Правила експлуатації літієвих акумуляторів, 4PDA

27.06.2016

Правила експлуатації літієвих акумуляторів

Власники різних пристроїв іноді відчувають певні труднощі при пошуку інформації про правильної експлуатації акумуляторів. Цьому питанню і присвячена дана стаття.

Всі сучасні телефони, смартфони і КПК оснащені акумуляторами на літієвої основі: літій-іонними або літій-полімерними, тому надалі мова буде йти саме про них. Такі акумулятори мають чудову ємність і терміни служби, але вимагають дуже жорсткого слідування визначеним правилам експлуатації. Ці правила можна розділити на дві групи:

Не залежать від користувача

Залежали від користувача.

У першу групу входять основоположні правила заряду і розряду акумуляторів, які контролюються вбудованим в акумулятор пристроєм (контролером), а також іноді додатковим контролером, розташованим в самому пристрої. Ці правила прості:

Акумулятор все своє життя повинен знаходитися в стані, при якому його напруга не перевищує 4.2 вольта і не опускається нижче 2.7 вольта. Ці напруги є показниками відповідно максимального (100%) і мінімального (0%) заряду. Мінімальна напруга, зазначене вище, застосовне до акумуляторів з електродами, виготовленими з коксу, однак більшість сучасних акумуляторів має електроди з графіту. Для них мінімальне напруження дорівнює 3 вольта.

Кількість енергії, що віддається акумулятором при зміні його заряду від 100% до 0%, — це його ємність. Деякі виробники обмежують максимальну напругу 4.1 вольтами, при цьому акумулятор живе довше, але його ємність знижується приблизно на 10%. Також іноді нижній поріг підвищується до 3.0-3.3 вольт, в залежності від матеріалу електродів, з такими ж наслідками.

Найбільша довговічність акумулятора досягається при приблизно 45-відсоткове заряді, а при збільшенні або зменшенні ступеня заряду термін життя акумулятора зменшується. Якщо заряд знаходиться в межах, що забезпечує контролер акумулятора (див. вище), зміна довговічності не значно.

Якщо в силу обставин напруга на акумуляторі виходить за межі, зазначені вище, навіть на нетривалий час, термін його життя різко зменшується. Такі стани називаються заряд і перерозряд і є дуже небезпечними для акумулятора.

Контролери акумуляторів, призначені для різних пристроїв, якщо вони (контролери) виготовлені з належною якістю, ніколи не дозволяють напруги на акумуляторі під час заряду стати більше 4.2 вольта, але, в залежності від призначення батареї, можуть по-різному обмежувати мінімальна напруга при розряді. Так, в акумуляторі, призначеному для, скажімо, шуруповерта або моторчика моделі автомобіля, мінімальна напруга, швидше за все, буде дійсно мінімально допустимим, а для КПК або смартфона — вище, бо мінімального напруги в 2.7-3.0 вольт може просто не вистачити для роботи електроніки девайса. Тому в складних пристроях типу телефонів, КПК і т. п. роботу контролера, вбудованого в сам акумулятор, доповнює контролер в самому пристрої.

Поговоримо про процес заряду літієвих акумуляторів. Зарядний пристрій будь-літієвого акумулятора являє собою джерело постійної напруги в 5 вольт, здатний віддавати для заряду струм, рівний приблизно 0.5-1.0 ємності акумулятора. Так, якщо ємність акумулятора дорівнює 1000 mA•h, зарядний пристрій має забезпечити струм заряду не менше 500 mA, а номінально — 1 ампер.

Існує кілька режимів заряду літієвих акумуляторів.

Почнемо з режиму, який є стандартним в компанії Sony. Цей режим вимагає тривалого часу заряду, складного контролера, але забезпечує найбільш повний заряд акумулятора. На представленому графіку синім кольором позначений струм заряду, червоним — напруга на акумуляторі, рожевим — ступінь зарядженості акумулятора у відсотках.

На першому етапі зарядки, що триває приблизно 1 годину, акумулятор заряджається струмом постійної величини до досягнення напруги в 4.2 вольта на акумуляторі. Після цього починається другий етап, що триває близько години, під час якого контролер, підтримуючи напругу на акумуляторі рівно 4.2 вольта, поступово зменшує зарядний струм. При зменшенні зарядного струму до певної величини (близько 0.2 від ємності акумулятора) починається третій етап зарядки, протягом якого зарядний струм продовжує зменшуватися, а напруга на клемах акумулятора зберігається на колишньому рівні — 4.2 вольта. Третій етап, на відміну від перших двох, має строго певну тривалість, обумовлену вбудованим в контролер таймером, — 1 годину. Після закінчення третього етапу контролер повністю відключає акумулятор від зарядного пристрою.

Ступінь зарядженості акумулятора в кінці першого етапу дорівнює 70%, в кінці другого — 90%, а в кінці третього — 100%.

Багато компанії, прагнучи до здешевлення своїх пристроїв, використовують спрощені режими заряду акумуляторів, наприклад, припиняючи заряд при досягненні напруги на акумуляторі 4.2 вольта, тобто використовуючи тільки перший етап зарядки. В цьому випадку акумулятор заряджається швидко, але, на жаль, тільки до 70% своєї реальної ємності. Визначити, що у вашому пристрої саме такий спрощений контролер неважко, — для повноцінної зарядки потрібно приблизно 3 години, не менше.

У другу групу входять правила експлуатації, на які ми з вами можемо впливати, тим самим значно збільшуючи або зменшуючи термін життя акумулятора. Ці правила такі:

треба намагатися не доводити акумулятор до мінімального заряду і, тим більше, до стану, коли машинка сама вимикається, ну, а якщо так сталося, то потрібно зарядити акумулятор як можна швидше.

не потрібно боятися частих підзарядок, в тому числі і часткових, коли повний заряд не досягається — акумулятору це не шкодить.

всупереч сформованій у багатьох користувачів думку, перезаряд шкодить літієвим акумуляторам не менше, а навіть більше, ніж глибокий розряд. Контролер, звичайно, обмежує максимальний рівень заряду, але є одна тонкість. Добре відомо, що ємність акумуляторів залежить від температури. Так, якщо, наприклад, ми зарядили акумулятор при кімнатній температурі і отримали заряд 100%, то при виході на мороз і охолодженні машинки ступінь зарядженості акумулятора може знизитися до 80% і нижче. Але може бути і зворотна ситуація. Акумулятор заряджений при кімнатній температурі до 100%, будучи трошки нагрітий, стане зарядженим, скажімо, до 105%, а це для нього дуже і дуже несприятливо. Такі ситуації зустрічаються при експлуатації машинки, тривалий час перебуває в кредле. Під час роботи температура девайса і разом з ним акумулятора підвищується, а заряд вже повний…

У зв’язку з цим правило говорить: якщо Вам необхідно працювати в кредле, спочатку від’єднайте машинку від зарядки, попрацюйте на неї, а коли вона вийде на «бойовий» температурний режим, підключайте зарядку.

до Речі, це правило також стосується власників ноутбуків і інших гаджетів.

Ідеальні умови для тривалого зберігання акумулятора — це перебування поза девайса з зарядом приблизно 50%. Справний акумулятор при цьому не вимагає турботи про себе місяцями (близько півроку).

І наостанок ще трохи інформації.

— Всупереч сформованій думці, літієві акумулятори, на відміну від нікелевих, майже не володіють «ефектом пам’яті», тому, так звана, «тренування» нового літієвого акумулятора практично не має сенсу. Для власного заспокоєння достатньо один-два рази повністю зарядити-розрядити новий акумулятор. Це потрібно для калібрування додаткового контролера.

— Власники пристроїв знають, що можна заряджати батарею як від зарядного пристрою, так і від USB. При цьому найчастіше викликає подив неможливість зарядки від USB. Справа в тому, що за «законом» USB-контролер повинен віддавати периферійних пристроїв, підключеним до нього, струм близько 500 mA. Проте бувають ситуації, коли або сам контролер не може забезпечити такий струм, або пристрій підключають до USB контролера, на якому вже висить якась периферія, яка споживає частину потужності. От і не вистачає струму для зарядки, особливо якщо акумулятор розряджений занадто сильно.

— Литийсодержащие акумулятори ДУЖЕ НЕ ЛЮБЛЯТЬ ЗАМОРОЖУВАННЯ. Завжди намагайтеся уникати користування машинкою на сильному морозі — захопитеся, і акумулятор доведеться міняти. Звичайно, якщо Ви дістали машинку з теплого внутрішньої кишені куртки і зробили пару заміток або дзвінків, а потім поклали звірка назад, проблем не буде.

— Практика показує, що літієві батареї (акумулятори) знижують свою ємність при зменшенні атмосферного тиску (у високогір’ї, у літаку). Шкоди батареям це не приносить, але знати про це.

— Буває, що після придбання акумулятора підвищеної ємності (скажімо, 2200 mA•h замість штатних 1100 mA•h) машинка через пару днів користування новим акумулятором починає дивно поводитися: висне, відключається, зарядка акумулятора, начебто відбувається, але якось дивно, і т. п. Не виключено, що ваше зарядний пристрій, який з успіхом працює на «рідному» акумуляторі, просто не в змозі забезпечити достатній струм зарядки акумулятора великої ємності. Вихід — придбання зарядного пристрою з великим отдаваемым струмом (скажімо, 2 ампера замість колишнього 1 ампера).

Автор статті: slimest

Короткий опис статті: новий акумулятор Правила експлуатації літієвих акумуляторів Правила експлуатації літієвих акумуляторів

Джерело: Правила експлуатації літієвих акумуляторів — 4PDA

Також ви можете прочитати