеспечивать разные возможности — в результате фактический тип литий-ионных аккумуляторов, который нужно выбрать, будет зависеть от области применения и необходимой способности тока / разряда.

  • Перенапряжение: Защита от перенапряжения при зарядке необходима для предотвращения подачи слишком высокого напряжения на клеммы аккумулятора.Если позволить зарядному напряжению слишком высоко подняться, это может привести к повреждению.

  • Защита от перезарядки: Схема защиты от перезарядки требуется для остановки процесса зарядки литий-ионных аккумуляторов, когда напряжение на элемент превышает 4,30 вольт. Чрезвычайно важно не перезарядить литиевый аккумулятор. Система управления аккумулятором должна обеспечивать защиту от перезарядки.
  • Защита от обратной полярности: Литий-ионная батарея Защита от обратной полярности необходима, чтобы гарантировать, что аккумулятор не заряжается в неправильном направлении, так как это может привести к серьезным повреждениям или даже взрыву.
  • Li-Ion от чрезмерной разрядки: Защита от чрезмерной разрядки необходима для предотвращения падения напряжения аккумулятора ниже примерно 2,3 В в зависимости от производителя.
  • Перегрев: Защита от перегрева часто включается, чтобы предотвратить работу батареи, если температура поднимется слишком высоко. Температура выше 100 ° C может нанести непоправимый ущерб.

При использовании литий-ионного аккумулятора обязательно использовать зарядное устройство производителя, поскольку в зарядном устройстве и аккумуляторном блоке могут использоваться различные элементы защиты в зависимости от конструкции.

Литий-ионный заряд, цикл разрядки

Срок службы ионно-литиевых элементов и батарей часто выражается числом циклов заряда-разряда, которые они выдерживают до того, как их способность удержания заряда упадет.

Хотя литий-ионные элементы имеют так называемый календарный срок службы — их срок службы с точки зрения истекшего времени, даже если они не используются, другим важным фактором является количество циклов заряда-разряда, которые они могут выдержать. Обычно именно это, а не календарный срок службы означает конец полезного срока службы литий-ионного элемента.

По другим характеристикам литий-ионный аккумулятор лучше конкурентов. Было показано, что он способен выдерживать около 1000 циклов зарядки / разрядки при очень осторожном использовании и при этом сохранять 80% своей начальной емкости.

Ni-Cads обеспечивают до 500 циклов, хотя это очень зависит от способа их использования. Плохо обработанная клетка может дать только 50 или 100. NiMH клетки еще хуже, и это одна из основных областей развития. Они могут дать только 500 циклов в лучшем случае, прежде чем их емкость упадет до 80% от начального рейтинга заряда.

Также обнаружено, что литий-ионные элементы и батареи не страдают от эффекта памяти, который был очевиден для никель-кадмиевых аккумуляторов. Эффект памяти становился очевидным, если клетки разряжались лишь частично каждый раз при их использовании. Со временем они «вспомнили» уровень разряда, и их емкость соответственно уменьшилась. В результате было хорошо периодически выполнять полную разрядку ячеек. Это не так для литий-ионных элементов.

Зарядка и разрядка ионно-литиевых батарей является ключом к их работе и долгой работе.Обычно в аккумуляторные блоки встроены микросхемы управления батареями. Это управляет зарядкой и разрядкой литий-ионного аккумулятора. Таким образом, пользователь может подключить аккумулятор к зарядному устройству и оставить его заряжаться, зная, что его не нужно отключать через определенное время. Микросхема управления батареей также гарантирует, что батарея не разряжается слишком далеко. Проблема состоит в том, чтобы убедиться, что руководство батареи понимает точное состояние заряда батареи.

Другие электронные компоненты:
Резисторы
Конденсаторы
Индукторы
Кристаллы кварца
Диоды
Транзистор
Фототранзистор
Полевой транзистор
Типы памяти
Тиристор
Разъемы
Разъемы RF
Клапаны / трубки
Аккумуляторы
Переключатели
Реле

Вернуться в меню «Компоненты».. .

Зарядка литиевых (LiFePO4) аккумуляторов | RELiON

Все, что вам нужно знать о зарядке литий-железо-фосфатных батарей (LiFePO4)

Замена может быть сложной даже при переходе со свинцово-кислотной батареи на литиево-железо-фосфатную. Правильная зарядка аккумулятора имеет решающее значение и напрямую влияет на производительность и срок службы аккумулятора. Узнайте, как зарядить аккумулятор RELiON LiFePO4, чтобы получить максимальную прибыль.

Условия зарядки

Как и ваш мобильный телефон, вы можете заряжать литий-железо-фосфатные батареи в любое время. Если вы дадите им полностью разрядиться, вы не сможете использовать их, пока они не зарядятся. В отличие от свинцово-кислотных аккумуляторов, литий-железо-фосфатные аккумуляторы не повреждаются, если оставить их в частично заряженном состоянии, поэтому вам не нужно беспокоиться о том, чтобы зарядить их сразу после использования. У них также нет эффекта памяти, поэтому вам не нужно полностью их разряжать перед зарядкой.

Аккумуляторы

RELiON LiFePO4 могут безопасно заряжаться при температуре от -4 ° F до 131 ° F (0 ° C — 55 ° C), однако мы рекомендуем заряжать при температуре выше 32 ° F (0 ° C). Если вы все-таки заряжаете при температурах ниже нуля, вы должны убедиться, что ток заряда составляет 5-10% от емкости аккумулятора.

Как зарядить аккумулятор LiFePO4

Идеальный способ зарядить LiFePO4 аккумулятор — использовать зарядное устройство для литий-железо-фосфатного аккумулятора, так как оно будет запрограммировано с соответствующими ограничениями напряжения.Большинство зарядных устройств для свинцово-кислотных аккумуляторов отлично справятся с этой задачей. Профили заряда AGM и GEL обычно находятся в пределах напряжения литий-железо-фосфатной батареи. Зарядные устройства для влажных свинцово-кислотных аккумуляторов, как правило, имеют более высокий предел напряжения, что может привести к переходу системы управления батареями (BMS) в режим защиты. Это не повредит батарею; однако это может привести к появлению кодов неисправностей на дисплее зарядного устройства.

Параллельная зарядка аккумуляторов Best Practices

При параллельном подключении литиевых батарей лучше заряжать каждую батарею по отдельности, прежде чем выполнять параллельное (ые) соединение (я).Если у вас есть вольтметр, проверьте напряжение через пару часов после завершения зарядки и убедитесь, что они находятся в пределах 50 мВ (0,05 В) друг от друга, прежде чем подключать их параллельно. Это минимизирует вероятность дисбаланса между батареями и максимизирует производительность системы. Если со временем вы заметите, что емкость вашей аккумуляторной батареи уменьшилась, отключите параллельные соединения и зарядите каждую батарею по отдельности, а затем снова подключите.

Зарядка аккумуляторов в серии Лучшие практики

Последовательное соединение литиевых батарей во многом похоже на их параллельное соединение, лучше всего заряжать каждую батарею по отдельности, проверять напряжение и убедиться, что оно находится в пределах 50 мВ (0.05V) друг от друга перед последовательным подключением.

Настоятельно рекомендуется заряжать литиевые батареи последовательно с помощью универсального зарядного устройства. Это означает, что все батареи заряжаются одновременно, но полностью независимо друг от друга. В некоторых приложениях это непрактично, поэтому RELiON предлагает батареи на 24 В и 48 В, чтобы снизить потребность в нескольких батареях, подключенных последовательно.

Что насчет хранения?

Литий-железо-фосфатные батареи намного проще хранить, чем свинцово-кислотные.Для кратковременного хранения от 3 до 6 месяцев ничего делать не нужно. В идеале перед хранением оставьте их заряженными примерно на 50%. Для длительного хранения лучше всего хранить их с уровнем заряда 50%, а затем циклически разряжать их, заряжать и затем частично разряжать примерно до 50% каждые 6-12 месяцев.

Основные различия между литий-железо-фосфатными и свинцово-кислотными аккумуляторами, когда дело доходит до зарядки

Литиевые батареи

могут заряжаться при гораздо более высоком токе, и они заряжаются более эффективно, чем свинцово-кислотные, что означает, что их можно заряжать быстрее.Литиевые батареи не нужно заряжать, если они частично разряжены. В отличие от свинцово-кислотных аккумуляторов, которые при частичном заряде сульфатируются, что резко снижает производительность и срок службы.

Литиевые батареи

RELiON поставляются с внутренней системой управления батареями (BMS), которая защищает батарею от перезарядки, тогда как свинцово-кислотные батареи могут быть перезаряжены, что увеличивает скорость коррозии сети и сокращает срок службы батареи.

Чтобы получить более подробную информацию о зарядке литиевых батарей RELiON, ознакомьтесь с нашими Инструкциями по зарядке и свяжитесь с нами, если у вас возникнут какие-либо вопросы.


Об авторе:

Кристина Федорова — вице-президент по управлению продуктами и стратегии в RELiON Battery. Обладая более чем 23-летним опытом работы с аккумуляторами глубокого цикла, в том числе свинцово-кислотными и AGM, а также литиевыми аккумуляторами, Кристина является инженером с опытом тестирования аккумуляторов, разработки продуктов и управления ими, а также технической поддержки. Следите за Кристин в LinkedIn здесь.

Правильный уход продлевает срок службы литий-ионных аккумуляторов

Литий-ионные и литий-ионно-полимерные аккумуляторы широко распространены, и причина этого вполне обоснована.По сравнению с другими перезаряжаемыми батареями литий-ионные батареи имеют более высокую плотность энергии, более высокое напряжение элементов, низкий саморазряд и очень хороший срок службы, а также экологически безопасны, а также просты в зарядке и обслуживании. Кроме того, из-за их относительно высокого напряжения (от 2,9 В до 4,2 В) многие портативные устройства могут работать от одной ячейки, что упрощает общую конструкцию продукта.

В зависимости от приложения могут возникать споры о том, какая характеристика батареи является наиболее важной.Слишком много внимания было уделено увеличению емкости литий-ионных аккумуляторов, чтобы обеспечить максимальную продолжительность работы продукта при минимальных физических размерах. Бывают случаи, когда более длительный срок службы аккумулятора, увеличенное количество циклов зарядки или более безопасный аккумулятор важнее, чем емкость аккумулятора.

Прежде чем рассматривать роль зарядного устройства в продлении срока службы батареи, давайте рассмотрим характеристики литий-ионной батареи. Литий — один из самых легких металлов, один из самых реактивных и обладающий самым высоким электрохимическим потенциалом, что делает его идеальным материалом для батареи.Литий-ионная батарея не содержит лития в металлическом состоянии, а вместо этого использует ионы лития, которые перемещаются между катодом и анодом батареи во время заряда и разряда соответственно.

Несмотря на то, что существует много различных типов литий-ионных аккумуляторов, наиболее популярные химические продукты, производимые в настоящее время, можно сузить до трех, и все они связаны с их катодными материалами. Литий-кобальтовая химия стала более популярной в ноутбуках, фотоаппаратах и ​​сотовых телефонах, главным образом из-за ее большей емкости заряда.Другой химический состав зависит от потребности в высоких токах разряда или повышенной безопасности, или от того, где стоимость является движущим фактором. Кроме того, в разработке находятся новые гибридные литий-ионные аккумуляторы, основанные на комбинации катодных материалов, сочетающих лучшие свойства каждого химического состава.

В отличие от аккумуляторов другого химического состава, технология литий-ионных аккумуляторов еще не развита. Продолжаются исследования новых типов аккумуляторов, которые имеют еще более высокую емкость, более длительный срок службы и улучшенные характеристики, чем современные аккумуляторы.Таблица выделяет некоторые важные характеристики каждого типа батарей.

Литий-ионные полимерные батареи

Обладая характеристиками, аналогичными стандартному литий-ионному аккумулятору, вы можете заряжать и разряжать литий-ионный полимерный аккумулятор аналогичным образом. Основное различие между ними заключается в том, что твердый ионопроводящий полимер заменяет жидкий электролит, используемый в стандартной литий-ионной батарее, хотя большинство полимерных батарей также содержат электролитную пасту для снижения внутреннего сопротивления элемента.Отсутствие жидкого электролита позволяет помещать полимерную батарею в мешочек из фольги, а не в тяжелый металлический корпус, необходимый для стандартных литий-ионных аккумуляторов. Литий-ионные полимерные батареи набирают популярность из-за их рентабельной производственной гибкости, которая позволяет изготавливать их во многих различных формах, включая очень тонкие.

Все аккумуляторные батареи изнашиваются, и литий-ионные элементы не являются исключением. Производители аккумуляторов обычно считают, что срок службы аккумулятора заканчивается, когда емкость аккумулятора падает до 80% от номинальной.Тем не менее, батареи по-прежнему могут обеспечивать полезную мощность при зарядке ниже 80%, хотя и сокращают время работы.

Число циклов заряда / разряда обычно используется при оценке срока службы батареи, но срок службы и срок службы батареи (или срок службы) могут быть разными. Зарядка и разрядка в конечном итоге уменьшат активный материал батареи и вызовет другие химические изменения, что приведет к увеличению внутреннего сопротивления и необратимой потере емкости. Но необратимая потеря емкости происходит даже тогда, когда аккумулятор не используется.Постоянная потеря емкости является наибольшей при повышенных температурах, когда напряжение батареи поддерживается на уровне 4,2 В (полностью заряжена).

Для максимального срока хранения батареи следует хранить с зарядом 40% (3,6 В) при 40 ° F (в холодильнике). Возможно, одно из худших мест для литий-ионного аккумулятора — это портативный компьютер, который ежедневно используется на настольном компьютере с подключенным зарядным устройством. Ноутбуки обычно нагреваются или даже нагреваются, что приводит к повышению температуры батареи, а зарядное устройство поддерживает ее почти на 100%.Оба эти условия сокращают срок службы батареи, который может составлять от шести месяцев до года. Если возможно, пользователя следует проинструктировать о необходимости вынуть аккумулятор и использовать адаптер переменного тока для питания ноутбука, когда он используется в качестве настольного компьютера. Аккумулятор ноутбука, за которым правильно ухаживают, может прослужить от двух до четырех лет и более.

Существует два типа потери емкости аккумулятора: восстанавливаемая и безвозвратная потеря. После полной зарядки литий-ионный аккумулятор обычно теряет около 5% емкости в течение первых 24 часов, затем примерно 3% в месяц из-за саморазряда и еще 3% в месяц, если аккумуляторная батарея имеет схему защиты. .Эти потери на саморазряд возникают, когда температура батареи остается около 20 ° C, но значительно увеличиваются с повышением температуры, а также по мере старения батареи. Эту потерю емкости можно восстановить, перезарядив аккумулятор.

Постоянная потеря емкости, как следует из названия, относится к постоянной потере, которая не может быть восстановлена ​​путем зарядки. Постоянная потеря емкости в основном связана с количеством полных циклов зарядки / разрядки, напряжением и температурой аккумулятора. Чем дольше батарея остается на уровне 4.2 В или уровень заряда 100% (или 3,6 В для литий-ионного фосфата), тем быстрее происходит потеря емкости. Это верно независимо от того, заряжается ли аккумулятор или только что он полностью заряжен с напряжением около 4,2 В. Постоянное поддержание литий-ионного аккумулятора в полностью заряженном состоянии сокращает срок его службы. Химические изменения, сокращающие срок службы батареи, начинаются в момент ее изготовления, и эти изменения ускоряются за счет высокого напряжения подзарядки и высокой температуры. Необратимая потеря емкости неизбежна, но ее можно свести к минимуму, соблюдая надлежащие методы работы с аккумулятором при зарядке, разрядке или просто хранении аккумулятора.Использование циклов частичной разрядки может значительно увеличить срок службы, а зарядка до уровня менее 100% может еще больше увеличить срок службы батареи.

Буква «C» — термин, обозначающий батарею, используемый для обозначения заявленной производителем емкости разряда батареи, измеряемой в миллиампер-часах. Например, батарея с номиналом 2000 мАч может обеспечивать нагрузку 2000 мА в течение одного часа, прежде чем напряжение элемента упадет до напряжения нулевой емкости. В том же примере зарядка аккумулятора со скоростью C / 2 будет означать зарядку с током 1000 мА (1 А).C важен в зарядных устройствах для аккумуляторов, поскольку он определяет правильный требуемый ток заряда и время, необходимое для полной зарядки аккумулятора. При обсуждении методов завершения минимального зарядного тока, батарея емкостью 2000 мАч, использующая терминатор C / 10, завершит цикл заряда, когда ток заряда упадет ниже 200 мА.

Увеличение срока службы батареи

Обычно сочетание нескольких факторов увеличивает или уменьшает срок службы батареи. Для увеличения срока службы

  • Использовать циклы частичного разряда

    Использование только 20% или 30% емкости аккумулятора перед подзарядкой значительно продлит срок службы.Как правило, от 5 до 10 циклов неглубокой разрядки равны одному полному циклу разрядки. Хотя количество циклов частичной разрядки может исчисляться тысячами, поддержание батареи в полностью заряженном состоянии также сокращает срок ее службы. По возможности следует избегать полных циклов разряда (до 2,5 В или 3 В, в зависимости от химического состава).

  • Избегайте зарядки до 100% емкости

    Это можно сделать, выбрав более низкое напряжение холостого хода. Уменьшение напряжения холостого хода увеличит срок службы и срок службы за счет уменьшения емкости батареи.Падение плавающего напряжения с 100 мВ до 300 мВ может увеличить срок службы от двух до пяти и более раз. Литий-ионные химические соединения кобальта более чувствительны к более высокому плавающему напряжению, чем другие химические соединения. Литий-ионные фосфатные элементы обычно имеют более низкое напряжение холостого хода, чем более распространенные литий-ионные аккумуляторы.

  • Выберите правильный метод прекращения зарядки

    Выбор зарядного устройства, в котором используется терминатор минимального зарядного тока (C / 10 или C / x), также может продлить срок службы батареи за счет отсутствия зарядки до 100% емкости.Например, завершение цикла зарядки, когда ток падает до C / 5, аналогично уменьшению напряжения холостого хода до 4,1 В. В обоих случаях аккумулятор заряжается только примерно до 85% емкости, что является важным фактором срока службы аккумулятора. .

  • Ограничить температуру АКБ

    Ограничение крайних значений температуры батареи продлевает срок ее службы, особенно запрет зарядки при температуре ниже 0 ° C. При зарядке ниже 0 ° C на аноде батареи появляется металлическое покрытие, которое может перерасти во внутреннее короткое замыкание, выделяя тепло и делая батарею нестабильной и небезопасной.Многие зарядные устройства имеют приспособления для измерения температуры батареи, чтобы гарантировать, что зарядка не происходит при экстремальных температурах.

  • Избегайте высоких токов заряда и разряда

    Высокие токи заряда и разряда сокращают срок службы. Некоторые химические соединения больше подходят для более высоких токов, например, литий-ионный марганец и литий-ионный фосфат. Высокий ток вызывает чрезмерную нагрузку на аккумулятор.

  • Избегайте очень глубоких разрядов (ниже 2 В или 2 В).5 В)

    Очень глубокая разрядка быстро и необратимо повредит литий-ионный аккумулятор. Внутреннее металлическое покрытие может вызвать короткое замыкание, сделав аккумулятор непригодным для использования и небезопасным. Большинство литий-ионных аккумуляторов имеют схему защиты в своих аккумуляторных блоках, которая размыкает соединение с аккумулятором, если напряжение аккумулятора меньше 2,5 В или превышает 4,3 В, или если ток аккумулятора превышает предопределенный пороговый уровень при зарядке или разрядке.

Способы зарядки

Рекомендуемый способ зарядки литий-ионного аккумулятора — подавать на аккумулятор постоянный ток с ограничением по напряжению ± 1% до тех пор, пока он не станет полностью заряжен, а затем остановиться.Методы, используемые для определения того, когда аккумулятор полностью заряжен, включают измерение общего времени заряда, мониторинг тока заряда или их комбинацию.

В первом методе применяется постоянный ток с ограничением по напряжению в диапазоне от C / 2 до 1C в течение 2,5–3 часов, таким образом, батарея заряжается до 100%. Вы также можете использовать более низкий ток заряда, но это потребует больше времени. Второй метод аналогичен, но требует контроля зарядного тока. По мере зарядки аккумулятора напряжение повышается, как и в первом способе.Когда он достигает запрограммированного предела напряжения, который также называется плавающим напряжением, ток заряда начинает падать. Когда он впервые начинает падать, аккумулятор заряжен примерно на 50-60%. Плавающее напряжение продолжает подаваться до тех пор, пока ток заряда не упадет до достаточно низкого уровня (от C / 10 до C / 20), после чего батарея заряжена приблизительно от 92% до 99%, и цикл зарядки завершится. В настоящее время не существует безопасного метода быстрой зарядки (менее одного часа) стандартной литий-ионной батареи до 100% емкости.

Не рекомендуется подавать постоянное напряжение на аккумулятор после того, как он полностью заряжен, так как это ускорит необратимую потерю емкости и может вызвать внутреннее литиевое покрытие. Это покрытие может перерасти во внутреннее короткое замыкание, что приведет к перегреву и сделает аккумулятор термически нестабильным. Требуемый срок — месяцы.

В некоторых зарядных устройствах для литий-ионных аккумуляторов используется термистор для контроля температуры аккумулятора. Основное назначение такого монитора — предотвратить зарядку, если температура батареи выходит за пределы рекомендуемого диапазона от 0 ° C до 40 ° C.В отличие от никель-кадмиевых или никель-металлгидридных аккумуляторов, температура литий-ионных элементов при зарядке повышается незначительно. На рис. 1 показан типичный профиль заряда литий-ионных аккумуляторов в зависимости от тока заряда, напряжения и емкости аккумулятора от времени.

Основным определяющим фактором для плавающего напряжения является электрохимический потенциал активных материалов, используемых в катоде батареи, который для лития составляет приблизительно 4 В. Добавление других соединений будет повышать или понижать это напряжение. Второй фактор — это компромисс между емкостью элемента, сроком службы, сроком службы батареи и безопасностью.Кривые на рис. 2 показывают взаимосвязь между емкостью элемента и жизненным циклом.

Большинство производителей литий-ионных аккумуляторов установили напряжение холостого хода 4,2 В как лучший баланс между емкостью и сроком службы. Используя 4,2 В в качестве предела постоянного напряжения (плавающее напряжение), аккумулятор обычно может обеспечить около 500 циклов зарядки / разрядки, прежде чем емкость аккумулятора упадет до 80%. Один цикл зарядки состоит из полной зарядки до полной разрядки. Несколько неглубоких разрядов составляют один полный цикл зарядки.

Хотя зарядка до емкости менее 100% с использованием либо пониженного напряжения холостого хода, либо прекращения минимального зарядного тока приведет к первоначальному уменьшению емкости батареи, поскольку количество циклов превышает 500, емкость батареи при более низком напряжении плавающей более высокое плавающее напряжение. Рис. 3 показывает, как рекомендованное напряжение холостого хода сравнивается с уменьшенным напряжением холостого хода в отношении емкости и количества циклов зарядки.

Из-за различий в химическом составе литий-ионных аккумуляторов и других условий, которые могут повлиять на срок службы аккумулятора, приведенные здесь кривые являются только оценкой количества циклов зарядки и уровней емкости аккумулятора.Даже одинаковый химический состав аккумуляторов от разных производителей может иметь совершенно разные результаты из-за незначительных различий в материалах аккумуляторов и методах изготовления.

Производители аккумуляторов указывают метод заряда и поддерживающее напряжение, которое конечный пользователь должен использовать, чтобы соответствовать спецификациям аккумуляторов в отношении емкости, срока службы и безопасности. Зарядка выше рекомендованного напряжения холостого хода не рекомендуется. Многие батареи включают в себя схему защиты батарейного блока, которая временно размыкает соединение с батареей при превышении максимального напряжения батареи.После открытия, подключение аккумуляторной батареи к зарядному устройству обычно приводит к сбросу защиты батареи. На аккумуляторных блоках часто указывается напряжение, напечатанное на аккумуляторе, например 3,6 В для одноэлементной батареи. Это напряжение не является постоянным напряжением, а скорее средним напряжением батареи, когда батарея разряжается.

Выбор зарядного устройства

Хотя зарядное устройство не контролирует глубину разряда батареи, ток разряда и температуру батареи, которые влияют на срок службы батареи, многие зарядные устройства имеют функции, которые могут продлить срок службы батареи.

Роль зарядного устройства в продлении срока службы аккумулятора в основном определяется подзарядным напряжением зарядного устройства и методом завершения заряда. Многие литий-ионные зарядные устройства имеют фиксированное напряжение холостого хода ± 1% (или ниже), равное 4,2 В, но есть некоторые предложения с напряжением 4,1 В и 4 В, а также регулируемые напряжения холостого хода. Использование зарядных устройств для аккумуляторов с пониженным постоянным напряжением может увеличить срок службы аккумулятора при зарядке литий-ионного аккумулятора 4,2 В.

Зарядные устройства

, которые не предлагают варианты с более низким плавающим напряжением, также способны продлить срок службы батареи.Зарядные устройства, которые обеспечивают методы завершения минимального зарядного тока (C / 10 или C / x), могут продлить срок службы батареи, выбрав правильный уровень зарядного тока, при котором следует завершить цикл зарядки.

Уровень согласования

A C / 10 повысит емкость аккумулятора только примерно до 92%, но это приведет к увеличению срока службы. Уровень согласования C / 5 может удвоить срок службы, хотя емкость заряда батареи еще больше упадет примерно до 85%. Некоторые ИС зарядного устройства обеспечивают режим прекращения заряда C / 10 (порог тока 10%) или C / x (регулируемый порог тока).

Время работы и время работы от батареи

С нынешней технологией аккумуляторов и без увеличения размера аккумулятора вы не сможете увеличить время работы и время автономной работы. Для максимального времени работы зарядное устройство должно заряжать аккумулятор до 100% емкости. Это приближает напряжение аккумулятора к рекомендованному производителем напряжению холостого хода, которое обычно составляет 4,2 В ± 1%. К сожалению, зарядка и поддержание уровня заряда батареи вблизи этих уровней сокращает срок ее службы. Одно из решений — выбрать более низкое напряжение холостого хода, которое не позволяет батарее достигать 100% заряда, хотя для этого потребуется батарея большей емкости, чтобы обеспечить такое же время работы.Конечно, во многих портативных устройствах аккумулятор большего размера может не подходить.

Кроме того, использование метода ограничения минимального зарядного тока C / 10 или C / x может иметь такое же влияние на срок службы батареи, как и использование более низкого напряжения холостого хода. Уменьшение напряжения холостого хода на 100 мВ снизит емкость примерно на 15%, но может удвоить срок службы. В то же время завершение цикла зарядки, когда ток заряда упал до 20% (C / 5), также снижает емкость на 15% и обеспечивает такое же удвоение срока службы.

Как и ожидалось, во время разряда напряжение аккумулятора будет медленно падать. Профиль напряжения разряда в зависимости от времени зависит от ряда факторов, включая ток разряда, температуру батареи, возраст батареи и тип анодного материала, используемого в батарее. В настоящее время в большинстве литий-ионных аккумуляторов используется кокс на нефтяной основе или графит. Профили напряжения для каждого из них показаны на рис. 4 . Более широко используемый графитовый материал обеспечивает более плоское напряжение разряда между 20% и 80% емкости, затем быстро падает ближе к концу, тогда как на коксовом аноде наклон напряжения более крутой и ниже 2.Напряжение отсечки 5 В. Приблизительную оставшуюся емкость батареи легче определить с помощью коксового материала, просто измерив напряжение батареи.

Для увеличения емкости литий-ионные элементы часто подключаются параллельно. Никаких особых требований не требуется, кроме батарей должны быть одного химического состава, производителя и размера. Последовательно соединенные элементы требуют большей осторожности, потому что схемы согласования емкости и балансировки ячеек часто требуются, чтобы гарантировать, что каждая ячейка достигает одинакового плавающего напряжения и одинакового уровня заряда.

Последовательное соединение двух ячеек (имеющих индивидуальную схему защиты блока) не рекомендуется, поскольку несоответствие емкости может привести к тому, что одна батарея достигнет предела перенапряжения, что приведет к разрыву соединения батареи. Многоэлементные аккумуляторные батареи следует приобретать у производителя аккумуляторов в собранном виде с соответствующей схемой защиты.

Как заряжать литий-ионные аккумуляторы, литий-полимерные аккумуляторы и литий-железо-фосфатные элементы, зарядные устройства для литиевых аккумуляторов.

Зарядка литий-ионного аккумулятора

Основы

Эти
Примечания в равной степени относятся к литий-ионным и литий-полимерным батареям. В
химия в основном одинакова для двух типов аккумуляторов, поэтому зарядка
методы для литий-полимерных батарей могут быть использованы для литий-ионных
батареи.
Зарядка литий-железо-фосфатных элементов 3,2 вольта идентична, но
фаза постоянного напряжения ограничена 3,65 вольт.

Литий-ионный
аккумулятор легко заряжается.Безопасная зарядка сложнее. Основа
алгоритм заключается в зарядке при постоянном токе (от 0,2 C до 0,7 C в зависимости от
производителя), пока батарея не достигнет 4,2 В на элемент (вольт на элемент), и удерживайте
напряжение при 4,2 вольта, пока ток заряда не упадет до 10% от начального
скорость зарядки. Условие прекращения — падение тока заряда до 10%.
Верхнее напряжение зарядки и ток завершения немного изменяются в зависимости от
производитель.

Тем не менее, таймер заряда должен быть включен для
безопасность.

Заряд не может быть прекращен напряжением. Емкость
достигнутая при 4,2 В на элемент составляет всего от 40 до 70% полной емкости без зарядки
очень медленно. По этой причине вам необходимо продолжать зарядку до тех пор, пока не истечет текущий
падает, и прекращается на слабом токе.

Важно отметить, что
непрерывная зарядка недопустима для литиевых батарей. Литий-ионная химия
не может принять завышение заряда без повреждения ячейки, возможно
покрытие металлического лития и превращение в опасность.

Плавающая зарядка,
однако это полезный вариант. Проблема безопасности при хранении аккумулятора
постоянный заряд заключается в том, что если зарядное устройство должно каким-то образом выйти из строя и применить
при более высоком напряжении могут возникнуть проблемы. И, по логике, чем короче
зарядное устройство включено, тем меньше вероятность того, что зарядка выйдет из строя при подключении
к батарее. Однако есть еще один метод безопасности — защита аккумулятора.
плата, которая должна быть включена либо в батарею, либо в другую схему
между аккумулятором и зарядным устройством.BPB (также известный как PCB для «защиты
печатная плата «) или другая схема управления батареей остановит заряд, если
напряжение становится слишком высоким.

время от времени возникает вопрос «Каков эффект от зарядки менее чем
4,2 вольта? »В отличие от аккумуляторов других типов, аккумулятор заряжается, но при этом
никогда не будет полностью заряжен, он будет заряжен только частично. Причина для
это то, что для вставки ионов в анодные или катодные кристаллы требуется больше
напряжение, чем напряжение простого электрохимического элемента.Чем выше напряжение
тем больше ионов можно ввести. Ссылка на эту страницу содержит наши исследования и
некоторые количественные данные об относительной емкости литий-ионных аккумуляторов, которые
заряжаются ниже 4,2 вольт. Преимущество зарядки при более низком напряжении заключается в том, что
жизненный цикл резко увеличивается.

Медленная зарядка литий-ионных аккумуляторов
тарифы

Когда скорость заряда во время фазы постоянного тока
низкий, процесс зарядки будет тратить меньше времени при постоянном напряжении
хвост.Если вы заряжаете ниже примерно 0,18 C, аккумулятор практически заполнен, когда температура 4,2
вольт. Это можно использовать как альтернативный алгоритм начисления. Просто
зарядка ниже 0,18C постоянного тока и прекращение заряда, когда напряжение
достигает 4,2 вольт на ячейку.

Безопасность

Каждый литиевый
ионный аккумуляторный блок должен иметь способ поддержания баланса ячейки и
предотвращая их чрезмерную разрядку. Обычно это делается с помощью предохранителя.
плата, которая контролирует заряд и разряд батареи и предотвращает
опасные вещи не происходят.Технические характеристики этих досок безопасности
диктуется производителем элемента и может включать следующее:

  • Защита от обратной полярности
  • Температура зарядки — нельзя заряжать при температуре выше
    ниже 0 ° C или выше 45 ° C.
  • Ток заряда не должен быть слишком большим, обычно ниже 0,7
    С.
  • Защита от тока разряда для предотвращения повреждений из-за короткого замыкания.
    схемы.
  • Напряжение заряда — постоянный предохранитель размыкается при слишком большом напряжении.
    прикладывается к клеммам АКБ
  • Защита от перезарядки — останавливает заряд при напряжении на ячейку
    поднимается выше 4.30 вольт.
  • Защита от чрезмерной разрядки — прекращает разрядку, когда аккумулятор
    напряжение падает ниже 2,3 В на элемент (зависит от производителя).
  • Предохранитель открывается, если аккумулятор когда-либо подвергается воздействию высоких температур.
    выше 100 ° С.

Вот правда, скрывающаяся за самыми большими (и самыми глупыми) мифами о батареях

Для объекта, который почти никогда не покидает наши ладони, смартфон иногда может показаться волшебным волшебством.И нигде это не проявляется так ярко, как когда дело доходит до непостоянной батареи, которая разряжается на 20 процентов быстрее, чем вы можете отключить Bluetooth и полностью избавиться от призрака после пары лет зарядки.

Чтобы исправить эти недостатки, мы придумали всевозможные мифы о батареях. Независимо от того, избегаете ли вы оставлять телефон заряжаться на ночь или отключать питание, чтобы дать батарее небольшой перерыв, мы всегда ищем способы немного повысить производительность наших перегруженных батарей, даже если этот метод не дает ужасных результатов. много смысла.

Чтобы помочь отделить науку от фольклора, мы попросили эксперта по батареям вынести свой вердикт по некоторым из наиболее распространенных мифов, объяснить научные данные, стоящие за слухами, и, возможно, дать нам несколько мудрых советов по продлению срока службы наших смартфонов. .

Даже когда ваша батарея разряжена на 100 процентов, все еще есть место для некоторого дополнительного заряда

True

В вашем смартфоне батареи больше заряда, чем показывает отображаемый процент, но если вы использовали этот сок, вы бы резко закончили сокращение общего срока службы батареи.В основе этой проблемы лежит тонкий компромисс между производителями. Увеличение доступного заряда в батарее сокращает количество раз, когда батарея может быть заряжена и разряжена без внутренних повреждений. Чтобы батареи хватило на сотни или тысячи циклов зарядки, производители устанавливают ограничения на количество заряда, которое могут разряжать батареи.

Чтобы понять почему, вам нужно немного узнать о том, как работают батареи. Внутренности большинства литий-ионных аккумуляторов, таких как аккумуляторы в смартфонах, ноутбуках и электромобилях, состоят из двух слоев: один из оксида лития-кобальта, а другой — из графита.Энергия высвобождается, когда ионы лития перемещаются из слоя графита в слой оксида лития-кобальта. Когда вы заряжаете аккумулятор, вы просто перемещаете эти ионы лития в другую сторону — из слоя оксида лития-кобальта обратно в графит.

Здесь мы и подходим к проблеме со сроком службы батареи и циклами зарядки. Выдвиньте слишком много этих ионов лития из слоя оксида лития-кобальта, и вся структура слоя испортится. «Атомная структура материала фактически разваливается, если удалить весь этот литий», — говорит Кент Гриффит, исследователь накопления энергии в Кембриджском университете.

Таким образом, хотя можно зарядить аккумулятор более чем на 100 процентов, единственный способ сделать это — извлечь больше этих важных ионов лития. «Это было бы похоже на вытаскивание всех опор из пола здания», — говорит Гриффит. Вы можете извлечь ионы лития, но удачи с их возвращением, если вы испортили внутреннюю структуру.

Вот почему производители устанавливают ограничения на количество заряда своих аккумуляторов. В большинстве случаев они настроены таким образом, что только около половины лития в слое оксида лития-кобальта удаляется во время одной полной зарядки.«Ваша батарея могла бы дать вам больше заряда, если бы вы удалили половину лития, но вы не сможете делать это очень много раз».

Взрывная гонка за полностью изобретать аккумулятор для смартфона

Использование Wi-Fi и Bluetooth в фоновом режиме сильно расходует заряд батареи

True

Помимо экрана, одним из самых больших расходов на время автономной работы является энергия, которую ваш телефон тратит, пытаясь найти и подключиться к Wi-Fi. Fi или сети передачи данных. Если вы когда-нибудь замечали, что батарея резко разряжается в поезде, возможно, это связано с тем, что ваше устройство работает сверхурочно, чтобы подключиться к мобильной сети.«Если вы можете подключиться к чему-то стабильному, например, если в поезде есть Wi-Fi, вероятно, лучше подключиться к нему», — говорит Гриффит. Уменьшение яркости экрана и времени, на которое телефон ложится в спящий режим, также являются простыми способами продлить срок службы батареи.

Использование неофициального зарядного устройства приводит к повреждению вашего телефона

True

Не все зарядные устройства для телефонов одинаковы, и это может отрицательно сказаться на сроке службы аккумулятора вашего телефона. Зарядные устройства имеют всевозможные элементы управления, которые ограничивают количество подаваемого тока и останавливают его зарядку, когда аккумулятор полностью заряжен, но некоторые зарядные устройства сторонних производителей могут не иметь таких строгих настроек безопасности.

И если на батарею подается слишком большой ток, это может означать, что вырвется слишком много ионов лития и приведет к такому же виду деградации, о котором вы читали ранее. Это не означает, что все зарядные устройства сторонних производителей будут такими плохими, отмечает Гриффит, но вам все же, вероятно, лучше придерживаться официальной модели.

Зарядка телефона через компьютер или ноутбук приведет к повреждению аккумулятора

Неверно

Во всяком случае, более медленная зарядка, вероятно, хороша для аккумуляторов, говорит Гриффит.Это снова возвращается к тем ионам лития — вы чувствуете здесь какую-то тему? Чем медленнее вы заряжаете аккумулятор, тем меньше нагрузка на ионы лития и структуры, принимающие их, и тем меньше вероятность повреждения аккумулятора. Вот почему производители устанавливают ограничения на устройства, чтобы они не заряжались слишком быстро.

Время от времени отключение устройства помогает продлить срок службы батареи

Неверно

Это тоже миф, но не полностью необоснованный. До того, как литий-ионные батареи стали повсеместными, предпочтительными перезаряжаемыми батареями были никель-металлогидридные батареи.В этих батареях было невозможно получить точное показание уровня заряда батареи без полной разрядки и последующей подзарядки. «Если бы они были наполовину разряжены и перезаряжались, вы бы потерялись там, где были. Так что вам придется полностью разрядиться, чтобы отслеживать, — говорит Гриффит.

В литий-ионных батареях это уже не так. Современные аккумуляторы способны считывать свое состояние независимо от их уровня заряда, и когда ваше устройство не используется, нагрузка на аккумулятор почти такая же, как если бы он был полностью отключен, поэтому вы не слишком сильно отдадите батарее перерыва, если вы все равно выключили.

Китай берет верх над электромобилем Tesla (и побеждает)

Батареи хуже работают в холодном состоянии.

Ложь (в основном)

На самом деле все наоборот. «Использование аккумулятора при низких температурах и поддержание его в прохладном состоянии значительно увеличивает срок службы аккумулятора», — говорит Гриффит. Воздействие высоких температур на батарею — гораздо более вероятный способ сократить ее общий срок службы. «Вы же не хотите, чтобы ваша батарея была горячей. Вы не хотите, чтобы он перегревался во время зарядки, вы не хотите оставлять его на солнце или в машине.”

Но почему батареи так ненавидят тепло? Причина связана с жидкими электролитами, которые заполняют промежутки между слоями оксида лития, кобальта и графита (помните их?) И не дают двум компонентам соприкасаться. Это то, через что проходят ионы лития, когда они перемещаются между двумя слоями, поэтому это очень важно для конструкции батареи.

При высоких температурах эти жидкие электролиты начинают разрушаться, вызывая разрушение аккумулятора в течение всего нескольких сотен циклов зарядки.Это серьезная проблема для аккумуляторов электромобилей, которые часто проводят большую часть дня, сидя на ярком солнечном свете. Что касается вашего смартфона, если вы обычно держите его при комнатной температуре, у вас все в порядке.

Возможно, ваш телефон будет работать немного медленнее при низких температурах, и это связано с тем, что ионы лития движутся немного медленнее, а это означает, что аккумулятор не сможет обеспечить такое количество энергии для компонентов, если на улице очень холодно. Однако изменение, как правило, незначительное и не связано с каким-либо необратимым повреждением аккумулятора.

Оставление зарядного устройства подключенным к стене и включенным тратит энергию

Ложь (ну, может быть, совсем немного)

С зарядными устройствами для телефонов и другими «тупыми» кабелями, у которых есть только провод, они, вероятно, не рисуют ничего энергии, если к ней не подключено какое-либо устройство. Когда дело доходит до кабелей телевизора или ноутбука — или любого зарядного устройства, к которому прикреплен большой «кирпич», — это немного умнее, поскольку они часто потребляют небольшое количество энергии, пока они » По сути, вы ждете, пока телевизор или другое устройство выйдет из режима ожидания.В прошлом потребление энергии этими устройствами составляло до 10 процентов от среднего счета за электроэнергию в домохозяйстве, но недавние изменения в законодательстве означают, что теперь они потребляют относительно небольшое количество энергии.

Вы должны дать батарее полностью разрядиться до 0 процентов перед подзарядкой

Неверно

Как ни странно, батареи испытывают наибольшую нагрузку, когда они полностью заряжены или полностью разряжены. Настоящая зона наилучшего восприятия батареи — это 50-процентный заряд, поскольку это означает, что половина подвижных ионов лития находится в слое оксида лития-кобальта, а другая половина — в слое графита.Это равновесие снижает нагрузку на аккумулятор и увеличивает количество циклов зарядки, которое он может выдержать до выхода из строя.

Итак, если вы очень заинтересованы в том, чтобы аккумулятор работал как можно дольше, вы должны поддерживать его заряд между 20 и 80 процентами. Это означает, что он тратит как можно меньше времени с большим количеством ионов лития, забитых в каждом слое, ситуация, которая заставляет слои расширяться, оказывая на них физическое напряжение. «Но если бы вы сделали это, вы бы получали только половину заряда каждый раз, когда использовали бы его», — говорит Гриффит.Может, тогда и нет.

100-процентная зарядка приведет к повреждению аккумулятора.

Верно (но не по той причине, которую вы думаете)

Это тесно связано с вышеупомянутым мифом. Зарядка телефона, чтобы он оставался на 100% в течение ночи, не очень хорошая новость для аккумулятора, но это не потому, что вы набираете больше заряда, чем он может выдержать. Механизм «непрерывной зарядки» отключает зарядное устройство после того, как телефон полностью заряжен, и заряжает аккумулятор только тогда, когда он немного разряжается.

Проблема в том, что вы поддерживаете уровень заряда на уровне 100 процентов, что, как мы знаем из предыдущего мифа, подвергает батарею определенной нагрузке. «Это нехорошо, — говорит Гриффит, — но производитель батарей установил [ограничения на батарею], чтобы они не причиняли вреда».

Это лучшие смартфоны на любой бюджет в 2021 году

Хотите узнать больше о будущем энергетики?

Эта статья является частью нашей серии WIRED on Energy. Мы внимательно изучаем технологии и идеи, изменяющие то, как мы питаем наш мир, — от китайских автомобильных компаний, берущих на себя роль Tesla, до неиспользованных возможностей кормы.

Следите за хэштегом #WIREDonEnergy в Твиттере, чтобы быть в курсе всех наших репортажей.

Началась борьба с пожирателями энергии биткойнов

Взрывная гонка за полностью изобретать аккумулятор для смартфона

Батареи для питания летающего автомобиля вашей мечты не существует (пока)

Как сохранить заряд аккумулятора телефона

Телефон в твоем кармане — современное чудо. То же самое с ноутбуком на столе, планшетом в рюкзаке, может быть, даже с часами на запястье.И независимо от того, на что каждый из них способен, у всех них есть один краеугольный компонент, за который следует благодарить, тот, о котором вы, вероятно, должны знать, как заботиться: батарея.

Первый шаг к определению уровня заряда батареи вашего устройства — это сузить диапазон. Первый тип, о котором вы можете подумать (и тот, с которым вы, вероятно, выросли) — это никель-металлогидридные или NiMH батареи. Как правило, это те, которые выглядят как обычные одноразовые батареи, за исключением того, что вы можете подключить их к настенному зарядному устройству, чтобы получить дополнительный заряд, когда ваш пульт от телевизора умирает.

Батареи в ваших современных гаджетах — от iPhone и ноутбуков до наушников Bluetooth и планшетов — совсем другое дело. Это литий-ионные (также известные как литий-ионные) батареи, и они имеют довольно значительные преимущества перед никель-металлгидридными и другими аккумуляторными батареями, которые были раньше. Литий-ионные батареи также полностью отличаются от обычных литиевых батарей, которые нельзя перезаряжать.

Та старая пила о том, что всегда нужно заряжать аккумулятор полностью и использовать его, пока он не разрядится? Эффект памяти, как его еще называют, влияет на NiMH аккумуляторы, но не относится к вашему телефону.На самом деле, когда вы это делаете, вы ненавидите аккумулятор телефона. Точно так же литий-ионные батареи не нуждаются в «калибровке» с полной зарядкой и полной разрядкой, когда они новые.

Литий-ионные аккумуляторы

могут вместить большую мощность в небольшие размеры, и они не теряют слишком много энергии из-за утечки, когда они не используются. Комбинация этих факторов делает их отличными для ваших портативных гаджетов.

Как работает литий-ионный аккумулятор?

Все батареи работают с двумя электродами — анодом и катодом — между которыми находится связка материала, называемого электролитом.Когда вы подключаете батарею к замкнутой цепи, на аноде начинается химическая реакция, и там начинают накапливаться электроны. Эти электроны хотят добраться до катода, где меньше людей, но электролит между этими двумя частями не дает электронам пройти туда короткий путь. Единственный выход — это цепь, в которую втиснута батарея, и эти электроны питают ваше устройство в процессе. Между тем, положительно заряженные ионы лития, которые оставляют электроны, проходят через электролит и встречаются с электронами на катодной стороне.

Как только все электроны совершат путешествие, ваша батарея разряжена. Кроме! Если вы используете перезаряжаемый аккумулятор, например литий-ионный, вы можете полностью изменить процесс. Если вы сбрасываете энергию в цепь с помощью зарядного устройства, вы можете заставить реакцию пойти в другом направлении и снова заставить эту сторону электронов на аноде снова скопиться. Как только ваша батарея будет перезаряжена, она будет оставаться в таком состоянии до тех пор, пока не появится что-то для питания снова, хотя все батареи со временем теряют заряд.

Емкость батареи — то, как долго она может питать ваши вещи — зависит от количества ионов лития, которые могут застрять в крошечных пористых кратерах анода или катода.Со временем при повторной зарядке анод и катод разрушаются и не могут вместить столько ионов, сколько раньше. При этом аккумулятор перестает держать заряд так же хорошо, как когда-то.

Этот контент импортирован с YouTube. Вы можете найти тот же контент в другом формате или найти дополнительную информацию на их веб-сайте.

Как заряжается литий-ионный аккумулятор?

Легко представить себе зарядку аккумулятора, как будто вы наполняете ванну «энергией».«Просто подсоедините шланг, пока он не наполнится! Снаружи все работает именно так, но внутри все немного тоньше.

Литий-ионный аккумулятор обычно заряжается в два этапа. Сначала идет процесс, называемый зарядкой постоянным током. Это действительно довольно простая часть. Зарядное устройство для вашего телефона или планшета будет подавать постоянный электрический ток на аккумулятор, чтобы вернуть все эти электроны обратно на анод. На этом этапе зарядное устройство просто определяет, сколько энергии выходит из пожарного шланга, и начинает распыление.Чем выше этот постоянный ток, тем быстрее может заряжаться аккумулятор. Высоковольтные быстрые зарядные устройства, такие как те, которые начинают поставляться с большим количеством новых телефонов, используют преимущества этого первого этапа, чтобы как можно быстрее втиснуть заряд (за счет небольшой дополнительной нагрузки на аккумулятор) .

Когда аккумулятор заряжен на 70 процентов, процедура меняется и переключается на зарядку с постоянным напряжением. Во время этого второго этапа зарядное устройство следит за тем, чтобы напряжение, то есть разница в токе между батареей и зарядным устройством, оставалось неизменным, а не поддерживало постоянным ток.Фактически это означает, что по мере того, как батарея приближается к полной, ток, посылаемый в нее зарядным устройством, уменьшается. По мере того, как аккумулятор полностью заряжается, скорость его зарядки снижается. Как только вы достигнете 100 процентов, заряд просто начнет поступать, ровно настолько, чтобы учесть крошечный, крошечный заряд, который ваша батарея естественным образом теряет с течением времени.

Так что насчет перезарядки? Вам нужно об этом беспокоиться? Нет. Я поговорил с Эндрю Голдбергом, техническим писателем iFixit, и он объяснил, почему.

Все современные литий-ионные аккумуляторные устройства имеют своего рода ИС управления питанием, предназначенную для предотвращения перезарядки аккумулятора. Они будут поддерживать аккумулятор вашего телефона полностью заряженным и готовым к работе в течение всей ночи с минимальной подзарядкой.

Зарядное устройство Lightning для iPhone

Петри Остхёйзен / EyeEmGetty Images

Тысяча способов умереть

Независимо от того, сколько раз вы возвращали его к жизни, ваша батарея когда-нибудь умрет или, по крайней мере, превратится в тень своего прежнего состояния.Это неизбежно. Большинство литий-ионных аккумуляторов имеют номинальный срок службы от 500 до 1500 циклов зарядки.

Один цикл — это всего лишь один цикл разряда, но сколько энергии вы разряжаете за один раз — показатель, называемый глубиной разряда (DoD) — имеет большое значение. Литий-ионы действительно ненавидят большую глубину разряда. Согласно Battery University, ошеломляюще исчерпывающему ресурсу по этой теме, литий-ионный аккумулятор, который проходит через 100% DoD (пользователь полностью доводит его до нуля перед подзарядкой), может снизиться до 70% от своей исходной емкости за 300-500 лет. циклы.При DoD 25 процентов, когда пользователь подключает его, как только остается 75 процентов, та же самая батарея может быть заряжена до 2500 раз, прежде чем она начнет серьезно деградировать.

Что гораздо опаснее для здоровья аккумулятора, так это тепло. Литий-ионные батареи ненавидят тепло. Литий-ионный аккумулятор, который в течение года подвергался воздействию температур около 100 градусов по Фаренгейту, потеряет около 40 процентов своей общей емкости заряда. При 75 градусах он потеряет всего около 20 процентов.

Зарядка не является проблемой. Вопреки тому, что вы могли подумать (или вам сказали), оставлять телефон или ноутбук постоянно включенным в розетку — неплохо для его аккумулятора. Это потому, что ваши гаджеты, батареи в них и зарядные устройства, к которым вы их подключаете, на самом деле довольно умны в том, как они работают. Капельный заряд — то, что получает ваша батарея, когда она подключена и полностью заряжена — гораздо менее вредно для здоровья батареи, чем более сильный разряд.

оставлять телефон или ноутбук постоянно включенным в розетку — неплохо для его аккумулятора

Между тем существует опасность, о которой вы можете не подозревать, — это полная разрядка.Когда аккумулятор перестает питать телефон, это не значит, что он на самом деле разряжен. Это не! Литий-ионные батареи разряжаются только большую часть времени, главным образом потому, что при полной разрядке они могут стать очень нестабильными. Если батарея приближается к этой опасной зоне, схема защиты в батарее сработает и уничтожит батарею навсегда и по-настоящему, функционально разрушив батарею, прежде чем она сможет разрядиться до уровня, при котором существует опасность взрыва.

Как мне ухаживать за моей драгоценной литий-ионной батареей?

1.Аккумулятор 300mAh для Nokia Lumia 620

TechStage

Теперь, когда вы знаете основы небольшого количества энергии, которое поддерживает работу вашего телефона, вот несколько простых практических советов, которые помогут сохранить его работоспособность, не сводя себя с ума.

1. Да, вы можете оставить телефон включенным на ночь.

Это не конец света, если вы не отключите телефон от электросети, как только он зарядится. Это зарядное устройство умнее, чем вы думаете. Оставить телефон на зарядном устройстве на всю ночь (или весь день) намного лучше для аккумулятора, чем разрядить его и зарядить.

2. По возможности заряжайте немного.

Литий-ионные батареи

плохо реагируют на полную зарядку, а затем на полную разрядку. Они гораздо лучше переносят небольшие заряды здесь и там.

3. Да, вы можете постоянно оставлять свой ноутбук включенным.

Не беспокойтесь о перезарядке аккумуляторов в ваших гаджетах, и особенно о перезарядке ноутбука. То, что мы только что сказали о телефонах, применимо и здесь. И вдобавок ко всему, многие ноутбуки (на самом деле большинство) достаточно умны, чтобы полностью исключить аккумулятор из уравнения зарядки после его полной зарядки.Батарея просто терпеливо сидит там, пока она вам не понадобится, или пока ей не понадобится еще один небольшой разряд, чтобы зарядить ее.

MacBook Air зарядка

Трэвис Айзекс

4. Но, может быть, вытащите аккумулятор ноутбука, пока он находится на зарядном устройстве, если сможете.

Самая большая опасность для аккумулятора вашего ноутбука — а также аккумулятора телефона и планшета — не перезаряд, а нагрев. Имея это в виду, было бы разумно вытащить аккумулятор ноутбука, когда вы подключены к стене, если можете.Как объясняет Эндрю из iFixit:

Если вы используете свой ноутбук в качестве настольного компьютера и выделяете много тепла, определенно стоит вынуть съемную батарею, чтобы предотвратить ее перегрев и износ. Я видел заметное уменьшение емкости аккумулятора в моем ноутбуке за последний год, что я приписываю фотошопам на моем столе.

Загвоздка в том, что если вы используете компьютер без батареи, вы рискуете его выключить в случае отключения электроэнергии или неуклюжести с адаптером питания.Взвесьте свои приоритеты.

Если вы не можете или не хотите извлекать аккумулятор из ноутбука, по крайней мере, убедитесь, что у вас хороший воздушный поток. Не закрывайте вентиляционные отверстия. Может даже вентилятор с подставкой подобрать.

5. Держите батареи в прохладном месте.

Говоря о температуре, не оставляйте телефон на весь день в горячей машине. Или поместите его на игровой компьютер. Или использовать в сауне. По возможности старайтесь избегать беспроводной зарядки, потому что тепло, выделяемое этими зарядными устройствами, также сжигает вашу батарею.Также остерегайтесь устройств быстрой зарядки. Хотя ваш телефон и зарядное устройство, как правило, достаточно умны, чтобы свести к минимуму ущерб от высоковольтных зарядных устройств, большое количество энергии сверхбыстрое может привести к дополнительному нагреву. А если вам нужно какое-то время хранить гаджет или его аккумулятор, делайте это в сухом прохладном месте.

6. Храните аккумуляторы немного заряженными.

Если вы храните батареи, вы сначала дадите им половину заряда. Они будут медленно терять заряд с течением времени, и если он упадет в зону истинного нуля, ваша батарея автоматически отключит свою цепь безопасности и по-настоящему убьет себя, прежде чем она станет нестабильной.

7. Может быть, замените, если сможете.

Если вы на грани безумия относительно времени автономной работы, подумайте о выборе гаджетов со съемными батареями, когда это возможно. Во-первых, нет более быстрого способа «зарядить» гаджет, чем заменить полностью заряженный аккумулятор. И если вы не можете избежать этих плохих методов работы с батареями, по крайней мере, вы можете начать все сначала, купив новую батарею.

Как отмечает Эндрю из iFixit:

Для устройств с недоступной батареей, которая ставит определенный срок полезного использования устройства.Для чего-то, что длится около 500 циклов зарядки и заряжается каждый день, вы ожидаете менее 2 лет, прежде чем вы начнете видеть заметное сокращение срока службы батареи.

8. Не позволяйте батарее управлять вашей жизнью.

Мартин Абегглен

Если вы будете следовать самым основным практическим правилам — не переходите от полного к пустому, если вы можете этого избежать и минимизировать воздействие тепла, насколько это возможно, — все будет в порядке.Легко зациклиться на уходе за батареями, чтобы предрассудки о зарядке превратились в навязчивый ритуал. Но запомните две вещи:

1. Ваши гаджеты и аккумуляторы предназначены для того, чтобы вы не испортили их. Литий-ионные батареи сегодня лучше, умнее и устойчивее, чем никель-металлогидриды прошлых лет.

2. Ваши батареи скоро умрут. Никакая навязчивая забота не избавит вас от необходимости иметь дело с менее производительной батареей через несколько лет.

Мы все неизбежно обречены на раздражающий финал, который наступает, когда батарея разряжается, и вы либо привязаны к зарядному устройству, либо покупаете новую батарею, либо покупаете новый гаджет. Мы все были там раньше, и мы будем там снова. Пока вы следуете самым элементарным рекомендациям, вы можете максимально увеличить расстояние от одного до другого.

Этот контент создается и поддерживается третьей стороной и импортируется на эту страницу, чтобы помочь пользователям указать свои адреса электронной почты.Вы можете найти больше информации об этом и подобном контенте на сайте piano.io.

.