Как продлить жизнь литий-ионного аккумулятора
Papa-jobs.ru

Ремонт телефонов

Как продлить жизнь литий-ионного аккумулятора

Как продлить срок службы литий-ионных аккумуляторов

Статья расскажет о том, как можно продлить срок службы литий-ионных аккумуляторов.

Примечание, конец 2019 год. Методика, изложенная в этой статье, действительно работает, это проверено автором в течении 3-х лет, на дешевом китайском смартфоне (Uhans A101). В течении этих 3-х лет батарея заряжалась по этой методике и эта батарея до сих пор жива. Хотя, конкретно в этой модели смартфона, батареи едва ли год выдерживали. Методика проверена еще и на планшете с батареей в 4000 мАч – в течении более чем 2х лет признаков деградации не наблюдается.

В предыдущей статье (Смартфон с мощным аккумулятором) я писал о том, насколько важна емкость батареи для мобильных устройств. В контексте питания мобильного устройства существует еще один важный аспект, это срок службы литиевых аккумуляторов. Проблема в том, что у li-ion аккумуляторов срок службы имеет ограничения. Причем, в зависимости от условий эксплуатации этот срок может быть даже меньше года, в календарном выражении.

Это связано с тем, что литий-ионная батарея подвержена деградации, как впрочем и любой другой тип аккумуляторов. Такая деградация выражается в прогрессирующем уменьшении емкости батареи с течением времени. Емкость аккумулятора постоянно (во времени) снижается и наконец доходит до такого уровня, когда пользоваться устройством (в котором этот аккумулятор) становится невозможно.

Деградация батареи увеличивает стоимость владения устройством, ведь через какое-то время нужно тратить деньги на ее замену. Более того, может оказаться и так, что устройство окажется вообще нерабочим, если не удастся найти такую же, новую батарею. Вот почему вопрос увеличения срока эксплуатации литий-ионных аккумуляторов так важен.

Особенно это важно применительно к таким устройствам как смартфоны. Для смартфонов характерна интенсивная модель эксплуатации – обычно смартфон включен и работает (хотя и в режиме ожидания) круглые сутки, без выходных и праздников. Кроме того смартфон много времени используется в активном режиме – со включенным экраном и подключением к Интернет. Это приводит к быстрому разряду аккумулятора и необходимости частой зарядки. В зависимости от интенсивности использования и емкости батареи, зарядка батареи смартфона может быть необходима даже каждый день. Поэтому аккумуляторы смартфонов имеют более короткий срок жизни в сравнении например с другими устройствами.

Дело в том, что разрушение аккумуляторов происходит не по календарному времени, а по количеству циклов “заряд и разряд”. У аккумуляторов есть ограниченное количество таких циклов, после чего они теряют свою емкость до неприемлемого уровня. Для литиевых аккумуляторов срок службы может колебаться от 300 до 800 циклов “заряд и разряд”.

Предположим что в смартфоне установлена дешевая литий-полимерная (li-pol) батарея с ресурсом в 300 циклов. При этом интенсивность использования этого смартфона требует зарядки каждый день. А это означает что батарея этого смартфона “умрет” не прожив даже одного года!

Вот почему важно знать сроки службы литий-ионных аккумуляторов. И не менее важно знать причины их деградации. Для того, чтобы можно было продлить жизнь литий-ионному аккумулятору.

Уже давно, в разных странах, проводят исследования причин разрушения литий-ионных аккумуляторов. И на основании этих исследований совершенствуются сами литий-ионные аккумуляторы, а также алгоритмы их использования. Наука и техника не стоят на месте и сегодня характеристики литий-ионных аккумуляторов во много раз превосходят те, что были 20 или 30 лет назад.

Однако и мы сами, пользователи мобильных устройств, тоже можем увеличить срок службы li-ion аккумулятора за счет его правильной эксплуатации. Которая сокращает факторы разрушающие li-ion батареи. Но для этого нужно знать эти факторы.

Существует много научных исследований на эту тему. Например есть неплохая статья, которая суммирует несколько исследований японских ученых – Charging – research and methodology. Она на английском языке и довольно большая. Я здесь даю краткое изложение этой статьи. Самые важные аспекты.

Итак, главные факторы, разрушающие li-ion батарею.

Напряжение батареи

Напряжение внутри батареи. То есть разница потенциалов между анодом и катодом. Деградация плавно увеличивается после напряжения 3.92 вольта. Однако при напряжения выше 4.2 вольта деградация резко увеличивается. Если напряжение не превышает 4.2 вольта, литий-ионная батарея, плавно теряя свою емкость, может выдержать более 600 циклов. Но при напряжении 4.35 вольта эта же батарея не выдержит и 300 циклов.

Этот разрушительный фактор начинает действовать уже на этапе зарядки. Обычно алгоритм зарядки состоит из двух этапов:

  1. Первый этап – зарядка с постоянным током и повышающимся до максимального напряжением.
  2. Второй этап – зарядка с уменьшающимся током, но с поддержанием постоянного (максимального) напряжения. То есть на втором этапе зарядки уже начинает действовать разрушающий фактор высокого напряжения.

Далее, этот фактор может действовать и после зарядки, если батарея долгое время находится в полностью заряженном состоянии. Например полностью заряженный смартфон долго находится в режиме ожидания (без активного использования). То есть с максимальным напряжением. При активном использовании напряжение на батарее быстро снижается.

У большинства современных литий-ионных аккумуляторов напряжение, при полном заряде аккумулятора, превышает 4.2 вольта и может доходить до 4.35 вольт. Причем есть постоянная тенденция к увеличению напряжения на литий-ионных аккумуляторах.

Для чего производители увеличивают напряжение аккумуляторов? Для того чтобы увеличить удельную емкость аккумуляторов. Удельная емкость это емкость в отношении к размеру и весу батареи.

Условно говоря, если ограничить максимальное напряжение литий-ионного аккумулятора, скажем значением 3.9 вольта, тогда его емкость будет 1500 мАч. А если максимальное напряжение поднять до 4.35 вольт, тогда емкость этого же аккумулятора возрастет до 3000 мАч. Цифры в этом примере условные. Увеличение удельной емкости (повышение напряжение батареи) позволяет уменьшать размеры и вес батарей, а также их стоимость. Вот так, просто повысив напряжение батареи, производитель смартфона может указать в спецификации более красивую цифру емкости аккумулятора!

В качестве примера можно рассматривать почти любой современный смартфон, от самых дешевых до дорогих. Несколько примеров:

  • Uhans A101, стоимость в районе 50 долларов. У него емкость батареи 2600 мАч. Но когда эта емкость достигается, напряжение на батарее 4.35 вольта. А при напряжении 3.9 вольта, эта батарея имеет примерно 50% своей паспортной емкости, то есть в районе 1300 мАч.
  • Xiaomi Redmi 7A, стоимость в районе 100 долларов. У него емкость батареи 4000 мАч. И при 100% заряда напряжение на батарее 4.37 вольта. А при напряжении 3.9 вольта, эта батарея имеет примерно 55% своей паспортной емкости.
  • Samsung Galaxy A50, , стоимость более 200 долларов. При полном заряде (4000 мАч), напряжение тоже выше 4.3 вольт (4.33 вольта). А напряжение 3.9 вольта достигается примерно на 60% заряда.

Итак. Для того, чтобы продлить срок службы литий-ионных аккумуляторов необходимо следить за напряжением аккумулятора. Оно не должно превышать 4.2 вольта. А если его держать не более 3.9 вольта тогда будет еще лучше – деградация литиевой батареи начинается после 3.9 вольт.

Как можно следить за напряжением аккумулятора в смартфоне?

Все, или почти все, современные смартфоны имеют, в своей схемотехнике цифровой вольтметр. И показания этого вольтметра можно узнать с помощью прикладной программы. Для Андроид есть хорошее приложение – GSam Battery Monitor. Эта программа показывает напряжение, температуру, текущую емкость, а также расход емкости. И перечисляет “жрунов” батареи. Используя эту программу, можно контролировать процесс зарядки не допуская превышения напряжения сверх 4.2 вольта.

На скриншоте показания напряжения на батарее планшета. Емкость батареи 4000 мАч, однако по своим габаритам и весу эта батарея не имеет ничего общего, с батареями 4000 мАч, которые ставят в смартфоны. Она сама размером почти в смартфон и весом как смартфон. И то, что это совсем другая батарея видно по вольтажу, при 51% заряда, напряжение всего лишь 3.78 вольт.

Если батарея съемная, показания встроенного вольтметра смартфона можно проверить внешним вольтметром. Проверить напряжение встроенным вольтметром, затем снять батарею и проверить напряжение внешним вольтметром. После этого установить батарею в смартфон и снова проверить напряжение через встроенный вольтметр.

Нужно понимать, что если вы будете ограничивать максимальное напряжение батареи, плата за это будет снижение ее емкости. Поскольку вам придется заряжать ее не до конца (не до ее полной паспортной емкости). И в зависимости от модели смартфона и батареи, снижение емкости может быть существенным. Например на дешевом китайском смартфоне Uhans A101 напряжение при полном заряде аккумулятора равно 4.35 вольта. А при напряжении 4.2 вольт этот аккумулятор имеет емкость менее 70%. То есть, в этом случае, для поддержания относительно безопасного напряжения, емкость аккумулятора придется снижать примерно на 30%!

Величина зарядного тока

Следующий разрушительный фактор это величина зарядного тока, который подается на литий-ионный аккумулятор. Чем выше зарядный ток, тем сильнее разрушается батарея. Наименьшая деградация при токе зарядки 1С или меньше. Даже при незначительном повышении тока зарядки, например 1.4С, срок жизни литий-ионного аккумулятора уменьшается очень сильно.

Формула силы тока 1С означает привязку силы тока к емкости батареи. Например для батареи емкостью 1000 мАч ток 1С будет равен 1 ампер (1000 миллиампер). Соответственно для батареи емкостью 1500 мАч ток 1С будет равен 1.5 ампера.

Этот фактор становится все более значимым, поскольку производители соревнуются, среди прочего, и за скорость зарядки устройства. А скорость зарядки увеличивается за счет увеличения тока зарядки. В 2019 году не редкость зарядные устройства с током зарядки 4 Ампера. Даже если такой ток (4 Ампера) используется на емкой батарее, например 4000 мАч и соотношение не превышает 1С, все равно безболезненно это не проходит.

Температура батареи

Следующий разрушительный фактор это температура литий-ионного аккумулятора. Чем она выше, тем короче будет срок службы батареи. Температура может повышаться за счет внешнего нагрева – если устройство лежит на солнечном свете (летом) или возле источника отопления. Температура также может повышаться при интенсивной зарядке или разрядке. Работа устройства с высокой нагрузкой, например игра. Или зарядка батареи большим током (более 1С).

В литий-ионные аккумуляторы встраивают контроллеры, которые постоянно проверяют напряжение ячеек, а также их температуру. Однако в дешевых аккумуляторах, датчик температуры часто не ставят. И в таком случае нужно следить за температурой батареи на ощупь.

Проверить наличие датчика температуры аккумулятора, в вашем смартфоне, можно при помощи той же программы GSam Battery Monitor. Если она показывает одну и ту же температуру при разной нагрузке (режим ожидания, активное использование и зарядка) значит датчика температуры в батарее нет. Если показания температуры изменяются – значит датчик есть.

Кроме повышенной температуры вредна и зарядка аккумулятора большим током при окружающей температуре ниже 5-10 градусов Цельсия.

Перезаряд батареи

Литий-ионные аккумуляторы критичны к перезаряду. Если, после полного заряда, продолжать подачу зарядного тока, батарея быстро выйдет из строя. Для предотвращения перезаряда, все литий-ионные аккумуляторы имеют встроенный контроллер, который разрывает цепь зарядки, после того, как аккумулятор заряжен. Однако в дешевых аккумуляторах такого контроллера может не быть. Кроме того такой контроллер может выйти из строя. И тогда аккумулятор быстро “погибнет” от перезаряда.

Читать еще:  Установка игры с образа диска

Резюме

Главные факторы которые сокращают службы литий-ионных аккумуляторов:

  1. Напряжение батареи выше 4.2 вольта. В действительности деградация начинается при напряжении 3.9 вольт, но после 4.2 вольта она резко прогрессирует.
  2. Ток зарядки выше 1С.
  3. Температура батареи выше 30 градусов.
  4. Перезаряд.

Следите, при помощи какого-либо приложения, за напряжением в процессе зарядки батареи. Отключайте зарядку, когда напряжение приближается к 4.2 вольта. Если есть такая возможность то даже при 3.9 вольта, уже нужно отключать зарядку. Но это может значительно снизить рабочую емкость аккумулятора.

Так же при помощи приложения следите за током зарядки. Лучше всего заряжать током силой менее 1С. Например через USB порт компьютера, поскольку на портах компьютера обычно есть ограничение по току.

Следите за температурой. Не оставляйте ваше устройство на ярком солнечном свете. Не оставляйте ваше устройство вблизи сильных источников тепла. Следите за температурой батареи при интенсивной нагрузке (например в играх или во время зарядки).

Не оставляйте ваше устройство без присмотра на зарядке, чтобы избежать возможной перезарядки аккумулятора (в случае выхода из строя контроллера батареи). Особенно рискованно оставлять устройство на зарядке на ночь, если контроллер батареи выйдет из строя, вы гарантировано получите перезаряд батареи и например вздутие аккумулятора.

Хранение литий-ионных аккумуляторов

Если планируется долго хранить устройство или отдельно аккумулятор, то перед таким хранением нужно узнать напряжение аккумулятора и если оно выше чем 3.9 вольта, тогда нужно разрядить его до тех пор пока напряжение на нем не уменьшится до 3.9 или 3.8 вольт.

Если же оставить на хранении аккумулятор при напряжении более 4.2 вольт, тогда, через несколько месяцев он может значительно разрушиться.

С завода литий-ионные аккумуляторы (в режиме хранения) обычно выпускаются заряженными лишь частично – до напряжения 3.7 – 3.8 вольта.

Помощник.ru, 2016, 2017, 2019

Срок службы литий ионного аккумулятора

Срок службы литиевого аккумулятора, который в настоящий момент значительно увеличен, одна из причин, почему элементы сразу покорили рынок. Li-ion имеют долгую историю, если её сравнивать со скоростью развития электроники.

Каков срок службы литий-ионных аккумуляторов и как его увеличить

Срок службы литий-ионных аккумуляторов создатели новых технологий продлили до 10 лет. Благодаря легкости обслуживания, компактности, пониженному саморазряду, уровню энергоемкости накопитель широко используют в электронных устройствах. Без мобильных телефонов, смартфонов ноутбуков невозможно представить жизнь, для которых Li-ion являются источниками питания. Любой элемент имеет эксплуатационный срок, положительные и отрицательные свойства. Эта батарейка тоже наделена рядом факторов. Владельцы следят за ними, продлевают работоспособность правильным содержанием.

Срок службы литий ионного аккумулятора, что представляет собой Li-ion

Li-ion находится в воздухонепроницаемом корпусе, содержимое состоит из 2 электродов – положительного катода и отрицательного катода. Их разделяет пористый сепаратор, пропитанный электролитом из литиевой соли, который служит накопителем электроэнергии.

  • предотвращает соединение плюса с минусом;
  • исключает возможность для короткого замыкания;
  • обеспечивает высокую ионную проводимость.

Появление электрического тока осуществляет ионный поток, они перемещаются из анода в катод.

Батареи выпускают разными по электрическим характеристикам, габаритам и размерам. Единого ГОСТа для них не существует.

Факторы воздействия

Когда ресурс батареи полностью вырабатывается, объем емкости снижается до положения равного техническим параметрам, элемент меняют. Уровень емкости источника энергии, установленный производителем при практическом использовании может уменьшаться или увеличиваться. Отклонения и служба зависят от правильного:

  • хранения;
  • ухода;
  • температурных условий;
  • зарядного режима;
  • глубины разряда.

Что влияет на срок службы литий-ионных батарей?

Если батарея не держит заряд, нужно выяснить отчего элемент вышел из строя. Владелец должен следить за его режимом нагрева. Эксплуатация по инструкции продлит жизнь накопителя. Температура враг устройства, которая повышается от неправильного хранения, скорости и продолжительности зарядно-разрядных операций. Окружающая среда тоже действует на литий, аппарат с блоком питания нельзя забывать на солнечных площадках, внутри жаркого автомобиля.

Характерные особенности тепловых воздействий:

  • идеальные условия для работы при комнатной температуре – +20 град.;
  • при нагревании устройства +30 град. сохранение заряда уменьшается на 20%;
  • использование прибора с батареей при + 45 град. снижение емкости происходит до 50%.

Чтобы исключить перегрев, ноутбук избавляют от лишних приложений, переходят в прохладное помещение. На холоде эксплуатация не вызывает проблем, если он не доходит до минусовых температур. Восстановить литиевый источник питания смартфона сможет карман, компьютера – любое теплое место.

Не стоит допускать глубокий разряд элемента. Производитель предусмотрел соблюдение циклов для 100 % уровня зарядки. В телефоне видно, когда загорается красная черта. Владельцу нужно следить и не допускать полного отключения питания.

Условия для сохранности

Существуют несколько простых правил, соблюдение которых способны увеличивать работоспособность Li-ion:

  • батарея и устройство должны быть от оригинального производителя;
  • полная зарядка выполняется сразу после покупки, изготовитель наполовину заряжает аккумулятор, чтобы не было потерь при транспортировке;
  • работают с прибором в ограниченном температурном режиме, не повышая + 30 град., не опускаясь до – 20 град. нельзя его переохлаждать или перегревать.
  • не допускают полной разрядки, используют устройство при 10% – 90% заполненного объема емкости;
  • если предстоит надолго оставить батарею, её заряжают на 50%.

От хранения тоже зависит продолжительность службы. Просто так вынуть и положить на полку элемент нельзя, емкость будет сжиматься от длительных простоев. Только после показателя не ниже 40% зарядки, устройство плотно упаковывают и помещают в холодное место.

Порядок для зарядки

В Li-ion комбинированный зарядка, она состоит из 2 циклов. Вначале идет непрерывно электрический ток до определенного значения в течение 40 мин., затем также поступает напряжение до 1.5 часов. В импульсном режиме накопитель заряжается быстрее.

Во время использования соблюдают ряд ограничительных условий:

  • емкость аккумулятора в 2 раза меньше разрядного тока – при значении равном 2100 мАЧ, допускается ток в 4200 мА;
  • нельзя отметку опускать ниже 2.3 вольт;
  • перезаряд не должен быть больше напряжения 4.4 В.

Каких ошибок нужно избежать?

Убережет Li-ion батарею от пожара исключение при эксплуатации недопустимых ошибок:

  • сгиб и деформацию корпуса;
  • перегрев устройства;
  • игнорирование порядка в зарядке и разрядке;
  • превышение допустимого напряжения, подачу электротока.

Чего нельзя делать:

  • долго батарее оставаться разряженной через время саморазряд напряжения снизится до критического, и защита отключит, ЗУ не выведет из такого состояния;
  • пытаться разобрать и ремонтировать неисправное устройство.

Для вмешательства в сложную схему необходима специальная аппаратура.

Li-ion имеют долгую историю, если её сравнивать со скоростью развития электроники. Существует много причин, почему элементы сразу не покорили рынок, самая важная – это срок службы литиевых аккумуляторов, который в настоящий момент значительно увеличен.

Как продлить жизнь литий-ионного аккумулятора

Поскольку любая батарея (аккумулятор) является источником постоянного электрического тока, то рано или поздно заряд её неизбежно истощится. С каждой подзарядкой ёмкость её будет всё меньше и меньше. Таковы законы физики.

Можно только ненадолго продлить её работу. Рассмотрим, как восстановить литий ионный аккумулятор чтобы выиграть время, необходимое для замены батареи.

Сегодня мы поговорим о способах восстановления ЛИА

Что такое литий-ионный аккумулятор (ЛИА)

Что он себя представляет, как работает, его характеристики и составные части — всё это важно знать для понимания процессов, возникающих при его эксплуатации, а также для того, чтобы понимать, как восстановить литий ионный аккумулятор.

Кроме того, вы узнаете о причинах возгорания, взрывоопасности, старении ЛИА. Эта информация поможет определить — что именно произошло с батареей, а также даст возможность избежать ошибок в эксплуатации.

Неправильная эксплуатация может привести к взрыву и возгоранию гаджета

Итак, — литий-ионного типа аккумуляторы (ЛИА) применяются в широком спектре различной современной техники как источник эл. энергии от мобильных телефонов до накопителей в энергетических системах.

Их основные показатели работы могут различаться в таких пределах (это зависит от их хим состава):

  • Напряжение (номинал) — 3,7 В или 3,8 В;
  • Напряжение максимальное — 4,23 В или 4,4 В;
  • Напряжение минимальное — 2,5–2,75 В или 3,0 В;
  • Количество заряд-разрядов — 600 (при потере 20% ёмкости);
  • Сопротивление внутреннее 5–15 мОм/Ач;
  • При нормальных условиях значение саморазряда — 3% в месяц;
  • Рабочий диапазон температур — от минус 20°C до плюс 60°C, оптимальная — плюс 20°C.
  • Если при зарядке ЛИА произойдёт превышение напряжения, то может произойти его возгорание. Для защиты от этого в корпус вставляется контроллер. Его функция — отключить ЛИА. (Также контролируя ток, перегрев и глубину разряда).
  • Для снижения себестоимости не каждый литиевый аккумулятор снабжается контроллером (либо выполняет защиту не по всем параметрам).

Устройство и преимущества ЛИА

ЛИА состоит из катода (на фольге из алюминия) и анода (на фольге из меди), разделённых электролитическим сепаратором и помещённых в герметичную «банку».

На рисунке показано строение стандартного литий-ионного аккумулятора

Катод и анод присоединяются к токосъёмным клеммам.

Корпус иногда оснащён клапаном для сброса давления при аварийных моментах эксплуатации.

В литий-ионном аккумуляторе (ЛИА) заряд переносится ионом лития. Его характерной способностью является способность внедриться в кристаллическую решётку прочих материалов (в нашем случае это графит, окислы или соли металлов), образуя при этом химсвязи.

В настоящее время используются три разновидности материалов для катодов:

  • Лития кобальтаты (благодаря кобальту увеличивается количество зарядноразрядных циклов, а также появляется возможность эксплуатации при пониженных температурах);
  • Литий-марганец;
  • Лития феррофосфат (низкая себестоимость).
  • Преимущества ЛИА состоят в низком саморазряде, большом количестве циклов.

Недостатки ЛИА

Взрывоопасность аккумуляторов Li-ion в первом поколении была обоснована возникновением газообразных образований, которые приводили к замыканию между электродами. Теперь это устранено заменой анодного материала с металлического лития на графит.

Возгорание батарей было вызвано особенностью их сборки в первых поколениях

Взрывоопасность также возникала в оксиднокобальтовых ЛИА при нарушениях эксплуатации.

ЛИА на литиевоферрофосфатной основе полностью лишены подобного недостатка.

Эффект памяти

Исследования подтвердили существование эффекта памяти в ЛИА. Но суть состоит в его принципиальном наличии, а не в его влиянии на работу в целом.

Объяснение этого процесса звучит так: работа батареи заключается в периодическом высвобождении и захвате литиевых ионов и этот процесс при неполной зарядке ухудшается из-за нарушения микроструктуры электрода.

  • Недопущение полного разряда;
  • Не заряжать вблизи источников тепла.

Старение

ЛИА стареют даже вне эксплуатации. Двадцать процентов ёмкости теряются уже через два года. Не следует покупать их «в стол». Смотреть при покупке на дату производства.

Низкие температуры и мощность

До пятидесяти процентов мощности батарей теряется при температуре эксплуатации ниже 0 °C.

При эксплуатации в низких температурах батарея быстро разряжается

Читать еще:  Что такое стилус в телефоне

Самовозгорание

ЛИА склонны к самовозгоранию. При термическом разгоне неисправного (повреждённого) аккумулятора выделяются вещества ускоряющие его саморазогрев (кислород плюс горючие газы). Поэтому гореть он способен и при отсутствии воздуха.

Для тушения в таких случаях предусмотреть понижение температуры и предотвращать распространение огня.

Приступаем к восстановлению

После того как вам уже известна из вышеизложенного «физика» и «химия» работы ЛИА и его начинка, вы сможете самостоятельно выбрать один из способов для лечения своей батареи, а также оценить «разумность» нижеприведённых методов.

Избавляемся от газов

Нам уже известно, что при неправильной эксплуатации внутри «банки» могут образовываться газообразные вещества.

Суть этого способа состоит в том, что от них нужно избавиться. Для этого сначала снимают верхний блок (контроллер), потом прокалывают обнаруженный колпачок, а затем прижимают к твёрдой поверхности каким-то прессом для высвобождения газов.

После этого заклеивают отверстие эпоксидной смолой и возвращают на место контроллер.

Но перед тем как оживить аккумулятор телефона таким образом помните об ожидаемых опасностях этого способа:

  • Повреждение устройства чрезмерным воздействием;
  • Повреждение электроники под колпачком;
  • Возможность взрыва (самовозгорания) при замыкании катода с анодом.

Демонтировав контроллер, вы сможете выпустить накопившиеся внутри батареи газы

Кратковременный «возврат» ёмкости

Ненадолго оживить батарею можно если провести «оживление» с помощью блока питания на 5–12 Вольт, резистора от 330 до 1000 Ом и мощностью не менее 500 мВт.

Для этого контакты блока питания соединяют с контактами ЛИА: минус к минусу, а плюс к плюсу через резистор, полярность которого проверяется мультиметром. Время потребления — не более двух-трёх минут.

Обратите внимание, что параметры подаваемого тока должны соответствовать требуемым, а вольтметром или тестером контролируйте напряжение.

Используем холодильник

Следуя этому нехитрому способу, восстановление аккумулятора проводится так:

извлечённый из смартфона аккумулятор нужно поместить в холодильник на время от двадцати до тридцати минут, предварительно поместив в полиэтиленовый пакетик. Затем подключить на одну минуту к зарядке, а потом подождать пока он не прогреется до температуры помещения.

Якобы после этих манипуляций его можно будет использовать как обычно.

Способ заряд-разряд

Этот метод нужно было бы назвать способом реанимации аккумулятора для школьника пятого класса.

По мнению популяризаторов этого «прикола» «привести в чувство» батарею телефона можно путём «несколькократного» (количество раз не указывается) стопроцентного заряда и последующего полного разряда батареи. Для разряда советуют воспользоваться какой-либо ресурсоёмкой игрой или утилитой AnTuTu, каждый раз для этого извлекая и вставляя обратно в мобильник.

Остаётся непонятным каким образом батарея будет заряжаться несколько раз до 100 процентов если она уже находится в нерабочем состоянии?

«Дикий» метод восстановления

Заключается этот «манёвр» в том, что после снятия защитного контроллера нужно замкнуть между собой каким-либо металлическим предметом выводящиеся клеммы-токосниматели. После этого контроллер возвращается на место.

При этом добавляется ещё один многозначительный момент — в начале процедуры почему-то нужно отклеить наклеечку с техническими характеристиками ЛИА. Вот уж поистине «танцы с бубном»!

Раскачиваем ЛИА, отключённый контроллером

Для предотвращения глубокого разряда литий ионные аккумуляторы снабжены контроллером, который погружает его в «отключку». В таком случае при замере напряжения на его клеммах перед контроллером — можно обнаружить значение около 2,5 вольт. Значит, батарея ещё жива!

Для этого сначала отключается (отпаивается) схема защиты.

«Банка» подключается к универсальному устройству для заряда-разряда (например, Turnigy Accucell 6). При этом прибор сам отслеживает процесс и восстановление проходит под его контролем.

Реанимация ЛИА проходит под управлением специального устройства

Кнопкой «TYPE» выбирается программа заряда «Li-Po», ведь наш ЛИА на 3,7V.

С помощью коротких нажатий «СТАРТ» выбираются параметры заряда. Для Li-ion — значение 3,6 V, для Li-pol — 3,7 V.

Нужно выбрать для параметра значение «AUTO», так как в нашем случае заряд не начнётся из-за низкого заряда батареи.

Ток заряда нужно устанавливать на уровне десяти процентов от ёмкости аккумулятора (в нашем случае 150 mA). Значение устанавливается кнопками «+» и «-».

При достижении заряда в батарее 4.2 V устройство будет переведено в режим стабилизации напряжения, а по завершении процесса раздастся звуковой сигнал, а на дисплее будет сообщение «FULL».

И напоследок видео о том, как не нужно восстанавливать батареи

Замечания по технике безопасности

Перед тем как восстановить литий-ионный аккумулятор вы должны вспомнить о нижеприведённых правилах:

  • Нельзя оставлять проблемный ЛИА при проведении ремонта без присмотра. Спонтанное возгорание — это не угроза, а реальный факт.
  • Необходимо периодически контролировать температуру аккумулятора телефона выносной термопарой, можно электронным термометром или хотя бы рукой. Если поверхность показалась горячей, а не тёплой, нужно немедленно прекратить ремонт.
  • Не используйте высокие токи для зарядки. Возможный допустимый максимум — это 50 мА. Рассчитывается такой параметр путём деления напряжения питания БП на ёмкость резистора. Например, при 12 В и 500 Ом — это будет 24 мА.
  • Вместо резистора допустимо использование стандартного 80-мм вентилятора для компьютера.

Помните, что приведённые способы не дают стопроцентного результата, а ответственность в любом случае лежит на вас самих. Особенно это касается гуманитариев.

Не переоценивайте свои знания и возможности. Лучше лишний раз посоветуйтесь со знающими людьми.

А своим опытом делитесь с друзьями и пишите в комментариях.

Похожие статьи:

    ВКонтакте обычная форма

    Если тема восстановления и зарядки аккумуляторов ещё актуальна, предлагаю схему простого устройства для восстановления аккумуляторных батарей и отдельных аккумуляторов. Результативность: например, с помощью такой схемы за ночь был восстановлен абсолютно дохлый автомобильный аккумулятор, не поддающийся зарядке стандартным зарядным устройством. Время восстановления – 10 часов, ток – 0,15 А. После данной процедуры машина утром завелась, но аккумулятор был все-таки дозаряжен до полной ёмкости зарядным устройством (промышленного изготовления). Таким же самодельным устройством была продлена жизнь множеству аккумуляторов от телефонов и планшетов. Детали: трансформатор с током вторичной обмотки до 1 А и выходным напряжением до 15-20 В, переменный резистор – проволочный [использован ППБ-15Г] сопротивлением 0,3 – 1,5 кОм, диод – любой выпрямительный на ток 1-1,5 А, конденсатор 10…22 мкФ на 16…50 В. Так как на данном сайте невозможно к тексту приложить фото схемы, поэтому попробую объяснить на словах. Один вывод вторичной обмотки трансформатора будет минусовым и присоединяется к минусу восстанавливаемого (заряжаемого) аккумулятора. Параллельно вторичной обмотке трансформатора припаивается переменный проволочный резистор мощностью не менее 15 Вт, движок которого припаивается к аноду диода и минусу конденсатора. Катод диода и плюс конденсатора спаиваются вместе – это будет плюсовой выход. Для индикации зарядки и защиты от случайного короткого замыкания между выходом плюса и минуса, в разрыв данного плюсового провода неплохо подключить лампу (12 В, 1-2 А). Также для контроля тока последовательно с лампой можно включить стрелочный амперметр (на ток до 1 А, с соблюдением полярности). Единственный недостаток устройства – нет защиты от перезарядки аккумулятора, поэтому требуется постоянный контроль зарядного тока и времени зарядки.

    Как продлить срок службы литий-ионных батарей?

    Узнайте, что приводит к старению Li-ion аккумуляторов и что может сделать пользователь для продления их срока службы.

    Исследования в области создания аккумуляторов настолько сосредоточены на химии лития, что можно предположить, что будущее аккумуляторов зиждется исключительно на нем. Во многом так и есть. Li-ion аккумуляторы постепенно замещают свинцово-кислотные во многих областях применения.

    Литий-ионные аккумуляторы еще не идеальны и продолжают совершенствоваться. Заметные успехи были достигнуты в долговечности и безопасности, в то время как емкость увеличивается постепенно.

    Что вызывает старение литий-ионных аккумуляторов?

    Литий-ионный аккумулятор работает на движении ионов между положительным и отрицательным электродами. Теоретически такой механизм должен работать вечно, но цикличность, повышенная температура и старение снижают производительность с течением времени. Производители придерживаются консервативного подхода и указывают, что срок службы литий-ионных аккумуляторов используемых в большинстве потребительских товаров составляет от 300 до 500 циклов разряда/заряда.

    Оценка срока службы батареи по циклам разряда/заряда далека от совершенства, потому что разряд может меняться по глубине и нет четких стандартов того, что составляет цикл. Вместо подсчета циклов некоторые производители устройств рекомендуют замену батареи после определенной даты, но этот метод не учитывает использование. Батарея может выйти из строя в течение отведенного времени из-за интенсивного использования или неблагоприятных температурных условий; однако, большинство аккумуляторов работает значительно дольше, чем указывают изготовители устройств, где они используются.

    Производительность аккумулятора измеряется его емкостью – основным показателем “здоровья”. Внутреннее сопротивление и саморазряд также играют роль, но они менее значимы в прогнозировании окончания срока службы литий-ионного аккумулятора.

    На таблице №1 показано падение емкости 11 литий-полимерных аккумуляторов, которые были исследованы в лаборатории Cadex. Ячейки емкостью 1500 mAh для мобильных телефонов сначала заряжались током от 1500 mA (1C) до 4,20 V/cell, затем до 0,05С (75 mA). После чего их разряжали при 1500 mA до 3,0 V/cell, после чего цикл повторяли. Ожидаемая потеря емкости литий-ионной батареи была равномерной в течение 250 циклов.

    Несмотря на то, что батарея должна обеспечивать 100-процентную емкость в течение первого года службы, обычно наблюдается снижение емкости. Кроме того, производители, как правило, переоценивают свои батареи, зная, что очень немногие пользователи будут делать выборочные проверки и жаловаться.

    Подобно механическому устройству, которое изнашивается быстрее при интенсивном использовании, глубина разряда (DoD) влияет на количество циклов батареи. Чем меньше разряд (низкий DoD), тем дольше будет работать батарея без заметной потери емкости. Если это вообще возможно, избегайте полной разрядки аккумуляторов и заряжайте батарею чаще. У Li-ion нет памяти и аккумуляторы не нуждаются в периодических циклах полной разрядки для продления срока службы.

    В таблицах 2, 3 и 4 показаны общие тенденции старения обычных литий-ионных аккумуляторов на основе кобальта в зависимости от глубины разряда, температуры и уровня заряда. В таблицах не рассматриваются сверхбыстрая зарядка и разряды с высокой нагрузкой, которые сокращают срок службы батареи. Не все батареи ведут себя одинаково.

    Таблица №2 демонстрирует количество циклов разряда/заряда, которые литий-ионные аккумуляторы могут обеспечить при различных уровнях DoD, прежде чем емкость батареи упадет до 70%. Частичный разряд продлевает срок службы батареи, а также частичный заряд.

    Литий-ионный аккумулятор подвергается стрессу при воздействии высоких температур. Температура выше 30 °C (86 °F) считается повышенной. Воздействие на батарею высоких температур и длительное время в состоянии полной зарядки может быть более вредным, чем ее эксплуатация. Таблица 3 демонстрирует потерю емкости в зависимости от температуры и состояния заряда (SoC).

    Таб. №3. Емкость при хранении Li-ion в течение одного года при различных температурах. Повышенная температура ускоряет постоянную потерю емкости. Не все литий-ионные системы ведут себя одинаково.

    С точки зрения долговечности, оптимальное зарядное напряжение составляет 3,92 V/cell. В таблице 4 приведены значения емкости в зависимости от уровня заряда.

    Таб. №4: Повышение выше 4,20 V/cell повышает емкость, но приводит к сокращению срока службы батареи и снижает безопасность.

    Технологический университет Чалмерса (Швеция), сообщает, что использование пониженного уровня заряда в 50% SоC увеличивает ожидаемый срок службы литий-ионного аккумулятора автомобиля на 44–130%.

    Большинство зарядных устройств для мобильных телефонов, ноутбуков, планшетов и цифровых камер рассчитаны на 4,20 V/cell, потому что потребители, как правило хотят заряжать свои батареи под завязку. Промышленность, с другой стороны, больше заботится о сроке службы батарей, спутники и электромобили, как правило не заряжают батареи до максимума, обычно ограничивая заряд 85% и разряжают до 25%, чтобы продлить срок службы батареи.

    Обычные литий-ионные аккумуляторы не должны оставаться под воздействием напряжения 4,20 V/cell в течение длительного времени. Зарядное устройство должно отключать зарядный ток, и напряжение аккумулятора возвращается к более естественному уровню. Это похоже на расслабление мышц после напряженной тренировки.

    На графике №6 показаны динамические стресс-тесты (DST), отражающие потерю емкости. Наибольшая потеря емкости происходит при разряде полностью заряженного аккумулятора до 25% SoC (черный); при полном разряде потеря будет выше. Цикл от 85 до 25% (зеленый) обеспечивает более длительный срок службы, чем зарядка до 100% и разрядка до 50% (темно-синий). Наименьшая потеря емкости достигается за счет зарядки Li-ion до 75% и разрядки до 65%. Что, к сожалению не позволяет использовать батарею в полной мере.

    Существуют расхождения между таблицей №2 и графиком №6 по количеству циклов. Однозначных объяснений этому нет, кроме предположения о различиях в качестве аккумуляторов и методах испытаний. Различия между дешевыми потребительскими и долговечными промышленными элементами также могут играть заметную роль в результатах тестов. Сохранение емкости будет снижаться быстрее при температурах выше 20 ºC.

    Ограничение диапазона зарядки продлевает срок службы батареи, но уменьшает количество потребляемой энергии. Что не лучшим образом отражается на увеличении веса и первоначальной стоимости батареи.

    Что может сделать пользователь?

    Условия окружающей среды, а не только циклы заряда/разряда определяют долговечность литий-ионных аккумуляторов. Худший вариант – хранение полностью заряженного аккумулятора при повышенной температуре.
    Использование более низкого напряжения при зарядке продлевает срок службы батареи, электромобили и спутники пользуются этим. Но производители бытовых устройств использующих аккумуляторы не заинтересованы в долгом сроке их службы.

    Продлить срок службы батареи ноутбука можно путем снижения зарядного напряжения при подключении к сети переменного тока. Чтобы сделать эту функцию удобной для пользователя, устройство должно иметь режим «Long Life», который держит батарею на уровне 4,05V и предлагает SoC около 80%. За час до поездки в места, где зарядиться не получится пользователь включает режим «Полная емкость», чтобы довести заряд до 4,20V.

    Возникает вопрос: «нужно ли я отсоединять свой ноутбук от электросети, когда он не используется?» В нормальных условиях в этом нет необходимости, поскольку зарядка прекращается, когда литий-ионная батарея полностью заряжена. Максимальный заряд применяется только тогда, когда напряжение аккумулятора падает до определенного уровня. Большинство пользователей не отключают питание переменного тока, и эта практика безопасна.

    Современные ноутбуки работают круче, чем старые модели, а количество пожаров меньше. Всегда держите доступ к вентилятору открытым, особенно когда ноутбук лежит на кровати. Крутой ноутбук продлевает срок службы батареи и защищает внутренние компоненты. Избегайте так называемых сверхбыстрых зарядных устройств, которые утверждают, что полностью заряжают литий-ионную батарею менее чем за час.

    Как продлить жизнь литий-ионных аккумуляторов

    Как продлить жизнь литий-ионных аккумуляторов.

    Литий-ионные и литий-полимерные аккумуляторные батареи используются сегодня в большинстве мобильных устройств – от плееров и телефонов до планшетов ноутбуков

    Литий-ионные (а также отличающиеся от них только типом электролита литий-полимерные) аккумуляторы появились на рынке достаточно давно – в 1992 году. Технология отработана до мелочей и неоднократно усовершенствована, все факторы, влияющие на емкость, стабильность и долговечность, известны, учтены разработчиками батарей и гаджетов, отражены в руководствах по эксплуатации портативных устройств и многочисленных публикациях в интернете и бумажной прессе. Но среди советов по обращению с батареями, которые можно услышать от продавцов мобильной техники или знакомых «гуру», до сих пор можно услышать как просто бесполезные, так и откровенно вредные. Давайте же, наконец, составим список правильных рекомендаций по продлению ресурса аккумуляторной батареи.

    1. Заряжайте батарею оригинальным зарядным устройством. Используйте оригинальные батареи.

    Характеристики дешевых аналогов фирменных аккумуляторов и ЗУ могут заметно отличаться от оригиналов по своим параметрам. Казалось бы, что с того – но знаете ли вы, что превышение номинального зарядного напряжения АКБ всего на 0, 15 В способно вдвое сократить срок службы аккумулятора?

    А при пониженном на 0, 1 В напряжении заряда емкость заряженной батареи уменьшается примерно на 10%. Для нее-то это не вредно, даже наоборот – но вас ведь не устроит сокращение времени автономной работы?

    Проблема в том, что в мобильных телефонах и смартфонах контроллеры заряда батареи размещаются на плате самого телефона. Они «обучены» заряжать только «родную» батарею, и если совместимый аналог отличается от оригинала (а чаще всего это так), то может произойти одна из вышеописанных ситуаций. Поэтому экономия экономией, а в данном случае совет использовать «родные» батареи и зарядки имеет вполне практическое обоснование.

    2. Перед первым использованием полностью зарядите батарею.

    Это нужно прежде всего для того, чтобы питаемое устройство правильно определило ее полную емкость и в дальнейшем точно отображало остаток заряда. Но не стоит оставлять ваше устройство на зарядке «на всю ночь» или «на 12 часов», как советуют некоторые продавцы. Это бесполезно, т.к. встроенный в телефон контроллер заряда и встроенная в батарею электронная схема защиты просто отключают зарядку по достижении полной емкости.

    «Тренировка», или «раскачка» в виде 3-5 полных циклов литий-ионным батареям тоже не требуется. После первой же зарядки литий-ионная батарея полностью готова к работе. А глубокий разряд станет для нее стрессом и может лишь сократить срок службы. Полный цикл может потребоваться только для некоторых устройств, чтобы произвести так называемую «калибровку» батареи и правильно отображать ее заряд. Однако самой АКБ он не нужен.

    3. Соблюдайте температурный режим.

    Не храните и не используйте литий-ионные батареи в условиях, в которых вы сами не чувствовали бы себя комфортно. Li-ion АКБ практически неспособны нормально работать при температуре ниже -20 °С. А при +30 °С и выше в них ускоряются процессы старения, приводящие к необратимой потере части емкости и преждевременному выходу из строя. Поэтому не подвергайте ваши смартфоны замораживанию либо перегреву.

    Оптимальная температура для заряда и разряда батареи – около +20 °С. При этом разряд при отрицательных температурах вплоть до -18 °С батарее не вредит (разве что будет происходить заметно быстрее, чем обычно). А вот заряжать ее на морозе нельзя категорически – это и вредно, и опасно. Так что заряжайте батарею в более комфортных условиях.

    4. Не разряжайте батарею полностью и не гонитесь за 100%-ным зарядом.

    В отличие от старых никель-металлгидридных АКБ, для литий-ионных аккумуляторов как полный заряд, так и глубокий разряд – это своего рода стресс. Частые полные циклы могут заметно сократить срок службы батареи:

    Если есть такая возможность, ставьте ваш гаджет на зарядку сразу же после предупреждения о низком (10-15%) уровне заряда, не дожидаясь его самовыключения. Если же защитное отключение произошло, ни в коем случае не оставляйте батарею разряженной надолго – стоит поскорее зарядить ее хотя бы до 30-40% емкости.

    Было бы также неплохо не заряжать батарею полностью, до 100%. Но на практике эта рекомендация трудновыполнима, хотя некоторые производители ноутбуков (Samsung) уже предусматривают такой режим для своих устройств.

    5. Правила хранения неиспользуемых батарей.

    Даже лежа на полке либо прилавке магазина, батареи теряют значительную часть емкости, и скорость этого процесса напрямую зависит от степени их заряда и температуры хранения:

    Температура хранения Остаток емкости (ресурса) батареи через год хранения:

    при начальном уровне заряда 40% и при начальном уровне заряда 100%

    60°C 75% 60% (через 3 месяца)

    Деградация характеристик наиболее распространенных литий-кобальтовых аккумуляторов в зависимости от температуры хранения и степени заряда

    Таким образом, покупать батареи «про запас» нет смысла. А при покупке нового аккумулятора стоит выяснить дату его изготовления.

    Аккумуляторы для устройств, которыми вы очень редко пользуетесь, но хотите сохранить в работоспособном состоянии, рекомендуется:

    • Зарядить до 40-50%;

    • Извлечь из питаемого устройства;

    • Упаковать в герметично закрывающийся целлофановый пакет (каждую батарею отдельно, если их несколько);

    • Положить на хранение в холодильник (но ни в коем случае не в морозильную камеру!);

    • Раз в 2-3 месяца подзаряжать до тех же 40-50%, предварительно дав прогреться до комнатной температуры;

    • Перед использованием после долгого хранения зарядить полностью.

    Литий-ионные и литий-полимерные батареи бывают различных размеров и формы, но правила хорошего тона в обращении с ними одинаковы для всех разновидностей.

    Не оставляйте батарею разряженной надолго. Через несколько недель вследствие саморазряда напряжение севшей батареи упадет ниже критического, до 2, 2-2, 9 В. При этом схема защиты переведет батарею в «спящий» режим и отключится. После чего штатное зарядное устройство, скорее всего, не сможет ее вывести из этого состояния.

    Не разбирайте и не пытайтесь починить неисправную батарею самостоятельно. Во-первых, в комбинации с контроллером и устройством защиты она представляет собой (схемотехнически) весьма сложное устройство, разобраться в котором без специальной аппаратуры не получится. Во-вторых, это может быть небезопасно. При этом категорически запрещается разбирать (вскрывать) литий-ионные элементы батарей! Также стоит оберегать батарею от механических повреждений.

    Не замораживайте и не перегревайте литий-ионные батареи, особенно свыше 60°C. Помимо быстрого выхода из строя, при значительном перегреве либо повреждении существует опасность взрыва либо самовозгорания литиевого элемента. Поэтому литий-ионные элементы категорически запрещено паять, а их сборка в батареи производится на фабрике методом контактной точечной сварки.

    Источники питания на основе лития имеют почти столетнюю историю, но до 90-х годов прошлого века они не могли стать массовыми из-за несовершенства технологии. Использовавшийся в ранних разработках металлический литий чересчур химически активен, что приводило к частым возгораниям и взрывам батарей на его основе. Технологический прорыв совершили инженеры корпорации SONY, заменив литий менее активным кобальтатом лития. Они же внедрили систему управления и защиты BMS (Battery Management System), которая контролирует электрические и физические параметры элементов батареи и прекращает заряд или разряд при нарушении нормального режима работы. С тех пор технология и материалы были значительно улучшены, и на данный момент литий-ионные аккумуляторы – весьма совершенные, надежные и безопасные устройства. Естественно, при соблюдении приведенных выше рекомендаций.

    Как продлить жизнь литий-ионных аккумуляторов.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector