Как правильно заряжать литий─полимерный аккумулятор?

Как правильно заряжать литий полимерный аккумулятор

Всё больше техники в последнее время снабжено литий-полимерными аккумуляторами, и такая тенденция должна продолжаться на протяжении следующих лет, если верить заверениям разработчикам новых гаджетов. Но для успешной эксплуатации литий-полимерных батарей необходимо учитывать важные моменты их использования: как правильно заряжать устройства первый раз и на протяжении всего срока работы, как правильно им пользоваться и какие нюансы важны для того, чтобы продлить жизнь прибора.

Плюсы и минусы

Литий является самым лёгким металлом, что обратило на него внимание конструкторов, занятых поиском материалов для создания аккумуляторов. Если на начальных этапах работы с этим материалом у учёных возникали проблемы, такие как быстрый перегрев устройства, то современные батареи уже избавлены от этих недоработок.

Среди самых главных достоинств литий-полимерных аккумуляторов можно выделить следующие:

• большая ёмкость по сравнению с аналогами;
• низкий уровень саморазряда, что означает возможность работы с гаджетом даже после определённого времени, когда он был выключен;
• упрощённая конструкция, которая является более надёжной в работе;
• отсутствие необходимости проведения периодической калибровки, что снижает уровень эксплуатационных расходов;
• возможность создания супер тонких аккумуляторов толщиной от 1 мм, что делает возможным применение даже в самых мелких устройствах;
• наличие контроллера заряда и разряда;
• использование фольги вместо стального или алюминиевого корпуса, что удешевляет батарею и делает её более лёгкой.

Существуют у этого типа аккумуляторных батарей и свои недостатки:

• необходима встроенная система защиты, которая предотвращает перенапряжение при зарядке и ограничивает температурные показатели;
• существует возможность воспламенения при механическом повреждении;
• устройство подвергается срабатыванию даже в том случае, если не эксплуатируется;
• имеет достаточно высокую стоимость по сравнению с аналогами.

Уже через год ёмкость заметно снижается, а через два-три года становится настолько малой, что пользоваться литий-полимерным аккумулятором уже сложно. Однако, это является общей проблемой для разного типа батарей, поэтому даже не используя литий-полимерный аккумулятор, его следует хранить отдельно от гаджета с уровнем зарядки близким к 40-45% и при прохладной температуре.

Первая зарядка

Для того, чтобы обеспечить максимальное время работы с высокой ёмкостью, самым важным является первый этап заряда такого типа батареи. Специалисты дают много советов по этому поводу, иногда их мнения расходятся, но есть моменты, которые не поддаются сомнению.

От того, насколько правильно производителем выполнена зарядка, зависит дальнейшее удобство покупателя. Для того, чтобы обеспечить максимально полный заряд, на производстве применяют сложные контроллеры.

Первый заряд происходит по такой схеме:

1. На протяжении первого часа на батарею подают ток, пока значение не достигнет 4,2 Вольта. После этого значение заряда приближается к 70%.
2. Сразу за этим проводится второй режим. Он тоже занимает около часа или чуть более того. При этом на аккумуляторной батарее очень точно выдерживают 4,2 Вольта, но значение зарядного тока постепенно уменьшается. Чтобы узнать, насколько снижается ток, нужно высчитать 0,2% от общей ёмкости устройства. Во время завершения второго этапа степень заряженности доходит до 90%.
3. На третьем режиме продолжается снижение силы тока, но напряжение на клеммах сохраняется всё в том же значении – 4,2 Вольта. Этот этап имеет чёткую продолжительность в 60 минут, и не может быть сокращён или удлинён. Как только заданное время истекает, контроллер прекращает подачу тока. К этому моменту заряд составляет 100%.

Пределы напряжения для работающего литий-полимерного аккумулятора составляют от 4,2 Вольта (на заряде в 100%) до 2,7 Вольта (на заряде в 0%). Эти данные справедливы для коксовых электродов, а для графитовых минимальный показатель немного выше и составляет 3,0 Вольт.

То количество энергии, которое литий-полимерная батарея отдаёт за момент разряда от 100% до 0% и называется её ёмкостью.

Есть компании-производители, которые занижают верхний предел вольтажа на 0,1 Вольта. Минусом такого подхода является начальное снижение ёмкости на 10%, но время заряда сокращается, а срок эксплуатации увеличивается.

Литий-полимерные аккумуляторы не так сильно зависимы от правильного начала эксплуатации, как аналогичные системы более старого образца, что является неоспоримым плюсом. Даже если по каким-то причинам пользователь не выполнил этот этап так, как нужно в соответствии с требованиями, ёмкость уменьшится не так резко, и какое-то время разница вовсе не будет ощутима. Но забывать об этом полностью не стоит, ведь чаще всего при использовании современных устройств главным ограничителем становится как раз досрочный разряд аккумуляторного блока, что становится причиной выключения прибора.

Владельцы смартфонов, ноутбуков и прочих гаджетов, на которых установлен такой тип батареи, могут выполнить правильный «разгон» батареи, так же как это происходило с никелевыми устройствами. Таким образом достигается дополнительная калибровка контроллера. Для этого достаточно два раза быстро разрядить устройство до полного выключения, можно просматривать видео, использовать энергозатратные приложения или играть в игры с высокими системными требованиями. После этого смартфон или другой гаджет следует зарядить до предельного состояния.

Правильная эксплуатация

Кроме первой зарядки для длительной службы литий-полимерной батареи нужно выполнять ряд несложных требований, способных держать ёмкость на высоком уровне длительное время.

Основные правила следующие:

• Аккумуляторы литий-полимерного типа очень плохо реагируют на промерзание. Достать смартфон на морозе на пару минут можно, но длительное использование в таких условиях способно быстро ухудшить параметры батареи.
• Ёмкость этого типа батарей зависит от значений атмосферного давления. На высокой отметке в горах или на борту самолёта заряд может закончиться быстрее.
• Срок эксплуатации реально повышает постоянное содержание аккумулятора в значениях заряда 40-60%. Допускать чрезмерный разряд не рекомендуется, тем более – периодически.
• Желательно заряжать гаджет «родным» зарядный устройством, поскольку другие могут не соответствовать нужным требованиям.
• Заряжать изделие желательно при любой возможности.
• Не допускать эксплуатацию в условиях повышенной температуры, особенно – выше 60°С.
• Долго оставлять устройство, заряженное до максимума, подключённым к сети нельзя, так как это приводит к перегреванию и уменьшению ёмкости в дальнейшем.

При правильном соблюдении всех этих параметров литий-полимерный аккумулятор не будет подводить владельца гаджета в самый неподходящий момент, а сможет прослужить максимально длительное время.

Литий-полимерный аккумулятор Q10. Личный разбор полётов

Напишу краткий обзор про power bank, который я купил пару месяцев назад. Начать стоит с того, что для меня такое устройство практически необходимо. Если Вы, как и я, редко бываете дома и Вам нужно быть всегда на связи, тогда, скорее всего, этот обзор для Вас. Ведь большинство современных смартфонов садится очень быстро, аккумулятора порой не хватает и на полдня. Ничего не попишешь — дань современности, приходится волей-неволей «кибернетизироваться», обвешивая себя дополнительными гаджетами. Хотелось бы, правда, не нагромождать себя сверх меры и выбрать маленькое, но мощное устройство. А для этого нужно хорошо обдумать и сверить множество «пауэр-банков», что я и сделал. Без метода проб и ошибок тоже не обошлось, конечно.

В общем, узнал я про такого зверя как литий-полимерный аккумулятор. Основное его преимущество заключается в малой толщине и в том, что ему можно придать любую форму. По сути, тонкий и изящный гаджет, под стать смартфонам. Я так понимаю, что срок эксплуатации не сильно отличается от литий-ионных аналогов, но проверить лично пока не успел. Такое устройство у меня впервые.

Сам внешний аккумулятор на 10000 мАч — модель Q10 — меня выкупил наличием функции Quick Charge 3. Она позволяет зарядить телефон полностью за полчаса с хвостиком (у меня заряжает), то есть раза в 4 быстрее, чем обычно. Зависит, конечно, ещё и от мощности Вашего смартфона. Такая скорость объясняется хорошо оптимизированным процессом зарядки, снижением энергопотребления и сведением на нет тепловыделения, которое негативно сказывается на любом аккумуляторе. Иными словами, это не только мощный power bank, но ещё и экономичный.

На прошлой работе у меня был литий-ионный внешний «зарядник», и он меня вполне устраивал: всегда можно было зарядить его от персонального компьютера, чтобы в пути не волноваться о разрядке телефона. Сейчас же моя работа скорее носит разъездной характер, и такой возможности больше нет. Поэтому потребовалось прикупить качественный внешний аккумулятор с пониженной степенью саморазрядки. А литий-полимерная технология как раз это и подразумевает, в том числе.

Если Ваш смартфон поддерживает USB Type-C, тогда Q10 будет вообще идеальным вариантом. Кабель Type-C является двусторонним, что позволяет заряжать как соответствующее устройство, так и сам power bank. Кстати, я проверил, и Quick Charge тоже работает «в обе стороны», то есть зарядку внешнего аккумулятора тоже можно ускорить таким образом.

Причина такого чудесного свойства — использование технологии Power Delivery. О ней я услышал ещё где-то в 2013 году, но в обиход она «въезжает» только сейчас. Мне посчастливилось иметь дома макбук, поэтому я убедился на практике: да, с помощью такого power bank можно заряжать и Mac-устройство. Лично мне это почти не пригодится, ибо пользуюсь Mac-ом редко, но сама по себе такая возможность весьма привлекательна.

Внешние качества устройства меня порадовали. Я выбрал модель приятного серого цвета: достаточно стильно и строго. Да и пыль мало пристаёт к поверхности. Надеюсь, что такой внешний вид устройства сохранится на протяжении всего срока эксплуатации.

Даже большие внешние аккумуляторы старого образца не могли обеспечить мне и полутора цикла заряда, не говоря уже о двух и более. А вот Q10 даже перевыполнил этот план, гарантируя 3,5 цикла заряда на момент написания статьи. Более чем приемлемо, особенно учитывая скромные габариты устройства (легко помещается в карман вместе с телефоном).

В целом, не зря я читал кучу обзоров про внешние аккумуляторы. Количество наконец переросло в качество, и модель Q10 могу смело порекомендовать тем, кому нужно поддерживать «в тонусе» заряд устройства в течение дня. Активным людям мира сего посвящается, если позволите.

malefictum

Заметки и личные записи

Литература для самообразования и новости

Купив телефон, обычно многие начинают возиться с аккумулятором. Емкость аккумулятор

по умолчанию указывает столько то часов работы. Как сохранить емкость аккумулятора? Как зарядить аккумулятор, а тем более как правильно разрядить, если у Вас Li-Ion и Li-полимерный тип батареи в телефоне, как изменяется емкость аккумулятора, как влияют циклы разрядки и зарядки

В целом мы можем сделать несколько “выводов”, которые может подтвердить каждый, кто более-менее знаком с техникой. Я хочу поставить под вопрос эти утверждения, и выяснить, что из этого правда, а что – нет.

• Аккумулятор сначала нужно долго заряжать (например – всю ночь) = БЕССМЫСЛЕННО
• Аккумулятор нужно полностью заряжать и полностью в ноль разряжать, и поначалу это сделать раз 10, чтобы была полная емкость. = ВРЕДНО
• Аккумулятор служит независимо от времени работы, а зависит от количества циклов разрядки = ЛОЖЬ

В целом, мы будем рассматривать Li-Ion (литий ионный) и Li-Pol(литий полимерные) типы аккумуляторов. Начнем сначала с описания:

Все аккумуляторы состоят из катода, анода и электролита. Заряд накапливается на зарядах, где происходит химическая реакция. Она обратная, и в случае зарядки протекает в обратном направлении. Катод – отрицательно заряженная пластинка, а анод – положительно заряженная

Литий-Ионные аккумуляторы состоят из анода, состоящего из оксида Лития и Кобальта, а катод состоит из углерода. Когда вы заряжаете Ваш аккумулятор, электроны перетекают с Анода на Катод, при разрядке – в обратном направлении

Из основных преимуществ – большее напряжение, и отсутствие эффекта памяти

Сотовые телефоны нового поколения обычно снабжены новыми типами аккумуляторных батарей – Li-Pol (Литий полимерные) аккумуляторы. Отличия состоят в другом типе электролита, который состоит из гелеподобного вещества полимерной природы. Эта технология позволяет делать аккумуляторы с любыми размерами ( толщиной до 1 миллиметра), экологически более безопасны и способны выдавать ток более высокой силы. Не вызывают самовозгорание. Новая технология становится более популярной.

Аккумулятор нужно долго заряжать А смысл?

Все мобильные устройства имеют внутреннюю информацию относительно памяти заряда устройства, и она определяется максимальным и минимальным напряжением, необходимых для работы. Максимально развиваемое напряжение автоматически перестанет заряжать Ваш аккумулятор (контроллер питания), поэтому что вы поставите на ночь, а что дождетесь сигнала о полной зарядки разницы нет. Но первое включение определяет Вашу нормальную емкость для точного отображения ресурса батареи

Аккумулятор нужно полностью заряжать и полностью в ноль разряжать, и поначалу это сделать раз 10, чтобы была полная емкость Смысла нет, так как нет эффекта памяти

Как мы рассказали в предыдущем обзоре о аккумуляторах, именно Li-аккумуляторы не имеют выраженного эффекта памяти.

Что такое эффект памяти Это обратимый эффект потери емкости аккумулятора, применим к NiCd (Никель-кадмиевые) и Ni-Mh (Никель-металлгидридные) аккумуляторам. Основан на образовании кристаллических образований в структуре электродов, что затрудняет обмениваться электронами и ионами, уменьшая рабочую поверхность. Устраняется полной глубокой разрядкой и зарядкой батареи в несколько раз. Приводит практически к восстановлению емкости аккумулятора, или приближению к ней. Недостатком этих типов аккумуляторов были крупные размеры, слабая емкость и напряжение.

А так как эффекта памяти нет, то вредно или бессмысленно его глубоко разряжать? Тут оказывается, происходит плохая штука. Глубокая разрядка ниже нижнего порога 3.0V может привести к выключению устройства, но это не значит, что аккумулятор перестал тратить энергию. Ведь она тратится на работу системного устройства (памяти), ответ на кнопки управления (как же они включатся?) и держит в “спящем режиме” Ваше устройство. И что же получится? А получится, что потеря заряда до 2.5V может привести к потере возможности зарядить аккумулятор, и заряжать его придется отдельно слабой силой тока 0.1С, вернув его к жизни. Логично предположить, что это скажется на его емкости. Вывод можно сделать следующий Лучше постоянно иметь заряд, чем разряжать его до конца!

Аккумулятор служит независимо от времени работы, а зависит от количества циклов разрядки ЛОЖЬ

Тут окажется вообще неверным это утверждение. Относительно срока работы – Аккумулятор волей-неволей теряет заряд (даже будучи отключенным), а как мы упомянули в пункте 2 – это может приводить к разряду до 3V и ниже, и срезать емкость устройства. Оптимальная температура для сохранения заряда и слабого обмена – 5 градусов (обычная температура холодильника). Поэтому покупать аккумулятор впрок смысла нет, если же вы не будете (1) хранить их в холодильнике и (2) периодически их подзаряжать.

Получаем картину, что циклы разрядки влияют на работу устройства. Но фактически не само количество, а срок работы влияет на ее. Аккумуляторы подвержены старению, и обычно емкость снижается нормально на 10% при 500-800 циклах То есть за год работы устройства емкость нормально упадет на 5-10% .

Относительно температуры. При температуре в минус 20 аккумулятор начинает отказывать как заряжаться, так и работать. И, при повышении температуры выше плюс 40 по Цельсию – ситуация повторяется. Также высокая температура сильно снижает емкость аккумулятора -20С, +40С – губительные границы температур, комфортная зона +20С

Итого мы получили достаточно информации, опровергли ложную, и сделаем наконе вывод:

• При покупке устройства (смартфона) обратите внимание на год выпуска аккумулятора. Если товар вышел год назад, обратите на срок жизни батареи.
• Обязательно полностью зарядите при первом включении аккумулятор до 100%, это поможет телефону определить Вашу нормальную емкость
• Помните, что за два года службы емкость упадет и тогда можно искать новый аккумулятор
• Заряжайте при комнатной температуре и не заряжайте на холоде
• Не допускайте полного разряда батареи
• При хранении в холоде дайте прогреться батарее и тогда только подзаряжайте, если это дополнительный аккумулятор