Каталог огранизаций по электромонтажу и электролабораторий:
Москва
Санкт-Петербург

Как заряжать литий ионный аккумулятор

В большинстве образцов современного оборудования используются литиевые аккумуляторы. Они пользуются популярностью из-за надежности, способности к длительному периоду автономной работы, универсальности и компактных габаритов. Их устанавливают в смартфонах, планшетах, ноутбуках, бытовой и профессиональной технике. Если правильно заряжать li ion аккумуляторы, они могут выдержать не менее 300-400 циклов зарядки и разряда, современные модели выдерживают и 600 таких циклов.

Формы литий-ионных АКБ
Формы литий-ионных АКБ

Особенности функционирования

Чаще всего такие аккумуляторы изготавливаются в виде призмы или цилиндра. Корпус батареи, как правило, алюминиевый или стальной, для обеспечения защиты источника питания от различных повреждений и длительного срока службы. Под корпусом расположены электроды, на которых накапливается заряд в результате химической реакции, а также специальные сепараторы, предотвращающие смешивание жидкостей, значит, нарушение процесса их зарядки и функционирования. В качестве катода используется один из оксидов лития с добавлением никеля или кобальта. В ряде случаев используются элементы с железом, фосфором или марганцем. Анод изготавливается из графита или другого аналогичного соединения с содержанием углерода.

Заряжаются и разряжаются литий-ионные аккумуляторы примерно так же, как движется кресло-качалка. На протяжении периода времени, когда батарея является источником питания для устройства, электроны перемещаются от отрицательно заряженного катода к аноду с положительным зарядом. В результате образуется электрический ток. При этом происходят извлечение металла из катода и формирование нового соединения на аноде. В процессе зарядки li ion аккумуляторов перемещение частиц происходит в обратном направлении, сопровождаясь извлечением лития с анода и перемещением его на катод. Литиевые и графитовые пластины в призматических АКБ расположены параллельно, между ними размещены сепараторы для предотвращения короткого замыкания. В цилиндрическом корпусе они свернуты в рулон.

Принцип функционирования батареи
Принцип функционирования батареи

Обратите внимание! В паспортах устройств, которые питаются от литий ионных батарей, указывается, что они сохраняют работоспособность при температуре от -40 до +50 градусов по Цельсию. Однако практически всем известно, что при попадании в холод такая АКБ быстро разряжается. Не стоит хранить батарею на солнце или рядом с тепловыми приборами, поскольку это ведет к сокращению периода эксплуатации и ухудшает ее характеристики.

Помимо несоблюдения правил хранения, причинами быстрого выхода литиевого аккумулятора из строя могут быть неправильная зарядка и использование. Кроме того, в процессе эксплуатации следует иметь в виду, что литий ионные аккумуляторы разных производителей могут существенно отличаться, поэтому установка в различные устройства нештатных батарей может привести к непредсказуемым проблемам.

Как сохранить работоспособность батареи на максимальный срок

Для этого рекомендуется соблюдать некоторые правила:

  • Заряжать АКБ следует только устройствами, оборудованными специальными контроллерами, которые смогут вовремя прекратить процесс пополнения емкости и предотвратить таким образом перегрев источника питания или короткое замыкание в нем.
  • При уровне емкости батареи в 10-20% от максимальной следует сразу ставить устройство на зарядку. Частая полная разрядка может привести к ухудшению характеристик аккумулятора.
  • В процессе зарядки, как только устройство покажет, что АКБ заряжено на 100%, рекомендуется оставить его подключенным к сети еще на пару часов, иначе по факту батарея зарядится всего на 70-80%.

Важно! Постоянно полностью заряжать АКБ тоже не рекомендуется. Большинство производителей советует, чтобы аккумуляторы были заряженными на уровне не более 80%. Это объясняется тем, что при регулярной перезарядке на катодах происходит более активное выделение кислорода, а на анодах образуется осадок, что в совокупности создает риск поломки батареи и даже ее возгорания. Пожары происходят редко, но существенное уменьшение ресурса при неправильной эксплуатации литий ионной батареи точно можно ожидать.

Процесс зарядки АКБ
Процесс зарядки АКБ

Чтобы устройство служило долго, необходимо его периодически полностью разряжать. Это объясняется тем, что постоянное подключение батареи к сети в момент ее неполного разряда ведет к изменению значений минимального уровня зарядки в контроллерах. В результате устройство перестает корректно определять емкость батареи. В такой ситуации следует его полностью разрядить, затем поставить на зарядку на 8-12 часов. Это позволит обнулить значения и восстановить корректность данных об уровне заряда.

Если планируется неиспользование устройства на протяжении длительного периода, рекомендуется его законсервировать. Для этого емкость батареи следует оставить на уровне 30-50%, само устройство поместить в сухое помещение с температурой около 15 градусов Цельсия. Если оставить на хранение батарею с полной зарядкой, высока вероятность, что она потеряет существенную часть своей емкости, а ее технические характеристики станут существенно хуже.

Дополнительная информация. В случае наличия в АКБ кобальта такие батареи необходимо специальным образом утилизировать, поскольку данный металл опасен для окружающей среды.

Как правильно заряжать литий ионные аккумуляторы

Самое главное требование – применять только те зарядные устройства, которые предусмотрены инструкцией. Это позволит исключить подачу излишнего напряжения или силы тока, поскольку это может привести к выходу батареи из строя. Также необходимо контролировать правильное расположение АКБ в зарядном устройстве: плюс должен быть к плюсу, минус – к минусу. Большинство оборудования для зарядки аккумуляторов имеет индикаторы зарядки, зеленый цвет которых сообщает о том, что емкость батареи пополнена до 100%.

Существует несколько общих принципов, как заряжать литий ионный аккумулятор:

  • Не рекомендуется часто полностью разряжать батарею данного типа. Однако следует проводить такую процедуру с определенной периодичностью, чтобы иногда обнулять значения контроллеров (не чаще одного раза в квартал).
  • При достижении емкости АКБ в 10-20% следует приступать к процессу зарядки.
  • В процессе хранения батареи рекомендуется поддерживать ее емкость на уровне 50%, иначе возможно существенное ухудшение характеристик.
  • Не рекомендуется на протяжении длительного времени держать АКБ в жарком или холодном помещении. В первом случае это может привести к снижению длительности эксплуатации, во втором – к резкому падению емкости и прекращению работы оборудования.
Правильная зарядка
Правильная зарядка

Имеются определенные нюансы при зарядке батареи через USB-шнур (поставляется с большинством мобильных устройств) от компьютера. Такой способ пополнения емкости занимает значительно больше времени, поскольку сила тока существенно ниже.

Заряжая устройство в автомобиле, необходимо проверять соответствие адаптера техническим характеристикам смартфона или планшета. В частности, он должен обеспечивать передачу тока силой не менее 1 или 2 ампер, в противном случае зарядка не начнется.

Таким образом, чтобы батарея в устройстве работала как можно дольше, требуется знать, как зарядить ее и как правильно эксплуатировать. Правила эти достаточно простые, но их необходимо соблюдать. В этом случае можно рассчитывать, что АКБ будет функционировать не 400-600 циклов, а все 1500, значит, не придется тратиться на замену батареи. Кроме того, следует помнить, что вышедшие из строя аккумуляторы необходимо специальным образом утилизировать, чтобы не нанести вред окружающей среде.

Видео