Акумулятори літієві та їх зарядка

Акумулятори літієві та їх зарядка

Перший акумулятор на основі літію з 'явився в 1991 р. Але тільки на тлі популяризації мобільних телефонів пристрої Li-ion також отримали широку затребуваність. На даний момент літієві акумулятори використовуються всюди, де потрібно автономне забезпечення роботи електронного або технічного пристрою. Акумулятори постачають енергією побутову техніку, електроінструмент, гаджети та різне обладнання. За рахунок низького порогу саморозрядки, можливості заповнювати енергію не чекаючи повної витрати запасу живлення і багатого ресурсу батареї Li-ion здатні підтримувати роботу апаратів, що вимагають високу потужність.

Конструкція літієвої батареї

За конструкцією Li-ion батареї виробляються в призматичному і циліндричному виконаннях. Виготовлення призматичних акумуляторів відбувається шляхом накладання пластин прямокутної форми одна на іншу. У таких моделях передбачається більш щільна упаковка порівняно з циліндричними аналогами, але доводиться інтенсивніше забезпечувати стискаючі зусилля щодо електродів. Циліндричний пристрій літієвого акумулятора являє собою упаковку з електродами і сепаратором, згорнуту в рулон і укладену в металевий каркас, що з 'єднується з мінусовим електродом. Плюсовий же електрод батареї виведений на кришку за спеціальним ізолятором. До слова, рулонний принцип складання використовується і в деяких версіях призматичних моделей у вигляді еліптичної спіралі. У такій конструкції об 'єднуються переваги обох різновидів літієвих акумуляторів.


Чому не варто доводити до "нуля"?

Фахівці не рекомендують використовувати акумулятори до повної витрати енергії. У літієвих пристроїв немає ефекту пам 'яті, яким володіють інші види батарей. На практиці це означає, що необхідно заряджати акумулятор до того, як його рівень опуститься до нуля. До речі, число циклів, за якими здійснюється зарядка літієвих акумуляторів, є показником довговічності джерел живлення - виробники вказують цю цифру в маркуванні.

Наприклад, для якісних моделей кількість циклів може становити 600. З метою збільшення експлуатаційного терміну батареї Li-ion варто регулярно заряджати пристрій. Оптимальний рівень, після досягнення якого варто починати зарядку, становить 15%. Дана міра здатна збільшити число циклів до 1 100.

Як виконується зарядка?

Літієві батареї заряджаються за змішаною схемою, тобто спочатку від постійного струму в 1С до середнього показника напруги 4,2 В, а потім при постійному рівні напруги. Первинний етап за часом триває близько 40 хв, а другий - довше. Варто відзначити, що тільки акумулятори літієві в сучасному виконанні можуть заряджатися при напрузі до 4,2 В. Промислові і військові моделі батарей мають більш високий експлуатаційний термін, ніж стандартні моделі, в результаті чого поріг закінчення їх заряду був відсунутий до 3,90 В.

Скільки часу вимагає зарядка?

Процес виконання зарядки літієвого елемента струмом 1С, як правило, займає 2,5 год. Акумулятор Li-ion повністю заповнює енергію, коли рівень його напруги відповідає аналогічним показникам відсічки. В цей же час струм повинен знижуватися приблизно на 3% відносно початкового заряду. Існує думка, що акумулятори літієві при збільшенні струму заряджаються швидше. Насправді це не так, проте підвищений струм заряду сприяє зростанню напруги, при цьому підзарядка з моменту закінчення першої стадії вимагає більше часу.

У деяких різновидах приладів зарядка літієвих акумуляторів забирає менше 1 год. Скорочення часу обумовлено тим, що друга стадія циклу відсутня і відразу після завершення першого етапу акумулятор можна використовувати. Але є один нюанс: батарея не повністю заповнює свій енергетичний запас - він становить лише 70%.

Здавалося б, у чому сенс подібної схеми заряду? Такий підхід вигідний, якщо потрібно проведення декількох циклів швидкої зарядки. Наприклад, шуруперт з літієвим акумулятором на кожну операцію буде вимагати по 30 хв, після чого можна ставити на зарядку поточний акумулятор і продовжувати роботу з запасним (електроінструмент зазвичай комплектується двома батареями).


Навіщо потрібне перевантаження акумулятора?

Починати зарядку рекомендується до того, як енергія зведена до нуля, проте один раз на місяць все ж варто повністю розряджати джерело живлення. Після цього слід використовувати оригінальне зарядне для літієвих акумуляторів з метою 100-відсоткового заповнення енергії. Потреба в цій процедурі обумовлена особливістю батарей Li-ion. Досвідчені користувачі пристроїв, що працюють на літієвих елементах, могли помітити, що індикація залишився заряду не завжди коректна. Наприклад, екран планшета відображає, що апарат розряджений лише на 50% - насправді ж "посадити" батарею можуть всього 10 хвилин активної роботи.

Для профілактики подібних нестиковок літієві акумулятори слід повністю розряджати. В результаті пристрій зможе більш точно розрахувати можливості джерела живлення і достовірно відобразити інформацію на дисплеї.

Скорочення енергоспоживання під час зарядки

Хоча харчування мобільних пристроїв та інших гаджетів, для роботи яких потрібні акумулятори літієві, незрівнянне за енерговитратами з потужною побутовою технікою, кілька простих порад допоможуть не тільки заощадити на електриці, а й продовжити ресурс апаратів:

  • Застосування можливостей програмної начинки пристрою для мінімізації енергоспоживання.
  • Вимкнення функцій, які працюють без потреби. Наприклад, інтернет, різні мережі і Bluetooth - за статистикою, їх сукупна робота здатна на 30% скоротити робочий час пристрою.
  • Оптимізувати налаштування апарату - затемнення підсвічування, відключення зайвих оповіщень і звукових ефектів дозволить продовжити роботу гаджета на 10-15 хв. Це небагато, але в критичних ситуаціях зайвим не буде.

Правила збереження літієвих акумуляторів

Довговічність - одна з сильних сторін батарей Li-ion. Так, річне зниження обсягу в результаті самозагону становить не більше 10%. Незважаючи на це, в експлуатації слід враховувати хімічні та конструкційні методи заощадження батарей від перегріву. Якщо сучасні акумулятори літієві мають передбачений захист від неправильного підходу до зарядки, то температурні впливи як і раніше становлять для них небезпеку. Тому рекомендується скорочувати будь-які зайві нагрівання акумуляторів. Втім, і в цьому напрямку виробники ведуть роботу. Використання катодних елементів, зокрема, дозволить збільшити термічну безпеку літієвих джерел живлення.