Правильная эксплуатация литий-ионных аккумуляторов
В этой статье под правильной эксплуатацией литий-ионных аккумуляторов мы будем понимать соблюдение таких условий, в которых литий-ионный аккумулятор портативного устройства сможет работать безопасно, прослужит долго, причем функционирование устройства останется полноценным.
Речь пойдет именно о литий-ионных аккумуляторах, поскольку в большинстве современных мобильных гаджетов: в планшетах, в ноутбуках, в смартфонах и т. д. — установлены именно литиевые аккумуляторы. И если раньше можно было часто встретить никель-металл-гидридные, никель-кадмиевые, то сегодня массово применяются литиевые.
При правильной эксплуатации литий-ионный аккумулятор прослужит в 10-15 раз дольше, нежели при использовании как попало, что и будет раскрыто далее по тексту. Здесь будут приведены рекомендации для пользователей, соблюдение которых поможет сохранить литиевый аккумулятор эффективным и емким на протяжении всего периода пользования портативным устройством, пока не придет время и решение приобрести новое на замену старому.
Часто аккумулятор смартфона вздувается, нередко деформируя и корпус. Вздутие — симптом накопления газов, продуктов реакций протекающих внутри аккумулятора при неправильной его эксплуатации, приводящего к повышению давления на корпус изнутри.
Если вовремя не заменить вздувшийся аккумулятор, он в какой-то момент полностью разрушится или в худшем случае взорвется. Но самое интересное в этой истории со смартфоном то, что описанную проблему легко можно предупредить и предотвратить, соблюдая простые правила эксплуатации устройства с литий-ионным аккумулятором, и тогда ресурс аккумулятора сохранится максимально долго.
Не допускайте перегрева
Лишнее тепло, по какой бы причине оно не появилось, вредит литий-ионной батарее сильнее всего. Причинами могут стать как внешний источник тепла, так и стрессовые режимы заряда и разряда. Так, если вы оставили смартфон на солнце, например на пляже или в держателе внутри автомобиля, это снизит как способность аккумулятора принимать заряд в процессе зарядки, так и способность удерживать его после.
Лучше всего для сохранения емкости литиевой батареи, если температура ее корпуса не поднимается выше 20°C. Ежели температура поднимется выше 30°C, то способность удержания заряда уже понизится с исходных 100% до 80%.
При нагреве до 45°C способность аккумулятора удерживать заряд ослабнет уже вдвое. Температура в 45°C, кстати, легко достигается, если оставить устройство на солнце или интенсивно использовать энергетически мощные приложения.
То есть, если вы заметили, что устройство или аккумулятор ощутимо разогрелись, перейдите в прохладное место (если причина в температуре окружающей среды) или отключите ненужные приложения и службы, снизьте яркость дисплея, включите энергосберегающий режим — так вам удастся снизить потребляемую устройством мощность, и снизить ток, который течет через аккумулятор — аккумулятор начнет остывать.
Если это не поможет, выключите устройство, выньте батарею (если возможно) и подождите, пока она не охладится или пока не остынет устройство, если конструкция не позволяет извлечь аккумулятор.
Напротив, чрезвычайно холодная батарея, при температуре ниже -4°C, просто не сможет отдавать полную мощность пока не прогреется, лучше если до комнатной температуры.
Но вообще низкие температуры не способны причинить литиевой батарее такой необратимый ущерб, какой причиняют повышенные, поэтому после прогрева до комнатной температуры чрезвычайно холодного аккумулятора, свойства его электролита восстановятся. Выньте холодную батарею из устройства в помещении, или немного согрейте ее в руках, затем вставьте обратно.
Вовремя отключайте зарядное устройство
Если аккумулятор заряжается дольше чем положено, то есть если он остается подключен к источнику зарядного тока даже после того как полностью зарядился, это может убить аккумулятор, сильно понизив его емкость.
Суть в том, что рабочий уровень обычного литиевого аккумулятора не должен для безопасной работы превышать 3,6 вольта, однако зарядные устройства в процессе зарядки подают на клеммы 4,2 вольта. И если зарядное устройство вовремя не отключить (благо, некоторые отключаются автоматически сами), то внутри аккумулятора начнутся вредные реакции. В худшем случае пойдет чрезмерный перегрев, и цепная реакция в электролите не заставит себя долго ждать.
Фирменные оригинальные зарядные устройства (которые идут в комплекте с самим гаджетом от производителя) отличаются высоким качеством, они сами способны снижать зарядный ток, взаимодействуя по правильному алгоритму с аккумулятором и со встроенным в гаджет контроллером.
С оригинальными зарядными устройствами опасность наступления перезаряда минимальна. Но лучше всего для верности сразу отключать заряжаемое устройство от зарядника, как только поступил сигнал (звук, световая индикация или пиктограмма на экране), что аккумулятор полностью заряжен. Не оставляйте очень надолго полностью заряженный смартфон подключенным к зарядному устройству.
Не беспокойтесь, что когда вы отключите смартфон от зарядника, он начнет разряжаться, ведь литиевые аккумуляторы отличаются от других типов аккумуляторов низким уровнем саморазряда. Если даже аккумулятором вообще не пользоваться после зарядки, то спустя сутки после отключения зарядки лишь 5% энергии, но все ровно убудет, а за следующий месяц — еще 2%.
В любом случае нет необходимости оставлять устройство на подзарядке (даже от фирменного зарядного устройства) до последнего момента, лучше отключить сразу, как только на дисплее (или индикатором) показан полный заряд.
Все современные мобильные устройства на литий-ионных аккумуляторах показывают 100% заряда, когда аккумулятор действительно полностью заряжен, нет никакой необходимости держать дольше.
Не допускайте глубокий разряд
Есть разные варианты использования ресурса аккумулятора. Если каждый раз разряжать батарею быстро и полностью, это будет регулярно сопровождаться выделением большого количества тепла, ведь разрядные токи через батарею будут течь немалые, а это разрушительная нагрузка на аккумулятор.
Если же небольшие разрядные циклы будут короткими, пусть даже потом аккумулятор будет дозаряжен, а затем снова разряжен несколькими порциями, ресурс аккумулятора сохранится дольше.
Современные литиевые аккумуляторы нормально выдерживают неполный разряд и дозаряд, не то что самые первые литиевые экземпляры!
И если рассмотреть влияние циклов разряда-заряда на общий жизненный ресурс аккумулятора, то на самом деле три цикла разряда до 66% и дозаряда до 100% принципиально эквивалентны по изнашивающему действию паре циклов разряда до 50% и затем дозаряда до 100%.
Много коротких циклов разряда-заряда не вреднее нескольких более длительных циклов. Вреден интенсивный разряд — он вызывает нагрев и ведет к необратимым процессам, если является глубоким (до 20% и ниже).
Нагрев и высокая токовая нагрузка однозначно снижают общий жизненный ресурс аккумулятора. Каждый глубокий разряд медленно но верно ведет к необратимым разрушениям, поэтому старайтесь вообще избегать глубокого разряда. Если смартфон сам выключился — это признак глубокого разряда — не следует до этого доводить. 20% достаточно для того, чтобы поставить устройство на подзарядку или вставить резервную батарею.
Разряжайте и заряжайте литиевый аккумулятор медленно
Как было сказано выше, интенсивная разрядка и зарядка сопровождаются большими токами через электролит аккумулятора, что и ведет к его перегреву, и следовательно — к разрушительным процессам (смотрите — Почему взрываются литий-ионные аккумумляторы).
Но даже если стрессовый режим был допущен, и аккумулятор сильно нагрелся, не спешите ставить его на зарядку. Подождите пока он остынет, и только после этого подключайте к зарядному устройству, тогда он сможет нормально и безопасно принимать заряд.
В процессе зарядки аккумулятор тоже не должен перегреваться, если такое происходит, значит через электролит текут слишком большие токи, а это вредно.
Некачественные зарядные устройства грешат так называемой «быстрой зарядкой», как и некоторые индукционные беспроводные зарядники. Такими «быстрыми» зарядными устройствами лучше не пользоваться. Дело в том, что безопасное зарядное устройство обязано реагировать на ток, потребляемый аккумулятором в процессе зарядки, и оперативно менять подаваемое напряжение, если нужно — снижать, когда нужно — повышать.
Если зарядное устройство — это просто трансформатор с выпрямителем, то ваш аккумулятор скорее всего перегреется из-за перенапряжения и постепенно разрушится. Не все «быстрые» зарядники совместимы с литиевыми аккумуляторами.
Самый лучший вариант — оригинальное зарядное устройство от того же производителя, что и у заряжаемого устройства, идеально — зарядник из комплекта. Но если возможности применить оригинальный зарядник нет, то пользуйтесь тем, который дает меньший ток — это спасет аккумулятор от перегрева из-за подачи чрезмерной мощности.
Хорошая альтернатива оригинальному зарядному устройству — USB-порт компьютера. USB 2.0 даст 500mА, USB 3.0 — максимум 900mА. Этого достаточно для безопасной зарядки.
Некоторые из «быстрых» устройств способны вкачивать в батарею по 3-4 ампера, но это разрушительно для батарей небольшой емкости, коими являются аккумуляторы карманных мобильных гаджетов (см. документацию). Небольшой ток от USB – гарантия сохранности литий-ионного аккумулятора.
Имейте при себе резервный аккумулятор
Многие устройства допускают извлечение батареи, поэтому иметь запасной аккумулятор — совсем не проблема. Время работы устройства возрастет вдвое, исключается глубокий разряд (заранее установить резервный аккумулятор, не дожидаясь полного разряда основного), отпадает соблазн использовать вредный «быстрый» зарядник. 20% разряда основного аккумулятора — сигнал к тому чтобы установить резервный.
Если первая батарея сильно нагрелась от интенсивной нагрузки или по причине внешнего нагрева (случайно оставили на солнце) — вставьте запасную, и пока первая будет остывать, вы продолжите пользоваться вашим устройством, сохранив оба аккумулятора невредимыми. Когда тот что нагрелся остынет, его можно будет поставить на дозарядку в оригинальное зарядное устройство (сетевое или автомобильное).
Итак, чтобы литиевый аккумулятор прослужил долго и верно, необходимо:
1. Не допускать разогрева аккумулятора выше 30°C, лучшая температура 20°C.
2. Исключить чрезмерный заряд аккумулятора и перенапряжение на клеммах, оптимально 3,6 В.
3. Избегать глубокого разряда аккумулятора — пусть 20% будет пределом.
4. Не допускать высокие токовые нагрузки во время заряда и разряда (см. документацию), использовать USB.
Источник
Аккумуляторы и батареи
Информационный сайт о накопителях энергии
Как разрядить аккумулятор телефона полностью
Бывают случаи, когда аккумулятор телефона, шуруповерта или другого гаджета требуется срочно и полностью разрядить. Можно использовать емкую программу для телефона, закрутить в доску множество шурупов, добиваясь, чтобы потух экран или отказал инструмент. Всегда ли надо полностью разряжать новый аккумулятор смартфона, и с какой целью? Как правильно и быстро разрядить любой аккумулятор, применив специальные программы, приспособления, инструменты?
До какого напряжения можно разряжать аккумулятор
Есть понятие полностью разряженного аккумулятора с целью проведения дальнейших операций и разряженного в ноль, которому требуется реанимация. До скольки вольт разряжать аккумулятор, зависит от типа модели и количества банок в батарее. Соединение ячеек последовательное, напряжение на выходных клеммах суммируется. Поэтому и предел разряженности – величина разная для кислотных, щелочных, литиевых АКБ.
Нужно ли полностью разряжать новый аккумулятор? Да, если он никель-ионного или никель-металлогидридного типа. Такие аккумуляторы имеют эффект памяти. До начала работы их нужно 3-5 раз полностью разрядить, потом зарядить. В последующем любая зарядка батарей этого типа должна вестись после полной разрядки. На хранение АКБ убирается только полностью разряженной. Насколько можно разряжать никелевые аккумуляторы? Элемент для тренировки доводят до 0,9 -1,0 В. Зная количество ячеек, можно подсчитать самостоятельно, до скольки вольт разряжать аккумулятор.
Часто спрашивают, надо ли разряжать новый литий-ионный аккумулятор. В этом типе гальванических элементов нет эффекта памяти. Прибор работает устойчиво при среднем уровне заряда. Поэтому заряжать батарею можно в любой удобный момент специальным зарядником. Можно ли разряжать литий-ионный аккумулятор полностью? Можно, но после разрядки ниже 3,2 В потребуется применять особые приемы зарядки, при 2,0 В элемент невозможно восстановить. Обычно глубоким разрядом считается 2,5 В на ячейку.
До скольки вольт можно разряжать банки свинцово-кислотного аккумулятора? При снижении напряжения на выходах ячейки 1,70 В общее напряжение на батарее из 6 элементов составит 10,3 В. На полностью разряженном аккумуляторе останется минимальный резерв живучести. Нужно ли полностью разряжать кислотный аккумулятор? Необслуживаемый кальциевый автомобильный АКБ может испортиться даже после одного глубокого разряда. Все кислотные аккумуляторы после глубокого разряда непременно теряют часть емкости в результате сульфатации пластин.
Разные типы аккумуляторов требуют вариативного подхода к техобслуживанию. Поэтому нужно ли полностью разряжать аккумулятор, новый или в процессе калибровки и тестирования, написано в инструкции по эксплуатации прибора.
Каким током разряжать аккумулятор
Разряжать батареи правильно фиксированным по величине током. Для автомобильных аккумуляторов выбирается значение 9 % от емкости аккумулятора. В этом случае разрядить прибор до 10,3 В можно в течение 10 часов. При этом следует контролировать напряжение, не допуская переразряда. Автоматически разрядить аккумулятор до нужных параметров можно интеллектуальным зарядным устройством iMAX B6. При его отсутствии можно использовать, как сопротивление, автомобильную лампочку, напряжением 12 В, мощностью 60 ВТ, отбирающую 4, 95 А, что достаточно для АКБ 55 Ач. Если емкость АКБ другая, напряжение отличается, подбирают гирлянду из нескольких токоприемников.
Никель-кадмиевая батарея состоит из отдельных цилиндрических аккумуляторов. Каждый из них имеет напряжение 1,2 В, оптимальный ток разряда составляет 0,2 С или 240 мА. В батарее суммируется напряжение, емкость остается неизменной.
Литий-ионные аккумуляторы смартфона, ноутбука, планшета не терпят глубокой разрядки. Их можно разрядить только для калибровки контроллера. Обычно используют специальные программы или естественную выработку емкости до минимального уровня 20 % от полной емкости. Если аккумуляторная батарея разрядилась до 2,5 В, ее восстанавливают, особыми способами. Разрядить батарею можно, использовав постоянный ток. Для этого применяют гирлянду из лампочек или iMAX B6.
Как разрядить аккумулятор шуруповерта
В батарее шуруповерта используют цилиндрические ячейки из никель-кадмиевых, литий-ионных аккумуляторов. Они отличаются в обслуживании. Новый аккумулятор из никель-кадмиевых элементов нуждается в разгонке. Разряжать батарею придется лампочкой, напряжением 12 в, служащую нагрузкой. Батарея считается разряженной, когда свет лампы накаливания погаснет.
Литий-ионные аккумуляторы не нуждаются в раскачке. Может потребоваться калибровка, для корректной работы контроллера. В таком случае нужно воспользоваться интеллектуальным устройством с функцией разряда.
Как быстро разрядить аккумулятор
Сколько разряжать аккумулятор обычными нагрузками известно – примерно 7-10 часов, если батарея заряжена полностью. Но как можно быстро разрядить аккумулятор автомобиля или электронной техники?
Батарею в ноутбуке или планшете быстро разрядить можно естественной нагрузкой, используя игры, просмотр музыкальных и видеопрограмм. Чем больше приложений работает, тем активнее аккумулятор теряет энергию. Можно использовать программу «Быстрый разряд». Суть ее работы в том, что она сама запустит энергоемкие приложения, опустошая батарею.
Можно подключить фонарик к батарее, требующей разрядки. Результат не заставит ждать долго. Но если сборка установлена в корпус шуруповерта, чтобы не нарушать соединения можно использовать нагрузку в виде лампочек накаливания, равных по напряжению батарее. При этом аккумуляторы нужно вынуть, отсоединить от прибора, собрать схему, как показано на фото.
Нужны ли дополнительные усилия и приборы, чтобы быстро посадить автомобильный аккумулятор? Достаточно, если в бортовой системе будут включены фары, музыкальный центр или кондиционер. Энергоемкие приборы быстро заберут энергию в остановленном авто. Но после глубокой посадки напряжения необходимо срочно ставить АКБ на сетевую зарядку.
Видео
Предлагаем посмотреть видео на тему снятия заряда с АКБ автомобиля. Как выполнить разрядное устройство для безопасного процесса.
Источник