Можно ли заряжать заряженный литий-ионный аккумулятор
Современная техника очень часто не обходится без средства накопления заряда ‒ аккумулятора. Для поддержания функционала смартфонов, ноутбуков и других девайсов вдали от электрической сети требуется возможность питать их от портативного источника. Аккумулятор – это устройство, обладающее способностью накапливать и отдавать электроэнергию. Он как раз и отвечает за автономное питание техники.
- Аккумуляторы во время эксплуатации
- Литий-ионный аккумулятор и контроллер
- Защита от перезаряда литий-ионного аккумулятора
- Особенности перезаряда подключенных последовательно аккумуляторов
- Литий-ионные и литий-полимерные аккумуляторы с напряжением 1,5 В
- Особенности литий-полимерных аккумуляторов
- Опасность заряда заряженного литий-ионного аккумулятора без контроллера
- Особенности заряда
- Переразряд литий-ионного аккумулятора
- Влияние температуры
- Можно ли заряжать заряженный аккумулятор в телефонах, ноутбуках, планшетах и другой технике
- Стоит ли заряжать частично заряженный аккумулятор
- Изменения в мире аккумуляторов
- Оптимальный диапазон для заряда аккумулятора
- Литий-ионные аккумуляторные батарейки
- Заключение
Эксплуатация Li-Ion аккумулятора сопровождается рядом вопросов, один из которых ‒ «Можно ли заряжать заряженный аккумулятор». Узнать правильный ответ можно уЭлектрика. Вы узнаете можно ли заряжать заряженный литий-ионный аккумулятор, последствия такой зарядки, а также о возможностях подзарядки. Пройдемся по всем популярным вопросам про заряд Li-Ion аккумуляторов, попутно объясняя стоит ли заряжать заряженный аккумулятор.
Тимон Тищенко
Можно ли заряжать полностью заряженный литий-ионный аккумулятор?
Заряженный Li-Ion аккумулятор заряжать чаще всего можно, так как в нем обычно стоит встроенный контроллер, ограничивающий перезаряд. Он отключает аккумулятор при достижении полного заряда. При отсутствии такой платы заряжать заряженный литий-ионный аккумулятор нельзя. Это может привести к взрыву или пожару.
Аккумуляторы во время эксплуатации
Нередко случаются такие ситуации, когда становится необходимо зарядить не до конца заряженный аккумулятор, однако возникает вопрос, можно ли вообще такое делать. Ответ на данный вопрос, зависит от ряда нюансов, например от вида аккумулятора. Важно понимать, когда стоит отказаться от подобной подзарядки.
Таблица ‒ Можно ли заряжать литий-ионный аккумулятор заряженный на разный %
Существуют разновидности автоматических зарядных устройств, которые, благодаря собственным функциям, отключаются самостоятельно, как только посчитают аккумулятор заряженным. В таком случае заряжать заряженный аккумулятор с их помощью просто не получится.
Литий-ионный аккумулятор и контроллер
Почти всегда в корпус аккумулятора встроен контроллер (или PCM-плата (англ. Protection Circuit Module)), который управляет зарядкой и защищает аккумулятор от превышения напряжения заряда, чрезмерного разряда и превышения температуры, приводящих к преждевременной деградации или разрушению. Также этот контроллер может ограничивать ток потребления, защищать от короткого замыкания. Именно благодаря этому контроллеру не произойдет ничего плохого при попытке зарядить заряженный аккумулятор.
Тем не менее, надо учитывать, что не все аккумуляторы снабжаются защитой. Производители могут не устанавливать её в целях снижения стоимости, веса, а также в устройствах, в которых встроен контроллер защиты, в аккумуляторных батареях (например, ноутбуков) используются аккумуляторы без встроенной платы защиты.
Из-за низкого внутреннего сопротивления аккумулятора зарядный ток сильно зависит от напряжения на его клеммах во время зарядки. Ток зарядки зависит от разницы напряжений между аккумулятором и зарядным устройством и от сопротивления как самого аккумулятора, так и подводимых к нему проводов. Увеличение напряжения зарядки на 4 % может приводить к увеличению тока зарядки в 10 раз, что отрицательно сказывается на аккумуляторе, при недостаточном отводе тепла он перегревается и деградирует. В результате, если напряжение на аккумуляторе превысить всего на 4 %, он будет вдвое быстрее терять ёмкость от цикла к циклу.
Защита от перезаряда литий-ионного аккумулятора
То, что литий-ионные аккумуляторы обычно не взрываются, обусловлено множеством предосторожностей, которые соблюдаются при их эксплуатации. Соблюдаются не силами пользователя – за этим следят автоматические электронные устройства. Там, где применяется литий-ионный аккумулятор, нет места простейшим зарядным устройствам из мира «свинца» и «никель-кадмия». Зарядное устройство обязано быть «умным». Процесс заряда литий-ионного аккумулятора многостадийный, требует строгого выдерживания параметров и должен быть вовремя завершен, и перекладывать ответственность за это на пользователя категорически недопустимо, так как его забывчивость в таком случае может привести к пожару или взрыву.
Дело в том, что отсутствие побочных процессов в литий-ионном аккумуляторе не абсолютно. Для того, чтобы их не было, нужно не выйти за определенную «безопасную» территорию. Так, при напряжении выше 4,2..4,5 В или при слишком большом токе заряда графит уже не успевает «впитать» литий, и он образует металлическую фазу. То же происходит, если графит теряет активную поверхность, что происходит, например, из-за переразряда. Как только на поверхности появляется металл, он начинает образовывать дендриты и… можно вызывать пожарных. Наконец, перенапряжение может вызвать электролиз компонентов электролита (в том числе и неконтролируемых примесей) и выделение газов, давление которых может нарушить герметичность аккумулятора, что также чревато пожаром – соединение внедрения лития в графит самовоспламеняется на воздухе.
Является «правилом хорошего тона» не полагаться на надежность зарядного устройства. В абсолютном большинстве промышленно выпускающихся устройств (за исключением «маргинальных» случаев вроде электронных сигарет и авиамоделей), содержащих литий-ионные аккумуляторы, независимо от контроллера, на который возложены функции заряда, имеется еще один контроллер, выполняющий функции защиты.
В простейшем своем варианте (например, на микросхеме DW01A, являющейся основой плат защиты почти всех китайских аккумуляторов), он отключает аккумулятор при перезаряде (превышении допустимого напряжения), переразряде, слишком большом зарядном и разрядном токе, перегреве. В более сложных случаях к этим базовым функциям добавляется балансировка батареи (если она состоит из нескольких элементов, соединенных последовательно), контроль за ее «здоровьем», подсчет ампер-часов при заряде и разряде (что позволяет определить оставшийся процент заряда гораздо точнее, чем при простом измерении напряжения) и другие функции.
Данный контроллер – его называют Battery management system (BMS) или просто «платой защиты», как правило, является неотделимой частью аккумуляторной батареи, находясь с ней в одном корпусе и будучи наглухо припаянным к его выводам.
Есть еще третья ступень защиты. Это механическое устройство, разрывающее цепь при повышении давления или температуры внутри «банки» аккумулятора. К сожалению, оно – не панацея, так как во многих случаях нагрев и газовыделение начинаются уже после того, как возгорание батареи уже нельзя остановить.
Особенности перезаряда подключенных последовательно аккумуляторов
Литиевые аккумуляторы имеют специальные требования при подключении нескольких ячеек последовательно. Зарядные устройства для таких многосоставных аккумуляторов с ячейками или сами аккумуляторные батареи снабжаются схемой балансировки ячеек. Смысл балансировки в том, что электрические свойства ячеек могут немного различаться, и какая-то ячейка достигнет полного заряда/разряда раньше других. При этом необходимо прекратить заряд этой ячейки, продолжая заряжать остальные, так как переразряд или перезаряд литий-ионных аккумуляторов выводит их из строя. Эту функцию выполняет специальный узел — балансир (или BMS-плата (англ. Battery Management System)). Он шунтирует заряженную ячейку так, чтобы ток заряда шёл мимо неё. Балансиры одновременно выполняют как функцию платы защиты в отношении каждого из аккумуляторов, так и батареи в целом.
Процесс заряда осложняется, если мы имеем дело с батареей из последовательно соединенных элементов. Дело в том, что двух одинаковых аккумуляторов не бывает. Если емкость одного из них будет чуть больше, а другого – чуть меньше, напряжение на последнем будет расти быстрее, чем на первом. В таком случае, если мы будем заряжать батарею до 8,40 В, этот аккумулятор окажется в итоге немного перезаряженным. Со временем эти небольшие перезаряды приведут к более быстрому износу, а значит, напряжение на этом аккумуляторе будет завышаться с каждым разом все сильнее. Возникает «снежный ком» нарастающей разбалансировки батареи, который может закончиться взрывом.
Чтобы этого не допустить, необходимо контролировать напряжение не только всей батареи, но и каждого элемента в отдельности, не допуская превышения напряжений каждого из них. Обычно применяются те или иные схемы балансировки, шунтирующие «опережающие» элементы во время заряда, когда те достигают максимального напряжения. Это так называемые пассивные схемы балансировки. Очевидно, при их работе часть энергии рассеивается в виде тепла, что существенно снижает КПД зарядки и ухудшает тепловые условия внутри аккумуляторной сборки. Более эффективными и лучше использующими емкость являются методы активной балансировки, обеспечивающие перекачку энергии с клемм уже зарядившейся «банки» к еще недозаряженным.
На рисунке — простейшая схема балансировки батареи из двух элементов на двух компараторах. Обычно же такие системы выполняются на специализированных микросхемах, таких, как LTC3300-1 и включаются в состав BMS, оставаясь подключенными к аккумуляторной батарее всегда. Такие контроллеры обладают широким набором функций, включающих не только балансировку, но и мониторинг состояния батареи в течение их срока службы.
В настоящее время распространение получили интеллектуальные системы балансировки, лучше использующие емкость аккумуляторов за счет компромиссного распределения зарядного тока, которое определяется реальными емкостями каждого из элементов, измеренными в предыдущих циклах.
Литий-ионные и литий-полимерные аккумуляторы с напряжением 1,5 В
Существуют литий-ионные и литий-полимерные аккумуляторы типоразмеров АА и ААА с напряжением 1,5 В. Они имеют не только схему защиты, но также встроенный электронный преобразователь напряжения (англ. DC-DC converter). Отличие таких аккумуляторов — стабилизированное напряжение на контактах в 1,5 В вне зависимости от рабочего напряжения самой ячейки аккумулятора и его моментальное обнуление, когда литиевая ячейка разряжается до нижнего допустимого предела и срабатывает защита от чрезмерного разряда. Такие аккумуляторы можно спутать с похожими по размерам аккумуляторами 14500 и 10440 напряжением 3,7 В, а также с незаряжаемыми одноразовыми литиевыми элементами питания. Все они различаются маркировкой.
Заряд заряженного литий-ионные и литий-полимерные аккумуляторы типоразмеров АА и ААА с напряжением 1,5 В ни к чему не приведет. Контроллер просто отключит такую батарейку.
Особенности литий-полимерных аккумуляторов
Литий-полимерные аккумуляторы не являются, как многие думают, каким-то отдельным видом аккумуляторов. В них вместо жидкого электролита используется гелеобразный на полимерной основе, а все электрохимические процессы в них ничем не отличаются. Отсутствие (вернее, минимальное количество) жидкого электролита позволяет придавать им практически любую форму и вместо прочного металлического корпуса помещать их в корпуса из полимерной пленки в виде запаянного пакетика, что помимо прочего повышает плотность хранения энергии.
Литий- полимерный аккумулятор обладает практически такими же свойствами как Li-Ion, но имеет другой электролит. Избавление от металлического корпуса привело к том, что у него гораздо более лёгкий вес. Благодаря этому, его часто стали использовать именно в компактных видах техники, например, дронах, мобильных устройствах.
Несмотря на схожесть с литий-ионными аккумуляторами, для литий-полимерных характерен улучшенный набор свойств, несмотря на то, что максимальная плотность зарядки снизилась и составляет до 250 Вт*ч/кг. Специальные технологии позволили увеличить количество рабочих циклов с 1 тысячи и добраться до отметки в 5 тысяч. Постепенно снижается саморазрядка – с 3-5% до 0.2-1% в месяц.
Ещё одними характеристиками этого типа аккумуляторов является отсутствие эффекта памяти, как и у Li-Ion. Точнее минимальное влияние данного негативного процесса на эксплуатацию. Также можно выделить высокий уровень безопасности при использовании, даже с учётом высоких рисков воспламенения. Это достигается хорошей электронникой.
Такие типы аккумуляторов очень перспективны, благодаря имеющимся характеристикам. У них огромный ассортимент форм, которые можно принять для наилучшего заполнения пространства внутри техники. Это позволяет содержать как можно больший запас энергии.
Если же говорить о недостатках, то стоит сказать о единственном: высокая стоимость.
Внимание! Заряжать же заряженный литий-ионный аккумулятор нельзя только в случае отсутствия встроенного контроллера. Во всех остальных случаях плата отключит подачу напряжения и перезаряда не будет. Избыточная перезарядка невозможна благодаря контроллеру, поэтому попытка зарядить заряженный аккумулятор не приведёт к ухудшению его работоспособности или сокращению срока эксплуатации.
Заряженный Li-Pol аккумулятор с встроенным контролером заряжать не воспрещается. Плата не даст начаться перезаряду и сохранит прежнюю производительность аккумулятора, продлив срок службы. Состояние полного заряда опасно только для аккумуляторов без контроллера из-за возникающих в таком случае вредных для него химических процессов, способных привести к пожару.
Опасность заряда заряженного литий-ионного аккумулятора без контроллера
Собственно, безопасность – едва ли не основная «беда» литий-ионных аккумуляторов. Увы, «укротив» литий, Акира Ёсино не сделал этого огненного льва безобидным мышонком. Да и как можно ожидать полной безопасности от устройства, в котором, сильный и активный окислитель соседствует с столь же сильным и активным восстановителем и разделяют их лишь несколько десятков микрон пористой полимерной пленки-сепаратора? Стоит этой пленке где-нибудь прохудиться, допустив короткое замыкание, лавинообразный процесс саморазогрева и саморазрушения уже не остановить. Содержимое аккумулятора превращается во взрывчатую смесь горючего и окислителя. И эту смесь уже подожгли.
Опасна и перегрузка при заряде. Перегрев током может вызвать вскипание или термическое разложение электролита, выделение кислорода из катодной активной массы, повреждение сепаратора. Результат тот же: КЗ и пожар. К тому же эффекту приведет и механическое повреждение аккумулятора.
Самовозгорание литиевого аккумулятора очень плохо поддаётся тушению традиционными средствами. В процессе термического разгона неисправного или повреждённого аккумулятора происходит не только выделение запасённой электрической энергии, но и ряд химических реакций, выделяющих вещества для поддержания горения, горючие газы от электролита, а также, в случае не LiFePO4-электродов, выделяется кислород. Потому вспыхнувший аккумулятор способен гореть без доступа воздуха и для его тушения непригодны средства изоляции от атмосферного кислорода. Более того, металлический литий активно реагирует с водой с образованием горючего газа водорода, потому тушение литиевых аккумуляторов водой эффективно только для тех видов аккумуляторов, где масса литиевого электрода невелика. В целом тушение загоревшегося литиевого аккумулятора неэффективно. Целью тушения может быть лишь снижение температуры аккумулятора и предотвращение распространения пламени
Дело в том, что металлический литий очень активен и обладает высоким электрохимическим потенциалом. Его использование в аккумуляторах позволяет значительно увеличить энергетическую плотность. Аккумуляторные батареи с электродами из металлического Li, которые были разработаны первыми, имеют высокое напряжение и большую ёмкость. Однако постоянная работа такого аккумулятора в режиме заряда и разряда приводит к тому, что литиевый электрод изменяется.
Это приводит к тому, что стабильность работы нарушается и возникает угроза воспламенения из-за неконтролируемого протекания реакции в батарее. Аккумуляторный элемент быстро нагревается и, когда температура поднимается до плавления лития, то идёт бурная реакция с воспламенением. С этим были связаны отзывы первых аккумуляторов литиевого типа в потребительской электронике в начале 90-х годов.
Особенности заряда
Для большинства стандартных литий-ионных аккумуляторов напряжение перехода от стадии CC к стадии CV при комнатной температуре – 4,20 В. Некоторые старые аккумуляторы с анодом на основе каменноугольного кокса следует заряжать лишь до 4,10 В, тогда как в последнее время все чаще встречаются «высоковольтные» аккумуляторы, которые допускают заряд до 4,35 и даже 4,45 В. Небольшое превышение этого напряжения вызывает резкое сокращение срока службы, а более значительное превышение приводит к возгораниям и взрывам. Требуемая точность установки порогового напряжения для стандартных аккумуляторов составляет ±50 мВ, а у «высоковольтных» тем выше, чем выше напряжение, вплоть до ±5 мВ при пороговом напряжении 4,45 В. Разумеется, пониженное напряжение приводит лишь к снижению доступной емкости, а вот повышение напряжения недопустимо ни при каких случаях.
Стандартным током заряда считается 0,5 С и большинство аккумуляторов без ущерба позволяют заряжать их током до 1 С, а некоторые допускают и более высокие токи при условии недопущения перегрева. С здесь – ток в амперах, численно равный емкости в ампер-часах. Но таким током нельзя заряжать глубоко разряженные аккумуляторы, напряжение на клеммах которых снизилось ниже 2,9-3,0 В. В этом случае необходима стадия предварительной зарядки (precharge) – аккумулятор заряжается током 0,05-0,1 С, пока напряжение не достигнет трех вольт. А вот слишком глубоко разряженные аккумуляторы заряжать нельзя вообще. Зарядное устройство должно не допускать зарядки аккумулятора, если напряжение на его клеммах снизилось ниже 2,5 В. При таком глубоком разряде аккумулятор обычно сильно теряет в емкости, но это еще полбеды: его заряд сопряжен с опасностью металлизации лития и возгорания. Кстати, «высоковольтные» аккумуляторы более чувствительны к глубокому разряду, и не следует допускать их разряда ниже 2,75 В.
На стадии CV ток снижается по экспоненте. На этой стадии аккумулятор не должен оставаться до бесконечности. Заряд должен быть автоматически прекращен после снижения тока до 0,05-0,1 С.
Такой многоступенчатый алгоритм зарядки предпочтительно реализовывать на специализированных микросхемах-контроллерах. Таких контроллеров в настоящее время выпускается множество, как самостоятельных (типичные примеры — всем известные LTC4054-4,2, TP4056, TP5000 и т.п.), так и встроенных в многофункциональные контроллеры питания, включающие несколько отключаемых линейных и импульсных преобразователей напряжения, наподобие применяемой во многих мобильных устройствах микросхемы RK819.
Плохой, очень плохой практикой является применение для этой цели обычных интегральных линейных и импульсных стабилизаторов, а в особенности — популярных и продаваемых именно как «платы для зарядки Li-Ion» модулей с Aliexpress на LM2596, XL4015 и т.п. Именно так нередко делают, переделывая шуруповерты на литиевые аккумуляторы, не учитывая опасности того, что со временем установленное на выходе напряжение может «уйти» из-за невысокого качества подстроечных резисторов на этих китайских платах. Если движок этого резистора потеряет контакт с резистивным элементом, на выходе попросту окажется входное напряжение. И это не говоря о том, что без внешних схемных решений такой «контроллер» не отключит аккумулятор по окончании заряда и не обеспечит предзаряд сильно разряженного аккумулятора малым током. В любом случае, проектируя и собирая зарядное устройство для литий-ионных аккумуляторах, следует думать о надежности. Неисправность здесь может обойтись очень дорого, иногда — в человеческую жизнь.
Другое крайне неудачное решение, встречающееся в практике самодельщиков и даже «у китайцев» — заряжать аккумулятор, снабженный платой защиты, до ее срабатывания. Во-первых, BMS отключает аккумулятор уже при превышении напряжения. Во-вторых при такой зарядке, без стадии CV используется только часть емкости. Парадокс: батарея одновременно пере- и недозаряжается.
Как крайний случай, можно заряжать литий-ионные аккумуляторы током 0,1 С до достижения 4,10..4,15 В с последующей отсечкой. Но, по некоторым данным, предположительно, такой режим плохо сказывается на токоотдаче и сроке службы аккумуляторов.
Переразряд литий-ионного аккумулятора
Литий-ионные аккумуляторы очень плохо переносят не только перезаряд, но и переразряд. Напряжение 2,5 В на «банку» и ниже фатально — такой аккумулятор уже опасно заряжать. А области между 2,5 и 3 В, которая хоть и формально является допустимой, следует по возможности избегать, так как это отрицательно сказывается на сроке службы. В устройстве, питаемом от литий-ионных аккумуляторов, следует предусмотреть принудительное отключение при снижении напряжения до 3 В. Кстати, подавляющее большинство смартфонов отключаются уже при напряжении 3,35..3,4 В, так как в их контроллерах питания применяются только понижающие преобразователи напряжения, и при более низком напряжении невозможно формирование напряжения 3,3 В. Поэтому все советы «ставить телефон на зарядку, не дожидаясь отключения, так как это очень вредно для батареи» не соответствуют действительности. Такое высокое напряжение отсечки, разумеется, немного уменьшает полезную емкость, и вместе с тем немного продлевает срок службы аккумулятора.
Влияние температуры
Как правило, Li-ion аккумуляторы лучше всего функционируют при комнатной температуре. Работа в более теплых условиях серьезно сокращает срок их службы. Хотя, например, свинцово-кислотный аккумулятор имеет самую высокую емкость при температуре более 30 °C, но длительная эксплуатация в таких условиях сокращает жизнь аккумулятора. Точно так же и Li-ion лучше работают при высокой температуре, которая поначалу противодействует увеличению внутреннего сопротивления аккумулятора, являющемуся результатом старения. Но повышенная энергоотдача коротка, поскольку повышение температуры, в свою очередь, способствует ускоренному старению, сопровождаемому дальнейшим увеличением внутреннего сопротивления.
Для аккумуляторов вредны термические испытания. Так, приходя зимой с холода с полностью разряженным телефоном, хочется сразу поставить его на зарядку, однако это неверный ход мыслей. Важно дождаться, пока температура девайса не совпадет с температурой в помещении. На холоде электрохимические реакции замедляются, проводник теряет свои свойства, при этом растет сопротивление внутри батареи и ее температура внутри. В такой ситуации контроллер отключает питание, переводя батарею в «режим сна». При попытке включить гаджет в сеть возникают скачки напряжения, повышается температура. И снова возвращаемся к взрывам и возгораниям в худшем случае и к неизбежному снижению емкости в лучшем. Однако, это актуально только для регионов с сильными морозами. В случае теплой зимы заряжать смартфон можно сразу после возвращения с улицы.
В жаркие дни с зарядкой телефона или иного устройства нужно быть аккуратным. Высокая температура ускоряет течение процессов внутри устройства, зарядка на жаре под палящим солнцем может спровоцировать окисление батареи, ее вздутие или взрыв. В такой ситуации стоит просто уберечь девайс от прямого воздействия солнца и найти более прохладное место для зарядки.
Исключение составляют на данный момент только литий-полимерные аккумуляторы с сухим твердым полимерным электролитом. Для них жизненно необходима температура от 60 °C до 100 °C. И такие аккумуляторы заняли свою нишу на рынке резервных источников в местах с жарким климатом. Они помещаются в теплоизолированный корпус со встроенными элементами нагревания, питающимися от внешней сети. Li-ion полимерные аккумуляторы в качестве резервных, как считают, превосходят по емкости и долговечности VRLA аккумуляторы, особенно в полевых условиях, когда управление температурой невозможно. Но их высокая цена остается сдерживающим фактором.
Можно ли заряжать заряженный аккумулятор в телефонах, ноутбуках, планшетах и другой технике
Тимон Тищенко
Можно ли заряжать заряженный аккумулятор в телефонах, ноутбуках, планшетах и другой технике?
Можно! Вся современная техника имеет контроллеры заряда. Они не допустят перезаряда литий-ионного аккумулятора.
Можно ли заряжать заряженный аккумулятор в телефонах, ноутбуках, планшетах, медицинских устройствах и в другой портативной электронике? Определённо точно можно (хотя и не рекомендуется) — зарядное устройство оснащено контроллером, который гарантированно обеспечит сохранность элемента питания и убережёт его от перезаряда. Но чтобы продлить его срок службы всё-таки придерживайтесь определённых правил.
И вот вам любопытный научный факт. Если телефон показывает 100% заряда, а вы подключили зарядник, то это ещё не значит, что заряжается заряженный аккумулятор — иногда при таком показателе химическая ёмкость аккумулятора заполнена не до конца. То есть показания «цифровой» и «физической батарей» немного отличаются.
Как так получается, что заряженный до 100% телефон всё равно заряжается. Всё просто. Современные мобильные гаджеты используют измерение в кулонах, когда чипсет (платформа SoC с процессором) фиксирует течение тока. Кулон равен ампер-секунде (As) в процессе разряда и заряда. Принцип корректировки цифровых показаний относительно химических основан на потерях, которые уменьшают общую энергию.
В завершении подзарядки энергии всегда меньше той, что была направлена в аккумулятор.
В этом смысле подсчёт кулонов замечательно подходит для батарей типа Li-Ion и Li-Poly, чтобы обеспечить наилучшую эффективность работы элемента питания в мобильной электронике. В последних поколениях гаджетов учитывается старение аккумулятора и уровень температуры, а также применяется множество других высокотехнологичных решений для усовершенствования этого компонента.
Но даже с таким подходом инженеры вынуждены решать проблему необходимости в регулярной калибровке контроллера. Процедура помогает сопоставить показания «цифровой» и «физической батарей». Тем самым оптимизируется работа системы питания и увеличивается автономность.
Для минимизации потребности в калибровке современные устройства используют функцию «обучения» (а с недавних пор и прибегают к помощи искусственного интеллекта). Тем самым фиксируются коэффициенты разряда и потерь, время подзарядки (изношенный аккумулятор заряжается быстрее) и многие другие факторы.
Поэтому нередко и получается так, что смартфон отображает заряд на уровне 100%, но его аккумулятор в действительности заряжен лишь на 90%.
Стоит ли заряжать частично заряженный аккумулятор
Тимон Тищенко
Можно ли заряжать частично заряженный аккумулятор?
Можно. Литиевые батареи позволяют пользователям заряжать устройства на любой отметке разрядки, как на 1%, так и на 99%. У них практически отсутствует «эффект памяти», то есть его влияние ничтожно мало. Однако, часть людей считает, что наиболее подходящая для зарядки устройства заполненность емкости – от 40 до 80 процентов.
Аккумуляторы всех устройств имеют свойство разряжаться и изнашиваться. С развитием технологий батареи стали более емкими, технически совершенными, однако вместе с тем значительно более сложными в обслуживании.
Изменения в мире аккумуляторов
Иногда возникает ситуация, когда необходимо зарядить полностью разряженный гаджет. В данном контексте все понятно: устройство ставится на зарядку и заряжается. Намного больше вопросов вызывают моменты, когда необходимо зарядить уже заряженную батарею. Раньше на девайсы устанавливались никель−кадмиевые аккумуляторы, работавшие с «эффекту памяти». То есть если не разряжать устройство до полного разряда батареи, оно запоминает это состояние «недоразрядки», и в будущем емкость аккумулятора снижается. Технологический прогресс представил новый вид аккумуляторов, которые не работают по «принципу памяти», а наоборот, требуют разрядки и зарядки не до конечных пределов ‒ это литий−ионный аккумулятор и его подвид Li−полимерный аккумулятор.
Если на устройстве остается менее 25 %, определенно, стоит зарядить такой частично заряженный аккумулятор. Когда в батарее остается мало заряда, возникает риск срабатывания защитных механизмов, которые установлены почти во всех современных батареях, приводящих к блокировке зарядной функции. При низком заряде в батарее возникает очень малое напряжение (менее 2.5 V), вследствие чего специальный контроллер может заблокировать батарею из соображений безопасности как на короткий срок, так и на длительное время.
Существует гипотеза:»Смартфон вредно разряжать в 0″ При малом напряжении также повышается риск повышения температуры аккумулятора: когда устройство подключается к сети, происходит резкий приток энергии, в результате батарея может вздуться или же вовсе сгореть. Именно поэтому не стоит разряжать аккумулятор в ноль, чтобы продлить срок ее службы. Некоторые специалисты советуют не доводить до критических значений емкости и ставить заряжаться девайс, когда не нем еще есть заряд. На самом деле современные гаджеты имеют высокое напряжение отсечки. Они отключаются гораздо раньше, чем физически в 0 разрядится аккумулятор. Такое решение немного уменьшает полезную емкость, но продлевает срок службы аккумулятора и не позволяет ему уйти в блок. использовать смартфон при низком заряде можно.
Оптимальный диапазон для заряда аккумулятора
Литиевые батареи позволяют пользователям заряжать устройства на любой отметке разрядки, как на 1%, так и на 99%. Этот тип аккумулятора лишен недостатка своих предшественников, когда требовалось полностью разряжать и заряжать батарею.
Все же часть специалистов считает, что наиболее подходящая для зарядки устройства заполненность емкости – от 40 до 80 процентов. То есть рекомендуется подключать телефон к сети, именно когда он находится в данном диапазоне. При таком соотношении минимизируется износ батареи. Стоит учитывать, что превышать данную «вилку» без необходимости не рекомендуется. При постоянном заряде в 80−100 процентов в батарее активизируются аналогичные разрядке процессы перенапряжения. При этом слишком стремится придерживаться данного правила не стоит. На ресурс аккумулятора влияет много причин и зарядка за пределами 20-80% не самая главная. Можно даже держать телефон всегда подключенным к сети, если это Вам удобно.
Существовали эксперементы, которые в очередной раз доказывали, что крайние значения заряженности и разряженности батареи губительны для нее, а также могут представлять опасность для человека, так как перенапряженный аккумулятор может взорваться и нанести вред пользователю. Но в смартфонах высокое напряжение отсечки. Они отключаются гораздо раньше, чем будет достигнуто крайние значение разряженности батареи.
Существует гипотеза: Не стоит оставлять телефон или компьютер на ночь с подключенной к сети батареей. Лучше подзарядить устройство в течение 1−2 часов до следующей необходимости. Такие рекомендации даются некоторыми специалистами, потому что при восполнении емкости до 100% заканчивается, по их мнению, цикл зарядки, и если вдруг процент понижается из-за приходящих уведомлений или процессов обновления, то активизируется новый цикл. Так может происходить несколько раз за ночь. В итоге снижается долговечность батареи. На самом деле частичные циклы и полный цикл вещи совершенно разные. Поэтому можно смело держать телефон все время на зарядке. Графики ниже подтверждают это.
Итак, на вопрос о том, стоит ли заряжать частично заряженный гаджет или девайс, можно смело ответить утвердительно.
Литий-ионные аккумуляторные батарейки
Один из наиболее современных и часто используемых типов. Из отличительных характеристик – возможность заряжать их когда угодно, без надобности садить аккумулятор полностью. И всё-таки при хранении заряд стоит поддерживать. Поскольку литий-ионный тип склонен к саморазрядке. Он чувствителен к холоду, особенно к минусовым температурам.
Нередко этот тип применяется в фотоаппаратах, а также во всех мобильных устройствах. Несмотря на свой не очень большой размер, литий-ионные аккумуляторы способны предоставить достаточное количество энергии. Благодаря им, устройство, для которого используется такой тип подзарядки, сможет работать несколько дней в автономном режиме. При постоянном использовании срок эксплуатации этих аккумуляторов доходит до нескольких лет.
Заключение
Для безопасной эксплуатации литий-ионных батарей необходимо внимательно изучать технические требования и рекомендации производителя, чтобы обеспечить удобство пользования и продлить срок эксплуатации устройства. Это действительно важно, ведь трудно представить современную жизнь без смартфонов, ноутбуков и прочих гаджетов. Аккумуляторы обеспечивают работоспособность огромному числу техники, что, в свою очередь, влияет на работу производств, предприятий, бытовую жизнь и не только.
