Аккумуляторы с памятью что это такое

Эффект памяти аккумулятора

Друзья меня пугают каким-то «эффектом памяти» аккумулятора.
Говорят, что из-за него аккумулятор долго не проживет.
Что это такое?

Под «эффектом памяти» понимается обратимая потеря ёмкости, имеющая место в некоторых типах электрических аккумуляторов при нарушении рекомендованного режима зарядки, в частности, при подзарядке не полностью разрядившегося аккумулятора.

Название связано с внешним проявлением эффекта: аккумулятор как будто «помнит», что в предыдущие циклы работы его ёмкость не была использована полностью, и при разряде отдаёт ток до «запомненной границы».

Причиной появления «эффекта» памяти является укрупнение кристаллических образований активного вещества аккумулятора и, как следствие, уменьшение площади активной поверхности его рабочего вещества.

Это происходит, когда не полностью разряженный аккумулятор периодически подзаряжается до неполной зарядки.

Через какое-то время такого использования зарядить аккумулятор до определенного уровня становится очень сложно.

Это значит, что со временем аккумулятор будет способен работать все меньшее количество времени между зарядками.

В большинстве случаев причинами возникновения проблемы «эффекта памяти» являются перегрузка батареи и плохо разработанные зарядные устройства.

Оказывается не все типы аккумуляторов подвержены «эффекту памяти».
Поэтому, рекомендуется вынуть аккумулятор из устройства и почитать, что на нем написано.

1. Типы аккумуляторов, подверженные «эффекту памяти»:

NiCd — никель-кадмиевый,
NiMH — никель-металл-гидридный.

2. Типы аккумуляторов, не подверженные «эффекту памяти»:

Li-ion — литий-ионный,
Li-pol — литий-полимерный.

Итак, «эффект памяти» свойственен только аккумуляторам на основе никеля, причем сильнее всего он проявляется в никель-кадмиевых аккумуляторах.

Если у вас аккумулятор первой группы, то избежать «эффекта памяти» можно, если соблюдать режим использования аккумулятора: доводить аккумулятор до почти полной разрядки и только после этого его заряжать вновь.
Желательно также не превышать рекомендованные заводом-изготовителем режимы заряда и разряда.

Источник

Определение «эффекта памяти» аккумулятора

Отдельные виды аккумуляторов подвержены «эффекту памяти», который оказывает ощутимое негативное влияние на продуктивность батареи.

Ниже рассмотрены определение этого явления, способы предотвращения проявления его у источников питания, а также порядок действий в случае, когда ипо этой причине батарея начала работать некорректно.

Определение «эффекта памяти» аккумулятора

«Эффект памяти» аккумулятора представляет собой процесс существенной утраты емкости батареей из-за нарушений условий подзарядки, когда АКБ начинают заряжать до потери предыдущего заряда.

В этом случае создаются условия для того, чтобы источник питания будто зафиксировал уровень емкости до момента, когда его начали подзаряжать. В дальнейшей работе аккумулятор отдаст ток строго до этого значения.

У батареи нет мозга и, соответственно, памяти, а описываемый эффект объясняется повышением числа кристаллов активного вещества.

Это отклонение начинает особенно выражаться, когда перязаряжаемые аккумуляторные батареи подвергают подзарядке до того, как они полностью отдали электроток, который у них еще есть.

Если из раза в раз такой цикл повторяется, то АКБ утрачивает большую часть емкости. К тому же появляется риск того, что изделие полностью потеряет работоспособность.

Признаки того, что у батареи проявляются признаки такого явления, несложно — у моделей разных производителей они похожи. Чтобы оградить себя от того, чтобы менять аккумулятор чаще, чем нужно, необходимо обращать внимание на режим работы батареи и его отклонения от стандартного.

Количество циклов заряда АКБ конечно, однако есть возможность реанимировать даже значительно испорченные батареи путем специфической тренировки.

Варианты проявления «эффекта памяти» в АКБ

Осведомленность о типе аккумулятора является важным фактором в процессе работы с «эффектом памяти» изделия. Разрастание кристаллов — явление, которому батареи с разным химическим составом электролита и электродов подвержены по-разному:

1. Ni-Mh. Если в составе батареи присутствует никель, с большой вероятностью можно утверждать, что она будет склонна к «эффекту памяти» (АКБ Ni-Mh – в том числе).

Стоит раз нарушить режим подзарядки — и уже следующий цикл работы будет значительно короче. А если устройство, в которое установлена АКБ, используется постоянно, проявление «эффекта памяти» найдет отражение в основательном уменьшении времени его работы.

2. Ni-Cd. Этот тип батарей является самым чувствительным с точки зрения «эффекта памяти». Особенностью является то, что уменьшение времени работы как следствие сокращения емкости, может наступить даже после недолгой эксплуатации. Больше всего эффект заметен у недорогих моделей.

3. Li-Ion. Литий-ионные АКБ — это современные химические элементы питания. Эффект памяти у них почти отсутствует. Если емкость немного и снижается, то это результат долгой эксплуатации или постоянной работы.

4. Li-Pol. У этого типа батарей «эффект памяти» также отсутствует. Литиево-полимерные АКБ хорошо устанавливать в приборы, которые включают нерегулярно и заряжаются время от времени и не по правилам: до того, как заряд батареи истощится до конца.

5. LiFePO4. Литиево-железофосфатные батареи предрасположены к «эффекту памяти». Он проявляется не так радикально, как в аккумуляторах, содержащих никель, однако пренебрегать правилами зарядки таких элементов питания не стоит. Если хоть раз начать заряжать аккумулятор до того, как зарядка «села», на катоде аккумулятора такого вида начнутся разрушительные процессы.

Способы предотвращения развития «эффекта памяти»

Предотвратить «эффект памяти» у АКБ, которые к нему предрасположены, предельно легко. Нужно лишь удержаться установки на зарядку элемента питания до того, как он полностью истощится.

Если же такой возможности нет, то в профилактических целях нужно периодически осуществлять цикл по полному израсходованию тока с последующей полной подзарядкой с использованием рекомендаций завода-производителя батареи.

В аккумуляторах типа Ni-Cd и никель-металлогидридных АКБ подход по уменьшению риска развития эффекта памяти другой.

Необходимо задать необходимый уровень емкости. Для этого нужно до упора новую батарею, используя при этом силу тока, рекомендованную производителем изделия.

Далее требуется полностью разрядить аккумулятор, используя устройство невысокой мощности.

Такой цикл сделает возможным задать максимально возможные эксплуатационные характеристики изделия на старте эксплуатации, а также удалить первичное формирование кристаллов на внутренних контактах аккумулятора.

Аккумуляторы, предрасположенные к проблеме

Очевидно, что этот процесс будет выражаться отчетливее в переносных приборах, которые используются в течение долгого периода времени (такие как шуруповерт: они эксплуатируются на объектах без электричества).

Очень часто такие устройства заряжают, не дожидаясь, пока запас электрической энергии не истощится полностью.

Чаще всего подобные приборы не заряжают в процессе работы, обычно специфика их применения исключает такую возможность. Такая же сложность возникает с теми устройствами, которые используются время от времени.

К уменьшению продуктивности работы аккумулятора приводит распространенная практика подключения устройства к электросети с использованием адаптера, к которой часто прибегают пользователи.

Способы восстановления емкости АКБ

Восстановление емкости содержащих никель аккумуляторов возможна почти в полном объеме. Порядок действий нужно выполнить в определенном порядке:

• разрядить батарею через устройство небольшой мощности до напряжения на контактах 0,8-1,0 В (для замера используется мультиметр);
• полностью зарядить АКБ, используя зарядное устройство;
• повторить действия предыдущих пунктов 2-5 раз.

Если аккумулятор устанавливался на подзарядку, когда имеющийся электроток еще полностью не израсходован в течение значительного периода времени, есть вероятность, что для восстановления емкости потребуется зарядное устройство более высокой мощности.

Описанную выше процедуру можно проводить и как профилактику. Она применима в нескольких случаях:

• «эффект памяти» не выявляется очень явно;
• устройство длительное время не используется либо не заряжается;
• используемая АКБ относится к типу Ni-Mh либо Ni-Cd.

Источник

Что такое эффект памяти аккумулятора

Очень часто пользователи никель-кадмиевых аккумуляторов сталкиваются с тем, что по прошествии небольшого времени батареи постепенно теряют свою емкость. Внешне батареи выглядят полностью исправными и эксплуатировались с соблюдением всех требований. Данный недостаток является проявлением эффекта «памяти», который назван так потому, что батарея как-бы запоминает предыдущее значение разряда и в следующий раз разряжается только до него или менее. Это проявляется в снижении емкости батареи. Эффект памяти обратим (если случай не является крайне запущенным) и емкость аккумулятора можно восстановить практически полностью.

Физические основы эффекта

Никель-кадмиевый аккумулятор состоит из никелевого электрода, который представляет собой гидроксид никеля, нанесенный на стальную основу и кадмиевого, в котором используется губчатый кадмий.

В результате электрохимических реакций при разряде источника питания на кадмиевом электроде может накапливаться некоторое количество интерметаллического соединения никеля и кадмия Ni₅Ca₂₁, которое распадается только при полном разряде. В результате накопления кристаллов соединения, электрический потенциал между электродами смещается на 0.1 – 0.15 В. При ЭДС никель-кадмиевой батареи 1.37 В это приводит к тому, что измеренное напряжение на элементе будет составлять всего 1.27 – 1.22 В. Соответственно, уменьшается количество энергии, отдаваемое аккумулятором до полного разряда.

В процессе работы устройство выдает сигнализацию разряда аккумулятора, хотя его емкость еще не исчерпана полностью. Таким образом, каждый цикл заряда увеличивает воздействие эффекта памяти.

Дальнейшая эксплуатация батарей связана с ростом кристаллических образований интерметаллида, который приводит к местным разрывам оболочки электродов. Это является причиной повышения саморазряда батареи и увеличения внутреннего сопротивления. Кроме того, крупные кристаллы уменьшают эффективную площадь поверхности активного материала.

Методы защиты от эффекта

Эффекту памяти подвержены аккумуляторы в недорогих устройствах, которые не имеют контроллера состояния источника питания, а также при использовании простых зарядных устройств.

Зарядные устройства, пригодные для нормальной эксплуатации никель-кадмиевых аккумуляторных батарей должны обладать такими функциями:

• предварительный разряд источника питания до минимального значения;
• зарядка номинальным током;
• контроль температуры аккумулятора.

Последняя функция важна тем, что при окончании процесса заряда начинает повышаться температура внутри батареи и это может служить сигналом окончания заряда, поскольку контроль путем измерения напряжения не всегда имеет высокую достоверность. Не своевременное (более раннее) окончание заряда также приводит к появлению эффекта памяти.

По этой причине устаревшие модели телефонов (и некоторые современные), которые использовали NiCa батареи, требовали заряда при полной разрядке и обязательно в выключенном состоянии. Включенный телефон потребляет некоторое количество энергии, особенно на подсветку дисплея и работу GSM модуля, поэтому в таком режиме аккумулятор никогда полностью не будет заряжен. Большинство пользователей игнорируют это требование, мотивируя тем, что телефон нужен постоянно. В результате, срок службы новой батареи составляет несколько месяцев, после чего заряд нужно производить все чаще.

Восстановление аккумуляторов

Эффект памяти аккумулятора является обратимым. В том случае, если его проявления были сразу замечены, то может помочь единственный полный цикл заряда и разряда:

1. Для разрядки нужно подключить к аккумулятору нагрузку, ток через которую является номинальным для данного типа устройства.
2. Зарядить аккумулятор номинальным током до повышения напряжения до необходимого.
3. Продолжать заряд до того времени, как начнется повышаться температура корпуса.
4. Немедленно отключить батарею от зарядного устройства.

Продолжительная эксплуатация неисправных аккумуляторов приводит к необходимости выполнения нескольких последовательных тренировочных циклов работы и заряда.

Важно! Повышенный саморазряд длительно эксплуатируемых АКБ восстановлению не подлежит.

Типы аккумуляторов, подверженных эффекту памяти

Ниже перечислены типы конструкций, в которых зафиксировано наличие эффекта:

• никель-кадмиевые;
• никель-металл-гидридные;
• литий-ионные.

Наиболее выражен эффект памяти у первого типа батарей – NiCa. Усовершенствованные никель-металлгидридные свободны от него практически полностью. Лишь в случае длительного хранения не полностью разряженных NiMH наблюдается появление эффекта памяти. Хранить нужно только полностью разряженный источник питания. Восстановление емкости производится так же, как и описано выше.

У литий-ионных и литий-полимерных аккумуляторов эффект памяти зафиксирован в лабораторных условиях и составляет доли и единицы процента, поэтому потребителям можно считать, что данный отрицательный эффект у них отсутствует полностью.

Заключение

NiCa батареи используются все меньше, по причине ядовитости основного элемента – кадмия, но продолжают использоваться там, где требуется отдача высоких токов и возможность быстрого заряда. В данной нише у никель-кадмиевых аккумуляторов пока конкуренции нет, благодаря их низкой стоимости.

Продлить сроки эксплуатации можно при строгом соблюдении требований по разряду и заряду батарей. Периодическая тренировка батарей снизит вероятность возникновения эффекта потери емкости.

Источник