Charge voltage на аккумуляторе что значит

Доступ к сервису временно запрещён

С вашего IP-адреса одновременно поступает очень много запросов.
Такое поведение показалось подозрительным, поэтому мы временно закрыли доступ к сайту.
Возможно, на вашем устройстве есть программы, которые отправляют запросы без вашего ведома.

Что мне делать?

Напишите в службу поддержки через форму обратной связи.
Подробно опишите ситуацию — поможем разобраться, что случилось, и подскажем, как действовать дальше.

Хитрости измерения емкости аккумуляторов смартфонов и другой мобильной техники

Как может показаться на первый взгляд, с емкостью аккумуляторов мобильных устройств все предельно просто и понятно — грубо говоря, чем больше миллиампер-часов (мА·ч) в батарее, тем лучше, и тем дольше проработает девайс. Но подобный показатель, к которому привыкли все или почти все, не всегда отражает реальное положение дел, а значит, что сравнивать данные по емкости аккумуляторов у различных устройств не всегда корректно. Какие же секреты таят современные аккумуляторы, и какие дополнительные показатели могут пролить свет на их реальную емкость? Обо всем этом и пойдет речь в нашей статье, а также будут рассмотрены популярные методы измерения емкости аккумуляторов в домашних условиях.

Параметры аккумуляторов

Самую подробную информацию об аккумуляторе стоит искать на его корпусе или в специальных документах с детальным техническим описанием, именуемых «даташитами» (datasheet), а вот в обычных технических характеристиках устройства едва ли будут указаны все нюансы.

Тип аккумулятора — в современных устройствах обычно используется так называемые литий-полимерные аккумуляторы, которые являются слегка усовершенствованной версией литий-ионных аккумуляторов, а иногда на самом деле отличий никаких и нет, и это не более чем маркетинговая уловка. В бытовом понимании литий-полимерные батареи выделяются лишь тем, что имеют мягкий пластиковый мешочек вместо твердого корпуса.

Limited charge voltage — максимально возможное напряжение аккумулятора, повышение которого вызовет различные проблемы с батареей, вплоть до взрыва. Впрочем, бояться перезаряда не стоит, так как при зарядке должна сработать защита.

Nominal Voltage — среднее или рабочее напряжение аккумулятора, при котором он работает большую часть времени. Показатель стоит воспринимать как усредненное значение.

Typical Capacity — типичное, среднестатистическое значение емкости для используемого аккумулятора. Показатель указывается в мА·ч и/или Вт·ч.

Rated Capacity — минимальная емкость батареи, и тут нужно пояснить, что даже в рамках одной партии емкость аккумуляторов может немного отличаться, что вполне допустимо, а показатель Rated Capacity как раз и дает понять в каких пределах могут быть отклонения. Есть и случаи, когда фактическая емкость оказывается выше заявленной производителем.

В каких значениях измеряется емкость аккумулятора

Так сложилось, что почти все ориентируются на показатель в миллиампер-часах при указании емкости, что удобно как производителям, так и на самом деле и пользователям. Посудите сами, какая цифра выглядит более красивой, 5000 мА·ч или, к примеру, 19.25 Вт·ч? Очевидно, что второй показатель кажется маленьким и неудобным для того, чтобы прижиться у массового пользователя. Но давайте более подробно вникнет в суть терминов.

А·ч (ампер-час) — правильнее ампер-часы называть не единицей измерения емкости, а электрическим зарядом, показывающим, какой ток аккумулятор может выдать за один час. При этом важно знать номинальное напряжение аккумулятора, чтобы получить представление о его возможностях, так как 4000 мА·ч при 3.85 вольтах при переводе в Вт·ч, дадут меньшую емкость, чем 4000 мА·ч, скажем, с 7.4 вольта. Для мобильных устройств стандартным остается номинальное напряжение аккумулятора в 3.7, 3.8 или 3.85 В.

Вт·ч (Ватт-час) — является мерой энергии, показывающей то, сколько энергии будет получено или отдано в течение часа при приеме или отдаче энергии в 1 Вт. Считается, что ватт-часы наиболее точно отражают емкость аккумулятора.

И все-таки не на всех аккумуляторах обозначено значение в ватт-часах, либо оно по каким-то причинам дано неправильно. Но мы и сами можем рассчитать показатель, зная емкость в миллиампер-часах и номинальное напряжение. Достаточно перемножить известные числа, затем поделить их на 1000:

3700 мА·ч («емкость» в миллиампер-часах) x 3.85 В (номинальное напряжение) : 1000 = 14.245 Вт·ч

Бывают случаи, когда производители, вместо номинального напряжения, показатель в мА·ч умножают на максимальное напряжение, что дает более солидную, но неправильную цифру в Вт·ч. По каким причинам это делают непонятно — возможно это ошибка, а может попытка ввести пользователя в заблуждение.

Впрочем, с подсчетом в любом случае не все так просто — ниже приведен график разрядки аккумулятора, по которому видно, что напряжение постепенно падает, а поэтому при умножении на номинальное напряжение получается лишь приблизительная цифра, которая, тем менее, обычно оказывается довольно близка к реальной. Погрешность может составлять около 1 Вт·ч (часто меньше), и почти всегда именно в ватт-часах реальная емкость оказывается меньше заявленной, даже если получится полное соответствие в миллиампер-часах.

Как самостоятельно измерить емкость аккумулятора

Реальную емкость аккумуляторов можно измерить самостоятельно, и самым популярным методом является использование USB-тестера. Обычно такие устройства действительно могут отобразить приблизительную, сравнительно точную емкость, но вариаций тестеров столько, что каких-то однозначных выводов делать не стоит.

Проблема в том, что тестеры подсчитывают только ту емкость аккумулятора, которая используется устройством, тогда как даже после полной разрядки всегда остается некий запас, необходимый для предотвращения глубокого разряда, очень вредного для аккумуляторов. В зависимости от модели мобильного устройства такой запас может составлять несколько сотен мА·ч или около 0.4–1 Вт·ч. Еще одна особенность USB-тестеров заключается в том, что не все они подсчитывают емкость в Вт·ч, а если и делают это, то на достоверность показателей рассчитывать не стоит.

Кроме того, более точные результаты получаются при разрядке, а не при зарядке батареи. И, наконец, в тестерах подсчет в мА·ч обычно происходит при 5 В напряжения, тогда как многие современные смартфоны поддерживают быструю зарядку при более высоком напряжении, в результате чего тестер выдаст низкие показатели емкости. Здесь придется либо использовать при зарядке блок питания, выдающий напряжение не более 5 В, либо самостоятельно пересчитывать результаты с учетом фактического напряжения.

В связи с этим возникает вопрос, есть ли более достоверные методы измерения емкости? Да, есть, правда самое точное оборудование недоступно простым пользователям, так как оно используется на производстве, стоит немалых денег и может иметь огромные размеры. Но есть и бюджетные аналоги в виде электронных нагрузок, которые доступны каждому.

Рассмотрим подобное оборудование на примере EBC-A10, которое способно как заряжать даже глубоко разряженные аккумуляторы, так и разряжать их, что нам и нужно для получения достоверных данных.

Стоит отметить, что правильнее всего измерять емкость батареи, когда она извлечена из устройства или когда отсоединен шлейф, соединяющий ее с основной платой девайса.

Проще всего тестировать съемные батареи, для извлечения которых не нужно разбирать устройство. Вначале добиваемся полной разрядки девайса, так, чтобы он автоматически выключился. После подключаем аккумулятор к электронной нагрузке и дополнительно разряжаем его примерно 30–60 секунд током 0.2 C (20% от заявленной емкости аккумулятора), в результате чего получим напряжение, которое нам пригодится для того, чтобы узнать используемую мобильным устройством емкость батареи.

В аккумуляторах смартфонов напряжение при отключении устройства варьируется примерно от 3.2 до 3.5 вольта.

Затем полностью заряжаем аккумулятор через мобильный девайс и вновь ставим его на разрядку через электронную нагрузку, снова тем же током 0.2 C. В настройках программы EB Tester Software, которая нужна для проведения подсчетов и построения графиков, выставляем разрядку сначала до напряжения, полученного в предыдущем тесте, а затем до значения 2.8 вольта. Меньше уже ставить опасно для аккумулятора — он может перестать заряжаться даже через электронную нагрузку (а именно через нее потом придется заряжаться для получения более высокого напряжения), не говоря уже о смартфонах и планшетах, да и на общее значение емкости это почти никак не повлияет, так как после разрядки примерно до 3 вольт напряжение уменьшается очень быстро.

В итоге получаем емкость как в привычных для многих мА·ч, так и в более правильных Вт·ч, причем программное обеспечение ведет непрерывный подсчет с учетом снижающегося напряжения, и по итогу получаются более точные цифры, чем в том случае, если бы просто умножили номинальное напряжение на заявленные производителем миллиампер-часы.

Итоги

У производителей давно существуют различные маркетинговые хитрости, благодаря которым удается добиться красивых цифр в спецификации под названием «емкость аккумулятора», и лишь изредка в технических характеристиках устройств указывается емкость в Вт·ч, по которой было бы правильнее делать сравнения с другими моделями. Но даже это значение является приблизительным.

Впрочем, явным обманом это трудно назвать, ведь миллиампер-часы (мА·ч) обычному пользователю удобнее для восприятия, а сильно завышенная информация о емкости встречается обычно только в некоторых девайсах от не слишком известных производителей. Правда многое зависит и от вида устройства, и если смартфоны с завышенной в характеристиках емкостью батареи встречаются все реже, то у портативных аккумуляторов реальные показатели пока не всегда соответствует ожиданиям.

Не стоит забывать и том, что большая емкость батареи, насколько бы честной она не была, еще не гарантирует продолжительное время работы устройства, так как многое зависит от оптимизации операционной системы и софта, а также от максимальной яркости дисплея, дополнительных функций и от используемого железа, которое не всегда может быть энергоэффективным.

Battery Glossary – Charge Voltage

Charge Voltage – the amount of battery voltage when the battery is fully charged or the voltage available at any given point during the charging process.

Various sources describe charge voltage in two different ways, so we’ll cover both here.

Voltage when the battery is fully charged

For this explanation its important to know:

• The voltage of a battery gradually decreases as it discharges
• Most batteries actually have a voltage slightly higher than what you see on the label. 12 volt sealed lead acid batteries usually, in reality, are 12.6 or 12.7 volt batteries when fully charged. Manufacturers make batteries this way because producing units of exactly X volts is actually surprisingly hard. Voltages vary even between batches coming off the same production line. As such, it is safer to have a margin of error so they cannot be accused of marketing a 12 volt battery while selling an 11.7 volt unit. The charge voltage refers to this ‘real’ voltage when the battery is fully charged.

Voltage then is a measure we can use to see if a battery is fully charged, but only if we know what the real voltage should be, not what is on the label. To stop charging a 12 volt battery when it reaches 12 volts would be to undercharge it and doing this regularly will reduce its life span. As such, the term charge voltage refers to the ‘real’ voltage of the fully charged battery in order to know when it is really truly charged.

Voltage available at any given point during the charging process.

The graph below shows how the voltage drops in a particular 12 volt 12 Ah battery as it is discharged. The left most blue line shows what happens if the battery is connected to a 36 Amp Hour appliance – the voltage will drop below 11 in just over 5 minutes. However if the battery is connected to a 0.6 Amp Hour appliance the voltage will still be above 11 after twenty hours.

This graph for a sample 12v 12Ah Sealed Lead Acid battery shows how long it can power devices of various amperage.

During the recharging process the battery gradually recovers its full voltage. Some refer to the charge voltage as how much voltage the battery has at any given point during the recharging.

Charge voltage на аккумуляторе что значит

3.17 напряжение ускоренного заряда (boost charge voltage): Постоянное напряжение при повышенном уровне значений для ускорения заряда или выравнивания заряда.

11 float charge voltage

12 voltage

13 voltage

14 voltage

15 voltage drop or rise for a specified load condition

1. падение или повышение напряжения при заданном режиме нагрузки

падение или повышение напряжения при заданном режиме нагрузки
Разность между напряжением холостого хода обмотки и напряжением на ее выводах при заданных нагрузке и коэффициенте мощности при условии, что к другой (или к одной из других) обмотке(ок) подведено напряжение, равное:
— номинальному, если трансформатор включен на основное ответвление (в этом случае напряжение холостого хода рассматриваемой обмотки равно номинальному);
— напряжению другого ответвления, на которое включен трансформатор. Падение или повышение напряжения обычно выражают в процентах напряжения холостого хода рассматриваемой обмотки.
Примечание — В многообмоточном трансформаторе падение или повышение напряжения зависит от нагрузки и коэффициента мощности не только данной обмотки, но и других обмоток
(МЭС 421-07-03).
[ ГОСТ 30830-2002]

EN

voltage drop or rise for a specified load condition
voltage regulation for a specified load condition
the arithmetic difference between the no-load voltage of a winding and the voltage developed at the terminals of the same winding at a specified load and power factor, the voltage supplied to (one of) the other winding(s) being equal to:
— its rated value if the transformer is connected on the principal tapping (the no-load voltage of the former winding is then equal to its rated value);
— the tapping voltage if the transformer is connected on another tapping.
This difference is generally expressed as a percentage of the no-load voltage of the former winding
NOTE – For multi-winding transformers, the voltage drop or rise depends not only on the load and power factor of the winding itself, but also on the load and power factor of the other windings
[IEV number 421-07-03]

FR

hute ou augmentation de tension pour une condition de charge spécifiée
différence arithmétique entre la tension à vide d'un enroulement et la tension en charge aux bornes du même enroulement pour un courant de charge et un facteur de puissance spécifiés, la tension appliquée à l'autre (ou à l'un des autres) enroulement(s) étant égale:
— à sa valeur assignée, si le transformateur est connecté sur la prise principale (la tension à vide du premier enroulement étant alors égale à sa valeur assignée);
— à la tension de prise si le transformateur est connecté sur une autre prise.
Cette différence s'exprime généralement sous la forme d'un pourcentage de la tension à vide du premier enroulement
NOTE – Pour les transformateurs à plus de deux enroulements, la chute ou l'augmentation de tension dépend non seulement de la charge et du facteur de puissance de l'enroulement lui-même, mais aussi de la charge et du facteur de puissance des autres enroulements.
[IEV number 421-07-03]

Тематики

Классификация

• voltage drop or rise for a specified load condition
• voltage regulation for a specified load condition

16 voltage regulation for a specified load condition

1. падение или повышение напряжения при заданном режиме нагрузки

падение или повышение напряжения при заданном режиме нагрузки
Разность между напряжением холостого хода обмотки и напряжением на ее выводах при заданных нагрузке и коэффициенте мощности при условии, что к другой (или к одной из других) обмотке(ок) подведено напряжение, равное:
— номинальному, если трансформатор включен на основное ответвление (в этом случае напряжение холостого хода рассматриваемой обмотки равно номинальному);
— напряжению другого ответвления, на которое включен трансформатор. Падение или повышение напряжения обычно выражают в процентах напряжения холостого хода рассматриваемой обмотки.
Примечание — В многообмоточном трансформаторе падение или повышение напряжения зависит от нагрузки и коэффициента мощности не только данной обмотки, но и других обмоток
(МЭС 421-07-03).
[ ГОСТ 30830-2002]

EN

voltage drop or rise for a specified load condition
voltage regulation for a specified load condition
the arithmetic difference between the no-load voltage of a winding and the voltage developed at the terminals of the same winding at a specified load and power factor, the voltage supplied to (one of) the other winding(s) being equal to:
— its rated value if the transformer is connected on the principal tapping (the no-load voltage of the former winding is then equal to its rated value);
— the tapping voltage if the transformer is connected on another tapping.
This difference is generally expressed as a percentage of the no-load voltage of the former winding
NOTE – For multi-winding transformers, the voltage drop or rise depends not only on the load and power factor of the winding itself, but also on the load and power factor of the other windings
[IEV number 421-07-03]

FR

hute ou augmentation de tension pour une condition de charge spécifiée
différence arithmétique entre la tension à vide d'un enroulement et la tension en charge aux bornes du même enroulement pour un courant de charge et un facteur de puissance spécifiés, la tension appliquée à l'autre (ou à l'un des autres) enroulement(s) étant égale:
— à sa valeur assignée, si le transformateur est connecté sur la prise principale (la tension à vide du premier enroulement étant alors égale à sa valeur assignée);
— à la tension de prise si le transformateur est connecté sur une autre prise.
Cette différence s'exprime généralement sous la forme d'un pourcentage de la tension à vide du premier enroulement
NOTE – Pour les transformateurs à plus de deux enroulements, la chute ou l'augmentation de tension dépend non seulement de la charge et du facteur de puissance de l'enroulement lui-même, mais aussi de la charge et du facteur de puissance des autres enroulements.
[IEV number 421-07-03]

Что нужно знать про заряд аккумуляторов: вопросы и ответы

• 

Сюда я переношу ответы на вопросы к статьям об аккумуляторах и зарядных устройствах со всего сайта, и те вопросы, ответов на которые еще нет в статьях: о цинковых, автомобильных и других аккумуляторах, в том числе и нестандартного размера и необычной химии.

Статья наполняется в реальном времени. Вы можете задать свой вопрос, я на него обязательно отвечу.

Что такое алгоритм зарядки CC/CV?

CC/CV расшифровывается как Constant Current/Constant Voltage, или «Постоянный ток/Постоянное напряжение». Алгоритм зарядки состоит из двух этапов, на первом на аккумулятор подается ток определенного значения, при этом аккумулятор заряжается. Ток остается постоянным, на аккумуляторе растет напряжение, пока не достигнет нужного значения. Когда напряжение достигает заданного максимума, начинается второй этап, заряд постоянным напряжением. Ток начинает снижаться. Его снижает не зарядное устройство, как пишут некоторые, это происходит потому, что разность потенциалов сравнялась и зарядному устройству не приходится так сильно напрягаться, чтобы поддерживать на аккумуляторе нужное напряжение. Чем полнее заряжен аккумулятор, тем ниже ток. При снижении тока до заданного порога процесс заряда прекращается и аккумулятор считается заряженным. Чаще всего используется для зарядки свинцовых и литиевых аккумуляторов, но встречается и в дешевых зарядных устройствах для аккумуляторов NiMH.

Как часто надо тренировать аккумуляторы, чтобы убрать эффект памяти?

Сложно ответить на этот вопрос, не зная условий использования аккумуляторов. У меня за годы выработалась схема относительно каждого потребителя. В рыбацких фонарях провожу тренировку пару раз в год, перед выездами на несколько дней, когда важно, чтобы все комплекты аккумуляторов были заряжены до упора. В тонометре не тренирую вообще. В погодной станции и пультах — после каждого использования. В маломощных потребителях, особенно в пультах и метеостанции, протекает в режиме, очень далёком от оптимального. Разряд не равномерный, температура скачет, после полугода в метеостанции мои HR-4UTGB вместо номинальных 750 мАч принимают заряда всего 350. Но буквально после двух циклов заряд-разряд возвращают нормальную емкость.

Какого-то единого рецепта не существует, эффект памяти не возникает только при идеальном разряде: током 0,1 С от полного заряда до 0,9 вольт. Во всех иных случаях эффект памяти все равно возникнет, но насколько существенный — для разных условий по-разному, если у вас умная зарядка, сами поймете, когда пора тренировать.

Почему зарядное устройство не видит аккумулятор, и что с этим делать?

Скорее всего, у вас смарт-зарядное устройство, а аккумулятор полностью разряжен. Или это защищенный (protected) литиевый аккумулятор, и у него работала защита. Оживить такой аккумулятор, чтобы узнать его состояние, можно двумя способами.

1. Вставьте рядом с разряженной банкой заведомо годный аккумулятор. Когда начнется зарядка, соедините плюсовые контакты обоих банок, пока «дохлый» не начнет заряжаться. Я для этой цели использовал разогнутую скрепку. Пару прогонов заряд-разряд покажут, жив ли «уставший» аккумулятор.
2. Оставьте аккумулятор в ЗУ на несколько дней. За это время ЗУ капельным зарядом немного поднимет напряжение, и тогда увидит его. После чего, опять таки, несколько циклов разряд-заряд, чтобы оценить состояние аккумулятора.

До какого предела допустимо разряжать аккумуляторы?

Минимально допустимое напряжение аккумуляторов АА 0,9В. Потребители сами отключаются до достижения такого напряжения или нужно специально его контролировать в процессе эксплуатации, чтобы не допустить такого разряда?

Если вы посмотрите на график, то увидите, что после отдачи номинальной емкости кривая падает практически отвесно. Т. е., такого, что на аккумуляторе 0,9В, а мы еще полчасика поработаем и высадим его до 0,3 не бывает в принципе. От 0,9 до 0,3 проходит примерно полсекунды, в этот момент любой прибор просто перестает работать. Когда прибор перестает работать, нагрузка на аккумулятор исчезает и напряжение возвращается к значению 0,9. Вы сами видите на графике, при нагрузке напряжение даже полностью заряженного аккумулятора падает с 1,5В, до 1,44В, оно так же возвращается обратно после отключения нагрузки. Так что, если вы не забыли на месяц включенный фонарик с механическим (не электронным!) выключателем, в 99% случаев за аккумуляторы можно не беспокоиться. Важно лишь не допускать длительного хранения аккумуляторов в разряженном состоянии.

Почему на аккумуляторах АА пишут 1,2 вольта? Хватит ли этого, ведь на обычных батарейках написано 1,5?

Аккумулятор NiMH это электрохимический элемент, в котором ток возникает при химической реакции между катодом из оксида никеля и анодом из металлогидридного химического соединения. Так вот, 1,2 вольта — ЭДС (электро-движущая сила) этой электрохимического пары, поэтому на аккумуляторе написано именно такое значение. Реальное напряжение полностью заряженного аккумулятора 1,5-1,55 В.

Как правильно говорить, «батарейки» или «аккумуляторы»?

Смотря, что мы имеем ввиду. Слово «батарея» означает множество однотипных элементов, собранное в единый блок для усиления их качеств. Поэтому источники энергии, состоящие из нескольких элементов питания, называются «аккумуляторные батареи». Соответственно, отдельные элементы питания так и называются «элементы», или «ячейки». Следовательно, аккумулятором можно назвать как батарею, так и отдельный элемент, а вот называть элементы питания «батарейками» с технической точки зрения не совсем корректно, хотя в быту такое название является сложившейся языковой нормой. Интересно, что автомобильные аккумуляторные батареи в быту называют аккумуляторами, хотя технически это именно батарея из шести двухвольтовых элементов.

Как устроен аккумулятор?

Аккумулятор энергии в общем смысле — это устройство, позволяющее в одних условиях накапливать энергию, а в других отдавать её, тем самым позволяющее запасать энергию впрок. Простейший вид аккумулятора энергии — маховик (он же волчок или юла). Когда энергия передается на него, он раскручивается и какое-то время способен крутить себя сам, используя накопленную энергию для преодоления силы трения.

Предмет данной статьи, электрический аккумулятор, ещё называется «химический источник тока», что полностью раскрывает его суть. Он состоит из двух пластин и промежутка между ними, заполненного электролитом. В общих чертах принцип работы такой: при подключенной нагрузке возникает химическая реакция, например, в свинцово-кислотном аккумуляторе происходит окисление свинца и его реакция с серной кислотой, полученный сульфат свинца оседает на пластинах. А при заряде реакция идёт в другую сторону: первая пластина восстанавливается, но происходит окисление другой пластины. В литиевых аккумуляторах происходит не окисление, там заряд переносят ионы лития. Химические реакции могут быть совершенно разные, но все их роднит то, что они происходят с поглощением или с выделением электрической энергии. Приблизительно так же работают и обычные батарейки, но в них протекает необратимая химическая реакция.

От чего зависит ёмкость аккумулятора?

Если сравнивать аккумуляторы одинаковой химии и одинакового типоразмера, то ёмкость зависит от площади электродов. В цилиндрических элементах питания, таких, как АА, ААА, 18650 и подобных, электроды представляют собой трехслойную ленту (анод, катод, а между ними диэлектрик, пропитанный электролитом), свернутую в рулон и засунутую в корпус. При этом, необходимо учесть, что в процессах заряда и разряда аккумуляторов все три составляющих аккумулятора (анод, катод и электролит) расходуются. Поэтому и электроды не должны быть слишком тонкими, иначе они могут просто рассыпаться, и электролита не должно быть слишком мало, иначе электродам не с чем будет вступить в реакцию. Собственно, ёмкость аккумуляторов этим и ограничивается: электроды должны быть достаточно толстые, чтобы не израсходоваться полностью, а электролита должно быть достаточно, чтобы обеспечить полную реакцию всей площади электрода.

Какая максимальная ёмкость аккумуляторов?

Для разных аккумуляторов разная:

• Максимальная ёмкость аккумуляторов NiMH АА — 2700 мАч;
• Максимальная емкость аккумуляторов NiMH ААА — 900 мАч;
• Максимальная емкость аккумуляторов Li-Ion 18650 — 3500 мАч.

Лучшие производители аккумуляторов, Sanyo, Panasonic, Sony, LG, Samsung, на сегодняшний день упёрлись в технологическое ограничение и не производят аккумуляторы большей емкости. Если вы видите на этикетке большие цифры, это 100% признак подделки.

Расскажите про литиевые LiIon аккумуляторы в размере АА/ААА

Насчет литиевых аккумуляторов в размере АА/ААА у меня почему-то стойкое предубеждение. Возьмем аккумуляторы KENTLI 1,5v AA 2800мАч, о которых спрашивал автор вопроса. Судя по описанию, там внутри стоит литиевый аккум 3,7 В/760 мАч и понижающий преобразователь на полтора вольта. Но даже при 100% КПД преобразователя из 760 мАч на 3,7 вольта никак не получится 2800 мАч, максимум 1874.
Т.е., если китайцы не соврали и там действительно 3,7*760, реальная емкость этих аккумуляторов с учетом потерь на преобразователе будет порядка 1600мАч. А если там «как обычно» с китайским литием, то реальная емкость будет 750-1000 мАч. В итоге, при цене $8 за штуку мы получаем аккумулятор, который имеет емкость меньше, чем Энелуп за $3. Трехкратная разница в цене должна означать, что потребительские качества товара в три раза выше, но я этого не наблюдаю.
Я постепенно отказываюсь от никелевых аккумуляторов в пользу литиевых, и я использую 18650. Но полностью перейти на них не могу, потому что детская железная дорога, Фёрби, рыбацкие весы, настенные часы, пульты ДУ и прочие потребительские товары проектируются под питание от АА/ААА. Но все мои устройства нормально работают от стандартных АА аккумуляторов на 1,2 вольта. Смысл в литиевых аккумуляторах размера АА есть только в тогда, когда нужно постоянное напряжение, у литиевых аккумуляторов АА/ААА на всем протяжении работы стабильные полтора вольта.

Какие лучше взять акумы АА для работы на морозе (до -25-30)

Если исходить из моего опыта, то в наружном радио-блоке погодной станции уже четвертый год стоят по очереди аккумуляторы eneloop и gsuasa, описанные в первой статье. И тех и других хватает приблизительно на полгода. Пробовал ставить обычные аккумуляторы — два-три месяца, зимой месяц.
Цитата с сайта производителя (а у меня нет оснований им не доверять): «Eneloop has superior performance at 0ºC and can even be used at temperature as low as -20ºC. Eneloop is able to maintain a low selfdischarge rate even in temperatures as low as –20ºC. Operation time will be shorter than that of room temperature».
Вообще, любые химические элементы питания на морозе теряют ёмкость, но только литиевые аккумуляторы LiIon и LiPo при этом умирают насовсем.
Короче говоря, до -20 можно смело использовать Eneloop, а для температур ниже использовать литиевые батарейки (не аккумуляторы), например Energizer L91 по паспорту может работать от -45 до +65.

Литиевые аккумуляторы АА по логике должны бы работать до -30?

Нет. Литий-полимерные аккумуляторы, какого бы форм-фактора они не были, на морозе они умирают и восстановлению не подлежат. Если LiIon еще можно попытаться отогреть и спасти, то LiPo после нескольких циклов на морозе можно будет просто выбросить.
Я советовал вам использовать при низких температурах литиевые батарейки, не аккумуляторы, а именно одноразовые литиевые батарейки. Только они способны работать на морозе.
Из аккумуляторов более-менее держат заряд на морозе только никелевые LSD аккумуляторы, производитель гарантирует работоспособность до -20.
Литиевые же аккумуляторы на холоде умирают. Я говорю о холоде чуть ниже нуля, ни о каких -30 речи идти не может!

Почему литиевые аккумуляторы «умирают» от холода?

Здравствуйте! Стас, скажите пожалуйста, в комментариях выше вы писали , что li ion аккумуляторы на морозе ниже 0 градусов умирают, не говоря уже о морозах — 40 и ниже градусов. Я живу в Якутии и такие температуры зимой у нас почти каждый день. Хочу подробнее узнать как именно «умирают» литиевые аккумуляторы при таких температурах, использую аккумуляторы 18650 soshine Samsung в фонарях EagleTac G25C2, Яркий луч панда 1.0, skilhunt h03, заказал ещё защищённые панасоники 18650. Не хотелось бы их убить тем самым выкинув деньги на ветер, поэтому хочу узнать у вас более подобно какие процессы происходят с аккумуляторами и т.д. Спасибо, Дмитрий.

Здравствуйте, Дмитрий.
Катод литиевого элемента (источник ионов лития в батарее) сделан из оксида лития с определенной кристаллической структурой.
Когда аккумулятор заряжается, ионы перемещаются к аноду, когда разряжается — возвращаются на обратно в катод. Если разряжать при нормальной температуре, кристаллическая структура восстанавливается. При низких температурах ионы лития образуют иную кристаллическую структуру с другими электрохимическими свойствами. Второй момент: глубокий разряд. Из-за низкой активности ионов лития при низких температурах напряжение литиевых элементов, даже полностью заряженных, резко падает. Я это наблюдал, когда запитывал свои электрические стельки от повербанка: при температуре -6 градусов полностью заряженный повербанк показывал 80% заряда, а когда я клал его во внутренний карман, снова показывал 100%. Когда напряжение снижается ниже критического порога (обычно 2,5 вольта), графит, из которого сделан анод, начинает растворяться в электролите. В принципе, абсолютно те же процессы деградации протекают в литиевых элементах и в обычных условиях. Но в обычных условиях они протекают на несколько порядков медленнее.
Кроме того, есть результаты серьезных исследований, в частности, «Performance and Safety Testing of Panasonic 2.9 Ah Li-ion NCR18650 Cells», проведенных NASA и «Performance Characterization of High Energy Commercial Lithium-ion Cells», проведенных Glenn Research Center, Cleveland, Ohio, для того же NASA. В них отмечается сильнейшая деградация литиевых элементов при отрицательных температурах: NCR18650 при температуре -10 градусов и разряде током 0,2C после 20 циклов имеет остаточную ёмкость 500 мА, и эта ёмкость не восстанавливается при возвращении нормальных условий эксплуатации. У меня нет оснований ставить под сомнение результаты этих исследований, тем более, что они подтверждаются личным опытом.
Аккумуляторы с защитой при -40 могут просто отключаться из-за срабатывания защиты (или не включаться вообще). Рекомендую читать даташит на каждый конкретный аккумулятор. Я сейчас глянул даташиты на Панасоник NCR18650PF и на Самсунг ICR18650-26F — оба обещают 80% емкости при 0 градусов, 60% емкости при -20, а использование при температурах ниже -20 запрещено вообще. А вот Samsung INR18650-25R, если заряжен при комнатной температуре, при -20 отдает до 96% емкости (впрочем, работоспособность при температуре ниже -20 все равно не гарантируется).
Короче говоря, отрицательная температура для аккумуляторов — всегда стресс и нештатный режим работы. Какие лучше его выдержат, я сказать не могу.

Каким током заряжать аккумулятор?

Каким же током заряжать аккумуляторы? Существует универсальное правило, которое используется практически для любых аккумуляторов: зарядка током 0,1С аккумулятору не повредит. При зарядке током 0,1С аккумулятор не будет перегреваться и кипеть, запасёт больше энергии. Это касается как автомобильных аккумуляторов, так и всех остальных, включая никелевые, литиевые, цинковые, кадмиевые и литий-полимерные аккумуляторы всех форм и размеров. Единственный минус в этом правиле — время, 10 часов до полной зарядки. Это много. Ток зарядки — это всегда компромисс между скоростью и безопасностью. Поэтому одно из направлений совершенствования современных аккумуляторов — время зарядки, которое зависит от того, насколько высокий ток способен «переварить» аккумулятор без вреда для себя. Поэтому давайте разделим аккумуляторы на «специальные» и «обычные» и распишем немножко подробней, каким током зарядить аккумулятор. Под «обычными» мы будем понимать бытовые аккумуляторы, к которым не предъявляются особые требования, а под «специальными» — те, которые изначально создавались для решения определенных задач. Например, высокотоковые, стартерные, тяговые, батареи глубокого разряда и им подобные. Подразумевается, что если вы купили себе специальный аккумулятор, то вы понимаете, зачем вы его купили и как им пользоваться. Если не понимаете, то в любом случае, «бытовой» режим использования не повредит высокотоковому аккумулятору.

• NiMH, никелевые: обычные 0.3С, высокотоковые (например, Eneloop) 1C;
• Li-ion, литиевые: 0.3-0.5C, высокотоковые (например, Samsung INR18650-25R) 1,6С;
• Li-pol, литий-полимерные: нужно заряжать током не больше 1С, до 3С для высокотоковых;
• LiFePO₄, литий-железо-фосфатный аккумулятор нужно заряжать током до 2С;
• NiCd, никель-кадмий: не выше 0.3 С;
• Pb, свинцово-кислотные: не выше 0.3 С и не ниже 0,05С;

Что за параметр С? 0,1С, 1С, 2С, что это значит?

С от английского capacity — «ёмкость». Параметр, используемый для обозначения зарядного тока, С, считается числовым выражением ёмкости аккумулятора. Если где-то написано, что аккумулятор нужно заряжать током 1С, а ваш аккумулятор имеет ёмкость 2000 мАч, значит ток заряда должен быть не выше 2000мА. Для большинства аккумуляторов оптимальным считается ток заряда 0,1С. То есть, для заряда аккумулятора ёмкостью 12Ач лучше всего подойдет ток 1,2А, а для заряда аккумуляторов 900 мАч оптимальный ток заряда 90 мА.

Чем высокотоковые аккумуляторы отличаются от обычных?

Высокотоковые аккумуляторы имеют несколько другое внутреннее устройство. Связано это с самой природой аккумуляторов. Для того, чтобы аккумулятор отдал ток, необходимо, чтобы электрод вступил в химическую реакцию с электролитом. Место, где электрод вступает в реакцию — это его поверхность, та часть, которая соприкасается с электролитом. А если быть совсем точным, с электролитом соприкасается самый верхний слой молекул электрода. Только один слой в каждый промежуток времени. Потом необходимо, чтобы прореагировавший (разряженный) электролит убрался вглубь, а на его место проник свежий электролит, который тут же вступит в реакцию с молекулами электрода и начнет отдавать ток, значит, электролита нужно больше, чем в обычном случае. Второй нюанс: для передачи высокого тока нужен более толстый проводник, т. е. сам электрод не может быть очень тонким, тонкий электрод на больших токах будет греться.

Использование этих и других хитростей (например, пористые электроды, изменения химического состава электролита и электродов) позволяет сделать аккумуляторы, которые могут отдавать ток в десятки раз выше, чем обычные аккумуляторы. Но необходимость в большем объеме электролита и более толстых электродах не позволяет делать высокотоковые аккумуляторы большой ёмкости.

Лучшие высокотоковые NiMH аккумуляторы формата АА и ААА — это Panasonic Eneloop, по спецификации производителя они допускают быстрый заряд током 1С и разряд током 2С (это 2000мА и 4000мА соответственно).

Высокотоковые литиевые аккумуляторы формата 18650 производит Samsung, Sony, LG, Panasonic и Sanyo, при этом максимальный ток таких аккумуляторов 30А, а максимальная ёмкость — у аккумулятора Sony US18650VTC6 — 3120 мАч.

Расскажите про аккумуляторы типа NI-ZN, и какие зарядные устройства для них можно рассмотреть.

Я не пользуюсь аккумуляторами NiZn по нескольким причинам.
1. Единственный их плюс — высокое напряжение, по сравнению с NiMH. Имеет смысл только в тех случаях, когда есть потребители, которые отключаются при 1.2 вольта и ниже. Только тогда их энергоёмкость превосходит энергоемкость никелевых аккумуляторов. У меня таких потребителей нет. Детские игрушки, фонари, часы и прочие приборы, которые я использую, отлично работают в пределах эффективного напряжения никеля, от 1,5 до 0,9 вольта.
2. Малый срок службы. Разница, по сравнению с LSD никелем — в 10 раз меньше, примерно 200 циклов против 2000. С этим можно было бы смириться, если бы цинковые аккумуляторы имели какое-нибудь существенное для меня преимущество: более высокую ёмкость, например, низкий саморазряд. Но нет, ёмкость ниже, саморазряд выше, качество хуже, цена выше.
3. Качество. Даже более-менее приличные производители, типа Turnigy, PowerGenix (теперь Zinkfive) или PKcell, не радуют стабильностью характеристик. А учитывая, что количество циклов перезарядки сильно ограничено, тренировать эти аккумуляторы себе дороже. Да и нечем, по большому счету.
4. Необходимость в отдельном зарядном устройстве. Из приличных зарядных устройств химию NiZn поддерживают только SkyRC. Остальные (специальные ЗУ для никель-цинковых аккумуляторов) работают либо по времени (это вообще прошлый век), либо это тупые стабилизаторы напряжения с ограничением по току, без признаков интеллектуальности. Или колхоз, типа зарядки в режиме никеля с отсечкой по напряжению 1,9 вольта, зарядки двух банок, подключенных последовательно, в режиме LiPo и т.п. Но я бы купил SkyRC МС3000, если бы использование аккумуляторов NiZn себя хоть как-то оправдывало.
С моей точки зрения, процесс NiZn — это как в анекдоте про «откопали стюардессу». Проект NiZn уже был один раз закрыт в прошлом веке, от него отказались в пользу NiCd по причине низкого ресурса и высокого саморазряда. Сейчас он реанимирован исключительно благодаря стараниям маркетологов.
Вот график с кривыми разряда батарей NiZn и Eneloop. Единственное, когда нужно выбирать NiZn, это если ваш потребитель лучше работает в верхнем диапазоне напряжения (желтая часть графика) под небольшой нагрузкой. Если в нижнем, то никель эффективней. Еще на графике хорошо видна стабильность характеристик при повышении нагрузки: одна и та же банка тестировалась 10 раз подряд, каждый раз ток разряда повышался. Eneloop держит нагрузку стабильно, NiZn же при повышении нагрузки умирает, успев отдать лишь половину емкости.

Как пользоваться интеллектуальным зарядным устройством NC2600?

Подскажите пожалуйста по технологии зарядки. У меня вот nc2600, он не полностью заряжает одни батарейки(2700 зарядил только до 1900), а другие новые, предварительно разряженные, eneloop 1950 зарядил до 2050 и 1980(куплены в Японии). Вопрос в том какие настройки там ставить для Temp Protect, -dV, Voltage Protect, Trickle Current(может вообще выключить?), Discharge Cut-Off и какими токами заряжать батарейки 1900mAh, 2500mAh и 930mAh и 750mAh. Заряжал токами 300-900 mA. Планирую заряжать по 2 или 4 штуки если эта информация важна. Никогда не пользовался умными зарядками, купил вот nc2600 и как-то странно она заряжает, не могу понять или бракованный экземпляр(была Err02 на всех экранах, к чему бы это?) или я что-то не так делаю. В общем запутался в технологиях зарядки((( Неужели после этой за 2000+ придётся еще одну покупать, и дело не сколько в деньгах сколько в месте где все это хранить(( Спасибо большое за сайт!

Андрей, не беспокойтесь. Вам не придется покупать новую зарядку, она работает прекрасно. А вот новые аккумуляторы — вполне возможно.
То, что eneloop 1950 заряжается до 2050 и 1980 — это нормально, в пределах допустимого. А вот аккумуляторы на 2700, которые не хотят принимать больше 1900, похоже, просто умерли. Попробуйте сделать им тренировку. Для начала прогоните в режиме Refresh & Analyze, посмотрите на результат. После этого разок на режиме Break-In. Если аккумуляторы не совсем дохлые, то это их восстановит. Но, судя по ёмкости, на эти аккумуляторы рассчитывать не стоит. В основной статье есть ссылки на более приемлемые аккумуляторы, как настоящий японский Eneloop, так и недорогие китайские аналоги.
Temp Protect, -dV, Voltage Protect, Trickle Current, Discharge Cut-Off лучше не менять, они не влияют на заряд, это скорее «предохранители». На всякий случай правильные значения:

• Temp Protect 55 градусов
• -dV 5mV
• Voltage Protect не выше 1,6V
• Trickle Current не больше 30mA
• Discharge Cut-Off 0.9V

Заряжать аккумуляторы рекомендуется током 0,1С (проще говоря, 10% от ёмкости), т.е. для аккумулятора 2500 мАч ток зарядки должен быть 250мА. Аккумуляторы Eneloop при необходимости можно заряжать током до 1С, т.е., равным ёмкости. Но лучше не злоупотреблять, при зарядке большими токами аккумуляторы перегреваются, что ведет к образованию пузырьков в электролите и снижению срока службы. Я заряжаю все свои аккумуляторы АА током 750мА, а все аккумуляторы ААА током 500 мА. Обычные аккумуляторы не прошли отбраковку и я их выбросил, LSD живы и прекрасно работают уже 6 лет.
Ошибка Err02 может говорить о повышенном внутреннем сопротивлении аккумуляторов. В принципе, использовать их можно, но такие батареи просто не в состоянии отдать большой ток. Повышенное сопротивление тоже лечится режимом refresh и break-in, если аккумуляторы еще живы.

Какое напряжение Li-ion-аккумулятора лучше: 3,6В, 3,7В, 3,75В, 3,8В или 3,85В?

Какое значение лучше выбирать по напряжению Li-ion-аккумулятора в смартфоне? Ведь вариантов немало: 3,6В, 3,7В, 3,75В, 3,8В или 3,85В.

Напряжение на аккумуляторе указывается двух типов:

• • номинальное (то есть основное рабочее, указывается всегда);
• • максимальное (снижается ток, работает защита от перезаряда, иногда не указано — ниже объясним, почему).

Цифра в значении напряжения зависит от конструкции и типа электрохимической системы литиевого элемента. Узнайте, есть ли разница, и какие элементы лучше для надёжности, срока службы, быстрой зарядки и так далее.

Что означает напряжение Li-ion-аккумулятора смартфона «3,7В / 4,2В»?

Типовой вариант литий-ионных (и литий-полимерных) аккумуляторов с кобальтовым катодом (LCO) имеет напряжение на элемент:

• • 3,6В номинальное;
• • 4,2В максимальное.

Вот, как это напряжение влияет на работу литий-ионного аккумулятора:

• • Аккумулятор заряжается до 4,2В (индикация 100%);
• • Постепенно разряжаясь, он удерживает номинальное напряжение на уровне 3,6В (+/- 0,1В при токе разряда 0,2C-0,5C);
• • При остатке около 20% заряда от ёмкости напряжение падает до 3,0В;
• • Срабатывают алгоритмы контроля аккумулятора (например, управляющая плата BMS и аппаратно-программные средства смартфона — он выключается).
• • Срабатывает защита, когда напряжение падает до критического у Li-ion значения 3,0-2,75В (точная цифра зависит от материалов, задумки инженеров и сборки).

Сильно разряженный Li-ion-аккумулятор выключается после срабатывания защиты по нижнему порогу напряжения — размыкается цепь. Восстановить можно. Правда, понадобится специальное оборудование. И результат получится со значительной потерей ёмкости (глубокий разряд).

Исконно-номинальное значение напряжения Li-ion-аккумулятора 3,6В — до 3,7В его увеличили в маркетинговых целях за счёт понижения внутреннего сопротивления.

Диапазон напряжений 3,7-4,2В (рабочий ещё шире: 2,75В-4,2В) используется в литий-ионной технологии повсеместно (в элементах 18650, аккумуляторы в смартфонах, смарт-часах, планшетах, ноутбуках, электроинструменте, электротранспорте). Но встречаются и другие варианты.

Какое напряжение литий-ионного аккумулятора лучше?

Увеличение напряжения от штатных 3,6В добавляет мощности аккумулятору и увеличивает максимальную ёмкость при заряде выше 4,2В.

Однако перезаряд плохо сказывается на сроке службы и безопасности ячейки. Требуются другие материалы, более дорогое производство, чтобы снизить негативный эффект. Новые модели смартфонов могут предложить такие технологии, но стоят ли они усилий и переплаты?

Отличия, которые скрывают цифры по напряжению Li-ion-аккумулятора

Первое значение соответствует номинальному и указывается обязательно на всех ячейках. Второе значение указывается либо рядом, либо где-нибудь в описании характеристик на стикере с информацией. Притом найти его удаётся не всегда на корпусе ячейки (в таком случае считается, что оно штатное для технологии — 4,2В).

3,6В / 4,2В

Традиционные аккумуляторы (обычно с кобальтовым катодом). Исконные значения технологии Li-ion и Li-ion Polymer.

3,7В / 4,2В

Современный и наиболее распространённый вариант достигнут в маркетинговых целях («3,7В больше 3,6В») с небольшой доработкой материалов катода и анода (снижено внутреннее сопротивление).

3,75В / 4,2 или 4,25В

Компромисс между долговечностью, ёмкостью и мощностью, которым пользуются производители во флагманских и популярных моделях. Чтобы достичь большего максимального напряжения при заряде 4,25В поверхность катода покрывается специальными материалами (от грубого нанесения до структурного перекрытия оболочкой), разрабатываются добавки к электролиту.

3,8-3,85В / 4,35-4,4В

Новейшие разработки материалов (тонкоплёночные покрытия катода и добавки в электролит) позволяют заряжать аккумуляторы до 4,35 (+/-0,05В). Это увеличивает мощность (например, полезно для электромотора) и ёмкость (время автономной работы).

Они называются высоковольтовые элементы (LiHV или High Voltage Li-ion, например, HV-LIPO). Из особых требований — поддержка 4,4В со стороны зарядного устройства (должно быть правильно настроено по напряжению полной зарядки для дополнительной ёмкости).

Заряд до такого высокого напряжения, как 4,4В плохо влияет на долговечность. Даже с использованием новейших технологий защиты электродов от чрезмерного износа производитель получает ячейки, в которых уменьшается максимальное число циклов заряд-разряд. Для их работы требуются более ответственные меры, чтобы изделие соответствовало стандартам безопасности.

Интересно, что в Datasheet литий-ионных аккумуляторов 3,85В / 4,4В тестирование демонстрирует более экстремальный заряд до 4,6В. Это ещё сильнее увеличивает ёмкость и мощность.

Однако инженеры отмечают, что для безопасности заряда до такого высокого напряжения следует строго следить за повреждениями и вздутием. Если они есть, то так сильно заряжать нельзя, опасно.

Ответы на частые вопросы по напряжению Li-ion-аккумулятора

Срок службы батареи Li-ion согласован с моральным устареванием модели смартфона. В связи с этим фактом, короткий цикл жизни элемента питания с точки зрения производителей вполне приемлем. Почему бы и не увеличить циферку в ёмкости пусть и немного за счёт срока службы?

На практике мы сталкиваемся с определёнными эффектами при использовании разных напряжений аккумуляторов в одном и том же смартфоне. Возникают популярные вопросы, на которых хотелось бы дать краткие ответы.

Вопрос 1: Напряжение 4,35В или 4,4В действительно лучше, чем 4,2В?

Ответ: Да, это даст больше ёмкости на первые 50-100 полных циклов заряд-разряд (и мощности, например, для мотора в электроинструменте). Далее у двух аккумуляторов 4,35В и 4,2В ёмкость фактически сравняется — «карета превратится в тыкву». В теории срок службы аккумулятора, который продолжают перезаряжать выше 4,2В, будет меньше. Но если не заряжать его выше 80%, то, вероятно, он прослужит даже больше [тезис аргументирован, но требует практических испытаний].

Вопрос 2: Стоит ли искать только аккумуляторы с напряжением 4,2В?

Ответ: Нет, основывать свой выбор только на этой характеристике не стоит. Вы получите аккумулятор со сроком службы 500 полных циклов (на 100-150 циклов больше в сравнении с 4,4В), но с учётом быстрого морального устаревания смартфонов это преимущество может быть совершенно неважно (составит всего несколько месяцев от двух-трёх лет).

Вопрос 3: Есть ли разница между аккумуляторами 3,6В и 3,7В?

Ответ: Есть, но она фактически незаметна. Отличается внутреннее сопротивление, которое критично при определённых экстремальных обстоятельствах.

Вопрос 4: Есть ли разница между аккумуляторами 3,85В и 3,75В?

Ответ: Есть, и довольно большая. Отличаются технологии производства и применения материалов для катода, анода и электролита. Они влияют на максимальный заряд, в том числе дают возможность безопасно заряжать до 4,4В (требуется соответствующая поддержка на заряднике). Это в свою очередь увеличивает максимальную ёмкость (Wh = Ah * V или Вт·ч = А·ч * В).

Вопрос 5: Есть ли разница между аккумуляторами 3,7В и 3,75В?

Ответ: Есть, и она практически незаметна, если производитель не указал максимальное напряжение 4,35В (тогда отличия будут, как в вопросе 4). Обычно на аккумуляторе 3,75В это значение не указывают (тогда считается 4,2В), реже вписывают «измеренное» максимальное напряжение 4,25В — является по сути маркетинговым ходом.

Вопрос 6: Есть ли ещё информация? Я не нашёл напряжение, которое указано на моём аккумуляторе.

Ответ: Могут встречаться промежуточные значения, вроде «3,82В». Это некие «измеренные» («rated voltage») цифры по номинальному напряжению после увеличения максимального напряжения заряда до 4,4В. Достаточно придерживаться указанной выше вилки, чтобы понимать разницу. Кратные напряжения, например, 11,1В говорят о составе батарейного блока из трёх подключённых между собой аккумуляторов 3,7В (3шт x 3,7В = 11,1В).

Напряжение Li-ion аккумулятора — это важная для инженеров характеристика, которую учитывают при концептуальное разработке коммерческого продукта (например, смартфона, планшета, электродрели). Параметры применения литий-ионной ячейки зависят от её максимального напряжения при зарядке, что достигается разными технологическими решениями.

Сейчас актуальны две разновидности максимального напряжения Li-ion:

• • 4,2В (исконное, штатное значение, иногда даже не указывается — и так понятно, аккумуляторы с отсечкой на 4,2В «живут» немного дольше);
• • 4,35В или 4,4В (элементы высокого напряжения или High Voltage Li-ion/LiPo, их срок службы уменьшен взамен на указанные выше преимущества).

Номинальное напряжение 3,6В, 3,7В, 3,75В, 3,8В или 3,85В, указанное на корпусе аккумулятора по сути не влияет на срок службы, если максимальное напряжение одинаковое (4,2В). Но может говорить о разных материалах, применяющихся для катода, анода и электролита.

Все утверждения, которые мы привели в этой статье, основаны на расчётах, исследованиях и тезисах Battery University. В ходе своей работы мы опирались на собственный опыт производства аккумуляторов литий-ионного типа в компании Neovolt.

Для дальнейшего самостоятельного изучения рекомендуем обратиться к научному исследованию: «Практическая оценка литий-ионных аккумуляторов» [опубликовано в ScienceDirect] — эта работа входит в национальную программу ключевых исследований и разработок Китая (грант №2016YFB0100100 )

Пишите вопросы в комментарии. Мы ждём ваши сообщения и ВКонтакте @NeovoltRu.

Подпишитесь на нашу группу, чтобы узнавать новости из мира автономности гаджетов, об их улучшении и прогрессе в научных исследованиях аккумуляторов. Подключайтесь к нам в Facebook и Twitter. Мы также ведём насыщенный блог в «Дзене» и на Medium — заходите посмотреть.

Как определить степень заряда по напряжению

Из-за разряженной батареи автомобиль может не завестись в нужный момент. Поэтому автолюбитель должен уметь определять степень заряженности аккумулятора . Самый простой способ – измерить разность потенциалов на клеммах. Для этого нужны вольтметр и таблица заряда аккумулятора автомобиля по напряжению. Можно также оценить количество запасенной энергии по плотности электролита, но этот метод подходит не для всех батарей.

Таблица для определения степени заряда автомобильного АКБ по напряжению

Определить степень разряженности автомобильного аккумулятора можно по таблице заряда аккумулятора . Для этого нужно измерить разность потенциалов на клеммах и посмотреть уровень заряда в процентах по приведенной ниже таблице.

Определяем по плотности электролита

В состав электролита входит серная кислота и дистиллированная вода. Чистая серная кислота растворяет металлы. Поэтому, чтобы она не смогла повредить свинцовым пластинкам, ее разбавляют водой. Но если воды будет слишком много, протекание химических реакций затруднится.

Так как плотность воды и кислоты разные, то по плотности можно оценить соотношение компонентов в электролите. Если она выше нормы, значит, кислоты больше чем требуется. Соответственно, разложение свинцовых пластин идет быстрее. Оптимальной считается плотность 1,27 г/мл.

Плотность электролита зависит от температуры. Чем ниже температура, тем ниже плотность.

Автомобиль не будет постоянно эксплуатироваться в идеальных условиях. Он может использоваться для поездок на короткие дистанции. При этом двигатель часто запускается, а восстановить заряд не успевает. В таком случае будет идти ускоренная сульфатация свинцовых пластин, в результате чего плотность электролита снизится.

Если постоянно ездить на машине на большие расстояния, может произойти перезаряд аккумулятора. В результате этого электролит закипит, концентрация воды в нем уменьшится, а плотность увеличится.

В каждом из этих случаев напряжение на АКБ не будет соответствовать уровню заряда батареи. Поэтому, чтобы полностью контролировать состояние батареи, нужно регулярно измерять плотность электролита по методике в этой статье.

Как измерить напряжение на батарее

Проще всего определить степень заряда аккумулятора по напряжению. Однако при этом нужно придерживаться правил:

• проводить измерения можно через 4-5 часов после заряда, чтобы параметры успел и стабилизироваться;
• АКБ должен быть отключен от нагрузки;
• Если все условия выполнены нужно выставить на приборе необходимый предел измерения и подключить его к клеммам батареи.

О том, как пользоваться мультиметром и проверить с его помощью аккумулятор, можно почитать здесь.

До какого напряжения нужно заряжать аккумулятор и как правильно это делать

Сначала разберемся как правильно заряжать аккумулятор. Существует два способа:

• постоянным током;
• постоянным напряжением.

Зарядка постоянным током включает в себя три этапа:

1. Сначала нужно установить величину тока. Она должна равняться 10% от емкости батареи. Например, для АКБ емкостью 80 Ач нужно, чтобы зарядный ток был равен 8 А. Разность потенциалов на клеммах начнет постепенно увеличиваться.
2. Когда разность потенциалов достигнет уровня 14,4 В, начнется процесс электролиза воды. В результате этого вода разлагается на кислород и водород и электролит «закипает». Чтобы его замедлить, нужно уменьшить зарядный ток в 3 раза. Если он у нас был 8 А, то нужно снизить его до 3 А.
3. Когда на клеммах напряжение станет равным 15 В, нужно еще раз уменьшить зарядный ток в два раза. В нашем случае он должен стать равным 1,5 А. На этом этапе нужно проверять показания приборов не реже 1 раза в 2 часа. Когда разность потенциалов и ток стабилизируются, то есть текущие показания мультиметра будут идентичны измеренным на один или два часа раньше, аккумулятор можно считать заряженным.

Процесс зарядки постоянным напряжением заключается в поддержании постоянно й разности потенциалов на выводах аккумулятора. Данную схему удобно использовать при использовании зарядки которая оснащена автоматической системой регулировки параметров зарядки.

По мере зарядки ток снижается. Когда он уменьшится до величины 0,2 А, АКБ будет считаться заряженным. При этом следует также обращать внимание на зарядный ток – он должен быть на уровне 10% от емкости. Если он больше 20%, то нужно временно уменьшить напряжение на батарее. Иначе она может выйти из строя.

При восстановлении АКБ после глубоко го разряда ток не должен быть выше 5% от емкости. При этом начальн ая разность потенциалов обычно находится в диапазоне от 12 до 13 В.

При использовании данного способа пополнения энергии время заряда зависит от величины напряжения:

• если заряжать постоянным напряжением 14,4 В, то через 24 часа уровень энергии будет равен 80%;
• если установить показания вольтметра на уровне 15 В, то через 24 часа уровень заряда достигнет величины 90%;
• используя напряжение величиной 16 В можно зарядить батарею за сутки.

Важно! Заряжать аккумулятор напряжением более 15,6 В небезопасно. А при глубокой разрядке на восстановление может потребоваться несколько суток.

После зарядки желательно определить уровень запасенной энергии. Для начала измерим разность потенциалов на клеммах. У полностью заряженной батареи оно должно быть равно 12,7 В. Если используется нестандартный АКБ разность потенциалов может достигать от 13 до 13,3 В.

Чтобы полнее оценить состояние батареи рекомендуется провести тестирование под нагрузкой. Для этого нам потребуется лампочка мощностью 40 Вт. Подключаем лампочку к выводам аккумулятора и измеряем разность потенциалов. Напряжение должно просесть на небольшую величину. Если оно уменьшится больше, чем на 0,5 В при незначительной нагрузке, то такой АКБ скоро выйдет из строя и его необходимо менять.

Для тестирования можно также воспользоваться нагрузочной вилкой. Здесь батарея нагружается большим током. Чтобы оценить состояние АКБ, нужно воспользоваться следующей таблицей.

Рекомендуется также проверить напряжение на аккумуляторе при запущенном двигателе. Для этого нужно запустить двигатель и дать ему поработать в течение 15 минут. Обычно в этом случае показания приборов находятся в диапазоне от 13,5 до 14 В. Если они ниже (от 13 до 13,4 В), то батарея заряжена не полностью. Тогда энергия, получаемая от генератора, расходуется на зарядку батареи.

На втором этапе включаем имеющиеся электроприборы: отопительную систему, дальний свет, аудиоустройства и другие. В результате разность потенциалов должн а просесть не более чем на 0,2 … 0,3 В. При большем падении нужно проверить генератор и реле.

О том, какое напряжение должно быть на заряженном АКБ написано здесь.

Если аккумулятор относится к категории обслуживаемых, то желательно также измерить плотность электролита. Она должна быть равна 1,27 г/см 3 .