Как правильно заряжать “литий”

228 просмотров

Самым распространённым на сегодняшний день видом аккумулятора, является Li-ion и естественно очень часто возникает вопрос: как его правильно эксплуатировать? И главной частью эксплуатации является процесс зарядки.

Но для начала стоит остановится на том, как правильно начать пользоваться, как правильно хранить и как правильно разряжать. Это три главных вопроса эксплуатации “лития”, но зарядка все равно главнее))

Li-ion бывают разного химического состава, точнее литий есть везде, а вот второй элемент можно встретить разный, но про химию не сейчас. Не зависимо от химического состава, процесс ввода в эксплуатацию, хранения и разряда – практически одинаков.

реклама
Li-ion

Как правильно начать пользоваться “литиевым” АКБ:

Аккумуляторы в новых телефонах, “умных” часах, велосипедах, самокатах, “теслах” и видеорегистраторах (да и везде где его еще можно встретить) поступаю к потребителю в заряженном состоянии. Но во первых этот заряд ни когда не бывает на 100%, чаще всего это 40-50% заряда. А во вторых это заряд чаще всего так называемый химический. Т.е. при производстве акб, в момент загрузки электролита в батарею, батарея получает определенный заряд. Это обозначает, что батарея которая только сошла с конвейера и еще не разу не заряжалась не будет иметь нулевой заряд, на клеммах будет определенное напряжение. Кстати это касается и всех других видов аккумуляторов. И только самые ответственные производители проводят со своими АКб цикл заряд-разряд, но чаще всего, с конвейера банка попадает на стенд, который меряет напряжение после “заливки” электролита, производит тестовый пробный заряд, который длится в лучшем случае несколько минут, тем самым дозаряжая акб до 40-50% ориентируясь на напряжение и на этом все.

Поэтому первым делом новый “гаджет” нужно поставить на зарядку и зарядит его до 100%. Это будет тот самый пуск. А вот дальше уже все как обычно, просто пользоваться в привычном для вас режиме, хотя о том как пользоваться я тоже пару слов скажу еще.

реклама
Процессы в li-ion батарее

Если пренебречь этим правилом (первой должна быть зарядка!), то со старта теряется около 10-15% емкости батареи, а иногда и можно “убить” батарею совсем, просто в процессе первой разрядки, хотя такое случается крайне редко. Знаю, что некоторые “горе”-консультанты в магазинах в своих речах настоятельно советуют первым делом разрядить аккумулятор, а потом только зарядить и даже бывает советуют произвести несколько таких циклов. Рассказывая, что таким образом произойдет тренировка АКБ и емкости даже “прибавится”. Так вот так сделать конечно можно, но начать нужно с заряда, только с заряда(!). Процесс тренировки li-ion вопрос очень спорный и его, пока, касаться не будем.

Как правильно хранить:

Ответ на этот вопрос, вытекает из первого пункта. Хранить нужно в заряженном состоянии, но не до полных 100%, а заряженными на 40-50%. На практике так сделать дома практически не возможно. Дело в том, что все “умные” и не очень, зарядные устройства могут показать нам заряжена банка или нет, дополнительно расскажут про емкость, время заряда и возможно внутреннее сопротивление. Но вот таких зарядных устройств, которые в процентном соотношении показывали бы в процессе заряда обьем заряда я не встречал, а тем более что бы автоматически отключить заряд на каком-то проценте, ну не сидеть же несколько часов над зарядным как часовой. Единственным исключением являются мобильные телефоны, там можно почти реальные проценты остатка заряда видеть и есть еще индикаторы заряда для “лития”. Но опять же мониторить все это нужно в ручную.

Поэтому в домашних условиях, просто заряжаем и отправляем в коробку на хранение. Температура при хранении не должна превышать выше 35° и не должна быть ниже +10° (хотя некоторые производители пишут даже про 0°). Температурный режим очень важен!

Как правильно разряжать:

В процессе разряда вообще нет ничего необычного, что следует упомянуть. Стоит только придерживаться (не превышать) указанного производителем тока разряда. Кстати у одних и тех же 18650, но разной модели могут быть различные максимально возможные токи разряда. Так вот этот параметр напрямую зависит от толщины внутренних электродов (катод/анод) и превышение этого параметра может привести к перегреву или даже к возгоранию батареи. Именно поэтому с каждого утюга летят нам предупреждения не коротить не в коем случае выводи “литиевых” батарей. Ну и не стоит разряжать батарею ниже минимального порога, это 3,0-3,2В.

Температура при эксплуатации тоже важна, “идеальной” считается 25°, но пределы температурные, которые допускаются для нормальной эксплуатации, такие же как при хранении: от +10° до +35°.

Как заряжать:

И наконец самый главный вопрос, и самый спорный, хотя спорить тут не о чём (как мне кажется).

Дело в том, что порядок заряда, а именно зарядный ток, минимальный и максимальный заряд (напряжение) оговорены производителем. Кроме того существуют общие для всех Li-ion аккумуляторов нормы заряда. И еще в добавок, давно существует масса (я точно знаю 3) специализированных микросхем, которые с “рождения” обучены правильно заряжать “литий” именно так как требуется.

Существует такая формула:

Iз = Q/5

Где: Iз – ток заряда, – емкости батареи.

Однако кроме этого есть еще так называемый “двух этапный” процесс заряда, которого кстати придерживаются все специализированные микросхемы и “умные” зарядные устройства.

“двух этапный” процесс заряда

Первый этап – это заряд тем самым током Q/5, т.е. максимально разрешенным током.

Второй этап – подразумевает “фиксацию” напряжения на выходе зарядного устройства на уровне напряжения максимального заряда, чаще всего это 4,2В (в реальности из-за разброса характеристик компонентов 4,1-4,3В). Напряжение остается стабильным, ток в процессе заряда постепенно падает.

Аккумулятор считается заряженным если ток перестал падать или упал до Нуля.

На графике есть 3-тий этап, это этап постоянной дозарядки, этот режим реализован только в устройствах бесперебойного питания, не смотря на то, что на графике написано про хранение (график не мой.. рисовал его не я).

Есть одно предупреждение: ели аккумулятор эксплуатировался при минусовых температурах, то для заряда его необходимо перенести в помещение с плюсовой температурой (+10 – 35С°) и перед началом зарядки подождать пока батарея прогреется хотя бы до 10°.

Еще несколько слов, которые как не странно расходятся с алгоритмом работы всех зарядных устройств. Как часто стоит заряжать “литий”, хорошо ли разряжать до 0%, хорошо ли заряжать до 100%, на каком уровне заряда лучше ставить на заряд?

  • Li-ion аккумулятор можно заряжать так часто, как вам вам это необходимо
  • разряжать до 0% совсем не стоит, как и у многих других типов АКБ заряд на минимальном уровне и ниже ведет к необратимым процессам деградации элементов батареи, наилучший минимальный показатель для постановки на заряд считается 15-20%
  • тоже самое касается и заряда до 100%, идеальным считается уровень заряда в 80-90% (но вам этого в магазине при покупке телефона не скажут, да и как с другой стороны отследить)
  • ставить на заряд, можно в любой момент, будь то 20%, 50% или 75% заряда, в отличие от “никель-кадмиевых” аккумуляторов (которые нужно разряжать до минимума перед началом процесса зарядки), “литиевые” батареи не имеют эффекта памяти (и это их главное достоинство) и допускают заряд или дозаряд с любого % остатка заряда.
Модуль на TP4056
Схема модуля на TP4056

Как я уже сказал выше, микросхем “заточенных” под заряд Li-ion акб достаточно, работают они согласно общепринятым требованиям, никаких импульсных зарядов и дозарядов, никаких тренировочных режимов. Одной из самых распространённых на сегодняшний день является микросхема TP4056 и модули на ее основе.

Поделится