Допустимые диапазоны температур при заряде и разряде литий-ионных аккумуляторов
Особенности тестирования
Тесты на количество циклов проводились при разрядке током 1С, для каждого аккумулятора проводились циклы разрядки/зарядки до достижения 80% емкости. Такое число было выбрано исходя из сроков тесто и для возможного сравнения результатов впоследствии. Число полных эквивалентных циклов - до 7500 в некоторых тестах.Тесты на срок службы проводились при различных уровнях заряда и температуре, каждые 40-50 дней проводились измерения напряжения для контроля разряда, длительность тестов составляла 400-500 дней.
Главной сложностью в экспериментах являются расхождения в заявленной емкости и реальной. Все аккумуляторы имеют емкость выше, чем заявленная, от 0,1% до 5%, что вносит дополнительный элемент непредсказуемости.
Наиболее часто использовались аккумуляторы NCA и NMC, но также тестировались литий-кобальт и литий-фосфатные аккумуляторы.
Немного терминов:
DoD - Depth of Discharge - глубина разряда.
SoC - State of Charge - уровень заряда.
Использование аккумуляторов
Количество циклов
На данный момент есть теория, что зависимость количества циклов, которые может выдержать аккумулятор от степени разряда аккумулятора в цикле имеет следующий вид (синим обозначены циклы разрядки, черным - эквивалентные полные циклы):Данная кривая носит названия кривой Вёлера (Wöhler). Основная идея пришла из механики о зависимости числа растяжений пружины от степени растяжения. Начальное значение в 3000 циклов при 100% разряде батарей является средневзвешенным числом при разряде в 0,1С. Какие-то аккумуляторы показывают лучшие результаты, какие-то хуже. При токе 1С число полных циклов при 100% разряде падает с 3000 до 1000-1500 в зависимости от производителя.
В целом, данное соотношение, представленное на графиках, получило подтверждение по результатам экспериментов, потому целесообразным является зарядка аккумулятора при любой возможности .
Расчет суперпозиции циклов
При эксплуатации аккумуляторов возможна работа при одновременном наличии двух циклов (например, рекуперативное торможение в автомобиле):
Получается следующий комбинированный цикл:
Возникает вопрос, как это сказывается на эксплуатации аккумулятора, сильно ли уменьшается ресурс аккумулятора?
По результатам экспериментов комбинированный цикл показал результаты, как от сложения полных эквивалентных циклов двух независимых циклов. Т.е. относительная емкость аккумулятора в комбинированном цикле падала соответственно сумме разрядов на малом и большом циклах (линеаризованный график представлен ниже).
Влияние больших циклов разрядки более существенно, а значит подтверждается то, что аккумулятор лучше заряжать при каждой возможности.
Эффект памяти
Эффект памяти литий-ионных аккумуляторов по результатам экспериментов отмечен не был. При различных режимах его полная емкость все равно впоследствии не изменялась. В то же время есть ряд работ, которые подтверждают наличие данного эффекта в литий-фосфатных и литий-титановых аккумуляторах.Хранение аккумуляторов
Температуры хранения
Тут никаких необычных открытий не было сделано. Температуры 20-25°C являются оптимальными (в обычной жизни) для хранения аккумулятора , если его не использовать. При хранении аккумулятора при температуре в 50°C деградация емкость идет практически в 6 раз быстрее.Естественно более низкие температуры лучше для хранения, но в быту это означает специальное охлаждение. Так как температура воздуха в квартире, как правило, 20-25°C, то и хранение скорее всего будет при такой температуре.
Уровень заряда
Как показали испытания, чем меньше заряд тем медленнее идет саморазряд аккумулятора. Измерялась емкость аккумулятора, какой бы она была при его дальнейшем использовании после длительного хранения. Наилучший результат показали аккумуляторы, которые хранились с зарядом близким к нулю.В целом хорошие результаты показали аккумуляторы, которые хранились не более чем с 60% уровнем заряда на момент начала хранения. Цифры отличаются от приведенных ниже для 100% заряда в худшую сторону (т.е. аккумулятор придет в негодность ранее, чем указано на рисунке):
Рисунок взят из статьи 5 практических советов по эксплуатации литий-ионных аккумуляторов
В то же время цифры для малого заряда более оптимистичны (94% после года при температуре 40°C для хранения при SOC 40%).
Так как 10% заряд непрактичен, так как время работы при таком уровне весьма маленькое, хранить аккумуляторы оптимально при SOC 60% , что позволит применить его в любой момент и не скажется критично на сроке его службы.
Основные проблемы результатов экспериментов
Никто не проводил тесты, которые можно считать на 100% достоверными. Выборка, как правило, не превышает пары тысяч аккумуляторов из миллионов произведенных. Большинство исследователей не могут представить достоверные сравнительные анализы по причинам недостаточной выборки. Также результаты этих экспериментов зачастую являются конфиденциальной информацией. Так что данные рекомендации не обязательно подходят к вашему аккумулятору, но могут считаться оптимальными.Итоги экспериментов
Оптимальная частота зарядки - при каждой возможности.Оптимальные условия хранения - 20-25°C при 60% заряде аккумулятора.
Источники
1.Курс «Battery Storage Systems», RWTH Aachen, Prof. Dr. rer. nat. Dirk Uwe SauerВсе смартфоны и планшеты компании Apple комплектуются Li-ion батареей, которая позволяет iPhone и iPad работать без необходимости быть постоянно подключёнными к источнику электричества. К сожалению, все литий-ионные аккумуляторы имеют свой жизненный цикл, который измеряется количеством циклов зарядки.
Батарея любого поколения iPhone и iPad рассчитана приблизительно на 500 циклов зарядки. Это означает, что устройство должно в общей сложности разрядятся на 50 000%. Стоит отметить, что один цикл зарядки равен 100%. Например, если за один день разрядить iPhone или iPad до 25%, поставить на ночь заряжаться, а утром вновь начаться пользоваться, то один цикл завершится по достижению отметки в 75%.
Если подсчитать, то 500 циклов зарядки iPhone и iPad это около 1,5-2 лет ежедневного использования устройства. После окончания этого срока аккумуляторная батарея теряет приблизительно 20% своей емкости, а также становится более уязвимой к перепадам температур, из-за которых iPhone даже при 25% оставшегося заряда.
По достижению отметки в 1000 циклов, емкость батареи iPhone или iPad снизится уже до 50%. В среднем, такого показателя можно достигнуть за 3-4 года использования устройства. Этот период лучше всего подходит для посещения сервисного центра, ведь с половиной емкости iPhone едва ли сможет проработать 2-3 часа при включенном экране.
Если устройство было куплено на вторичном рынке, то узнать состояние аккумуляторной батареи iPhone или iPad довольно проблематично. Именно для таких случаев и существует определение «Цикл». Узнать количество циклов зарядки можно при помощи программы Battery Life , доступной в магазине приложений .
В меню программы Battery Life необходимо выбрать Raw Data, после чего взглянуть на значение Cycles, которое и отображает количество циклов зарядки аккумулятора.
Узнать эти данные также можно с использованием компьютера на базе Windows или Mac OS X. Для этого потребуется загрузить и установить программу iBackupbot. Запустив программу необходимо подключить iPhone или iPad к компьютеру, а затем в разделе Devices выбрать подключенное устройство.
На появившейся странице потребуется нажать на More Information, которая содержит показатель CycleCount. В нем и отображается количество циклов зарядки аккумулятора.
До 10 марта включительно у всех желающих есть уникальная возможность Xiaomi Mi Band 3, потратив на это всего 2 минуты своего личного времени.
Присоединяйтесь к нам в
Аккумулятор iPhone — это его сердце, без него даже самый новый смартфон Apple — просто бесполезный кусок металла и стекла. В этой статье мы расскажем о том, что за батарея установлена в iPhone, как оценить её состояние и как правильно её заряжать.
Вконтакте
Батареи какого типа установлены в iPhone?
Каждый iPhone комплектуется литий-ионным аккумулятором. Преимуществ по сравнению с «традиционными» АКБ у них достаточно: заряжаются быстрее, работают дольше, весят меньше.
Подзарядка АКБ состоит из двух фаз. Во время первой — с 0 до 80% — батарея пополняется энергией быстро (точное время зарядки зависит от того, используется ли устройство, настроек и других факторов). Вторая — с 80 до 100% — называется компенсационной, она «ослабляет» электрический ток и тем самым позволяет продлить срок службы АКБ iPhone.
Что такое «цикл подзарядки», и почему это важно?
Один цикл — это когда вы разряжаете свой iPhone со 100% «в ноль». Это можно сделать как за один раз, так и за несколько. Пример: за день батарея разрядилась на 75%. Вы зарядили его до 100% и продолжили пользоваться. Один цикл подзарядки закончится тогда, когда вы израсходуете еще 25% заряда («вчерашние» 75% + «сегодняшние» 25%).
К чему это мы? У аккумулятора iPhone, естественно, есть ресурс. После 500 полных циклов подзарядки емкость батареи «яблочного» смартфона снизится на 15-20%. На практике, 500 циклов подзарядки — это 1,5-2 года работы смартфона. Примерно через 3-4 года емкость аккумулятора соответственно снизится на 50% от значения, которое было у iPhone из коробки. Вот тогда и есть смысл подумать о замене аккумулятора — ведь вы наверняка заметите, что ваш iPhone, к примеру, уже не «доживает» до вечера и подводит вас в самый нужный момент.
Как узнать количество пройденных циклов перезарядки iPhone прямо на iOS-устройстве?
Скачайте на iPhone бесплатную программу Battery Life . Откройте ее и перейдите во вкладку Аккумулятор , где значение Циклы и будет указывать на количество пройденных iPhone циклов перезарядки.
К сожалению, раздел Циклы в приложении Battery Life доступен только пользователям устройств с iOS 7, iOS 8 и iOS 9. Пользователи iOS 10 и новее могут получить данные о состоянии батареи в процентах с указанием общей характеристики:
Идеальное
— батарея нового iPhone.
Хорошее
— небольшая потеря емкости.
В норме
— батарея потеряла допустимое количество емкости.
Плохое
— значительная потеря емкости.
Ужасное
— пора задуматься о замене батареи.
Почти умер
— батарею нужно срочно менять!
Как узнать количество пройденных циклов перезарядки iPhone на компьютере Mac или Windows?
Используйте программу . После установки подключите iPhone, выберите его в разделе Devices , кликните по надписи More Information и посмотрите на число напротив надписи CycleCount — это и есть количество уже пройденных циклов перезарядки.
Ниже вы также найдете и другую полезную информацию о аккумуляторе вашего iPhone — ёмкость по паспорту (DesignCapacity ), фактическую емкость после полной зарядки (FullChargeCapacity ), уровень износа батареи (BatteryCurrentCapacity ).
Литий-ионные аккумуляторы не столь «привередливы», как их никель-металл-гидридные собратья, но все равно требуют определенного ухода. Придерживаясь пяти простых правил , можно не только продлить жизненный цикл литий-ионных аккумуляторных батарей, но и повысить время работы мобильных устройств без подзарядки.
Не допускайте полного разряда.
У литий-ионных аккумуляторов отсутствует так называемый эффект памяти, поэтому их можно и, более того, нужно заряжать, не дожидаясь разрядки до нуля. Многие производители рассчитывают срок жизни литий-ионного аккумулятора количеством циклов полного разряда (до 0%). Для качественных аккумуляторов это 400-600 циклов
. Чтобы увеличить срок службы вашего литий-ионного аккумулятора, чаще заряжаете свой телефон. Оптимально, как только показатель заряда батареи опустится ниже отметки 10-20 процентов, можете ставить телефон на зарядку. Это увеличит количество циклов разряда до 1000-1100
.
Данный процесс специалисты описывают таким показателем как Глубина Разряда (Depth Of Discharge). Если ваш телефон разряжен до 20%, то Глубина Разряда составляет 80%. В нижеприведенной таблице показана зависимость количества циклов разряда литий-ионного аккумулятора от Глубины Разряда:
Разряжайте раз в 3 месяца.
Полный заряд на протяжении длительного времени также же вреден для литий-ионных аккумуляторов, как и постоянная разрядка до нуля.
Из-за крайне нестабильного процесса заряда (мы часто заряжаем телефон как придется, и где получится, от USB, от розетки, от внешнего аккумулятора и тд.) специалисты рекомендуют раз в 3 месяца полностью разряжать аккумулятор и после этот заряжать до 100% и подержать на зарядке 8-12 часов. Это помогает сбросить так называемый верхний и нижний флаги заряда аккумулятора. Более подробно об этом можно прочитать .
Храните частично заряженными
. Оптимальным состоянием для длительного хранения литий-ионного аккумулятора является уровень заряда от 30 до 50 процентов при температуре 15°C. Если же оставить батарею полностью заряженной, со временем ее емкость существенно снизится. А вот аккумулятор, который долгое время пылился на полке разряженным до нуля, скорее всего, уже не жилец – пора отправлять его на утилизацию.
В нижеприведенной таблице показано сколько остается емкости в литий-ионном аккумуляторе в зависимости от температуры хранения и уровня заряда при хранении в течение 1 года. 
Используйте оригинальное зарядное устройство. Мало кто знает, что зарядное устройство в большинстве случаев встроено непосредственно внутрь мобильных устройств, а внешний сетевой адаптер лишь понижает напряжение и выпрямляет ток бытовой электросети, то есть напрямую на батарею не воздействует. Некоторые гаджеты, например цифровые фотокамеры, лишены встроенного зарядного устройства, и поэтому их литий-ионные аккумуляторы вставляют во внешний «зарядник». Вот тут-то использование внешнего зарядного устройства сомнительного качества вместо оригинального может негативно сказаться на работоспособности батареи.
Не допускайте перегрева. Ну а злейшим врагом литий-ионных аккумуляторов является высокая температура – перегрева они напрочь не переносят. Поэтому не допускайте попадания на мобильные устройства прямых солнечных лучей, а также не оставляйте их в непосредственной близости от источников тепла, например электрообогревателей. Максимально допустимые температуры, при которых возможно использование литий-ионных аккумуляторов: от –40°C до +50°C
Также, вы можете посмотреть
Если вы интересуетесь как заряжать литий ионный аккумулятор, значит вы попали по адресу.
Современные мобильные устройства требуют автономного источника питания.
Причем это справедливо как для «высоких технологий» вроде смартфонов и , так и для более простых устройств, скажем, электродрелей или мультиметров.
Существует масса типов разнообразных аккумуляторов . Но для портативной техники чаще всего используются Li-Ion.
К столь широкому распространению привела относительная простота производства и невысокая стоимость.
Поспособствовали этому и отличные эксплуатационные характеристики, плюс низкий саморазряд и большой запас циклов зарядки-разрядки.
Важно! Для большего удобства большинство таких батарей снабжается специальным контролирующим устройством, которое не дает заряду переходить критические отметки.
При критической разрядке эта схема просто перестает подавать напряжение на устройство, а во время превышения допустимого уровня заряда отключает поступающий ток.
Телефон или планшет с литий-ионным аккумулятором необходимо ставить на зарядку, когда показатель батареи находится на 10–20%.
При этом после достижения номинальных 100%зарядка должна продлится еще полтора-два часа.
Это необходимо потому что фактически батарея будет заряжена на 70–80%.
Совет! Примерно раз в три месяца необходимо проводить профилактическую разрядку.
При зарядке от ноутбука или стационарного компьютера необходимо учитывать, что USB порт неспособен обеспечить достаточного высокого напряжения, следовательно, процесс отнимет больше времени.
Чередование циклов полной и неполной (80–90%) зарядки продлит срок использования устройства.
Несмотря на столь умную архитектуру и общую неприхотливость, соблюдение некоторых правил использования аккумуляторов поможет продлить срок их использования.
Чтобы батарея устройства не «страдала» достаточно придерживаться простых рекомендаций.
Правило 1. Не нужно полностью разряжать аккумулятор
У литий-ионных аккумуляторов современных конструкций отсутствует «эффект памяти». Поэтому заряжать их лучше до того, как настанет момент полной разрядки.
Некоторые производители отмеряют срок службы своих батарей именно количеством циклов зарядки с нулевого значения.
Наиболее качественная продукция способна переносить до 600 таких циклов. При зарядке батареи с 10–20% остатком количество циклов возрастает до 1700.
Правило 2. Полную разрядку все же необходимо предпринимать раз в три месяца
При нестабильной и нерегулярной зарядке среднестатистические отметки максимального и минимального зарядов в упомянутом ранее контроллере сбиваются.
Это приводит к тому, что устройство получает некорректную информацию о количестве заряда.
Предотвратить это поможет профилактическая разрядка. При полной разрядке аккумулятора, минимальное значение заряда в схеме управления (контроллере) обнулится.
После этого необходимо зарядить батарею «под завязку», продержав от восьми до двенадцати часов в подключенном к сети состоянии.
Это обновит максимальное значение. После такого цикла работа батареи будет стабильнее.
Правило 3. Неиспользуемый аккумулятор необходимо хранить с небольшим количеством заряда
Перед хранением лучшезарядить аккумуляторна 30–50% и хранить при температуре 15 0 С. В таких условиях батарея может храниться довольно долго без особого ущерба.
Полностью заряженный аккумулятор в процессе хранения потеряет существенную часть емкости.
А полностью разряженные после долгого хранения останется только отдать на переработку.
Правило 4. Зарядку необходимо производить только оригинальными устройствами
Примечательно, что непосредственно зарядное устройство встроено в конструкцию мобильного устройства ( , и пр).
Внешний адаптер в таком случае выступает в роли выпрямителя и стабилизатора напряжения.
Фотоаппараты и не оснащаются подобным устройством. Именно поэтому их аккумуляторы необходимо вынимать и заряжать во внешнем устройстве.
Использование сторонней «зарядки» может негативно сказаться на их состоянии.
