Литиевые аккумуляторы на морозе

Литий-ионный аккумулятор на морозе

1. Чего боятся Li-ion аккумуляторы
2. Что происходит с Li-ion аккумулятором на морозе
3. Как решить проблему эксплуатации литиевого аккумулятора на морозе

Литий-ионные (Li-Ion) аккумуляторы стали наиболее распространенными на данный момент. Одной из немногих сфер, где литиевые АКБ не прижились — это транспорт с двигателем внутреннего сгорания, где батарея используется лишь для зажигания и питания основных узлов.

С популяризацией электротранспорта потребность в литиевых аккумуляторных батареях выросла еще сильнее. Под электротранспортом понимаются не только электрокары, но и электровелосипеды, электросамокаты и прочая техника, приводимая в движение при помощи электродвигателя.

Из-за того, что li-ion АКБ используются практически везде, пользователи часто интересуются, чего боятся литий-ионные аккумуляторы. Это полезно знать, особенно если эксплуатируется дорогостоящая сборка из большого количества элементов, которую не хочется менять почти каждый год.

Заряжать только полностью разряженный аккумулятор

Если пользователь систематически разряжает литий-ионный аккумулятор в ноль, батарея может выйти из строя гораздо быстрее, чем окончится ее срок службы.

В каждом литиевом аккумуляторе есть специальный контроллер, регулирующий правильную работу устройства. Этот микрочип предотвращает переразряд и перезаряд батареи. Но любая микросхема нуждается в питании, поэтому при 0% заряда LI-ion аккумуляторы могут вообще не зарядиться. Лучше всего ставить смартфон на зарядку, когда осталось 30-40% заряда.

↑Срок службы

Как литий-ионные, так и литий-полимерные аккумуляторы подвержены интенсивному старению. Они обеспечивают около девятисот полных циклов зарядки, после чего становятся непригодными. При этом не имеет значение, насколько активной была эксплуатация устройства. Если батарею длительное время вообще не использовали, сокращение ресурса, тем не менее, будет иметь место.

Уже через год емкости становятся существенно уменьшенными в ресурсе, а через два или три года можно констатировать, что батарея и вовсе вышла из строя. Это общий недостаток литиевых аккумуляторов, и выбирать более долговечную модель стоит только в зависимости от репутации производителя и отзывов о конкретных моделях.

Можно ли заряжать литиевые аккумуляторы на холоде?

Зарядка литиевых АКБ на морозе недопустима. Более того – после использования при низкой температуре аккумуляторную батарею нужно выдержать в помещении, чтобы она прогрелась. Прогрев должен быть естественным и постепенным, без использования близко расположенных источников тепла.

Оптимальный температурный диапазон для подзарядки литий-ионных АКБ – от +10 до +25 °С. Если зарядить литиевый аккумулятор на холоде, при последующем нагреве накопитель энергии окажется перезаряженным. А перезаряд, как и критический разряд, губительно сказывается на работоспособности батарей и их ресурсе.

Простые правила для сохранения работоспособности АКБ

Уберечь литий-ионные батареи от преждевременного выхода из строя поможет соблюдение нижеприведенных правил:

1. Заряжайте АКБ, не дожидаясь ее глубокого разряда, при положительных температурах.
2. Не заряжайте переохлажденные источники питания. Вначале прогрейте их до комнатной температуры.
3. Используйте оригинальные зарядные устройства, рекомендованные для данной модели АКБ ее производителем.
4. Не храните литиевые батареи на морозе и при температуре выше 30 °С.
5. На длительное хранение отправляйте АКБ с уровнем заряда 35–50%.
6. Не допускайте продолжительного хранения накопителей энергии в состоянии глубокого разряда, иначе они быстро деградируют.
7. Избегайте перезаряда источника питания. Он неизбежен, если полностью зарядить АКБ в прохладе, а затем внести в более теплое помещение.

Технологии будущего, когда они придут, и чем заменять литий-ионные аккумуляторы?

Разработок и теоретических выкладок в этом направлении сегодня существует достаточное количество. Однако вариантов применения прорывных технологий на практике за те же 25 лет по факту не происходило. Улучшения и оттачивание технологии были, но эволюционных, и тем более революционных скачков развития – нет.

Возможно, время настало! Эксперты, изучающие пути развития технологий, уверяют, что вторым локомотивом развития автомобильной электрической автономности за последнее десятилетие после Tesla может стать Porsche. Вернее, по всей видимости, уже стал.

Porsche стал первым автопроизводителем в мире, построившим электромобиль на основе 800-вольтовой архитектуры. Тяговая электросистема имеет номинальное напряжение в 723 В, что для красоты было округлено до 800 вольт. Суть при этом не меняется: значительно более высокое напряжение, по существу, означает возможность использования более тонкой проводки, что приводит к сокращению времени зарядки, уменьшению веса и уменьшению занимаемого пространства внутри автомобиля компонентов и в конечном счете к более продуктивной работе.

Впрочем, сам источник энергии остается из прошлого века и в полу Porsche Taycan – литий-ионный.

Процедура не лишена смысла: в теории дольше хранятся

На самом деле, как и молоко, аккумуляторы и батарейки тоже сохраняются подольше в холодильнике или на морозе. Это правда!

Откуда взялось это — то, что нужно хранить в холодильнике?

Низкая температура позволяет незначительно замедлить эффект саморазряда большинства типов аккумуляторов и батареек. Эту теорию неоднократно приводили и доказывали в своих исследованиях учёные.

Например, в научной работе «Temperature effect and thermal impact in lithium-ion batteries: A review» (источник) объясняется зависимость для литий-ионной технологии. А в публикации «Measurement and analysis of alkaline battery performance for low power wireless applications» (источник) показаны опытные эффекты на щелочных одноразовых батарейках.

Хранение на морозе «любят»:

• • все одноразовые батарейки D, C, AA, AAA, 9-вольтовые;
• • аккумуляторы литиевые (Li-Ion, Li-Polymer);
• • никель-металлогидридные (NiMH);
• • никель-кадмиевые (NiCd) — лучше всего сохраняются.

Все указанные типы элементов питания оснащены химией, в которой замедляются окислительно-восстановительные реакции [источник] при понижении температуры окружающей среды. Саморазряд становится меньше, ёмкость уменьшается медленнее.

То есть в теории вы можете увеличить срок службы аккумулятора или батарейки, положив её на хранение в холодильник. Но на практике помимо замедления вредных для ёмкости реакций появляются новые опасные химические процессы.

Как выбрать

Литий-ионные аккумуляторы для электровелосипедов отличается хорошими техническими характеристиками, компактными размерами и длительными сроками эксплуатации. Покупая литиевые АКБ, надо учитывать следующие параметры:

• требуемый уровень напряжения батареи (номинальное, рабочее);
• рабочая емкость;
• эксплуатационные сроки (количество зарядов/разрядов, условия хранения, зарядки, водо- и пылезащита, температурный диапазон);
• эксплуатационные характеристики транспортного средства (средняя скорость и дальность поездок, частое использование определенных функций устройства, что влияет на мощность АКБ);
• габариты и вид АКБ, тип разъемов для подключения, мощность.

Обычно li ion аккумуляторы для электровелосипедов имеют следующие эксплуатационные характеристики:

• емкость в пределах 4,8-12 Ач;
• рабочее напряжение – до 48 В (зависит от модели, точных требований производителя, мощности велосипеда;
• скорость движения – в среднем до 25 км/ч (при большей скорости время работы батареи сокращается);
• температурный диапазон поездок и хранения (в мороз емкость падает, время работы батареи сокращается, аккумулятор может отключить);
• дальность движения не больше 25 км на одном заряде (зависит от конкретной модели велосипеда).

Заключение

Литий-ионные аккумуляторы электротранспорта –дорогостоящая и наиболее капризная часть транспорта. Батареи требуют повышенного внимания при регулярном использовании и соблюдения целого ряда мер при длительном хранении. На первый план выходят температура окружающей сред и уровень заряда. Несмотря на то, что Li-ion-батареи деградируют с первого дня своей жизни, соблюдение перечисленных в статье рекомендаций поможет им сохранить работоспособность не один год.