Правила эксплуатации и зарядки литий-полимерных аккумуляторов

Хранение

А вот тут я расскажу как дело обстоит на самом деле, на своем собственном опыте. Производители утверждают, что оптимальной «вилкой» температур для хранения LiPo аккумуляторных батарей является диапазон 5-27 С. И чем температура ниже в этом диапазоне, тем лучше.

Если переводить все на напряжение, то для длительного хранения в каждой ячейке (банке) должно быть 3,8-3,85В. Отличной идеей после дня полетов и перед, к примеру, недельным хранением, зарядить аккумуляторы до «напряжение хранения» (у всех современных зарядников есть такая функция). Однако, если вы вернулись «с полей» с уже полностью заряженными батареями, я бы рекомендовал их на разряжать, а поставить в таком состоянии на хранение при рекомендованной температуре, но только если вы собираетесь полетать снова на следующих выходных. Если таких планов нет, то их нужно разрядить до 40-60% (как я писал несколькими параграфами выше).

И дело тут в том, чтобы точно следовать вашим циклам заряда/разряда. Если вы летаете на квадрокоптере каждые выходные, то полностью заряженные батареи можно хранить всю неделю при температуре ближе к 5 С. Главное тут именно температура. По многолетнему опыту могу точно сказать, что аккумуляторы, заряженные на 100% и хранящиеся долгое время при завышенных (больше 27 С) температурах постепенно деградировали и теряли свою емкость.

Но лучше все таки после каждых полетов разряжать все аккумуляторы, возвращаться домой и ставить на зарядку для хранения. Хранить всегда в относительном холоде. В идеале будет еще купить специальный несгораемый контейнер или что то типа металлического ящика от боеприпасов. Вот вам несколько вариантов емкостей для хранения.

Длительное хранение литий-ионных аккумуляторов

Электроинструмент на литий-ионных аккумуляторах уже относительно давно и плотно вошел в нашу жизнь. Постепенно и электротранспорт становится обычным средством передвижения. В том числе и для фотографов. По городам удобно перемещаться на электросамокате, за городом на электровелосипеде. Спорт фотографов не интересует, нам нужно комфортное и не быстрое перемещение, когда можно спокойно смотреть по сторонам в поисках сюжетов.

А поскольку значительный процент цены всех этих чудесных и полезных транспортных средств составляют литий-ионные аккумуляторы, нужно заботиться о том, что бы они прослужили как можно дольше.

Долговременное хранение без ухудшения характеристик литий-ионных аккумуляторов — не простая процедура. Проблема с этими элементами заключается в том, что, в отличие от свинцово-кислотных аккумуляторов, они не любят храниться более нескольких месяцев полностью заряженными. Хранить их нужно при 40-50% заряда. Хранение литий-ионных элементов со 100% -ным зарядом продолжительное время ускоряет процесс их деградации. Также немаловажным моментом является то, что наполовину разряженные батареи не взрываются (см. видео).

Хранить батареи желательно при температурах около нуля градусов. Относительная влажность не особо важна, рекомендуется около 50%. Саморазряд — это не большая проблема, если литий-ионная батарея не остается без присмотра так долго, что разряжается полностью. В этом случае ее можно просто выбросить.
Каждые 6 месяцев или около того вы должны проверять свои аккумуляторы и заряжать их до 40-50%. При зарядке до этого уровня проще всего использовать таймер. Если у вас есть батарея 10 Ач, и ее нужно зарядить примерно на 20% при помощи зарядного устройства на 2 ампера, это означает, что вы должны заряжать ее в течение часа (зарядное устройство 2 Ач / 2 ампера = 1 час).

Примерные потери емкости в зависимости от уровня заряда и температурного режима при хранении АКБ приведены ниже:

0 °С — потеря емкости при хранении АКБ с 40% уровнем заряда — 2% / год
25 °С — потеря емкости при хранении АКБ с 40% уровнем заряда — 4% / год
40 °С — потеря емкости при хранении АКБ с 40% уровнем заряда — 15% / год
60 °С — потеря емкости при хранении АКБ с 40% уровнем заряда — 25% / год

0 °С — потеря емкости при хранении АКБ с полным зарядом — 6% / год
25 °С — потеря емкости при хранении АКБ  с полным зарядом — 25% / год
40 °С — потеря емкости при хранении АКБ  с полным зарядом — 35% / год
60 °С — потеря емкости при хранении АКБ  с полным зарядом — 40% / год

Хотя некоторые люди хранят свои литий-ионные батареи в холодильнике, это не рекомендуется, потому что влажность внутри вашего холодильника может быть довольно высокой, что может вызвать проблемы с коррозией на соединениях и BMS. Лучшее место для их хранения – прохладное, сухое и недоступное для грызущих животных. Крыса может запросто прогрызть оболочку и закончится это точно также, как при повреждении батареи от удара.

Никогда не храните литий-ионные аккумуляторы в вашем автомобиле, где в летние дни температура может сильно повышаться.

Популярные мифы о зарядке батареи

Мы уже говорили о том, что в сети циркулирует немало советов, как правильно заряжать батарею на новом телефоне, многие из которых относятся к категории мифов. Причём некоторые неверны изначально, а другие утратили актуальность по причине эволюции телефонных аккумуляторов. Итак, приступаем.

Нужно разрядить новый телефон до 0%

Миф, который возник непонятно почему. Любой аккумулятор не любит полной разрядки, если эксплуатировать смартфон в таком режиме, то уже через год вам придётся использовать ЗУ чаще чем раз в сутки. Существует правило, что не новую батарею нужно заряжать до 95% и не допускать разрядки более чем на 30% от номинальной ёмкости. Единственное исключение – процедура калибровки. Её выполняют на чаще чем через 6-12 месяцев. Цель такой полной разрядки – синхронизация системной информации о батарее, хранящейся в телефоне, с фактическими показателями заряда.

Рекомендуется снимать чехол с телефона, пока он заряжается

Батарею заряжать до 100% нужно однократно, без перерывов

Тоже неверное утверждение. Согласно многочисленным исследованиям, зарядка аккумулятора несколько раз на протяжении суток с удержанием уровня заряда в пределах 45-90 минимизирует процесс деградации устройства. Разумеется, здесь говорится не о первой зарядке телефона.

Во время зарядки смартфоном пользоваться недопустимо

И снова миф. Но есть и исключения, когда это правило необходимо соблюдать. Речь идёт о бюджетных аппаратах, у которых система охлаждения не соответствует стандартам. Во время зарядки аккумулятор сам по себе сильно греется, а если его в это время активно нагружать (например, играми), то возможен перегрев батареи. Особенно критичным является несоблюдение температурного режима в отношении li-ion батарей.

Первую зарядку нужно проводить ночью

Неправда, как и слухи, что правильно заряжать батарею на новом телефоне нужно на протяжении 10 часов. Правило здесь простое – старайтесь отключить зарядку при достижении уровня заряда 100%, и оно касается как литий-ионных, так и батарей с полимерной технологией.

И последний совет касается li-ion аккумуляторов, которые являются самыми массовыми на современных смартфонах: полные циклы заряда/разряда для них вредны, а частичные подзарядки полезны, продлевают срок службы устройства.

Интересно, многие наши читатели соблюдали эти рекомендации при первой зарядке нового смартфона? Мы предвидим бурную дискуссию по этой теме. Единственное, что можно сказать по этому поводу, – обычный пользователь не имеет возможности проверить справедливость любого совета, правильного и неправильного. Остаётся положиться на исследования экспертов.

Основные характеристики

Как мы уже выяснили, характеристики литий-полимерных элементов во многом схожи с литий-ионными. Они работают по одному принципу, имеют примерно одинаковый срок службы и количество циклов заряд/разряд. Одинаково боятся перезарядки и глубокого разряда и не имеют эффекта памяти. Но различия у Li-pol все же есть. Вот основные из них:

• более высокая энергоемкость при тех же габаритах;
• маленькая вероятность возгорания;
• полное отсутствие взрывоопасности;
• малая толщина и практически любой форм-фактор;
• диапазон рабочих температур несколько ниже (-20 … +40 против -20 … +60 градусов Цельсия);
• меньший перепад напряжения при разряде (4.2-3.0 В против 4.2-2.5 В у Li-ion);
• более высокая стоимость.

Особенности и советы

А теперь подведем итоги и поговорим об особенностях эксплуатации литий-полимерных аккумуляторов. В принципе, правила эксплуатации и обслуживания полимерных аккумуляторов практически не отличаются от правил использования литий-ионных. Даже заряжать их можно одним и тем же зарядным устройством. Это и неудивительно – ведь оба они работают по одному принципу и имеют сходную конструкцию. Все рекомендации уже описаны в разделе «Правила эксплуатации» (см. выше), добавить к вышесказанному можно немного.

Li-pol элемент не имеет эффекта памяти, поэтому «тренировать» его многократным полным разрядом с полным зарядом не только бессмысленно, но и вредно. Он еще больше потеряет емкость.

Тренировать литиевый аккумулятор бессмысленно

В процессе эксплуатации имеет смысл периодически (раз в 3-4 месяца) делать калибровку гаджета (не аккумулятора!), чтобы он мог правильно оценивать степень заряда своей батареи. Да, она проводится путем полной разрядки и полной зарядки, но никакого отношения к «тренировке» не имеет.

Если мы собираемся хранить батарейку отдельно от гаджета, то не надо заряжать ее на все 100%. Оптимальная степень заряда для хранения – 40-50% от полной емкости.

Закладывая на хранение, заряжаем наполовину

Не стоит хранить батарейку в холодильнике (а то и в морозилке!), как делают некоторые. Такой прием, напротив, сократит срок хранения, и, возможно, выведет элемент из строя.

Это не только бессмысленно, но и вредно

Литиевые батарейки имеют свойство стареть, даже если они просто хранятся. Поэтому не стоит покупать элементы этого типа впрок. Да и постоянно выключать телефон, чтобы реже его заряжать, смысла нет. Все равно аккумулятор не прослужит дольше отведенного ему срока.

Через 2-3 года вся эта пачка уйдет в мусор, так и не поработав

Как правильно зарядить полимерный аккумулятор смартфона в первый раз после покупки

После покупки никаких особых действий производить с новой батареей не нужно. Ей не нужна тренировка, смазка, чистка. Просто вставляем аккумулятор в гаджет и заряжаем обычным образом, поскольку производитель заряжает ее только наполовину. Да и саморазряд литиевые батареи имеют – со временем сами разряжаются, даже лежа в упаковке на складе.

Зарядка своими руками

Если источник питания идет в комплекте со смартфоном, телефоном или планшетом, то с зарядкой литий-полимерных аккумуляторов все понятно. Подключил штатное зарядное устройство и зарядил. Но как правильно зарядить батарею, если она используется отдельно от того же телефона, скажем, в самоделке?

Ведь встроенный контроллер следит лишь за величиной напряжения на выходе батареи, но не регулирует ток заряда. Контролирует – да (при большом токе батарейка отключается), но не регулирует. Проще всего решить вопрос, купив за 40-50 рублей специальную плату зарядки. К примеру, такую:

Модуль TP4056 для зарядки литиевого элемента 3.7 В

Если вы дружите с паяльником, то собрать зарядное устройство на его базе несложно. Схема подключения модуля к элементу будет выглядеть следующим образом:

Схема зарядного устройства для литий-ионных и литий-полимерных аккумуляторов на базе модуля TP4056

Схема довольно проста и особых пояснений не требует. Через USB порт или контакты IN+ и IN- (как удобнее) подаем 5 В от сетевого адаптера или порта USB ПК, батарею и нагрузку подключаем параллельно к контактам Bat+ и  Bat-. Номинал токозадающего резистора выбирается в зависимости от того, какой зарядный ток нам нужен. Таблица зависимости тока от номинала указана в прилагающейся таблице. Изначально модуль настроен на ток 1 А.

Пока идет процесс зарядки, горит красный светодиод. Как только зарядка закончится, загорается зеленый светодиод, а сама батарейка отключается от зарядного устройства. Благодаря такому алгоритму мы никогда не перезарядим аккумулятор, даже если забудем снять его с зарядки.

Мнение экспертаАлексей БартошСпециалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.Задать вопросПолезно! Есть более простое решение. Существуют готовые зарядные устройства для зарядки аккумуляторов мобильных телефонов. В народе их называют «лягушка». Благодаря универсальным зажимам в это ЗУ можно вставить батарейку практически любого форм-фактора в алюминиевом корпусе.Зарядное устройство «Лягушка» стоит порядка 100 рублей

Вот мы и узнали, что собой представляет литий-полимерный аккумулятор и чем он отличается от литий-ионного. Ну а какой из них выбрать, решать вам: преимущества и недостатки каждого из них вы теперь знаете.

Как разряжать

Если сильно разрядить литий полимерный аккумулятор или сделать это слишком быстро, то мы получим обратный процесс описанного выше. Опять же оксид лития, но уже на катоде. Батарея, с которой так небрежно обращаются обычно покрывается коррозией на обоих полюсах и внутри ее корпуса. И чем больше вы ее насилуете, тем больше коррозии получаете. А чем больше коррозии, тем больше сопротивление и тем сильнее и усерднее приходиться работать батарее, чтобы выработать энергию, а это в свою очередь приводит к еще большим повреждениям — это порочный круг. И вне зависимости от бренда и качества LiPo аккумуляторной батареи, основная причина их вздутия — это глубокий разряд.

Как правильно заряжать новый аккумулятор смартфона?

Производители смартфонов советуют заряжать новые аккумуляторы особым способом, иначе элемент питания можно вывести из строя. Заменить несъемную АКБ сложно. К общим правилам зарядки относятся такие рекомендации:

1. Начинают с полной разрядки. Для этого необязательно нагружать смартфон. Потеря заряда должна происходить постепенно.
2. Аппарат подключают к зарядному устройству. Нужно знать, сколько длится полный цикл зарядки. К указанному в инструкции значению добавляют 2 часа.
3. После восстановления заряда до 100% смартфон можно использовать в привычном режиме. Повторно дождавшись разряда, процедуру зарядки повторяют. Для увеличения срока службы АКБ достаточно 3-4 таких циклов.

Новый телефон с li-ion батареей

Литий-ионные источники питания чувствительны к полному разряду. Даже новый телефон не стоит разряжать до 0%. Заряд должен сохраняться на уровне 20-30%. Нельзя держать телефон постоянно подсоединенным к электрической сети. Рекомендуется недозаряжать батарею, удерживая емкость на уровне 90-95%.

Новый смарфон с li-pol батареей

Литий-полимерные батарейки также не терпят критического разряда. «Раскачивать» аккумулятор нужно не более 2 раз. При падении заряда до 15% смартфон подключают к электрической сети. В последующем аппарат рекомендуется подзаряжать небольшими порциями.

Существует несколько мнений в отношении того, нужно ли полностью разряжать и заряжать АКБ в первый раз. Литий-полимерные источники питания не имеют эффекта памяти, поэтому эта процедура бессмысленна.

Li-polymer или li-ion: что лучше

При выборе между литий-ионной и литий-полимерной АКБ принимают во внимание специфику использования (назначение устройства, требующего электропитания), соотношение емкости и веса, уровень безопасности, температурный режим эксплуатации. Также учитывается стоимость источника тока

Литий-ионная батарея состоит из следующих элементов:

• медный анод с графитовым покрытием;
• катодная основа из алюминиевой фольги с покрытием из оксида лития;
• пористый сепаратор, разделяющий электроды (пропитан электролитом);
• жидкий электролит (органическая соль лития).

При зарядке аккумулятора положительные электроны из оксида лития перемещаются через источник питания и накапливаются в слоях графита. Одновременно происходит перемещение положительно заряженных ионов лития, которые проходят через электролит и также накапливаются в графите. Батарея оказывается заряженной. Если к ней подключить нагрузку, начнется обратный процесс. Ионы вернутся на место через электролит, а электроны – через подключенное устройство, обеспечивая электропитание.

Литий-ионная батарея нередко оснащается электронным контроллером для регулировки мощности и потока разряда. Это значительно снижает риск перегрева и взрыва батареи, но удорожает изделие.

Усовершенствованный литий-полимерный аккумулятор работает по тому же принципу, что и литий-ионная батарея. Разница заключается в замене сепаратора с жидким электролитом на тонкие полимерные пластинки с электролитом в виде геля. В результате батарея стала гибкой. Вместо жесткого внешнего корпуса обычно используется полимерно-алюминиевая оболочка. За счет этого удалось снизить вес батареи на 20% и производить источники питания практически любой формы.

Li-Pol аккумуляторы нуждаются в защите от перегрева и перезаряда. По этой причине в конструкцию батареи включены механизм ограничения тока и стабилизирующая система. Из-за защитных элементов повышается стоимость устройств.

Оба вида АКБ на основе лития имеют свои достоинства и недостатки. Сравнение основных параметров поможет выбрать оптимальный вариант под конкретные потребности.

В список достоинств Li-ion АКБ входит:

1. Небольшой саморазряд – до 6% в первый месяц, затем ниже. В течение месяца защитный контур расходует около 3% заряда.
2. Высокие показатели плотности энергии и разрядных токов.
3. Более высокое напряжении ячеек (3,6 В) в сравнении с элементами на основе NiMH и NiCd.
4. Отсутствие «эффекта памяти».
5. Значительный эксплуатационный ресурс.
6. Компактность и небольшой вес.
7. Отсутствие особых требований по обслуживания (исключая правила подзарядки).

Перечень недостатков литий-ионных аккумуляторов включает:

• необходимость интеграции защитной платы для безопасной эксплуатации АКБ;
• значительное падение емкости при низких температурах – на морозе батарея не может полноценно функционировать;
• относительно высокая цена, если сравнивать с классическими АКБ на основе никеля.

К плюсам Li-polymer аккумуляторов относят:

1. Сочетание небольшого веса и компактности с высокой емкостью.
2. Возможность создавать АКБ произвольных размеров и форм, включая ультратонкие.
3. Высокую скорость подзарядки.
4. Отсутствие «эффекта памяти».
5. Безопасность в эксплуатации и высокую надежность.
6. Невысокие показатели саморазряда – до 5% в месяц.

Литий-полимерные АКБ не лишены и недостатков:

• нуждаются в соблюдении особого режима подзарядки;
• требуют балансировки ячеек;
• чувствительны к низким температурам, перезаряду, глубокому разряду;
• имеют высокую стоимость.

У аккумуляторов на основе лития конечное число полных циклов зарядки – далее они становятся непригодными к использованию

Важно знать, что Li-ion и Li-Pol склонны постепенно стареть – рабочий ресурс батареи плавно снижается, даже если она лежит без использования. Через 2-3 года АКБ может из строя, даже если ей пользовались от случая к случаю

Первая зарядка смартфона

Еще несколько лет назад существовало популярное мнение, что после покупки нового смартфона нужно обязательно разрядить устройство до 0%, а затем зарядить его до 100%. Подобную процедуру рекомендовали выполнить 3 раза. Таким образом выполнялась «тренировка» батареи, из-за которой телефон должен был работать дольше. Этот совет не актуален для литиевых аккумуляторов — они готовы к полноценной работе с завода, и первая зарядка смартфона ничем не отличается от обычной.

Также можно заряжать АКБ постепенно — по 2-3 раза в день. Например, подключите смартфон к ЗУ и зарядите аккумулятор на 20%, а через несколько часов повторите данную операцию. Частичное заполнение емкости никак не навредит АКБ.

После приобретения телефона в магазине мобильной электроники или получения заказа из онлайн-магазина мы сразу приступаем к изучению нового устройства. Хочется разом изучить все его возможности, персонифицировать его с помощью мелодий, обоев, других «фишек». После того как первый порыв ослабевает, обладатель гаджета задумывается над тем, как правильно эксплуатировать свой девайс. Важнейшей составляющей эксплуатации телефона является его зарядка. От того, насколько правильно вы будете заряжать телефон, зависит его срок эксплуатации

Кроме того, важно знать, как правильно зарядить новый аккумулятор телефона. Об этом пойдёт речь в настоящем материале

Обслуживание новой батареи для квадрокоптера

Если вы когда либо покупали новую LiPo аккумуляторную батарею и измеряли ее напряжение, то наверное заметили, что оно колеблется в пределах 3,8-3,85 В на ячейку. Это примерно равно 40% их емкости и это считается идеальным состоянием для длительного хранения такого типа батарей. Это официальная рекомендация всех производителей. Все новые батареи попадают магазины именно в таком состоянии. Я уверен, что большинство из вас, покупая новый мобильный телефон замечали, что его батарея заряжена не полностью. И теперь вы знаете почему.

И еще один немаловажный факт, заряжать новые батареи нужно аккуратно, не быстро, как минимум пару первых циклов. Заряжать нужно не быстрее чем «1С» (поговорим об этом обозначении чуть позже). Так же это относиться и к первым разрядкам

Кто то скажет, что это не так важно. Конечно, это не принесет серьезных проблем

Но все таки считается, что «обкатка» уж точно не повредит. Идея обкатки состоит в том, чтобы первые 1-2  полета не сажать батарею ниже 50% ее емкости. Так вы дадите внутренним химическим процессам устаканиться, что должно благотворно повлиять на срок службы аккумулятора. И после нескольких первых циклов заряда/разряда вы увидите небольшие увеличение эксплуатационных качеств новой батареи и этот как раз означает, что она пришла в норму, все приработалось и можно начинать ей пользоваться в обычном режиме.

Почему аккумуляторы вздуваются?

Причина вздутия LiPo аккумуляторных батарей кроется в нескольких факторах. Это может быть брак производства, неправильное использование, превышение срока службы. Все это или одно из них может привести сначала к небольшому набуханию, а если такую батарею продолжать использовать, то она продолжить вздуваться, пока не прорвется внешняя оболочка или пока она не взорвется или не загорится.

Несколько лет назад существовала проблема с китайскими LiPo аккумуляторами, которые вздувались очень быстро, даже если их использовать в щадящем режиме. А причина была загрязнении воды на самих заводах, производящих эти батареи. Если завод работает в стране с влажным климатом, есть большая вероятность попадания влаги внутрь ячеек литий полимерных аккумуляторной батареи, что приводи к окислению лития.

И в результате реакции окисления выделяется кислород, которому деваться некуда и от сюда вздутие батареи. Так же причина может быть в плохом качестве перегородках между ячейками. Так же ячейки вздуваются из-за перезаряда или слишком быстрого заряда. В результате на аноде концентрируется избыточное количество лития, а на катоде кислорода. Атом свободного кислорода на столько мал, что он спокойно проходит через перегородку не неся с собой заряда и как итог — оксид лития (литиевая ржавчина). Затем оксид лития использует уже заметно меньше атомов кислорода чем у него имеется в ионизированном состоянии, в итоге остается больше свободного кислорода. И даже если вы решите поэкспериментировать с перезарядом LiPo аккумулятора под водой, он все равно загорится, т.к. сам сможет выработать избыточное количество кислорода, а кислород, как известно, необходим для горения.