0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

В настоящее время эффект памяти также обнаружен и в литий-ионных батареях

Эффект памяти аккумулятора

Некоторые аккумуляторы обладают эффектом памяти. Это явление в значительной степени снижает эффективность работы источника питания. О том, что представляет собой этот процесс, как не допустить «запоминания» и что делать, если батарея уже работает в ограниченном режиме, будет подробно рассказано далее.

Что такое эффект памяти аккумулятора

Эффект памяти аккумулятора – это значительная потеря ёмкости батареи, в результате подзарядки не разрядившегося до конца элемента питания. Изделие как бы запоминает предыдущее значение ёмкости, при котором его установили на подзарядку и при последующей работе отдаёт электрический ток только до этого уровня.

Объяснить этот процесс можно не появлением когнитивных способностей у неодушевлённого предмета, а в результате увеличения кристаллов активного вещества.

Такая «патология» наиболее сильно проявляется в том случае, если некоторые виды перезаряжаемых АКБ устанавливаются на подзарядку до момента полной отдачи имеющегося запаса электрического тока. Если аккумулятор постоянно эксплуатируется в таком режиме, то изделие не только потеряет значительный запас ёмкости, но и может полностью выйти из строя.

Чтобы защитить себя от необходимости замены аккумуляторов необходимо вовремя заметить изменения в работе таких изделий. В общем, «симптомы» у различных моделей проявляется практически одинаково, поэтому не составит труда вовремя определить работу источника питания в нестандартном режиме.

Несмотря на ограниченное количество циклов работы таких устройств даже сильно поврежденные батареи, во многих случаях, можно восстановить с помощью специальной тренировки АКБ.

Как проявляется эффект памяти в аккумуляторах

Для того чтобы исключить вероятность образование памяти аккумулятора рекомендуется вначале правильно определить тип АКБ. Зная химический состав электролита и электродов несложно определить подверженность таких элементов эффекту разрастания кристаллов.

Ni-Mh. Практически все элементы питания, в состав которых входит никель, подвержены эффекту памяти. Батареи Ni-Mh не являются исключением из этого правила.

Достаточно один раз не разрядить полностью батарею, чтобы при следующем использовании ёмкость элемента значительно снизилось. Если гаджетом или инструментом пользуются часто, то проявляться такой эффект может в заметном снижении времени работы устройства.

Ni-Cd. Никель-кадмиевые изделия являются наиболее подверженными эффекту памяти элементами питания. Снижение ёмкости также проявляется в виде уменьшения времени работы. Такая особенность может проявляться даже при коротком периоде эксплуатации элементов, особенно у дешёвых моделей.

Li-Ion. Литий-ионные аккумуляторы являются современными химическими источниками электроэнергии, поэтому практически лишены эффекта памяти. Незначительные отклонения в ёмкости, как правило, связаны только с длительной эксплуатацией таких изделий или с очень интенсивным использованием

Li-Pol. Литий-полимерные изделия также лишены эффекта памяти. Такие изделия идеально подходят для устройств, которые используются время от времени и подзаряжаются задолго до полного израсходования энергии.

LiFePO4. Литий-железофосфатные элементы подвержены эффекту памяти. Несмотря на то, что снижение ёмкости в результате установки изделия на подзарядку до полного разряда не так значительно как в Ni-Mh и Ni-Cd батареях, достаточно один раз нарушить принцип полного израсходования энергии, чтобы запустит патологический процесс на катоде батарей этого типа.

Как не допустить эффекта памяти

Эффекта памяти в аккумуляторах наиболее подверженных подобной патологии очень просто не допустить. Для этого достаточно всегда разряжать батарею на 100%, прежде чем установить источник электроэнергии на подзарядку.

Если по тем или иным причинам осуществлять полный расход электроэнергии каждый раз не представляется возможным, то для профилактики рекомендуется полностью израсходовать запас время от времени, а затем полностью зарядить изделие током, рекомендуемым заводом-изготовителем АКБ.

Чтобы снизить вероятность образования эффекта памяти в никель-кадмиевых и никель-металлогидридных аккумуляторах рекомендуется перед эксплуатацией новых изделий «раскачать» их до необходимых значений ёмкости. Для этой цели достаточно полностью зарядить изделие током, которые не превышает значений, установленным заводом-изготовителем.

Затем разрядить устройство через не слишком мощный потребитель электроэнергии. Такая тренировка позволит полностью раскрыть потенциал устройства с самого начала эксплуатации и убрать начальные образования кристаллов на внутренних контактах батареи.

Умное зарядное устройство IMAX B6

Какие устройства наиболее подвержены проблеме

Эффект памяти проявляется особенно сильно в портативных устройствах, которые могут использоваться продолжительное время. Например, шуруповёрты, применяемые на неэлектрифицированных объектах заряжают до полного объёма, даже если запас электроэнергии не израсходован.

Это связано, прежде всего, с тем, что в процессе выполнения работ не будет возможности установить прибор на подзарядку. Аналогичная проблема наблюдается, если беспроводное устройство применяется периодически.

Рабочие, при наличии перерывов в использовании прибора, подключают его к сети через адаптер, что приводит к очень быстрому снижению эффективности работы источников питания.

Можно ли раскачать АКБ при снижении ёмкости

При снижении ёмкости Ni-Mh — Ni-Cd возможно в значительной степени восстановление этого параметра. Процедура по устранению эффекта памяти осуществляется в такой последовательности:

  • Разрядить элемент питания через не слишком мощный потребитель электроэнергии, до наличия на контактах изделия напряжения 0,8 – 1,0 Вольт. Измерить этот показатель можно с помощью мультиметра.
  • Установить аккумулятор в зарядное устройств и зарядить его на 100 процентов.
  • Повторить процесс заряд-разряда несколько раз.

Если эффект памяти – это последствия «недоразряда», который наблюдался в течение длительного времени, то возможно процесс зарядки потребуется осуществлять с применением более мощных ЗУ.

Если в процессе эксплуатации аккумуляторов эффект памяти явно не проявляется либо изделия хранятся длительное время без подзарядки, то тренировку, описанную выше, рекомендуется проводить в профилактических целях. Особенно хорошо проявляет себя такой подход при эксплуатации Ni-Mh и Ni-Cd батарей.

Остались вопросы или есть что добавить? Тогда напишите нам об этом в комментариях, это позволит сделает материал более полным и точным.

Аккумуляторы для мобильных устройств. Эффект памяти

Казалось бы, что может быть проще? Разрядился аккумулятор — подключай за-рядное устройство и заряжай до готовности. Однако в один прекрасный момент начинаешь замечать, что время работы полностью заряженного аккумулятора становится меньше, чем было ранее. В чем дело? Кто виноват и как объяснить данное явление?

Рассмотрим эту проблему и ее решение на примере аккумуляторов для сотового телефона. Впрочем, все нижеизложенное будет справедливо и для аккумуляторов радиостанций, радиотелефонов и радиоудлинителей, портативных компьютеров, цифровых фотоаппаратов и видеокамер, ручных инструментов.

Начнём с никель-кадмиевых (NiCd) и никель-металлгидридных (NiMH) аккумуляторов.

Всем известно, что по окончании заряда аккумулятора в обычном зарядном устройстве, загорается зеленый свет индикатора, указывающий на то, что аккумулятор полностью заряжен и готов к работе. Если аккумулятор заряжается в телефоне, то последний сообщит вам об этом присущим ему способом… В результате вы полагаете, что ваш аккумулятор заряжен, обладает полной емкостью и ему можно доверять на все 100%.

Но не верь глазам своим! «Зеленый свет» обычного зарядного устройства никоим образом не гарантирует достаточную (номинальную) емкость [1] и исправность аккумулятора. Все дело в том, что обычное зарядное устройство заряжает (наполняет) аккумулятор электрической энергией лишь до тех пор, пока есть «свободное место», в то время как количество закачанной в аккумулятор энергии никак не оценивается! Напрашивается простая аналогия со стаканом, которую мы подробно рассмотрели при обсуждении электрической емкости аккумулятора в статье [1]. Если в пустой стакан можно налить 200 мл воды, то в тот же стакан, но частично заполненный, например, песком или мелкими камешками — гораздо меньше. Продолжая эту аналогию, отметим, что каждый цикл заряда-разряда вносит в наш стакан-аккумулятор «посторонние примеси», уменьшая тем самым объем для хранения полезной энергии.

Естественно, возникает вопрос: почему аккумулятор в процессе эксплуатации постепенно становится неспособным принять во время заряда то количество энергии, на хранение которого он рассчитан?

Для примера на рис. 1 схематично изображены 5 различных состояний одного и того же NiCd аккумулятора.

Рис. 1. Емкость аккумулятора в зависимости от состояния его рабочего вещества.

Левый крайний аккумулятор обладает стопроцентной емкостью. Его рабочее вещество имеет однородную структуру из мельчайших частиц и максимальную площадь активной поверхности. Крайний правый — наихудший и имеет только 20% от номинальной емкости. Частицы его рабочего вещества укрупнились, и площадь активной поверхности значительно уменьшилась. Причина этого явления заключается в том, что в процессе эксплуатации с каждым новым циклом заряда-разряда рабочее вещество внутри NiCd и NiMH аккумуляторов постепенно изменяет свою структуру в сторону уменьшения площади активной поверхности, что приводит к уменьшению реальной емкости. Этот эффект, называемый также эффектом памяти, развивается вследствие заряда не полностью разряженных аккумуляторов на основе никеля и сильнее всего проявляется в никель-кадмиевых аккумуляторах. Никель-металлгидридные аккумуляторы подвержены эффекту памяти в меньшей степени. Рассмотрим изображенную а рис. 2 анодную пластину нового NiCd аккумулятора: кристаллические образования имеют малые размеры (около 1 мкм), и площадь их соприкосновения с электролитом максимальна.

Рис 2. Структура анодной пластины нового NiCd аккумулятора

В процессе эксплуатации потребители, как правило, не дожидаются полной разрядки аккумулятора перед очередным зарядом. Впрочем, это вполне естественно, особенно, когда отсутствует запасной аккумулятор. Однако в результате такой практики через 3-6 месяцев (в зависимости от частоты заряда, глубины разряда, условий эксплуатации, качества аккумулятора и фирмы-изготовителя) реальная емкость аккумулятора заметно уменьшается. Сокращается также и время заряда. Кроме того, возможно небольшое увеличение внутреннего сопротивления [1] аккумулятора. Словом, начинает проявляться эффект памяти. Состояние такого аккумулятора с укрупненными кристаллическими образованиями показано на рис.3.

Читать еще:  Как зайти в меню Recovery? Варианты как попасть Recovery

Рис 3. Структура анодной пластины NiCd аккумулятора, не подвергавшегося периодической тренировке

Если и далее не принимать особых мер, то при дальнейшей эксплуатации увеличивающиеся кристаллические образования могут привести к разрушению сепаратора (своего рода перегородки, разделяющей анод и катод) и увеличению тока саморазряда [1]. В этом случае аккумулятор становится подобен худому ведру: воду носить можно, но недалеко.

Что же делать? Вспомнить старое доброе правило: легче эффект памяти предотвратить, чем потом устранить. А для предотвращения необходимо применять тренировку аккумуляторов, под которой понимаются периодические (3-4 раза) циклы заряда и последующего разряда до напряжения 1 вольт на элемент. Процесс этот проще всего выполнять на настольных зарядных устройствах, имеющих функцию разряда, или на специальных анализаторах типа Cadex C7000, C7200 [2,3]. Последние процесс тренировки автоматизируют и увеличивают емкость аккумулятора до максимально возможного уровня… Выполнение тренировочных циклов непосредственно в телефоне тоже возможно, но не так эффективно, поскольку телефон, как правило, успевает отключиться раньше, чем аккумулятор полностью разрядится. Да и времени для этого требуется значительно больше.

Теперь несколько слов о периодичности данного процесса. Рекомендации таковы: для никелькадмиевых аккумуляторов — один раз в месяц, для никель-металлгидридных — раз в два месяца. Если делать это чаще, то полезный эффект увеличивается незначительно, а износ аккумулятора значительно возрастает.

Всегда ли помогают тренировочные циклы заряда-разряда? Не всегда. С запущенными аккумуляторами дело обстоит сложнее, и помочь тут может только метод восстановления, основанный на глубоком (до 0,4 вольта на элемент) разряде аккумуляторов по специальному алгоритму. При таком разряде происходит дробление крупных кристаллических образований, в результате чего емкость аккумулятора восстанавливается. Структура рабочего вещества восстановленного аккумулятора показа-на на рис.4.

Рис 4. Структура анодной пластины восстановленного NiCd аккумулятора

Однако следует отметить, что некоторые из восстановленных аккумуляторов могут иметь высокий саморазряд [1] вследствие повреждения кристаллическими образованиями материала сепаратора. По большей части это присуще старым аккумуляторам.

А теперь подведем итоги.

  1. Эффект памяти свойственен только аккумуляторам на основе никеля, причем сильнее всего он проявляется в никель-кадмиевых аккумуляторах. Существуют мнение, что в никель-металлгидридных аккумуляторах этот эффект просто не успевает значительно проявиться из-за меньшего срока их службы. В то же время ряд фирм, выпускающих NiMH аккумуляторы, заявляет, что их аккумуляторы свободны от этого эффекта. Например, фирма GP Batteries International Limited в сопроводительной этикетке на некоторые типы своих аккумуляторов указывает следующие параметры: количество циклов разряда-заряда — 1000, отсутствие эффекта памяти и необходимости разряда аккумулятора перед зарядом. Словом, параметры более чем привлекательны.
  2. Часто на эффект памяти списывают повреждения аккумулятора, вызванные неправильной эксплуатацией: использованием неисправного или «неродного» зарядного устройства, длительным пребыванием в зарядном устройстве, переохлаждением или перегревом аккумулятора, да и просто браком по вине изготовителя или поставщика.
  3. Для предупреждения эффекта памяти при отсутствии специальных зарядных устройств можно порекомендовать заряд после как можно более полного разряда аккумулятора в телефоне.

И в заключение несколько слов о литий-ионных (Li-ion) аккумуляторах.

С ними дело обстоит с точностью до наоборот. Они не подвержены эффекту памяти. Более того, Li-ion аккумуляторы предпочитают заряженное состояние незаряженному. Их можно ставить на заряд в любой момент и держать в зарядном устройстве сколько угодно. Зарядные устройства для Li-ion аккумуляторов после окончания заряда автоматически отключаются, поскольку Li-ion аккумуляторы нельзя перезаряжать. Важно только, чтобы это устройство было предназначено для заряда Li-ion аккумуляторов именно этого производителя. В противном случае аккумулятор может быть либо недозаряжен, либо испорчен. Другая важная особенность Li-ion аккумуляторов — это необходимость их хранения только в заряженном состоянии.

При написании статьи использовались материалы, любезно предоставленные г-ном Isidor Buchmann, основателем и главой канадской компании Cadex Electronics Inc. [3], а также компанией Landata, г. Москва [4].

Более подробная информация на русском языке об аккумуляторах для мобильной техники связи, компьютеров и других портативных приборов, а также советы по эксплуатации и обслуживанию приведены в [5].

В настоящее время эффект памяти также обнаружен и в литий-ионных батареях

А некоторые — заряд до 4.35. Я такими пользуюсь.

Ну не совсем кирдык. На днях друг притащил 18650, мол проверь, измеряю — на аккуме 0.9 вольт, думаю — кирдык. У меня зарядка умная, сначала заряжает малым током до 3В, потом выходит на режим. Зарядила, правда сутки мусолила. Визуально — ёмкость упала раза в два. Подозреваю, что так и будет дальше деградировать, но пока работает (е-сиги, там токи большие).

_________________
О сколько нам открытий чудных готовят просвещенья дух.

«Когда у общества нет цветовой дифференциации штанов, то нет цели!»

Лучшее враг хорошего .

Ни в коем случае НЕЛЬЗЯ дырявить корпус или другим путём разгерметизировать литиевый аккумулятор. Его начинка сразу начинает вступать в реакцию с кислородом воздуха и влагой в нём!
Аккумулятор выходит из строя за считанные дни!
Кроме всего прочего, газы, начавшие выделяться через эту дырку – ЯДО для человека!

У меня было два вздутых аккумулятора от мобильников. Работали по 2 дня в среднем, но. заднюю крышку не давали закрыть из-за раздутости.
По незнанке решил у обоих проколоть иголкой разрывные мембраны. Газ стравился с шипением. Завоняло дохлой кошкой. Вздутость пропала. Казалось бы – проблема решена!
Через пару дней эти аккумуляторы заряжались за 20 минут, и работали в телефоне пол-дня.

Исследователи из швейцарского Института Пола Шеррера вместе с коллегами из Toyota Research в Японии обнаружили, что широко используемый тип литий-ионных аккумуляторов всё-таки подвержен негативному «эффекту памяти».

Как показало исследование, частые циклы неполной зарядки и последующего разряда приводят к возникновению отдельных «микроэффектов памяти», которые затем суммируются. Это происходит потому, что основой работы батареи являются процессы высвобождения и обратного захвата ионов лития, динамика которых становится далека от оптимальной в случае неполной зарядки.

Во время процесса заряда ионы лития один за другим покидают частицы литий-феррофосфата, размер которых составляет десятки микрометров. Катодный материал начинает разделяться на частицы с разным содержанием лития.

Заряд батареи происходит на фоне возрастания электрохимического потенциала. В определённый момент он достигает предельного значения. Это приводит к ускорению высвобождения оставшихся ионов лития из катодного материала, но они уже не меняют суммарное напряжение батареи.

Если она не будет полностью заряжена, то на катоде останется некоторое число частиц, близких к пограничному состоянию. Они практически достигли барьера высвобождения ионов лития, но не успели его преодолеть.

При разряде свободные ионы лития стремятся вернуться на место и рекомбинировать с ионами феррофосфата. Однако на поверхности катода их также встречают частицы в пограничном состоянии, уже содержащие литий. Обратный захват затрудняется, и нарушается микроструктура электрода.

Эффект памяти аккумулятора

Друзья меня пугают каким-то «эффектом памяти» аккумулятора.
Говорят, что из-за него аккумулятор долго не проживет.
Что это такое?

Под «эффектом памяти» понимается обратимая потеря ёмкости, имеющая место в некоторых типах электрических аккумуляторов при нарушении рекомендованного режима зарядки, в частности, при подзарядке не полностью разрядившегося аккумулятора.

Название связано с внешним проявлением эффекта: аккумулятор как будто «помнит», что в предыдущие циклы работы его ёмкость не была использована полностью, и при разряде отдаёт ток до «запомненной границы».

Причиной появления «эффекта» памяти является укрупнение кристаллических образований активного вещества аккумулятора и, как следствие, уменьшение площади активной поверхности его рабочего вещества.
Это происходит, когда не полностью разряженный аккумулятор периодически подзаряжается до неполной зарядки.

Через какое-то время такого использования зарядить аккумулятор до определенного уровня становится очень сложно.
Это значит, что со временем аккумулятор будет способен работать все меньшее количество времени между зарядками.

В большинстве случаев причинами возникновения проблемы «эффекта памяти» являются перегрузка батареи и плохо разработанные зарядные устройства.

Оказывается не все типы аккумуляторов подвержены «эффекту памяти».
Поэтому, рекомендуется вынуть аккумулятор из устройства и почитать, что на нем написано.

1. Типы аккумуляторов, подверженные «эффекту памяти»:

NiCd — никель-кадмиевый,
NiMH — никель-металл-гидридный.

2. Типы аккумуляторов, не подверженные «эффекту памяти»:

Li-ion — литий-ионный,
Li-pol — литий-полимерный.

Итак, «эффект памяти» свойственен только аккумуляторам на основе никеля, причем сильнее всего он проявляется в никель-кадмиевых аккумуляторах.

Если у вас аккумулятор первой группы, то избежать «эффекта памяти» можно, если соблюдать режим использования аккумулятора: доводить аккумулятор до почти полной разрядки и только после этого его заряжать вновь.
Желательно также не превышать рекомендованные заводом-изготовителем режимы заряда и разряда.

Для предупреждения «эффекта памяти» при отсутствии специальных зарядных устройств можно порекомендовать заряд после как можно более полного разряда аккумулятора в устройстве.

Действие «эффекта памяти», в определённой мере, обратимо:
«тренировка» аккумулятора, то есть несколько циклов заряда до максимально возможной ёмкости и последующего полного разряда может приводить к восстановлению максимальной ёмкости до исходного или близкого к нему уровня.

Очень хорошие результаты показывает метод заряда аккумуляторов переменным асимметричным током.
Некоторые современные зарядные устройства имеют функцию «доразряда» аккумуляторов перед зарядкой.

При её активизации аккумулятор перед зарядкой подключается к нагрузке и рассеивает на ней остаток заряда.
Блок зарядки включается только после того, как будет зафиксировано резкое падение тока через нагрузку, свидетельствующее о полном разряде.

Читать еще:  Нужно ли обновлять Android? Обязательно, и вот почему

Если у вас аккумулятор второй группы, т.е. литиевый, а они в настоящее время установлены в большинстве устройств, то про «эффект памяти» можно просто забыть.

Литиевые аккумуляторы сконструированы так, что внутри него установлен контроллер, который контролирует ток заряда, следит за состоянием батареи, перенапряжения, переразрядки, коротких замыканий, переполюсовки входного напряжения и т.д.

К сожалению это, не спасает от «дурака».

Поэтому существуют следующие правила:

— нужно стараться не доводить аккумулятор до минимального заряда и, тем более, до состояния, когда устройство само выключится, а если так случилось, то нужно зарядить аккумулятор как можно скорее.

— не нужно бояться частых подзарядок, в том числе и частичных, когда полный заряд не достигается — аккумулятору это не вредит.

— перезаряд вредит литиевым аккумуляторам не меньше, а даже больше, чем глубокий разряд, хотя контроллер, конечно, ограничивает максимальный уровень заряда.

— «тренировка» нового литиевого аккумулятора практически не имеет смысла.
Для калибровки контроллера и собственного успокоения достаточно один-два раза полностью зарядить-разрядить новый аккумулятор.

— старайтесь избегать пользования устройства на сильном морозе.
Конечно, если достать устройство из тёплого внутреннего кармана куртки и сделать пару заметок или звонков, а потом положить его обратно, проблем не будет.

— практика показывает, что литиевые аккумуляторы снижают свою ёмкость при уменьшении атмосферного давления (в высокогорье, в самолете).
Вреда батареям это не приносит, но знать об этом следует.

— бывает, что после приобретения аккумулятора повышенной ёмкости (скажем, 2200 mAh вместо штатных 1100 mAh) устройство через пару дней пользования новым аккумулятором начинает странно себя вести: виснет, отключается, зарядка аккумулятора, вроде, происходит, но как-то странно, и т.п.
Не исключено, что ваше зарядное устройство, которое с успехом работает на «родном» аккумуляторе, просто не в состоянии обеспечить достаточный ток зарядки аккумулятора большой ёмкости.
Выход — приобретение зарядного устройства с большим отдаваемым током, например, 2 ампера вместо прежнего 1 ампера.

— литиевые аккумуляторы повреждаются при заряде в «чужих» зарядных устройствах, а также при хранении в глубоко разряженном состоянии.

Однако и литиевые аккумуляторы имеют свои недостатки: возможное вздутие, зависимость от температуры среды во время использования, а также т.н. «эффект старения».
«Эффект старения» выражается в том, что срок использования аккумулятора примерно 3 года, независимо от того используется он или нет.
Поэтому нет смысла экономить аккумулятор или покупать запасной.

В заключении о правильной зарядке аккумуляторов:

Для аккумуляторов на основе никеля (Ni-Cd, Ni-MH) однозначно действует правило — вначале полностью разрядить аккумулятор, потом полностью зарядить и повторить эту процедуру еще 2 раза.
Подобную процедуру, полный заряд-разряд аккумуляторов, достаточно проводить один раз в 30-60 дней.

Цикл заряда литиевого аккумулятора состоит из двух этапов— вначале аккумулятор заряжается большим током почти до полного заряда, а потом производится финальная зарядка малым током.
На первом этапе индикатор уровня заряда аккумулятора телефона показывает, что идет процесс зарядки аккумулятора.

Ход второго этапа индикатором уровня заряда аккумулятора, в подавляющем большинстве телефонов не отображается, так как считается, что он не столь важен.
Достигнув полного заряда аккумулятора, встроенный в мобильник контроллер выключит поступление тока, несмотря на подключенное зарядное устройство.

Длительность каждого из этапов зависит от емкости конкретного аккумулятора, величины тока зарядного устройства.
Средняя длительность каждого из этапов составляет 2-3 часа, а полный цикл зарядки — 4-6 часов.

Если мобильник не реагирует на подключенное зарядное устройство, а такое бывает при глубоко разряженном аккумуляторе, оставьте мобильное устройство с подключенным в электросеть зарядным устройством на несколько часов.
Скорее всего, через 2-3 часа на экране появится символы зарядки и девайс можно будет включить.

Последние исследования швейцарского Института Пола Шеррера и Toyota Research в Японии показали, что широко используемый тип литий-ионных аккумуляторов всё-таки подвержен негативному «эффекту памяти».

С тех пор как литий-ионные аккумуляторы в девяностых годах начали вытеснять никель-кадмиевые, о существовании «эффекта памяти» стали забывать.

Долгое время считалось, что в аккумуляторах нового типа он полностью отсутствует.
Однако проведённая недавно работа убедительно показала его наличие как минимум в самом распространённом виде АКБ — с катодом из литий-феррофосфата.

В настоящее время просматриваются два пути решения проблемы: внесение изменений в алгоритмы работы системы управления батареями и разработка катодов с увеличенной площадью поверхности.

Есть ли дефицит литий-ионных батарей?

Не хватает литий-ионных батарей? Спрос постоянно растет, но уже сейчас производственных мощностей частично не хватает для обеспечения электромобилей достаточным количеством аккумуляторов. К этому добавляются потенциальные «узкие места» в снабжении сырьем.

По оценкам исследовательской компании IDTechEx, в период с 2020 по 2030 год спрос на литий-ионные аккумуляторы может вырасти в десять раз. Производители автомобилей по всему миру планируют электрифицировать свой парк автомобилей; только VW хочет произвести в общей сложности 1,5 миллиона электромобилей к 2025 году. Поэтому автопроизводитель объединил свои усилия со шведским производителем аккумуляторов компанией Northvolt для производства аккумуляторных элементов на заводе в Зальцгиттере. Первоначально годовая производственная мощность должна быть 16 ГВт*ч.

Подходы к производству аккумуляторных элементов в Европе

Таким образом, VW хочет сделать себя более независимым от крупных азиатских производителей аккумуляторов. По этой причине запускается все больше и больше проектов по организации производства элементов в Европе. ЕС двигает эту цель вперед с большими европейскими батарейными консорциумами.

На данный момент, однако, большинство батарейных элементов будут поставляться из Азии. Нет недостатка в литий-ионных элементах для электрических велосипедов или электронных устройств, но вскоре все может стать по-другому для батарей электромобилей. Ведь именно здесь существует наибольший спрос. По оценкам IDTechEx, некоторые из крупнейших производителей аккумуляторов, в том числе LG Chem, Panasonic, Samsung и CATL, в 2019 году не произведут достаточного количества элементов вместе, чтобы удовлетворить спрос со стороны производителей электромобилей.

Это также может объяснить, почему некоторые производители автомобилей сообщают о нехватке аккумуляторов. В краткосрочной перспективе проблемы с литий-ионными аккумуляторами для электромобилей, скорее всего, сохранятся, но при значительных инвестициях в строительство дополнительных Гигафабрик, вопрос должен быть решен после 2021/22 года, прогнозирует IDTechEx.

Поэтому, хотя производство элементов не должно быть ответственным за «узкие места», сырье — это еще одна проблема. Здесь самое важное сырье для батарей — литий и кобальт. Хотя литий доступен в различных регионах мира, существует угроза дефицита, особенно кобальта. Большая часть из них пришла из страны гражданской войны Конго. В связи с широко распространенным использованием детского труда и нарушениями прав человека многие производители батареек больше не хотят получать кобальт из Конго. Кроме того, цены на сырье растут на мировом рынке, и нет никаких признаков ослабления ситуации.

Чтобы избежать узких мест, производители батарей ищут способы уменьшить содержание кобальта в батарейных элементах или разработать клетки вообще без кобальта. В настоящее время CATL также предлагает фосфатно-железные (LFP) батареи, не содержащие кобальта. Говорят, что Tesla очень заинтересована в этих батареях для своего китайского производства. Независимо от этого, компания Тесла сама работает с производственным партнером Panasonic над снижением содержания кобальта в собственных аккумуляторных элементах. И последнее, но не менее важное, переработка батарей также поможет предотвратить «узкие места» в поставках сырья в будущем. опубликовано econet.ru по материалам energyload.eu

Понравилась статья? Напишите свое мнение в комментариях.
Подпишитесь на наш ФБ:

Какие бывают аккумуляторы, почему они умирают, и как их реанимировать

Сейчас производители ставят на ноутбуки литий-ионные батареи, бозначаются как Li-ion. Они пришли на смену семейству никелевых аккумуляторов — никель-кадмиевых NiCd и никель-металл-гидридных NiMH. Литий-ионные батареи меньше по размеру, в них нет эффекта памяти, быстрее заряжаются, а еще им можно придавать практически любую форму. Еще бывают литий-полимерные аккумуляторы Li-Pol. Они отличаются от литий-ионных тем, что более безопасные.

Никелевые аккумуляторы сейчас можно встретить только на достаточно старых ноутбуках. И они почти наверняка уже выработали свой ресурс. Конечно, существует много других типов аккумуляторов, однако сейчас для ноутбуков ипользуют именно литиевые батареи.

Принцип действия аккумулятора

Все аккумуляторы работают по одинаковому принципу. Вначале их заряжают с помощью зарядного устройства. При этом аккумуляторы накапливают электрический заряд. Во время заряда электронный контроллер, встроенный в зарядное устройство, следит чтобы вовремя прекратить процесс заряда. Электроника определяет, что аккумулятор зарядился и завершает зарядку. Затем аккумулятор подсоединяется к устройству и отдает накопленную энергию. В ноутбуках этот процесс происходит во время подключения устройства к сети от блока питания.

Разница между аккумуляторами в том, из чего они сделаны. Используемые материалы определяют, можно или нельзя полностью разряжать аккумуляторы, нужно ли их «разгонять», можно ли хранить аккумуляторы заряженным или разряженным, можно ли заряжать не до конца разряженные аккумуляторы.

Никелевые аккумуляторы

Никель-кадмиевые батареи лучше всего работают при высокой и интенсивной нагрузке. В быту — это в шуруповертах и других подобных инструментах, мощных фонарях и так далее. Такие аккумуляторы используются и в промышленности. В транспорте, авиации, добывающей отрасли. NiCd аккумуляторы надо нагружать, тогда они показывают весь свой потенциал. Тем более, что они выдерживают до 1000 циклов «заряд-разряд».

Но если их использовать там, где нагрузка маленькая, то они быстрее портятся. Нежелательно ставить такие аккумуляторы в часы, пульты управления, различную мелкую электронику, где нет высокой нагрузки. Собственно и для ноутбуков они не очень подходят.

Из недостатков — никель-кадмиевые аккумуляторы обладают высоким током саморазряда. За первый день за счет внутренних химических процессов батарея теряет 10% емкости. Потом этот процесс замедляется и батарея теряет 10% емкости за месяц. Хранить такие аккумуляторы нужно разряженными.

Читать еще:  Как обновить Вайбер на телефоне или компьютере до последней версии

Никель-металл-гидридный аккумулятор пришел на смену NiCd аккумулятору, но по своим техническим характеристикам он оказался даже хуже предшественника. Преимущества — меньший размер при схожей емкости, в составе нет вредного кадмия, не столь выраженный эффект памяти. Дальше следуют недостатки: в два раза больший саморазряд, нежелателен глубокий разряд менее 20% от емкости, всего до 500 рабочих циклов и очень долгий заряд. Позднее появились NiMH аккумуляторы с низким саморазрядом, однако для ноутбуков такой тип аккумуляторов встречается крайне редко. Хранить NiMH аккумуляторы нужно заряженными и периодически подзаряжать, не допуская разряда меньше 20%.

Как убиваются никелевые аккумуляторы

При правильной эксплуатации с аккумуляторами ничего плохого не происходит. Кроме деградации компонентов батареи. Но на это никак повлиять нельзя, таков естественный процесс. Все плохое происходит при неправильной работе. Наиболее опасны следующие неправильные режимы:

  • Неполный разряд и последующий заряд батареи. Например в батарее осталось еще 20% емкости. И ее поставили на зарядку. Это приведёт к появлению эффекта памяти. В следующий раз она покажет, что разряжена примерно на это уровне в 20%. Конечно, там процессы не такие линейные, но выглядит все примерно так. В NiCd батареях этот эффект выражен наиболее сильно, в NiMH меньше, но тоже есть.
  • Постоянный дозаряд NiCd батарей малыми токами. Это происходит, когда батарея надолго остается в зарядном устройстве. Постоянный дозаряд приводит к формированию ложного эффекта памяти и снижению напряжения.
  • Перезаряд, когда используется неродное зарядное устройство. В итоге батарея может перегреться, а это приводит к тому, что химические компоненты начинают деградировать с ускоренной силой. В итоге напряжение также падает.
  • Глубокий разряд убивает NiMH батареи. Для NiCd глубокий разряд не приносит вреда.
  • Экстремально высокие и низкие температуры, низкие токи разряда также влияют на качество жизни батареи. Но не так кардинально, как вышеперечисленные условия.

Как реанимировать никелевый аккумулятор

Есть несколько приемов, которые могут вернуть его к жизни. Впрочем, полноценного воскрешения не получится, тем более в домашних условиях.

* Полный глубокий разряд и полный заряд батареи, два-три цикла. Самый простой и доступный способ реанимации. Это позволит максимально обратить все дегенеративные процессы, вызванные эффектом памяти. Проблема в том, что контроллер, встроенный в корпус батареи, не даст разрядить ее полностью при управлении через Windows. Поэтому для разрядки NiCd или NiMH батареи для ноутбука, необходимо выйти в BIOS ноутбука и оставить его в таком состоянии. Не быстро, но батарея разрядится в ноль. После этого ее необходимо полностью зарядить. И вновь повторить процесс полного разряда и заряда два раза. Это разрушит окислы, химические элементы, из-за которых и возникает эффект памяти. Иногда такой процесс называется «разгоном» аккумулятора, когда его несколько раз разряжают и заряжают.

  • Заморозка или сильное охлаждение. Для этого аккумулятор необходимо положить в пластиковый пакет, чтобы на контакты не попала влага из морозильника, можно в пакет типа Zip-Lock, c застежкой. И оставить на четыре-пять часов в морозилке. Затем вынуть аккумулятор и аккуратно, но сильно простучать батареи, чтобы внутри разрушились кристаллические связи, снижающие напряжение.

Однако некоторые специалисты настроены скептически насчет эффективности такой процедуры. Дело в том, что она небезопасна и может привести к разгерметизации корпуса. Также сложно дать точную и достаточную рекомендацию — куда и как надо стучать, чтобы эти связи гарантированно разрушились. Ведь кроме собственно батарей, в сборке находится и контроллер. Если его повредить, то никакая реанимация уже не поможет.

  • Замена банок аккумулятора, без замены контроллера и корпуса всей батареи — самый действенный и самый сложный способ. Для этого необходимо аккуратно вскрыть корпус аккумулятора, отсоединить пришедшие в негодность батареи, заменить их новыми и правильно подсоединить их к контроллеру.

Менять надо сразу все банки батарей, причем на новые, одного производителя и из одной партии. Разные даты производства меняют характеристики батарей. Новые батареи должны по своим характеристикам соответствовать старым. При замене нельзя просто снять батареи с контроллера — он заблокируется. Надо вначале подсоединить новые батареи, а затем отключать старые. Такая последовательность не даст контроллеру понять, что произошли какие-то изменения. В противном случае при неправильной замене батарей, контроллер может заблокировать всю сборку и она не будет работать. В сумме эта процедура сложна для домашнего применения. Имеет смысл отдать батарею на перепаковку профессионалам. Дело даже не в том, что они знают, как перепаковать батарею правильно. У них есть специальное оборудование, которое позволяет это сделать быстро и без проблем. А покупать все эти принадлежности для того, чтобы один-два раза пересобрать аккумулятор — это неразумная трата денег. Выйдет дороже, чем если купить новую батарею. Поэтому если не планируется открывать собственную мастерскую, то имеет смысл отдать такой аккумулятор на перепаковку, а лучше — поменять на литиевый.

Литиевые аккумуляторы

Обозначаются как литий-ионные Li-ion и литий-полимерные Li-pol аккумуляторы. Полимерные — более безопасные, но в целом обладают практически такими же характеристиками.

Это современные аккумуляторы, используемые в ноутбуках, телефонах, планшетах, а с недавнего времени в ручном строительном инструменте и даже — в автомобилях Tesla. Они гораздо легче предшественников, могут принимать различную форму, обладают высокой энергоемкостью. Но есть и недостатки — они взрывоопасны, обладают небольшим ресурсом, требовательны к условиям работы и обладают маленьким временем жизни, всего 500-1000 рабочих циклов. Впрочем, производители не считают это недостатком.

Для максимального сохранения рабочих качеств литиевые батареи надо хранить заряженными на 40% при температуре около нуля градусов. В этом случае внутреннее старение и саморазряд будут минимальными. Впрочем, при хранении при температуре +25 градусов, разряд будет немногим больше.

Основная проблема этих батарей — взрывоопасность. Поэтому практически все аккумуляторы для ноутбуков оснащены специальным контроллером, по сути — микрокомпьютером. Этот контроллер выполняет ряд полезных задач, среди которых стоит отметить следующие:

  • ведет подсчет циклов заряд-разряд;
  • блокирует работу всего блока батарей при несанкционированной замене хотя бы одной;
  • контролирует заряд и разряд аккумулятора.

Как убиваются литиевые аккумуляторы

Следует понимать, что в ноутбуке аккумулятор работает в связке с контроллером, поэтому часто причина отказа батареи — поведение контроллера. При достижении определенного числа зарядов-разрядов, контроллер начинает отключать батарею. Так заложено в программе. Производитель статистически определяет ресурс всех батарей и устанавливает, например 500 циклов. После этого батарея должна быть заменена.

Также контроллер не дает заряжать батарею, если она разряжена ниже минимального значения. Такая батарея считается убитой, хотя формально ее можно «подтолкнуть», физически она еще может работать.

Но самая большая опасность — перегрев. При перегреве специальная пластина отсоединяет контакты от батареи и в домашних условиях вернуть их на место нельзя. Сделано это для борьбы с возгораниями. Обычно перегрев происходит при заряде батареи. Однако разрушительно действует на аккумулятор и простое нагревание выше 45 градусов — не оставляйте свой ноутбук или телефон под прямым лучами солнца.

Как реанимировать литиевый аккумулятор

Здесь все сводится к борьбе с контроллером. Дело в том, что многие производители придерживаются идеологии планируемого устаревания. Это недоказанная, но вполне рабочая теория, согласно которой пользователи должны постоянно покупать новые товары. Производитель устанавливает счетчик заряда-разряда аккумулятора примерно на 500 циклов, а это около двух лет использования. После этого срока практически все аккумуляторы резко начинают ухудшать свои характеристики. Конечно, нельзя утверждать, что это делается специально. Литиевые аккумуляторы деградируют и без нагрузки, просто при хранении.

Тем не менее, если такой аккумулятор резко начал разряжаться, плохо заряжается или вообще перестал, имеет смысл обратиться к специалистам, которые смогут обнулить или откалибровать контроллер и «стартануть» батарею. Делается это с помощью специальной программы и оборудования. Стоят эти вещи достаточно дорогого, чтобы покупать их домой.

Также возможно пересобрать аккумулятор и заменить батареи. Технология такая же как и с никелевыми батареями. Однако литиевые батареи нельзя паять из-за возможного перегрева. Их соединяют аппаратом для контактной сварки. Он не нагревает поверхность как паяльник и безопасен для лития. Поэтому для нормальной и безопасной замены элементов питания в литиевом аккумуляторе надо обращаться к специалистам. При самостоятельной замене батарей контроллер скорее всего заблокирует работу всего аккумулятора.

И еще один способ работы с Li аккумуляторами. Он не относится напрямую к реанимации, убитую батарею таким образом не восстановить. С недавних пор в состав батарей добавляют специальный ингибитор, снижающий саморазряд и деградацию батареи. Чтобы убрать действие этой присадки, надо два-три раза полностью разрядить и зарядить аккумулятор. Делается это только один раз в начале эксплуатации батареи. Литиевая батарея практически не подвержена эффекту памяти, поэтому в середине ее жизни такая операция бессмысленна.

28 Августа 2018

Интересно почитать

Настраиваем удаленное подключение к видеорегистратору без использования P2P

Видеорегистратор подключен к мобильному интернету (3G, 4G, LTE), где используется динамический ip адрес, как многие называют серый адрес. И не хочется использовать P2P или он не работает. Для настройки используем два роутера микротик и 3G/4G/LTE USB модем.

CCTV, AHD, TVi, CVi — в чём отличие?

В настоящее время на рынке систем видеонаблюдения в большей степени преобладают IP системы. Но и аналоговые системы пока не собираются сдавать свои позиции.

Video out(bnc) устарел?

В новых моделях видеорегистраторов уже довольно часто не устанавливают разъём bnc(мама) для вывода видео на монитор, т.к. устаревает данная технология. И всё больше и больше используется порт HDMI для вывода картинки на монитор или телевизор.

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:

Adblock
detector