Рекомендации по эксплуатации литий-ионных аккумуляторов

Правила эксплуатации Li-ion аккумуляторов

В данном материале мы поговорим о практических аспектах эксплуатации литий-ионных аккумуляторов. У них есть свои особенности, которые нужно обязательно учитывать. Не важно, в каком устройстве находится аккумулятор, будь то GNSS-приемник, тахеометр, лазерный сканер или любой другой геодезический инструмент, правила эксплуатации будут одинаковыми.

Почему их нужно соблюдать? Во-первых, просто потому, что они совсем не сложные и не потребуют от вас никаких усилий. Во-вторых, их соблюдение может существенно продлить жизнь литиевого аккумулятора, повысить время работы устройств без подзарядки. 

Преимущества и недостатки литий-ионных аккумуляторов

Достоинства Li-Ion аккумуляторов:

• Высокая ёмкость
• Малые габариты 
• Небольшая масса
• Отсутствует эффект "памяти".
• Низкая степень саморазряда
• Возможность форсированной (быстрой) зарядки
• Большое количество циклов заряда/разряда.

• Высокая стоимость
• Быстрое старение
• Чувствительна к низким температурам.

Какой срок службы литий-ионных аккумуляторов?

Сколько можно хранить литий-ионные аккумуляторы без потери качества?

Есть ли эффект памяти у литий-ионных аккумуляторов?

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.

Почему литий ионный аккумулятор теряет емкость?

Чаще всего в быстрой деградации ёмкости и повышении внутреннего сопротивления литий-ионных и литий-полимерных аккумуляторов виноваты:
экстремальные температуры, перезаряд (зона предельного напряжения 4-4,2 В на элемент), чрезмерно низкий заряд (глубокий разряд до <2,75 В на ячейку).

Надо ли заряжать новые литий-ионные аккумуляторы?

Обязательны 2-3 цикла разряд-заряд после покупки. Современные литий-ионные батареи, наоборот, не рекомендуется разряжать до критического уровня. А заряжать лучше до 90-95 %. После покупки надо сначала полностью разрядить. Приобретая новый прибор, намного полезнее будет его сначала подсоединить к зарядному устройству. И лишь затем доводить до разрядки. Продолжительность первой зарядки, как правило, указана в эксплуатационных документах к прибору.

Какой саморазряд АКБ в день?

Считается, что для новых аккумуляторов норма саморазряда составляет не более 1% ёмкости в день. Это достаточно большие величины, по факту за 100-150 дней бездействия наступает глубокий разряд, который отрицательно сказывается на состоянии батареи. Для подержанных АКБ показатель нормы саморазряда может достигать вовсе 1,7 процента, в итоге буквально за 60-70 дней, то есть за два месяца полностью заряженная батарея теряет свой заряд.

Способы обеспечения безопасности при эксплуатации литий-ионных аккумуляторных батарей

---------------------------------------------------------------------------------------------------

Основных правил правильной эксплуатации li-on аккумуляторов всего пять.

Отсутствие полного разряда

Некоторые типы аккумуляторов (например, никель-кадмиевые) нужно обязательно разряжать перед зарядкой до нуля. Это обусловлено эффектом памяти, который в литий-ионных отсутствует. Вернее, он есть, но крайне незначительный и его можно не учитывать. Поэтому заряжать можно на любом значении остаточной емкости, будь то 20% или 90% - батарее это никак не повредит. Глубокий разряд вредит данному типу аккумуляторов и значительно сокращает срок его службы. Емкость будет уменьшаться.

Производители делают расчет количества циклов при разряде до 0%. Например, они обещают 500 циклов. Но если ставить аккумулятор на зарядку при разряде 50%, то срок его службы увеличится раза в три. Согласитесь, это очень существенные цифры. А если заряжать после 10% разряда, то количество циклов вырастет в 9-11 раз. Разумеется, последнее невозможно на практике. Оптимальным считается не допускать разрядку ниже 20%. На практике вы можете ставить литий-ионный аккумулятор на зарядку даже без долгого использования, даже если он разрядился всего на 5%.

Это относится ко всем типам Li-Ion аккумуляторов. Это одно из самых простых правил эксплуатации. Да, не всегда возможно вовремя зарядить аккумулятор, но в этом случае можно хотя бы попытаться ограничить использование устройства. Если не допускать разрядку ниже 20%, то срок жизни (количество циклов) в среднем увеличивается в 2 раза.

Хранение частично заряженным

Это актуально для электронных приборов с аккумуляторами и других устройств, которые используются время от времени. Оптимальный уровень заряда при длительном хранении – 40%, температура около 15 градусов. Соблюдать это правило уже труднее, но оно очень важное. 

Крайности недопустимы, так как:

• Если литий-ионный аккумулятор хранится долгое время полностью разряженным, то он может попросту выйти из строя и заряжаться не будет. В отдельных случаях его можно будет восстановить, но он потеряет часть емкости.
• Если аккумулятор полностью заряжен, то со временем он будет терять емкость. И чем больше срок хранения, тем больше потеря емкости. Да, саморазряд у Li-ion низкий, но в данном случае мы говорим совсем о другом.

Данное правило эксплуатации литий-ионных аккумуляторов обусловлено химическими процессами, которые в нем происходят. Кстати, именно по этой причине не рекомендуют покупать данный тип АКБ «на всякий случай». Их нужно именно что активно использовать, держать на полке годами никакого смысла нет.

Оригинальные зарядные устройства

Необходимо использовать только те зарядные устройства, которые шли в комплекте. Но есть оговорка: все зависит от типа устройства. Зарядное устройство может быть встроено непосредственно в само устройство, а то, что мы называем «зарядка» лишь адаптер. Но у некоторых литий-ионные аккумуляторы вставляются во внешние зарядные устройства (например, как у лазерных сканеров) и в этом случае если использовать зарядку от непонятного производителя, то это может сильно навредить батарее. Поэтому в данном случае экономить не стоит, цена зарядного устройства обычно ниже, чем цена аккумулятора. И экономия может привести к потере денег, как оно часто и бывает.

Полная разрядка

Хотя выше указано, что полная разрядка вредит литиевым аккумуляторам (что правда), иногда необходимо разряжать его до нуля, но делать это нужно правильно. Доказано, что если АКБ  полностью разряжать 1 раз в три месяца и после этого держать на зарядке около 10 часов, то это способствует сбросу флагов нижнего и верхнего уровней, то есть,  откалибровать батарею. Три месяца – ориентировочный срок, исследования показали, что это нужно делать после 40-50 циклов разряда (неполных).

Впрочем, многие современные литий-ионные аккумуляторы имеют функции, которые не требуют данных манипуляций. Поэтому стоит читать рекомендации по эксплуатации от производителя, если там указана данная процедура, то ее стоит делать совершенно точно.

Без перегрева

Низкая температура снижает емкость литий-ионного аккумулятора, но высокая вредит гораздо больше. Именно поэтому производители всегда говорят прямо: не подвергать воздействию прямых солнечных лучей. Максимальная температура, при которой допускается использование данного типа АКБ +50 градусов по Цельсию. Все, что выше – существенный риск. При этом способность держать заряд теряется при значительно меньших значениях. При +30 батарея потеряет до 20% емкости, а при +45 уже около 50%.

Да, эти данные являются усредненными, возможны определенные отклонения, но в целом, литиевые батареи работают именно так. Поэтому при их эксплуатации в условиях высоких температур, стоить быть очень осторожным.

Что нельзя делать с литий-ионными аккумуляторами?

• Разбирать, прокалывать, если они вздулись (это говорит о неисправности клапана, который сбрасывает излишнее давление). Как минимум это грозит вытеканием электролита, в котором содержаться вредные вещества, как максимум – возгоранием.
• Уточняйте правила провоза литий-ионных батарей в зависимости от типа транспорта. Например, в самолетах их запрещено перевозить в багажном отделении, только в салоне. Также действуют ограничения по мощности, для некоторых аккумуляторов может потребоваться разрешение авиакомпании.
• При зарядке нельзя подавать напряжении выше пяти вольт, это может привести к возгоранию или к поломке АКБ. Это не актуально, если вы используете «родные» зарядные устройства, это стоит учитывать лишь тогда, когда применяются многофункциональные зарядные устройства, в которых есть возможность задавать ряд параметров по своему желанию.

__________________________________________________________________________________________________________

Встроенные аккумуляторы

В современных геодезических приборах зачастую применяются встроенные аккумуляторные батареи. Их зарядка производится прямым подключением прибора к сети через адаптер питания. Правила их эксплуатации аналогичны съемным. 
Основными нюансами эксплуатации здесь являются:

• Наличие встроенного разъема для подключения зарядного устройства,
• Отсутствие дополнительных блоков питания,
• Обеспечение полной пыле- и влагозащиты устройства и батарей, ввиду отсутствия съемных элементов при эксплуатации батарей (крышки батарейных отсеков).
• Более низкая степень саморазряда, по сравнению со съёмными батареями.

___________________________________________________________________________________________________________

В целом, правила эксплуатации литий-ионных аккумуляторов достаточно просты. Список рекомендаций и запретов не выглядит очень большим и сложным. Современные АКБ данного типа лишены множества недостатков, которые были присущи первым моделям. 

При соблюдении всех правил их можно назвать очень безопасными, а некоторые случаи взрыва или возгорания, это лишь исключения, которые занимают доли процента, учитывая количество используемых литий-ионных аккумуляторов в мире.

Пожалуйста не забывайте проводить диагностику и техническое обслуживание Ваших аккумуляторов раз в год, а также качественно подготавливать АКБ к работе!

Удачной работы и долгой работы Ваших батарей!