Что будет с батарейками на морозе
Перейти к содержимому

Что будет с батарейками на морозе

  • автор:

Батарейки и мороз

Многих людей интересует вопрос смогут ли работать на морозе обычные батарейки. Наверняка многие замечали, что на холоде в -30 – 35 градусов Цельсия элементы питания плохо работают. Обычно такое можно замечать на телефонах или фотоаппаратах.

Здесь все зависит от того, какого типа применяются энергетические источники. Если используются солевые батарейки, то никакого мороза они не выдержат. А вот литиевые или литий ионные вполне с плохими условиями справятся. По сути именно они и никель кадмиевые аккумуляторы считаются морозостойкими. Но все равно их работоспособность будет низкая.

Изменение емкости в зависимости от температуры при -20º С по сравнению с +20º С

    (бат) 0%
  1. Щелочные (бат) 7%
  2. Литиевые (бат) 25%
  3. NiMH (аккум) 30%
  4. NiCd (аккум) 75%

Нестабильная работа в неблагоприятных условиях связана с ионами электролита. На холоде химическая реакция протекает медленно или вообще останавливается.

Если элемент питания подвергнуть заморозке до -15 градусов, то он восстановит свои свойства. Но если держать его в -40 и больше, то он серьезно повредится. И не важно, что у вас батарейка или аккумулятор.

Можно ли хранить батарейки в холодильнике и подзарядятся ли они там?

С давних времен существует лайфхак по хранению батареек и аккумуляторов для электроники — их можно положить в холодильник, чтобы температура замедлила химические процессы внутри. Как следствие, батарейка (чаще речь все же об аккумуляторах, но кто-то пытался провернуть такое с обычными «пальчиками») якобы дольше будет сохранять заряд, ведь электроны замедлят свою активность.

Вторая часть легенды — восстановление с помощью холода деградировавшего элемента питания. А в некоторых случаях говорили даже, что морозилка поможет не просто сохранить заряд батарейки, но еще и увеличить емкость процентов на пять.

Ранее мы изучили возможность включить фары на скорости света, рассуждали на тему, сработает ли кока-кола против ржавчины, почему птиц и электриков не бьет током, когда они сидят на проводах, что будет, если Луна упадет на Землю, почему перец острый, действительно ли горячая вода замерзает в холодильнике быстрее, чем холодная, почему в СВЧ-печи взрываются яйца, почему вода кипит в вакууме и взрывается при сильном нагреве, а также почему человек дергается во сне.

За всем этим стоят старые технологии: те же никель-кадмиевые заряжаемые элементы действительно быстро теряли заряд — за месяц легко могла улетучиться четверть, а то и больше (есть те, кто терял все, — никель-металлгидридные элементы прошлых поколений). Само собой, владельцы были недовольны и искали способы предотвращения потери энергии. Кому-то и пришла в голову светлая идея, но ныне она не так востребована, поскольку нынешние аккумуляторы способны сохранять более 80% заряда даже через год (хотя на этот счет есть разные данные).

Щелочные (или алкалиновые) батарейки, в свою очередь, вполне себе выживали и без таких лайфхаков, теряя за год около 2% заряда. Правда, для этого необходимо было обеспечить «нормальные» условия хранения: чтобы было умеренно влажно и без экстремальных температур. И по этой причине было важно смотреть как минимум на дату производства.

Процесс «восстановления» умерших аккумуляторных батареек с помощью холодильника описывают по-разному. В одном алгоритме предлагают положить их в морозилку на полчаса, затем достать и сразу отправить на непродолжительную зарядку, после подождать часик и зарядить «полностью». Другой алгоритм описывает 12-часовое нахождение незаряжаемого аккумулятора в зимнем холоде, желательно в герметичном пакете, после чего нужно подождать, пока элемент питания прогреется до комнатной температуры, и зарядить его (само собой, без каких-либо гарантий).

Такой подход с высокой долей вероятности (вне зависимости от того, устаревшая это или современная технология) приведет к возникновению конденсата и, значит, коррозии. Кроме того, может нарушиться целостность контейнера, возможны и другие изменения (об этом чуть ниже). В то же время можно сказать, что некоторые аккумуляторы все же благосклонно относятся к хранению в холоде: как минимум это никель-кадмиевые и те самые никель-металлгидридные — в «замороженном» виде они в разы медленнее разряжаются. Хотя и щелочные будут терять заряд медленнее.

С литий-ионными аккумуляторами есть свои нюансы. С точки зрения технологии, их можно использовать в диапазоне температур от минус 20 до плюс 60 градусов по Цельсию. Но «комфортным» (то есть оптимальным) для них является куда более узкий диапазон: 15—35 градусов со знаком плюс. При более высокой температуре может начаться деградация, а при нагрузке — еще и возникнуть опасность «теплового разгона», который приведет к возгоранию (но обычно управляющая электроника ваших гаджетов не позволяет случиться подобному).

С низкими температурами тоже не все так гладко. Всем известные iPhone, например, совершенно официально работают в диапазоне температур от 0 до 35 градусов по Цельсию. Потом они начинают замерзать, «тупить» и даже выключаться. Но Android-юзерам не стоит радоваться: на самом деле это касается всех мобильников. Все потому, что батарейки в холоде начинают тратить лишнюю энергию на внутренние процессы и, как следствие, разряжаются быстрее. Вероятно, о таком слышали и владельцы электрокаров Tesla, которые зимой проезжают меньшее расстояние, а при сильных морозах теряют заряд даже в покое.

Раз уж зашла речь об автомобилях, коснемся и свинцовых аккумуляторов — зимой, говорят, они тоже разряжаются быстрее. Это правда, но лишь отчасти. Как и в случае с аккумуляторами и батарейками для бытовой электроники, в автомобильных аккумуляторах на морозе замедляются все внутренние процессы. То есть заряд никуда не делся, однако ток течет очень нехотя.

Вот и рекомендуют «разогреть» электролит менее мощными потребителями (фарами, например), прежде чем крутить стартер. Если аккумулятор исправен и не ровесник вашего дедушки, он может очнуться от оцепенения. Если же повидал всего на этом веку — лучше предварительно отогреть его в домашних условиях, иначе случится амба. То есть в этом случае морозы противопоказаны, как, впрочем, и высокая температура окружающей среды.

Здесь, кстати, кроется отличие литий-ионных аккумуляторов от свинцово-кислотных. Объективно они более эффективны при низких температурах, хотя и не избавлены от негативного влияния (потому в морозы носите свой iPhone в теплом месте). Зато они не «умирают» после мороза и вполне себе восстанавливаются. Но правильным будет полностью зарядить литий-ионный аккумулятор после «холодной» разрядки.

Иногда советуют не только хранить литий-ионные аккумуляторы в холоде (что не слишком-то эффективно), но еще и заряжать их при отрицательных температурах. Однако исследователи пришли к выводу, что регулярная зарядка таких элементов питания при температуре ниже нуля приводит к снижению их емкости на 5% каждые 100 циклов. При этом сам процесс зарядки будет занимать больше времени, а при особо низких температурах он невозможен в принципе. Проблема, среди прочего, в тотальном замедлении химических процессов, а также деформации катодов и их постепенном отслоении от электролита, который еще и начнет кристаллизоваться.

Кстати, буквально на днях китайские ученые нашли потенциальное решение. Оказалось, что не только состав и состояние электролита влияют на способность аккумуляторов держать (точнее, отдавать) заряд при сильном холоде — важна и форма анода. Инженеры предложили сделать его неравномерным по толщине и изогнутым: в этом случае заряженным частицам, которые потеряли энергию из-за низкой температуры, придется преодолевать меньшее расстояние.

Тестовые батарейки с новым катодом при температуре минус 20 градусов по Цельсию сохранили 86% заряда (если сравнивать с показателями, полученными при комнатной температуре), «обычные» за то же время — около 3%. Кроме того, при температуре минус 35 градусов такую батарейку все еще можно зарядить почти до 100%. Пока, правда, все это работает с небольшими плоскими элементами — как в часах, например. Зато они показали лучший результат в сравнении с классической конструкцией и в диапазоне температур от минус 20 до плюс 25 градусов.

Итак, короткий ответ на вопрос «Стоит ли хранить заряжаемые литий-ионные батарейки в морозильнике (холодильнике)?» — нет, в этом нет смысла, если вы пользуетесь современными элементами питания. В нормальных условиях щелочные одноразовые батарейки, в свою очередь, теряют около 3% заряда, литий-ионные — еще меньше.

Скорее правильно хранить их в прохладном сухом месте с зарядом около 50% (обычно в этом случае напряжение будет способствовать меньшему саморазряду). Желательно также не допускать полной разрядки элементов питания во избежание постепенной потери емкости. Чего точно не стоит делать, так это разогревать батарейки и аккумуляторы, а также вскрывать их. А вот чуть постучать друг о друга можно.

А батарейки (обычные пальчиковые) на сильном морозе работают или нет? И не садятся ли быстрее от мороза?

решил купить погодную станцию, у нее дистанционный датчик для измерения уличной температуры нужно на балкон вывесить, датчик этот работает на двух пальчиковых батарейках, вот, а зимой у нас морозы до -35 бывают, батарейки при такой температуре продолжат работать или нет?

ТипЕмкость при температуре -20ºС по сравнению с +20ºС
Солевые (бат) 0%
Щелочные (бат) 7%
Литиевые (бат) 25%
NiMH (аккум) 30%
NiCd (аккум) 75%

Храните батарейки и аккумуляторы в холодильнике? Наука против

Считаете, что ничего ужасного не произойдёт, если батарейку или аккумулятор хранить в холодильнике или даже на морозе? Думаете, они дольше сохранятся?

Вкратце: не стоит так делать, если Вы не какой-нибудь исследователь, который ставит опыты с пониманием риска.

Рассказываем, как сберечь аккумуляторы и батарейки по науке. В конце статьи вы узнаете конкретные указания по шагам (перейти сразу к списку).

Можно ли хранить на морозе аккумуляторы, батарейки?

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.

Можно ли хранить на морозе аккумуляторы, батарейки?

На практике риск того не стоит

Химическому составу понижение температуры помогает. Но материалам конструкции батарейки и аккумулятора изменение среды наносит вред.

Конденсация — главный враг любых элементов питания.

Конденсат при перепадах температуры и высокой влажности в холодильнике приведёт к коррозии контактов. Затем из-за низкой температуры повредятся уплотнения. В конечном счёте разрушатся полимеры и потеряются свойства электролита.

Риск коррозии слишком велик и опасен, чтобы пренебрегать им. В современных изделиях в определённых условиях она вызывает ещё и короткое замыкание. Стоит ли говорить, что вместе с тем повышается и риск самовоспламенения.

Какой реальный саморазряд у разных типов элементов питания?

Заводская характеристика большинства новых исправных аккумуляторов и батареек допускает не более 5% саморазряда в месяц. Но в зависимости от типа химии ситуация может отличаться.

1. Саморазряд одноразовых батареек

У щелочных и литиевых одноразовых батареек этот показатель не более 3% в год.

2. Саморазряд литий-ионных аккумуляторов

У нынешних литий-ионных и литий-полимерных батарей ноутбуков, смартфонов, планшетов потери заряда чуть выше:

  • 5% в месяц, если они недавно выпущены с завода;
  • чуть больше 10% в месяц, если они старше двух лет;
  • • почти незаметен ниже (если t>20°C);
  • • практически отсутствует при 3,7В (менее 15% в год).
3. Саморазряд никелевых аккумуляторов

Современные никель-металлогидридные аккумуляторы теряют максимум 20% заряда в месяц. Только старые никель-кадмиевые показывают до 30% саморазряда.

В отношении никелевых типов ячеек как раз и появилась рекомендация хранить аккумулятор в холодильнике. Просто потеря ёмкости в практическом смысле для них важнее, чем опасность коррозии.

Можно ли хранить на морозе аккумуляторы, батарейки?

Как тогда лучше хранить аккумуляторы и батарейки, чтобы они дольше служили?

Абсолютное большинство аккумуляторных ячеек и батареек меньше подвержены негативным проявлениям среды при температуре +15°C и низком уровне влажности (около 50%). Проще говоря, отапливаемое сухое помещение, где чуть более прохладно, чем в комнате. Это самые безопасные условия для химического состава, материалов корпуса и внутренних компонентов ячеек.

1. Хранение аккумуляторов Li-Ion и Li-Polymer:

Можно ли хранить на морозе аккумуляторы, батарейки?

  • • зарядить до 3,7В (40%-50%);
  • • закрыть контакты;
  • • положить в прохладное место (от +10° до +25°C);
  • • раз в три месяца проверять напряжение и подзаряжать;
  • • не допускать спада напряжения ниже 2,5В;
  • • утилизировать ячейки, если хранились с напряжением и ниже дольше недели.

2. Хранение щелочных одноразовых батареек:

Можно ли хранить на морозе аккумуляторы, батарейки?

  • • изолировать контакты от соприкосновения с металлическими предметами и другими батарейками;
  • • положить в сухое прохладное место (от +10° до +25°C);
  • • хранить не больше 10 лет, иначе утилизировать.

Внимание! Щелочные батарейки нельзя замораживать (молекулярное разрушение).

3. Хранение аккумуляторов NiMH и NiCd:

Можно ли хранить на морозе аккумуляторы, батарейки?

  • • зарядить до 40%*;
  • • закрыть контакты;
  • • положить в прохладное место (от +10° до +25°C);
  • • хранить не более 5 лет, иначе нужна дозаправка электролита.

* — Аккумуляторы на никелевой основе допускается хранить разряженными, но не рекомендуется так делать (требуется дозаправка).

4. Хранение АКБ (свинцово-кислотных):

Можно ли хранить на морозе аккумуляторы, батарейки?

  • • полностью зарядите*;
  • • регулярно контролируйте напряжение (и уровень электролита);
  • • заряжайте, когда напряжение упадёт ниже 2,07В/элемент или 12,42В на всю батарею (если речь о стандартной АКБ 12В).

* — Длительное хранение при уровне заряда ниже 2,1В/элемент приводит к сульфатированию (окислению на отрицательной пластине) и ухудшению проводимости тока.

Итог: ещё раз про холодильник

Хранить батарейки и аккумуляторы в холодильнике не рекомендуется:

  • • да, вы потенциально можете немного увеличить срок службы;
  • • но риск преждевременно испортить изделие того не стоит.

Чтобы сберечь, поместите аккумуляторы и батарейки в сухое место с комнатной температурой. Не храните их в холодильнике и на морозе.

Оставляйте вопросы в комментарии или отправьте сообщение нам 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.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *