1Сен

Аккумулятор как: Как правильно выбрать аккумулятор для автомобиля — журнал За рулем

Содержание

Автомобильный аккумулятор – как им пользоваться долго и без проблем

В конструкции автомобиля аккумуляторная батарея (АКБ) является жизненно важным компонентом. Без нее просто невозможна работа автомобиля и электромобиля. Вот почему продуманный выбор АКБ и грамотное обращение с ней являются необходимым условием правильной эксплуатации машины. Давайте ответим на некоторые ключевые вопросы, касающиеся автомобильных 12В аккумуляторных батарей.

КУДА РАСХОДУЕТСЯ ЭНЕРГИЯ АКБ?

Конечно, ключевая задача аккумулятора – обеспечить запуск и поддержку работы двигателя. Однако в современном автомобиле существует еще достаточно много «жадных» до электроэнергии систем, функционирование которых призван обеспечить аккумулятор. Вспомним хотя бы сигнализацию или бортовую аудиосистему. Или дополнительный автономный отопитель салона и GSM-систему. Можно привести даже более экзотические примеры. Зачастую владелец узнает о таких особенностях своего авто только после того, как подобное устройство выходит из строя.

Так, в автомобилях премиум-сегмента встречается необычная система, «завязанная» на времена года. И тоже питающаяся от аккумулятора. Речь идет о защите оборудования от грызунов. Не секрет, что крысы и мыши способны наносить технике (тем же проводам) множество повреждений. Короткие замыкания, вызванные изгрызенной изоляцией, – наиболее часто встречающаяся проблема. «Противокрысиная» защита включает ультразвуковые излучатели под капотом авто. При этом потребляется энергия аккумулятора.

Вполне возможно, что владелец может даже не знать причину, почему батарея в машине начинает подозрительно быстро терять заряд. Поэтому важно подбирать ту модель, которая в состоянии покрыть все такие потребности. С другой стороны, если купить дорогую модель АКБ для относительно простого авто, то часть потенциала батареи просто не будет использоваться. Потребитель переплатит там, где можно было обойтись меньшими деньгами. Производители учитывают этот фактор. Например, более бюджетная линейка S3 от Bosch подойдет для авто с небольшим количеством потребителей.

А линейка S5A в состоянии удовлетворить потребности в энергии на авто премиального класса с системами старт-стоп и рекуперации энергии торможения.


КАК ВЛИЯЮТ НА РАБОТУ АКБ ПОГОДНЫЕ УСЛОВИЯ?

Водители старшего возраста еще помнят те мучения, которые вызывал запуск двигателя с наступлением морозов. Батарея в автомобиле, долго простоявшем на морозе, могла и не завести его. Конечно, техника пошла далеко вперед, однако по сути своей основные принципы работы АКБ остались неизменными, поэтому важно понимать некоторые ключевые моменты. На состояние и заряд АКБ в холодное время года влияют несколько факторов.

Во-первых, зимой всё оборудование в автомобиле, и аккумулятор в том числе, испытывают очень сильные нагрузки. Во-вторых, из-за низких температур масло и топливо густеют, запускать двигатель становится всё сложнее. И поэтому на аккумулятор ложится большая ответственность именно в зимний период. Кроме того, нужно учитывать, что на запуск «холодного» двигателя требуется больше тока из АКБ, который из-за того, что поездки по городу обычно непродолжительные, очень часто недозаряжается полностью.

А это приводит к необратимым изменениям в самом аккумуляторе, к так называемой сульфатации, когда части пластин покрываются нерастворимыми сульфатами и становятся более непригодными для использования.

Постоянно разряженная в мороз батарея имеет еще одно опасную особенность. В разряженном аккумуляторе плотность электролита падает, т.е. из него выделяется вода, которая на холоде просто замерзает и «разрывает» аккумулятор. И если полностью заряженная батарея замерзнет при температуре -65 градусов по Цельсию, то разряженная – уже при -5 градусах по Цельсию.

Поэтому мы настоятельно рекомендуем регулярно проверять заряд аккумулятора, и если он составляет менее 12,5В, дозаряжать его до уровня 12,7В. Для этого можно использовать автоматические зарядки Bosch серий C1, C3 и C7.

Помните – полностью заряженный аккумулятор не подведет вас даже в арктические морозы!

ВЛИЯЕТ ЛИ НА СВОЙСТВА АКБ СРОК ЕЕ ХРАНЕНИЯ
НА СКЛАДЕ ДО МОМЕНТА ПРОДАЖИ?

В этом случае приходится иметь дело с устоявшимся заблуждением.

Современная АКБ, после изготовления на заводе с использованием кальциевой технологии, может храниться длительное время – 18 месяцев и более, при соблюдении условий хранения на складе (сухое прохладное место с температурой 10-15С) и надлежащему контролю за состоянием батареи. Важно состояние АКБ при продаже, а дата изготовления не имеет принципиального значения. Здесь потребитель должен обращать внимание на репутацию и возможности дилера, у которого он намерен приобрести батарею.

Кроме того, напомним, что начало действия гарантии на аккумуляторы начинается с даты продажи. Ни в коем случае не с момента производства. Что же касается самого срока службы батареи, то здесь не существует каких-то определенных ограничений. Чем более бережно и грамотно обращаться с АКБ, тем дольше она прослужит.

Здесь стоит напомнить еще об одном аспекте эксплуатации АКБ. Вполне реальна ситуация, когда батарея находится без применения совсем не на складе дилера. А под капотом простаивающего долгое время автомобиля.

Иногда батарею даже возвращают продавцу с претензиями на брак производства. Хотелось бы разочаровать подобных хитрецов. Специалисты моментально определяют подобную уловку по внешнему виду батареи (этакому «сдутию» корпуса) АКБ и другим признакам.

При правильной эксплуатации АКБ и своевременной профилактики срок исправной работы будет очень долгим. При этом, даже если батарея новая и работает не более года, следить за ее состоянием нужно обязательно. Если все же водитель чувствует нестабильный старт двигателя при полном заряде АКБ, то стоит обратиться в сервис. Возможно, причина не в аккумуляторе. Специалисты смогут качественно продиагностировать автомобиль и найти истинную причину проблемы.

Главное, помните – любой продукт требует ухода.

Аккумулятор: как снять и установить?

△

▽

Техника безопасности.

Недопустимы большие силовые воздействия на аккумуляторную батарею.

С АКБ обращаться очень осторожно: не толкать, не кидать, а снятую АКБ аккуратно размещать на ровном безопасном месте, чтобы избежать ее переворачивания. В случае попадания жидкого электролита (кислоты) на кожу – использовать щелочной деактиватор.

Подготовка инструмента

В большинстве случаев вам понадобятся:

  • Ключ рожковый обычный на 10 мм
  • Ключ торцевой с воротком на 13 мм
  • Тряпочка
  • Перчатки резиновые

Снятие аккумулятора

  • Выключите зажигание.
  • Выключите в машине всю электронику, работающую без участия зажигания.
  • Закройте в машине все окна, двери.
    Тут есть два пути: для машин, у которых двери закрываются с пульта: открыть капот, закрыть двери, если двери с защелками – садимся в автомобиль и закрываем все двери, кроме водительской, выходим из а/м и запираем водительскую дверь с помощью ключа.
  • Отвинтите крышку, предотвращающую скопление пыли и грязи на клеммах батареи.
  • Отсоедините заземление, в случае, если машина была перед этим заземлена. Бывают аккумуляторы как с защитной крышкой, так и без нее. Если защитной крышки нет, во избежание короткого замыкания заизолируйте «плюс» технической лентой или используйте обыкновенный пластмассовый колпачок — это обезопасит дальнейший процесс снятия клемм.
  • Аккуратно ослабьте гайку массы ключом. Для этого используется рожковый ключ.
  • Теперь отключайте клеммы. Основной вопрос — какую клемму снимать с аккумулятора первой? Существует строгое правило: сначала снимайте минусовую, а уже потом снимается клемма плюсовая. Не допускайте контакта плюсового контакта с металлическими частями машины. Почему так? Плюс подходит непосредственно к нужным потребителям, это и генератор, и стартер, и блоки питания, и электронный блок управления. Минусовая клемма “запитана” на корпус автомобиля – его массу. Сам кузов автомобиля выполнен из металла, а значит проводит электрических ток, и представляет собой минусовой контакт для всех потребителей.
    Поэтому для предотвращения короткого замыкания необходимо оставить массу без потенциала.
    Поскольку наконечник и клемма со временем прирастают друг к другу, нужно пошатать провод, а затем отсоединять.
  • Провести демонтаж аккумулятора. Для этого необходимо снять болты (используя торцевой ключ), снять прижимные пластины и извлечь АКБ Внимание вес аккумулятора около 15 кг!

Подключение аккумулятора

  • Подготовка аккумулятора. Новый АКБ готов к работе после распаковывания, а вот старый необходимо подготовить: провести ряд операция (очистку, нейтрализацию электролита, сушку, чистку выводов наждачной бумагой)
  • Проверить аккумулятор
    Старый АКБ необходимо визуально проверить на отсутствие повреждений, дефектов и микротрещин. В случае их обнаружения данный аккумулятор непригоден для использования.
    А также независимо от срока службы и новизны аккумулятора необходимо проверить его заряд. Для этого можно использовать вольтметр или стандартные тестеры (нагрузочную вилку, зарядное устройство)
  • Установка и подключение:
    Установить АКБ на прежнее место.

    Прикрепить стандартным креплением (прижимные пластины и болты).
    Подключить зажимы в обратном порядке: вначале плюсовую клемму (с затягиванием гайки), потом минусовую.
    Обработать контакты антикоррозийным составом.
    Восстановить работоспособность приборов бортовой сети.

Возврат к списку

Как устроен литий-ионный аккумулятор | Полезная информация | Cписок категорий | Блог

Берем два длинных листка: из графита и из оксида лития с кобальтом (LiCoO2). Смазываем их электролитом, прокладываем между ними тонкую перфорированную пластиковую пленку и сворачиваем рулончиком. Литий-ионный аккумулятор готов.


Когда мы подаем на пластинки напряжение — на графит минус, а на оксид лития плюс — от молекул оксида отцепляются положительно заряженные ионы лития и перепрыгивают на углеродную пластинку. Так происходит зарядка аккумулятора.
Первый в мире серийный электрический спорткар Tesla Roadster, питается как раз от литий-ионных аккумуляторов.
Принципиально они не отличаются от аккумулятора для шуруповерта, ноутбука или телефона.

Когда аккумулятор заряжен и вы решаете им воспользоваться, то все происходит наоборот: положительно заряженные ионы лития перепрыгивают обратно на оксид лития, в свое нормальное состояние. В полученной батарейке графитовая пластинка становится минусом, а оксид лития — плюсом.

Такие аккумуляторы обладают большой емкостью, у них нет эффекта памяти, они легкие и компактные.

Эффект памяти аккумулятора — в настоящий момент под эффектом памяти понимается обратимая потеря ёмкости, имеющая место в некоторых типах электрических аккумуляторов при нарушении рекомендованного режима зарядки, в частности, при подзарядке не полностью разрядившегося аккумулятора. Название связано с внешним проявлением эффекта: аккумулятор как будто «помнит», что в предыдущие циклы работы его ёмкость не была использована полностью, и при разряде отдаёт ток до «запомненной границы».

Но при неправильном использовании у них есть и минусы:
  • При сильном нагревании аккумулятор может загореться.
  • Если аккумулятор сядет ниже определенного критического уровня, то его больше никогда нельзя будет зарядить.

Поэтому такие аккумуляторы объединяют в батареи со встроенной электроникой, которая следит за температурой и режимами зарядки каждого отдельного аккумулятора.

Правильный и безопасный заряд аккумулятора - как и чем заряжать? | Статьи

Как правильно и безопасно зарядить авто (мото) свинцово-кислотный аккумулятор. 

Сразу оговоримся - настоящая статья предназначена для неподготовленных людей, аккумуляторщики и опытные пользователи вряд ли почерпнут для себя что-то новое.

Не отвлекаясь на второстепенные моменты, мы постараемся донести до читателей статьи базовые основы заряда аккумулятора и поможем выбрать правильное зарядное устройство.

Какие существуют методы заряда.

1. Заряд постоянным током.

Заряд производится при установленном значении зарядного тока (измеряется в Ампер) без ограничения напряжения (измеряется в Вольт). Пример устройства, обеспечивающего данный способ заряда – классический тяжелый трансформаторный зарядник – выпрямитель. Величина зарядного тока и длительность заряда определяются исходя из значения емкости, технологии изготовления и состояния аккумулятора. Ограничить напряжение при таком способе заряда возможно только вручную, уменьшением значения тока. Данный способ используется как правило профессиональными аккумуляторщиками и рекомендуется только для опытных пользователей.

2. Заряд при постоянном напряжении.

Заряд производится при заданном постоянном значении напряжения. Ток может быть ограничен возможностями и настройками зарядного устройства (пользователем). Пример устройства, обеспечивающего данный способ заряда – автомобильный реле-регулятор. Современные продвинутые реле-регуляторы способны менять напряжение заряда по алгоритмам, установленным автопроизводителями, но суть от этого не меняется – заряд все равно происходит при постоянном напряжении.

3. Заряд смешанным методом.

Первый этап заряда производится методом постоянного тока установленным (ограниченным) значением тока до достижения заданного значения напряжения (предустановлено в зарядном устройстве или ограничено пользователем). Второй этап начинается по достижении заданного напряжения, зарядный ток стабилизируется и его значение начинает падать, по сути на данном этапе заряд уже идет при постоянном напряжении. Правильный заряд этим так называемым смешанным методом могут обеспечить современные импульсные зарядные устройства, но только те, которые имеют функцию ограничения напряжения значением, подходящим для технологии изготовления и состояния конкретно взятого аккумулятора. Данный способ (метод) и подходит больше всего обычному, неопытному пользователю, которому надо при проведении заряда учесть состояние своего аккумулятора и технологию его изготовления, а также уяснить ряд нехитрых правил проведения заряда. Ну и, конечно, надо иметь правильное зарядное устройство.

Необходимо уяснить, что ресурс батареи снижают три основных явления:

– Оплывание (осыпание) активной массы, которое происходит при перезаряде либо в процессе естественного механического износа. Данное явление носит необратимый характер, лечению не подлежит, при критическом уровне данного процесса батарея подлежит замене.

- Сульфатация, т.е. образование кристаллов сульфата свинца на пластинах в процессе разряда АКБ. Сульфат всегда присутствует в любой батарее, его образование и растворение – это естественный рабочий процесс, происходящий при разряде-заряде батареи. Кристаллы сульфата могут быть небольшими и легко растворимыми, при хроническом недозаряде они становятся крупными и тяжело растворимыми. Данное явление носит обратимый характер, но чем старее в батарее сульфат, тем тяжелее его растворить, тем больше усилий придется для этого приложить и больше действий совершить.

- Расслоение электролита (кислотная стратификация). Электролит состоит из воды и серной кислоты, причем кислота физически тяжелее воды. В процессе заряда сульфат растворяется и кислота снова попадает в электролит, причем стремится стечь по пластинам в нижнюю часть корпуса АКБ. Данное явление наиболее усиливается в разряженных батареях и наименее характерно для тех АКБ, в которых разряд незначительный и своевременно восполняется. Устраняется расслоение электролита путем доведения заряженной батареи до состояния, при котором происходит ее интенсивное «кипение», т.е. электролиз, разложение воды на кислород и водород.

Вышеперечисленные явления как правило идут рука об руку, и эксплуатация АКБ с застарелым сульфатом приводит к ускоренному осыпанию рабочей не покрытой сульфатом активной массы (нерабочая осыпающаяся активная масса называется шламом) и повышенному расходу воды из АКБ, все это сопровождается расслоением электролита. Это происходит потому, что крупные кристаллы сульфата уменьшают площадь пластин, на которой происходит химическая реакция, оставшаяся рабочая активная масса подвергается более высокой нагрузке, все больше зарядного тока бесполезно тратится впустую на электролиз – разложение воды на кислород и водород. Соответственно, чем больше в АКБ застарелого сульфата, тем быстрее происходят описанные негативные процессы и все ближе утилизация АКБ.

Правильный и полноценный заряд проводится при температуре АКБ, равной комнатной. Но начинать заряд вполне можно при любой температуре АКБ.

Если нам нужно зарядить исправный аккумулятор, который имеет свежий незначительный разряд, скажем, не более 50 % от емкости, достаточно будет ограничить напряжение окончания заряда 14,8 – 15 Вольт, зарядный ток ограничиваем значением, не превышающем 10 % от номинальной емкости аккумулятора. Свидетельством окончания заряда будет служить падение зарядного тока до значения 0,5 – 1 Ампер. Наличие пробок на аккумуляторе позволит окончательно убедиться в окончании заряда путем измерения контроля уровня электролита и его плотности, которая должна достичь заводской – 1,27 – 1,31 г/см3.

Если требуется зарядить аккумулятор с полностью разряженного состояния, либо есть сомнения относительно его исправности или есть необходимость в сезонном профилактическом заряде, целесообразно применить несколько иной алгоритм заряда, разделив заряд на два этапа.

На первом этапе, не нагружая активную массу на пластинах, проводим заряд током, не превышающем 10 % емкости АКБ, ограничив напряжение безопасным значением, не более 14,4 – 14,8 Вольт. Перед зарядом необходимо убедиться, что уровень электролита достаточен, чтобы были закрыты пластины, при необходимости долить дистиллированную воду. Доводить уровень до исходного на первом этапе не нужно, так как в процессе заряда он может подняться и есть риск получить избыточный уровень электролита. Если батарея была глубоко разряжена или долго эксплуатировалась в состоянии хронического недозаряда, лучше значение тока выставить как можно меньше, вплоть до 1 % от емкости. Чем меньше значение зарядного тока, тем качественнее и полнее происходит заряд. На первом этапе задача состоит в том, чтобы максимально полно восполнить емкость батареи без избыточной нагрузки на активную массу на решетках. Индикатор окончания первого этапа заряда – падение зарядного тока до значения менее 1 Ампер, чем меньше, тем лучше.

На втором, самом важном этапе заряда, нужно решить две основные задачи – растворить застарелый сульфат и устранить расслоение электролита. При наличии неравномерного и/или недостаточного уровня электролита также добавляется задача выровнять уровень и плотность электролита во всех банках. В таком случае второй этап заряда также называется уравновешивающим, или выравнивающим зарядом.

Необходимо тщательно выровнять уровень электролита дистиллированной водой. И довести его до уровня заводского, который в разных АКБ составляет от 1,5 до 3 см. Проще, если в АКБ есть какие-либо физические индикаторы в виде, например, пластиковых лапок-ограничителей. Если нет, нужно найти информацию в руководстве или на сайте завода-производителя.

Устанавливаем такие параметры заряда, которые обеспечат интенсивное газовыделение из электролита, т.е «кипение». Напряжение, при котором будет интенсивно кипеть АКБ по технологии Са/Са, составляет примерно 15,5 - 16 Вольт, выставляем 16, гибридная Sb/Ca – 15,3 – 15,6 Вольт, выставляем 15,5 – 15,7 Вольт, для сурьмянистых должно хватить 15 Вольт. Величину зарядного тока лучше ограничить 1 – 5 % от емкости АКБ, причем чем более «запущена» батарея, тем меньше зарядный ток есть смысл выставить, заданное напряжение при этом будет достигаться конечно же дольше.

Положительный результат можно будет считать достигнутым, если зарядный ток после достижения заданного напряжения упал до 1 Ампер и ниже, плотность электролита достигла исходного значения 1,27 – 1,31 г/см3 (необходимо знать заводские параметры плотности), стала равномерной во всех банках, и значение плотности не меняется на протяжении двух – трех часов. Даже если за короткое время зарядный ток упал до низкого значения (0,5 – 1 Ампер), заряд все равно целесообразно продолжить на протяжении нескольких часов для устранения кислотной стратификации. Если положительный результат не достигается на протяжении многих часов, если по плотности «отстают» некоторые банки, можно поднять напряжение заряда на 0,1 – 0,3 Вольт. Иногда можно и даже нужно поднять ток и напряжение заряда и выше, или вообще снять ограничение по напряжению, но, повторяемся, наша статья для неопытных пользователей, данные действия Вы будете осуществлять на свой страх и риск.

Если описанные действия не привели к нужному результату, отдайте АКБ в квалифицированный сервис или замените на новую. Либо выжмите из нее оставшийся ресурс и потом замените.

Если у Вас АКБ с лабиринтной крышкой без пробок, отрегулировать уровень электролита без «колхозинга» не получится, поэтому нужно хотя бы попытаться убедиться, что он есть, путем просвечивания АКБ мощным источником света. Такие батареи, несмотря на то, что маркетологи назвали их "необслуживаемыми", как раз таки очень нуждаются в своевременной правильной дозарядке, потому что полностью заряженная исправная кальциевая АКБ практически не расходует воду, и уровень электролита в ней долгое время остается ровным и стабильным.

Особенности заряда батарей по технологии Са/Са EFB.

Заряд аккумуляторов EFB производится так же, как и обычных кальциевых. Нужно только учесть одну особенность - в правильных EFB пластины толще и скомпонованы плотнее, расстояние между ними меньше, по этой причине электролит в них перемешать тяжелее, плотность в верхних слоях батареи может подниматься дольше. Будьте готовы к тому, что второй этап заряда на повышенном напряжении возможно придется производить дольше, напряжение поднимать выше.

Особенности заряда батарей по технологии AGM, GEL.

А вот AGM и GEL технологии заряжать с применением высоких значений напряжения крайне нежелательно. Ввиду того, что в них отсутствует электролит в жидком виде, кислотная стратификация как таковая отсутствует, перемешивать электролит не нужно, и избыточное напряжение приведет к безвозвратной утрате воды. Поэтому заряжать их следует в один этап с ограничением напряжения 14,3 - 14,4 Вольт. Если результат не достигнут, можно попробовать поднять напряжение заряда до 15 Вольт, но долго скорей всего такая батарея уже не прослужит. Глубокий разряд такие батареи переносят намного хуже классических, и вероятность их восстановления после глубокого разряда намного ниже. Их "конек" - цикличность, т.е. работа в режиме многократного частичного разряда-заряда. Но никак не глубокого разряда. Поэтому задача пользователя при эксплуатации таких батарей - не допускать их разряда и своевременно его восполнять.

Ну и собственно, какое зарядное устройство выбрать?

Полноценное зарядное устройство, которое позволит правильно зарядить аккумулятор, изготовленный по любой технологии, должно иметь регулировку не только зарядного тока, но и, что самое важное, напряжения заряда. Причем крайне желательно, чтобы регулировка была плавной (особенно для зарядного тока) и как можно более широкими диапазонами. Допустима ступенчатая регулировка напряжения заряда, лишь бы этого самого напряжения хватало для правильного заряда. Также важно, чтобы зарядное устройство без "разрешения" пользователя не переходило по окончании заряда в так называемый буферный режим (хранение аккумулятора при пониженном напряжении с компенсацией саморазряда), это препятствует полноценному окончанию заряда и "добивке" емкости до 100%.

Примером полноценного импульсного зарядного устройства, которое способно полностью заменить старый трансформаторник - выпрямитель, является "Вымпел-57" производства ООО "НПП "ОРИОН", либо более продвинутая "интеллектуальная" его версия - "Вымпел-55".

Ну и конечно, старое доброе трансформаторное зарядное устройство - выпрямитель, способное заряжать методом постоянного тока без ограничения напряжения, но, на наш взгляд, это инструмент скорее для опытного и умелого пользователя.

Помните, что своевременный и правильный профилактический заряд как минимум в два – три раза продлит ресурс Вашего аккумулятора!

Как правильно зарядить кальциевую батарею

Как часто надо прибегать к этой операции зависит от соотношения мощности генератора автомобиля и мощности потребителей, а также от условий езды. Летом практически для любой машины можно обойтись без дополнительных подзарядок АКБ. Двигатель заводится легко, из потребителей постоянно включены зажигание, электробензонасос (примерно 8-10А) , магнитола (3-4 А), фары с габаритами (13 А). Даже на холостом ходу исправный генератор выдает 40-45А, чего почти хватает для питания минимального количества потребителей. А уж на рабочих оборотах, при поездке по трассе, например, выдаваемых генератором 60-70А хватает и на питание потребителей и на зарядку аккумуляторной батареи.

Условия эксплуатации аккумулятора зимой много тяжелее. Отрицательная температура снижает емкость АКБ, ухудшает способность принимать заряд, пуск холодного двигателя требует большого количества энергии. На борту включаются новые мощные потребители: отопитель (5-7 А на первой скорости и 10-11 А на второй), обогрев стекол и зеркал (16-20А), подогрев сидений 5А. Суммарный потребляемый ток составляет более 50 А. Генератор на холостом ходу уже не справляется с питанием потребителей, большая часть энергии забирается из АКБ. Да и на рабочих режимах возможности генератора подзаряжать автоаккумулятор оказываются очень скромными, кроме того при отрицательных температурах электролита аккумулятор не принимает заряд. Все это ведет к тому, что батарея начинает хронически недозаряжаться. Пользователь может не заметить этого, т.к. даже частичного заряда обычно хватает для пуска двигателя. Но хронический недозаряд ведет к сульфатации пластин, что снижает емкость и повышает внутреннее сопротивление. А это в свою очередь сокращает срок службы батареи и ухудшает пусковые характеристики. Поэтому зимой нужно систематически подзаряжать аккумулятор.

Как часто подзаряжать автомобильный аккумулятор?

Частота подзаряда зависит от машины, погоды, условий поездок. Для автомобилей с хорошо отрегулированной системой пуска, в условиях мягкой зимы с ежедневными поездками на небольшие расстояния, сопровождающимися систематическим стоянием в пробках, достаточно проводить заряд где-то раз в месяц-два. Разумеется, если морозы подбираются к -30°, и каждый пуск сопровождается неоднократным включением стартера, то есть смысл чаще проверять уровень заряженности батареи.

И, разумеется, аккумулятор нужно немедленно поставить на зарядку, если вы разрядили его «в ноль» неудачными попытками запуска двигателя. Именно "немедленно", так как плотность электролита в разряженном состоянии низка и есть вероятность того, что он замерзнет, повредив батарею. С другой стороны пребывание свинцового АКБ в разряженном состоянии ведет к сульфатации пластин.


Плотность электролита, приведенная к 25° С, г/см3 Температура замерзания, °С
1.09 -7
1.12 -10
1.14 -14
1.16 -18
1.18 -22
1.20 -40
1.23 -43
1.24 -50
1.26 -58

Существует несколько режимов заряда аккумулятора: постоянным током, постоянным напряжением, комбинированные.

Основные состояния глубоко разряженной АКБ

1. АКБ находилась в разряженном состоянии не более 2-ух недель при комнатной температуре и не эксплуатировалась на автомобиле. Заряд такой батареи как правило рекомендуется производить током равным 0,1 от номинальной емкости (6А для АКБ 60Ач) до достижения ρ=1,27-1,28 г/см³. Процесс заряда может занять до 24 часов. Если нет возможности контролировать плотность электролита с помощью ареометра, то можно ориентироваться на индикатор степени заряженности, при его наличии в крышке аккумулятора. Зеленый цвет индикатор указывает на степень заряженности ≈ 50% (ρ=1,23 г/см и выше). Одними из признаков окончания зарядки аккумулятора является «кипение» электролита и достижение температуры корпуса аккумулятора ≈ 40 °С.

2. АКБ находилась длительное время в разряженном состоянии (произошла глубокая сульфатация пластин).

Что такое «сульфатация пластин».

Мелкие кристаллики сульфата свинца во время зарядки нормально разряженного аккумулятора без проблем вновь преобразуются в металлический свинец (негативная пластина) и PbO2 (позитивная пластина), составляющие активную массу пластин. Однако если оставить батарею в разряженном состоянии, сульфат свинца начинает растворяться в электролите до его полного насыщения, а затем выпадает назад на поверхность пластин, но уже в виде крупных и практически нерастворимых кристаллов. Они откладываются на поверхности пластин и в порах активной массы, образуя сплошной слой, который изолирует пластины от электролита, препятствуя его проникновению вглубь активных масс. В результате большие объемы активной массы оказываются "выключенными", а общая емкость батареи значительно уменьшается.

Восстановление такой батареи, как правило, проводят, применяя так называемый «ступенчатый режим»:

  • начинают зарядку током 0,1C20 ≈ 16 часов;
  • разряд, например набором автомобильных ламп в течение 2-3 часов;
  • заряд током 0,1C20 до полной зарядки;

Рекомендации по заряду аккумуляторной батареи

Состояние аккумулятора проверяют измерив напряжение разомкнутой цепи (НРЦ). Напряжение на клеммах батареи измеряется через 6 - 8 часов после остановки двигателя. Если НРЦ аккумулятора ниже 12,5 В аккумулятор необходимо зарядить. Такую проверку целесообразно производить раз в 3 -4 месяца.

Эффективность зарядки в первую очередь зависит типа и качества зарядного устройства. Более половины представленных в продаже зарядных устройств не способны полноценно зарядить современную аккумуляторную батарею. Зарядные устройства, предназначенные для работы в автоматическом режиме, нередко настраиваются на напряжение 14,4 – 14,5 В. При достижении этого напряжения загорается зеленый индикатор, сигнализирующий об окончании зарядки и происходит автоматическое снижение зарядного тока почти до 0. При покупке зарядного устройства обратите внимание на его характеристики. Зарядное устройство должно обеспечивать выходное зарядное напряжение 16,2 В. Прежде чем приступать к зарядке аккумулятора, внимательно изучите инструкцию зарядного устройства – в ней подробно должно быть описаны технические характеристики , все правила и порядок выполнения работы. Батарея считается заряженной при достижении плотности электролита во всех банках 1,27-1,28 г/см³, «кипении» электролита в конце зарядки и достижения температуры корпуса аккумулятора ≈ 40 °С

Как правильно заряжать аккумулятор автомобиля: виды аккумуляторов и особенности заряда | АКБ-сервис

Аккумуляторная батарея — электронное сердце автомобиля, без которого ваша машина не сможет даже завестись. Грамотный выбор, зарядка и обслуживание аккумулятора — один из факторов комфортной езды. 

Виды аккумуляторов для автомобилей

В последние годы на прилавках российских автомагазинов представлено два основных типа автомобильных аккумуляторов: обслуживаемые и необслуживаемые. Аккумуляторы, которые можно и требуется обслуживать представляют собой моноблок с одной или несколькими крышечками. Весомый недостаток этого типа аккумуляторов – содержащаяся в сплаве на положительном полюсе, сурьма из-за воздействия раствора постепенно переходит на отрицательный полюс. Такие реакции приводят к постепенному понижению на электродах, а это ведет к разложению молекул воды на составные части – водород и кислород. Владельцы таких аккумуляторов замечают это при перезарядке аккумуляторов по обширному выделению газообразований. Еще одним весомым недостатком обслуживаемых батарей остается протекание электролита на корпус батареи при движении по неровной дороге. В большинстве случаев это обстоятельство вызывает сильный саморазряд аккумулятора.

Необслуживаемые аккумуляторы, в свою очередь, делятся на гелевые и AGM. В гелевых АКБ кислоту электролита заменяет специальный гель, который почти не испаряется и не требует доливки. Кроме того, в гелевых АКБ существенно низкий уровень саморазряда и количество циклов заряд-разряд увеличивается по сравнению с обслуживаемыми АКБ. Еще один тип необслуживаемых аккумуляторов – AGM, представляет собой батарею в которой кислотой пропитывается специальное стекловолокно. Но такие аккумуляторы зависимы от исправности электросистем автомобиля. Неполадки электрооборудования в иных случаях влияют на состояние аккумулятора.

На следующие виды АКБ разделяются и по типу содержимого:

  • Малосурьмянистые. В АКБ такого типа свинцовые пластины содержат малое количество сурьмы для увеличения прочности. Такой состав приводит к «выкипанию» воды содержащейся в электролите, что требует постоянного контроля и долива дистиллированной воды при необходимости.
  • Кальциевые. Пластины таких АКБ содержат кальций, что уменьшает «выкипание» воды в составе электролита. Но такие батареи заметно чувствительны к сильным разрядам. Хватит 3-4 раз критического разряда аккумулятора, чтобы энергоемкость батареи сильно снизилась.
  • Гибридные. В этих аккумуляторах удачно сочетаются характеристики кальциевых и малосурьмянистых батарей, так как используются пластины электродов сделанные по обеим технологиям. Отрицательные – малосурьмянистые, а положительные соответственно кальциевые.

Не все ли равно чем заряжать АКБ?

Как и прочие другие батареи автомобильные аккумуляторы подвергаются разряжению в силу времени, условий использования, погодных условий и иных обстоятельств. Время от времени перед каждым автолюбителем встает вопрос о зарядке АКБ и тут важно правильно определить как заряжать батарею. Исходя из типа батареи по химическому составу электролита и пластин, аккумуляторы делятся следующим образом.  Разберемся, как заряжать аккумулятор автомобиля в домашних условиях.

 

 Как заряжать малосурьмянистые свинцово-кислотные аккумуляторы.   Этот тип АКБ неприхотлив в обслуживании и устойчив к процессу разряда. Но и заряжаются эти аккумуляторы долго – не менее суток. Процесс зарядки осуществляется постоянным напряжением 14,5 Вольт (для АКБ 12 Вольт) или постоянным током, который составит 0,1-0,2 от емкости (как правило, указывается на корпусе АКБ. Важно учитывать, что при зарядке свинцовых аккумуляторов возможно выделение взрывоопасного газа. Поэтому процесс заряда рекомендуется производить в хорошо проветриваемом помещении и желательно при температуре около 20 °С.

Как заряжать кальциевые свинцово-кислотные аккумуляторы. Аккумуляторы по технологии Ca-Ca, это все современные батареи (Varta, Bosch, Mutlu, Topla, Аком и др.). Пластины данных аккумуляторов произведены из сложного , устойчивого к корозии сплава, в котором основным элементом является кальций. Такие аккумуляторы устойчивы к саморазряду, выкипание воды сведено к минимуму, но есть один минус – в силу значительной плотности пластин, сульфат при разряде выгнать из них сложнее, поэтому их требуется заряжать до напряжения вплоть до 16. 2 вольт. Им подойдут трансформаторные зарядные устройства, или импульсные с ручным режимом.

Зарядка автомобильного аккумулятора требует некоторой подготовки. Желательно производить зарядку в хорошо проветриваемом помещении, с нормальной температурой и пониженной влажностью. Так же при подготовке потребуется ареометр и дистиллированная вода для обслуживаемых АКБ. Установив АКБ на ровной поверхности, при помощи ареометра проверяется плотность электролита. Если потребуется – долить воды. Затем необходимо выкрутить все пробки банок АКБ, чтобы улучшить газоотвод. Сами отверстия накрыть во избежание расплескивания электролита во время зарядки.

Как заряжать аккумулятор автомобиля зарядным устройством

Правильно подготовив АКБ к зарядке, приступайте к самому процессу. Зарядное устройство подключаем к электросети, а зарядные клеммы к батарее, обязательно соблюдая полярность. Далее выставляем высшее возможное напряжение заряда. Но не стоит превышать напряжение более, чем на 10 % от емкости АКБ. Для сохранения качеств батареи, а так же наиболее глубокого заряда, максимальное напряжение не стоит превышать даже на 5%.

Заряд на скорость

Возможность правильно зарядить АКБ предоставляется в свободное время. Но если аккумулятор сел, а вам требуется срочно ехать, воспользуйтесь способами «быстрой зарядки». В таких случаях часть автомобилистов либо «прикуривают» от другого автомобиля, либо заводятся «на буксире». Это конечно экстренные меры зарядки АКБ генератором автомобиля в движении. Помните, что при таком процессе заряда АКБ пластины электродов подвергаются разрушению, что приведет батарею в негодность.

При наличии некоторого времени рекомендуем использовать ускоренный способ зарядки при помощи зарядного устройства. Не снимая АКБ с машины, на АКБ одеваются клеммы зарядного устройства и только затем з/у включается в электросеть. Регулятор мощности заряда в таких случаях выставляется на максимум, а время заряда не превышает 15-20 минут. Далее АКБ подзарядится генератором автомобиля в процессе поездки.

Меры предосторожности

При любом способе зарядки АКБ важно помнить о том что в первую очередь аккумулятор это емкость с кислотой и химическими реакциями. А значит и осторожность не будет лишней.

  • Проверьте зарядное устройство — неисправности и повреждения недопустимы.
  • При проверке плотности электролита обязательно используйте перчатки чтобы избежать химических ожогов.
  • АКБ заряжайте только проветриваемом помещении или на открытом воздухе.
  • АКБ нельзя заряжать вблизи источников открытого огня.

Итог

Какой тип аккумулятора выбрать для автомобиля решать только вам. Обслуживаемые аккумуляторы подкупают сравнительно невысокой стоимостью, гелевые надежностью и простотой использования. Сколько времени та или иная батарея прослужит автомобилю зависит только от того насколько грамотно и как вовремя вы уделите внимание зарядке АКБ

Обслуживание автомобильных аккумуляторов. Как правильно обслуживать гелевый, щелочной, кислотный аккумулятор своими руками

Своевременная диагностика и обслуживание деталей обеспечивает безупречную работу автомобиля и предотвращает серьезные неисправности. Внимательное отношение к автомобильному аккумулятору снизит риск поломки и предотвратит изменение его основных технических характеристик в течение долгого времени.

Гелевый аккумулятор – зарядка и обслуживание

Ввиду особенностей конструкции обслуживание аккумулятора гелевого типа ограничивается одной лишь зарядкой. Произвести ее можно при помощи специального зарядного устройства, созданного для различных типов гелиевых батарей.

Следует помнить главное правило зарядки гелевого аккумулятора: нельзя допускать превышение подаваемого напряжения порогового значения. Результатом несоблюдения этого правила станет выход батареи из строя без возможности восстановления работоспособности.

Найти точное значение порогового напряжения для каждой модели аккумулятора можно в инструкции, прилагаемой к устройству, или на боковой поверхности устройства. Чаще всего его диапазон – от 14,3 до 14,5 вольт.

Перед зарядкой гелевого аккумулятора не лишним будет осмотр детали. Высокое напряжение при зарядке особенно опасно при наличии механических дефектов, которые можно определить невооруженным глазом.

Обслуживание щелочных аккумуляторов

Ключевой особенностью щелочных аккумуляторов является возможность увеличения срока службы за счет регулярных профилактических мер по предотвращению старения. Улучшить работу аккумулятора позволят циклы заряд-разряд, которые можно провести при помощи автоматических зарядных устройств.

При осуществлении цикла ток не должен быть слабым. Это негативно скажется на работе аккумулятора. Следует избегать зарядки АКБ при температуре ниже -10 градусов Цельсия и уж тем более при -30.

Параллельно профилактическим циклам заряд-разряд стоит провести осмотр аккумулятора на предмет повреждений корпуса, появления следов электролита или других аномалий. После каждой 10-й зарядки следует определить уровень электролита и восполнить его при отклонении от нормального значения.

Для проверки плотности электролита понадобится специальный прибор – денсиметр. Погрузив его в отверстие для заливки можно измерить точное значение и сравнить его с приемлемым порогом (указанным в инструкции). В качестве аналога для измерения можно использовать ареометр. Для проверки этим прибором понадобится стеклянная мензурка и резиновая груша. Отобрав 100 мг электролита, можно поместить в него ареометр и проверить значение плотности.

Таблица. Рекомендуемая плотность электролита в АКБ

Климатические районы и время года при замере плотности электролита

Плотность электролита, г/см куб

Батарея заряжена

Батарея разряжена

На 25%

На 50%

Очень холодный с температурой от -50 до -30 градусов

Зима

1,30

1,26

1,22

Лето

1,28

1,24

1,20

Холодный с температурой января -30 до 15 C°

1,28

1,24

1,20

Умеренный с температурой января от -15 до -8 C°

1,28

1,24

1,20

Теплый влажный с температурой января от 0 до +4 C°

1,23

1,19

1,15

Жаркий сухой с температурой января от -15 до +4 C°

1,23

1,19

1,15

 

Как определить уровень электролита?

Сделать это можно при помощи стеклянной трубки с отметками. Оптимальным считается уровень от 5 до 12 мм над краем пластин. Если он не соблюден, то можно увеличить количество электролита путем доливки дистиллированной воды. При малых значениях плотности вместо воды следует доливать электролит.

Кислотные аккумуляторы – обслуживание

На данный момент существует два типа свинцово-кислотных аккумуляторов: традиционный и герметичный (необслуживаемый).

Для обслуживания классического типа АКБ характерны следующие действия:

  • Осмотр электрических соединений.
  • Проверка уровня электролита и его плотности.
  • Диагностика емкости свинцово-кислотного аккумулятора (метод контрольного разряда).
  • Поиск следов электролита на крышке аккумулятора.

Заметив проблему, ее стоит как можно быстрее купировать, до того, как аккумулятор придет в негодность или вызовет ряд других нежелательных проблем.

В случае нехватки электролита рекомендуется доливка дистиллированной воды. Поврежденные клеммы можно заменить, а окисленные контакты зачистить. Другие неисправности стоит устранять при помощи специалистов.

Правила обслуживания кислотного аккумулятора

Обслуживание и уход за АКБ своими руками

Герметичные свинцово-кислотные аккумуляторы практически не нуждаются в обслуживании. Современные технологии позволили избежать проблем, которые могли привести к быстрому износу.Тем не менее, профилактическая проверка электрических соединений будет не лишней. Во время нее следует обследовать как клеммы, так и саму поверхность аккумулятора. Нежелательными признаками окажутся:

  • Следы окислов и белого налета.
  • Разболтанные соединения (болтовые или винтовые).
  • Не укрепленные клеммы.
  • Видимые механические повреждения.

В случае обнаружения перечисленных проблем следует избавиться от них самостоятельно или при помощи специалистов.

После внешней проверки стоит прибегнуть к использованию тестера аккумулятора. Специальное устройство позволит точно определить емкость без традиционного контрольного разряда.

Спрашивайте в комментариях. Ответим обязательно!

Срок службы батареи - проверьте время работы в App Store

Контролируйте данные об аккумуляторе iPhone и Apple Watch с первого взгляда с помощью Battery Life - совершенного инструмента анализа аккумулятора, загруженного миллионами пользователей с 2014 года.

Battery Life - пионер по сравнению со всеми другими инструментами анализа аккумулятора из App Store.
Приложение отображает время работы, различные данные о внутренней и внешней батарее и информирует вас о соответствующих зарядах батареи.

► ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
• Отслеживайте время работы мобильных устройств Apple
• Получите представление о сопряженных устройствах, в том числе о заряде их аккумулятора
• Будьте в курсе уровней заряда аккумулятора с помощью настраиваемых уведомлений
• Просматривайте уровни заряда аккумулятора как с iOS, так и с Apple Приложение для часов
• Посмотрите на свое запястье: проблемы с аккумулятором Apple Watch выполнены правильно
• Расширение виджета «Сегодня» для просмотра времени работы вашего устройства

► УВЕДОМЛЕНИЯ
• Настройте уведомления о зарядке аккумулятора, чтобы получать сообщение, когда аккумулятор Apple Watch или iPhone заряжен до предопределенного уровня
• Настройте уведомления о низком заряде батареи, чтобы получать сообщение, когда батарея Apple Watch или iPhone разряжается и опускается ниже предопределенного уровня

► APPLE WATCH
• Отслеживайте заряд батареи ваших Apple Watch и iPhone от батареи Приложение Life's Watch
• Большое количество разнообразных сложностей гарантирует, что вы можете просматривать оба уровня заряда батареи с ваши любимые циферблаты

► ПРОФЕССИОНАЛЬНЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ (покупка в приложении)
• Нет рекламы
• Настроить уведомления о разряде / зарядке аккумулятора
• Проблемы с Apple Watch

► ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ
Существуют технические ограничения на частоту отправки уведомлений и данные об осложнениях обновляются, чтобы снизить потребление энергии до минимума. Поэтому фактические данные могут не отражать последний уровень заряда батареи, хотя мы стараемся максимально приближать его к реальному времени, чтобы гарантировать, что вы не просматриваете устаревшие данные.
Обычный интервал обновления для уведомлений и данных о осложнениях находится в диапазоне от 5 до 60 минут.

► ПОДДЕРЖКА
Основная цель Battery Life - дать пользователям обзор времени работы устройства и уровня заряда аккумулятора.
Если вы не уверены в замене аккумулятора или просто хотите оставить отзыв, отправьте нам электронное письмо через контактную форму приложения или напишите нам в Твиттере (@BatteryLifeApp).

Аккумуляторы

- максимальная производительность - Apple

Общие советы по производительности

Обновите программное обеспечение до последней версии.
Обновления программного обеспечения

Apple часто включают передовые технологии энергосбережения, поэтому всегда проверяйте, используется ли на вашем устройстве последняя версия iOS, macOS или watchOS.

Избегайте экстремальных температур окружающей среды.

Устройство предназначено для работы в широком диапазоне температур окружающей среды, от 62 ° до 72 ° F (от 16 ° до 22 ° C) в качестве идеальной зоны комфорта.Особенно важно не подвергать устройство воздействию температуры окружающей среды выше 95 ° F (35 ° C), так как это может привести к необратимому повреждению емкости аккумулятора. То есть аккумулятор не будет питать устройство до тех пор, пока не будет заряжаться. Зарядка устройства при высоких температурах окружающей среды может привести к его дальнейшему повреждению. Программное обеспечение может ограничивать зарядку выше 80% при превышении рекомендованной температуры батареи. Даже хранение аккумулятора в горячей окружающей среде может необратимо повредить его. При использовании устройства в очень холодной среде вы можете заметить уменьшение срока службы батареи, но это временное состояние.Как только температура аккумулятора вернется в нормальный рабочий диапазон, его рабочие характеристики также вернутся в норму.

iPhone, iPad, iPod и Apple Watch Comfort Zone

Слишком холодно Комнатная температура Очень жарко, слишком жарко

IPhone, iPad, iPod и Apple Watch

лучше всего работают при температуре окружающей среды от 32 ° до 95 ° F (от 0 ° до 35 ° C). Температура хранения: от -4 ° до 113 ° F (от -20 ° до 45 ° C).

Зона комфорта MacBook

Слишком холодно Комнатная температура Очень жарко, слишком жарко

MacBook

лучше всего работает при температуре окружающей среды от 50 ° до 95 ° F (от 10 ° до 35 ° C).Температура хранения: от -4 ° до 113 ° F (от -20 ° до 45 ° C).

Снимите некоторые футляры во время зарядки.

Зарядка устройства, когда оно находится в чехлах определенного типа, может привести к перегреву, что может повлиять на емкость аккумулятора. Если вы заметили, что ваше устройство нагревается при зарядке, сначала выньте его из футляра. Для моделей Apple Watch Edition убедитесь, что крышка магнитного зарядного футляра снята.

При длительном хранении храните его наполовину заряженным.

Если вы хотите хранить устройство в течение длительного времени, на общее состояние аккумулятора будут влиять два ключевых фактора: температура окружающей среды и процент заряда аккумулятора, когда он выключен для хранения. Поэтому мы рекомендуем следующее:

  • Не заряжайте и не разряжайте аккумулятор устройства полностью - зарядите его примерно до 50%. Если вы храните устройство, когда его батарея полностью разряжена, батарея может перейти в состояние глубокого разряда, что сделает его неспособным удерживать заряд.И наоборот, если вы храните его полностью заряженным в течение длительного периода времени, аккумулятор может потерять некоторую емкость, что приведет к сокращению срока службы аккумулятора.
  • Выключите устройство, чтобы избежать дополнительной разрядки аккумулятора.
  • Поместите устройство в прохладную, сухую среду с температурой ниже 90 ° F (32 ° C).
  • Если вы планируете хранить устройство более шести месяцев, заряжайте его до 50% каждые шесть месяцев.

В зависимости от того, как долго вы храните свое устройство, при извлечении из длительного хранения оно может быть разряжено.После извлечения из хранилища ему может потребоваться 20 минут зарядки с помощью оригинального адаптера, прежде чем вы сможете его использовать.

9 советов по увеличению времени автономной работы вашего телефона Android

Существует ряд факторов, которые способствуют снижению времени автономной работы вашего телефона Android. Более тонкие корпуса, более яркие экраны, более быстрые процессоры, больше фонового программного обеспечения и более быстрое подключение к Интернету - все это сказывается на батареях телефона, но производители также включают более мощные батареи для компенсации.

Motorola Moto G Power имеет аккумулятор емкостью 5000 мАч, которого хватает на 18 часов работы. Телефоны Samsung Galaxy S, самые популярные устройства Android, теперь могут работать от 11 до 13 часов, в зависимости от модели. Тем не менее, есть способы получить больше от любого телефона.

Когда дело доходит до программного обеспечения, Android бывает непросто определить. Каждый производитель использует свою версию операционной системы, поэтому определенные настройки и функции всегда будут выглядеть по-разному или располагаться где-то еще.Помня об этом, вот несколько способов продлить время автономной работы вашего телефона Android.


Включите режим энергосбережения

Думаете, вы застрянете в ситуации, когда вам нужно, чтобы батарея вашего телефона прослужила дольше, чем обычно? Переключите телефон в режим энергосбережения, который автоматически отключает функции, которые могут расходовать заряд батареи.

Большинство телефонов должны предлагать более одного варианта, но у телефона Samsung под управлением Android 10 будет четыре разных варианта.Высокая производительность потребляет больше заряда батареи за счет увеличения яркости и разрешения экрана, а оптимизация поддерживает баланс между производительностью и временем автономной работы. Среднее энергосбережение позволяет продлить срок службы батареи за счет ограничения использования данных и уменьшения яркости, разрешения и производительности процессора. Включение режима "Максимальное энергосбережение" ограничит доступ к вашему устройству только основных приложений и служб, которые вы используете.

Вы также можете активировать режим адаптивного энергосбережения, который находится поверх других ваших настроек питания и помогает управлять использованием батареи в зависимости от того, когда вы используете устройство и когда оно находится в вашем кармане.

Android 10 позволяет вам включить режим энергосбережения прямо из раскрывающегося меню телефона, а затем изменить несколько параметров для экономии заряда батареи. Вы также можете зайти в Настройки и найти параметры энергосбережения в разделе ухода за устройством вашего телефона. Можно даже контролировать определенные приложения, чтобы они потребляли меньше энергии или полностью отключались, когда они не используются.


Наблюдайте за сетевыми данными

Сетевые данные сильно расходуют заряд аккумулятора, поэтому по возможности используйте Wi-Fi. Не забывайте, что Wi-Fi должен быть включен и подключен к сети, когда вы находитесь дома или (если возможно) в общественных местах.

Вы можете запретить телефону использовать сотовые данные, отключив услуги мобильной передачи данных на панели быстрых настроек телефона. Вы также можете использовать режим полета, чтобы отключить все функции сети передачи данных и включить Wi-Fi, хотя это нарушит входящие вызовы и текстовые сообщения SMS.


Попробуйте темный режим с правым экраном

Темный режим приятен для глаз, но на самом деле он ничего не делает для вашей батареи, если ваше устройство не имеет OLED или AMOLED-дисплея. Большинство старых телефонов используют ЖК-экраны, но флагманские телефоны от Samsung, OnePlus и Google перешли на использование этой новой технологии отображения.

Если у вас есть телефон с OLED- или AMOLED-дисплеем, это означает, что телефон фактически отключает пиксели, отображающие черный цвет, поэтому вы экономите немного заряда батареи, когда все эти ярко-белые панели теперь потемнели. Согласно iFixit, вы можете сэкономить до часа автономной работы, включив темный режим.

Вы можете включить темный режим в Android Pie или Android 10 с помощью значка быстрых настроек в раскрывающемся меню телефона или найти его в настройках дисплея на бэкэнде.Однако не останавливайтесь на этом, потому что существует множество приложений, у которых есть собственные настройки темного режима.


Дайте активному отслеживанию отдых

Такие функции, как Bluetooth, NFC, видимость телефона Samsung и службы определения местоположения, полезны, но разряжают вашу батарею, когда ваш телефон пингует для подключения и обновления. Если вы хотите сохранить сок, выключайте его, пока он вам не понадобится.

Кроме того, программа голосового помощника может не понадобиться постоянно. Если у вас есть Google Assistant, зайдите в настройки Assistant и отключите его, что остановит Google Assistant от активного прослушивания и использования заряда батареи.Если у вас есть устройство Samsung, вы также можете отключить функцию голосового помощника Bixby, которая поставляется с телефонами компании Android.

Вы также можете отключить любые подпрограммы, которые вы включили, чтобы ваш телефон не мог автоматически выполнять задачи, требующие питания.


Ваш экран слишком яркий

В наши дни экраны смартфонов выглядят великолепно, но неудивительно, что четкое разрешение и большое количество пикселей сильно расходуют заряд батареи. Вам, вероятно, не нужно, чтобы ваше устройство было установлено на самый высокий уровень.Зайдите в настройки дисплея и уменьшите яркость экрана; ваши глаза и батарея будут вам благодарны.

Вам также следует подумать об отключении автоматической яркости, которая регулируется в зависимости от ваших предполагаемых потребностей, но также может повысить яркость вашего дисплея выше, чем это необходимо. Вы даже можете изменить время, в течение которого ваш экран остается активным. В настройках дисплея телефона настройте его исчезновение до черного через несколько секунд. И зайдите в настройки уведомлений, чтобы отключить уведомления от определенных приложений, чтобы ваш телефон не загорался каждый раз, когда приходит новое предупреждение.


Отключить телефон

Телефон постоянно пищит и гудит с уведомлениями, что раздражает и разрядка аккумулятора, так что выключите его. Ваш телефон должен привести в действие внутренний двигатель, который, как вы уже догадались, потребляет энергию. Зайдите в настройки звуков и вибрации и уменьшите интенсивность вибрации. Здесь вы также можете отключить тактильную обратную связь, чтобы она не вибрировала при вводе текста или касании экрана.


Возьмите под свой контроль свои приложения

Разработчики приложили немало усилий, чтобы их приложения работали максимально эффективно, но многие из них будут продолжать работать в фоновом режиме, даже если вы их не используете.Это, конечно, со временем съест данные и время автономной работы. Вы можете перевести неиспользуемые приложения в спящий режим с помощью параметра «Управление питанием приложений» в разделе «Уход за устройством» вашего телефона.

Сделайте еще один шаг и переведите определенные приложения в спящий режим, чтобы они не потребляли слишком много энергии, когда они не используются. Имейте в виду, что приложения для сна и глубокого сна не будут получать обновления, если они не используются, поэтому вам может потребоваться обновление вручную.

В разделе «Приложения» в настройках вы можете выбрать отдельные приложения, а затем разрешить или отключить фоновую активность или оптимизировать использование батареи.

Тем временем следите за приложениями, поддерживаемыми рекламой, которые, похоже, сильно расходуют заряд батареи. Как BuzzFeed сообщал в 2019f, схемы рекламного мошенничества могут перехватывать рекламу в приложениях для запуска видео в фоновом режиме. На самом деле вы не увидите эти видео, но они зарегистрируются для рекламодателя как игры, то есть их обманут, чтобы заплатить, когда ваша батарея разряжается.

Рекомендуется периодически проверять приложения, которые разряжают вашу батарею быстрее всего, чтобы узнать, есть ли какие-либо выбросы, которые вы можете удалить или отключить.Вы можете просмотреть эту информацию в разделе об использовании батареи в настройках, а затем решить, каким приложениям следует разрешить работу в фоновом режиме, а какие - отключать, когда они не используются.


Держитесь подальше от движущихся обоев, потому что для их анимации требуется энергия. Также неплохо ограничиться фоном с меньшим количеством цветов, поскольку дисплей будет потреблять больше энергии, если ему нужно отобразить много разных цветов. Опять же, если у вас OLED-экран, лучше черный.

Хотя виджеты заманчивы и удобны, они, по сути, представляют собой активную программу, которую можно использовать прямо с домашнего экрана, поэтому телефон потребляет энергию, поддерживая работу этой функции. Просто скажите этим маленьким ребятам нет, если проблема с временем автономной работы.


Автоматизируйте процесс

Если все это слишком много, чтобы помнить, такая служба, как If This Then That (IFTTT), поддерживает автоматизированные рабочие процессы, которые могут помочь вам продлить срок службы батареи. Используйте IFTTT, чтобы отключить такие службы, как Wi-Fi и Bluetooth, в зависимости от вашего местоположения, например, или отключить определенные службы, когда ваша батарея упадет до определенного процента.

Приложения, такие как Greenify, тем временем анализируют приложения на вашем телефоне и определяют, какие из них с большей вероятностью разряжают аккумулятор. Затем он может переводить неактивные приложения, которые считаются проблемными, в спящий режим, обеспечивая бесперебойную работу аккумулятора вашего телефона, как в тот день, когда вы получили устройство.


Бонус: купите переносную батарею или футляр

Если вы хотите увеличить время автономной работы, но не хотите делать что-либо по-другому, это нормально. Есть много хороших павербанков, которые будут работать с любым телефоном.Вы также можете найти аккумуляторный отсек, который подходит для вашего конкретного устройства. Только не забудьте упаковать их, прежде чем выходить за дверь.


Дополнительная литература

Батареи и мощность Обзоры

Аккумуляторы и мощность Best Picks

Как продлить срок службы аккумулятора ноутбука

Кто хочет срочно броситься к розетке, чтобы спасти аккумулятор ноутбука? Это неинтересно, особенно когда в наши дни все работают и учатся дома в разных уголках дома, где поблизости может не оказаться удобной розетки. К счастью, современные ноутбуки намного эффективнее своих предшественников. В настоящее время даже недорогие ноутбуки, заменяющие настольные компьютеры, и некоторые игровые гиганты могут работать более восьми часов без подзарядки. Ультрапортативные компьютеры часто работают 14 часов и более.

Тем не менее, неудобная правда заключается в том, что батарея в вашем ПК или ноутбуке Mac не прослужит столько времени, сколько рекламирует производитель, если вы не обратите внимание на некоторые ключевые факторы: настройки питания, количество запущенных приложений, даже температура помещения, в котором вы работаете.Хорошая новость заключается в том, что ничего из этого не требует особой работы, если вы знаете, какие настройки нужно изменить. Давайте рассмотрим наиболее эффективные и простые способы максимально эффективно использовать аккумулятор вашего ноутбука.

Объявление

Используйте ползунок производительности аккумулятора Windows

Первой остановкой в ​​нашем туре по увеличению времени автономной работы является ползунок производительности аккумулятора Windows 10. Он направлен на то, чтобы сгруппировать все настройки, влияющие на время автономной работы, в несколько простых для понимания категорий.Компания, которая сделала ваш компьютер, точно определяет, какими настройками управляет ползунок батареи. Но в целом помните о следующих рекомендациях:

  • Режим Best Performance предназначен для людей, желающих пожертвовать временем работы от батареи, чтобы получить скорость и отзывчивость. В этом режиме Windows не мешает приложениям, работающим в фоновом режиме, потреблять много энергии.

  • Режим Better Performance ограничивает ресурсы для фоновых приложений, но в остальном он отдает предпочтение мощности над эффективностью.

  • Режим Better Battery обеспечивает более длительный срок службы батареи, чем настройки по умолчанию в предыдущих версиях Windows. (На самом деле он помечен как «Рекомендовано» на многих ПК.)

  • Режим Battery Saver , ползунок, который появляется только тогда, когда компьютер отключен от сети, снижает яркость дисплея на 30 процентов, предотвращает загрузку обновлений Windows, останавливается приложение Mail от синхронизации и приостанавливает работу большинства фоновых приложений.

Использовать настройки батареи в macOS

Ноутбуки Apple MacBook Air и MacBook Pro

не имеют слайдера батареи, хотя многие из тех же настроек, описанных выше, присутствуют в предпочтениях Energy Saver.

Чтобы открыть его, щелкните значок увеличительного стекла Spotlight в правом верхнем углу экрана, найдите Energy Saver и затем щелкните вкладку Battery. Если вы хотите приблизиться к режимам Windows Better Battery или Battery Saver, убедитесь, что отмечены опции «Переводить жесткие диски в спящий режим, когда это возможно» и «Слегка затемнять дисплей при питании от батареи», а также опция «Включить Power Nap, пока при питании от батареи »не отмечен. (При включенном Power Nap и спящем MacBook машина время от времени будет просыпаться, чтобы проверить наличие обновлений.При отключении MacBook полностью спит до тех пор, пока вы не решите его разбудить.) На последних ноутбуках MacBook Pro яркость дисплея настраивается до 75 процентов, когда вы отключаете компьютер от источника питания, если у вас включен параметр «Немного затемните дисплей при питании от батареи». .

Итак, если вы хотите увеличить время автономной работы, нужно ли постоянно использовать функцию экономии заряда батареи? Не совсем. Поскольку режим экономии заряда аккумулятора отключает некоторые полезные функции, вы можете использовать его только тогда, когда уровень заряда батареи ниже 20 процентов и розетки нет рядом.Точно так же отключение Power Nap может означать, что вам потребуется больше времени, чтобы догнать уведомления, которые вы пропустили, когда вы находитесь вдали от MacBook. Вот почему большинство пользователей должны использовать настройку Better Battery и большую часть времени включать Power Nap.

Упростите рабочий процесс: закрытие приложений и использование режима полета

С другой стороны, если вы пишете роман или воспроизводите локальный видеофайл и вам не нужно отвлекаться на уведомления, можно включить экономию заряда батареи. Это хорошая привычка - настраивать использование ноутбука более экономными способами, например, придерживаться одного приложения за раз и закрывать все остальное, когда вы его не используете. Это немного похоже на выключение света, когда комната пуста. Если вы все время ходите туда-сюда между кухней и кладовой или между Firefox и Word, непременно держите оба светильника и приложения включенными и открытыми. Но если вы просто готовите или просто смотрите видео на YouTube, вам лучше всего выключить и закрыть все остальное.

В дополнение к закрытию других программ во время выполнения одной задачи, рассмотрите возможность включения режима полета в Windows или отключения Wi-Fi и Bluetooth в macOS, если вы знаете, что будете редактировать документ без необходимости доступа в Интернет.Помимо уменьшения отвлекающих факторов, режим полета устраняет значительный источник разряда батареи: не только сами беспроводные радиомодули, но и фоновые приложения и процессы, которые их постоянно используют, например средства обновления и push-уведомления.

Закройте определенные приложения, которые потребляют много энергии

Несколько приложений и процессов, запущенных в вашей системе, будут быстрее расходовать заряд батареи, и есть вероятность, что вы, вероятно, не активно используете все, что в настоящее время работает на вашем ПК. В Windows 10 приложение «Настройки» - это первый шаг к поиску энергозатратных программ.

Введите «Посмотрите, какие приложения влияют на время автономной работы» в строке поиска Windows 10, чтобы получить список приложений, которые потребляют больше всего энергии. Если вы видите приложение, которое вы редко используете, потребляя много энергии, обязательно закройте его. Часто это приложения, которые вы открывали в фоновом режиме и о которых забыли, например Spotify или Adobe Reader.

Затем введите «Посмотрите, какие процессы запускаются автоматически при запуске Windows» в строке поиска.Откроется вкладка «Автозагрузка» диспетчера задач, в которой перечислены все утилиты, запускаемые при запуске компьютера. Все, что называется «Помощник по загрузке» или «Помощник», обычно можно безопасно отключить. Например, если вы часто не открываете плейлисты, треки или альбомы Spotify по ссылкам в веб-браузере, вы можете отключить Spotify Web Helper.

Чтобы выполнить аналогичную очистку приложений в macOS, найдите «Пользователи и группы», затем щелкните вкладку «Элементы входа», где вы найдете список приложений, которые запускаются в фоновом режиме при запуске Mac.

Отрегулируйте настройки графики и дисплея

Если у вас есть мощный графический процессор в вашем ноутбуке, вы можете быть уверены, что он будет использоваться только в играх или других приложениях, интенсивно использующих графику, а все остальное может обойтись за счет более эффективного встроенного процессора для обработки графики. Если ваша система использует графику Nvidia GeForce, откройте панель управления GeForce (обычно находится в области уведомлений Windows в правой части панели задач), затем щелкните вкладку «Параметры программы», чтобы назначить каждое приложение конкретному чипу обработки графики. .Выделите дискретный чип GeForce для игр и приложений для редактирования фото и видео, таких как Adobe Photoshop и Premiere, а все остальное назначьте встроенному чипу.

Чтобы выполнить аналогичное назначение на Mac, найдите Energy Saver и убедитесь, что установлен флажок «Автоматическое переключение графики». У вас нет такого же тонко настроенного управления каждой программой, как на панели GeForce, поэтому вам придется доверять мнению macOS, когда дело доходит до того, какое приложение должно использовать какой графический ускоритель.

Обратите внимание на воздушный поток

Большинство ноутбуков теперь поставляются с литий-полимерными батареями, которые требуют гораздо меньшего обслуживания, чем батареи десятилетней давности, благодаря как улучшениям программного обеспечения и прошивки, так и инновациям в самой технологии аккумуляторов. Вам больше не нужно регулярно выполнять полную разрядку батареи для ее калибровки, и вам не нужно беспокоиться о том, что полная разрядка батареи может повредить ваш ноутбук.

Однако вы должны быть осторожны с нагревом, так как это ускорит разрядку батареи.Самые большие проблемы возникают из-за физического препятствия вентиляционных отверстий. Скопление пыли - одна из проблем, с которой вы можете справиться, очистив вентиляционные отверстия и вентилятор ноутбука. (Периодически используйте баллончик со сжатым воздухом, чтобы выдувать часть пыли.) Однако более частая проблема, которая возникает, - это использование ноутбука на подушке или одеяле, которое может блокировать вентилятор и удерживать поступающее тепло. вне системы. Избегайте этого, используя ноутбук только на твердых поверхностях, таких как стол или стол, которые не будут прогибаться и блокировать поток воздуха или охлаждение.

Следите за здоровьем своей батареи

Все батареи со временем теряют зарядную емкость, и в конечном итоге их необходимо будет заменить. Время от времени проверять работоспособность батареи - это всегда хорошая идея.

Чтобы узнать, подходит ли к концу срок службы аккумулятора MacBook, удерживайте клавишу «Option» и щелкните значок аккумулятора в строке меню, чтобы отобразить состояние аккумулятора. Если вы видите сообщение «Замените сейчас» или «Обслуживайте аккумулятор», вероятно, ваша батарея работает намного ниже своей первоначальной емкости.

Вы можете найти более подробную информацию о том, сколько циклов зарядки выдержал ваш аккумулятор, открыв приложение «Информация о системе» и перейдя на вкладку «Питание». Сравните значение счетчика циклов с номинальными максимумами в списке Apple, чтобы узнать, сколько еще циклов у вас осталось.

Чтобы получить эквивалентный индикатор состояния батареи в Windows 10, вам нужно засучить рукава и погрузиться в мир командной строки. Вот полное руководство о том, как создать отчет о заряде батареи Windows с помощью командной строки.

Проверьте настройки управления батареей

Некоторые современные ноутбуки теперь могут автоматически отслеживать историю температур и режим зарядки аккумулятора. С помощью программного обеспечения от производителя эту информацию можно использовать для настройки «полной» зарядки, чтобы она оставалась ниже 100 процентов емкости аккумулятора, если вы не используете ее регулярно. (Уменьшение количества циклов зарядки может помочь продлить срок службы батареи.)

Рекомендуется использовать этот мониторинг, но если вы предпочтете отключить это программное обеспечение для управления, чтобы всегда заряжать аккумулятор для максимальной емкости, многие производители позволяют это делать.На Mac под управлением macOS Catalina или более поздней версии выберите «Системные настройки» в меню Apple, затем нажмите «Энергосбережение». Нажмите «Состояние батареи», снимите флажок «Управление состоянием батареи» и нажмите «ОК». Инструкции для ноутбуков с Windows зависят от производителя; вот практическое руководство Dell.

Несите резервную батарею

Наконец, самый простой способ убедиться, что у вас всегда достаточно заряда батареи, - это взять с собой внешний батарейный блок.

Эти внешние источники питания подключаются к ноутбуку так же, как и зарядное устройство.Обычно они стоят от 100 до 200 долларов, но поставляются с адаптерами для использования со многими различными моделями ноутбуков. Их можно использовать более чем в одной системе и даже на других устройствах, таких как телефон или планшет.

Эти стратегии помогут вам максимально эффективно использовать имеющуюся у вас батарею. Однако, если вы хотите купить новый ноутбук и время работы от аккумулятора является одной из ваших основных проблем, ознакомьтесь с нашим обзором ноутбуков, которые мы тестировали с лучшим временем автономной работы.

Хотите больше советов по экономии заряда батареи?

Чтобы ознакомиться с этими стратегиями, которые мы обсуждали (а также некоторыми другими), нажмите кнопку воспроизведения выше, и мы проинформируем вас о лучших способах продления срока службы батареи вашего ноутбука.

Дополнительная литература

Обзоры ноутбуков

Лучший выбор для ноутбуков

Увеличение срока службы батареи

Увеличение срока службы батареи. Батарея и советы по питанию.

Мощность. Мы все этого хотим. Вот как это получить ... то есть на вашем устройстве.

Для начала ознакомьтесь со своим аккумулятором. Многие устройства имеют встроенный диспетчер батареи, который позволяет узнать, что расходует заряд батареи. Эти параметры могут различаться в зависимости от операционной системы. Обычно это находится в разделе Настройки: Батарея.Так что сначала проверьте это. Затем воспользуйтесь этими советами, чтобы максимально эффективно использовать аккумулятор.

Совет № 1: Закройте неиспользуемые приложения

Каждое приложение потребляет энергию. Закройте приложения, которые вы в настоящее время не используете.

Как правило, вы можете просматривать приложения в разделе: Настройки: Приложения. Чтобы закрыть его, коснитесь приложения, затем коснитесь «Принудительная остановка», затем «ОК». На устройствах также есть встроенный менеджер для последних приложений. Используйте это, чтобы закрыть запущенные приложения. Просто смахните открытое приложение, чтобы закрыть его. Также рекомендуется выключать и снова включать устройство примерно раз в 48 часов, чтобы закрыть неиспользуемые фоновые приложения.

Если вы все еще используете стороннее приложение-«убийца задач», имейте в виду, что в них больше нет необходимости, поскольку текущие версии всех операционных систем поставляются с менеджером для недавних или открытых приложений.

Совет № 2: Отключите соединения

Радиомодули

Bluetooth®, GPS и Wi-Fi требуют питания от аккумулятора. Чтобы продлить срок службы батареи, отключайте их, когда вы их не используете. Bluetooth и Wi-Fi можно отключить в Настройках, а GPS можно отключить в: Настройки: Местоположение или Службы определения местоположения.

Совет № 3. Отрегулируйте настройки дисплея

Чем дольше и ярче светится ваш дисплей, тем больше заряда аккумулятора он потребляет. Чтобы увеличить время автономной работы, уменьшите яркость дисплея и время ожидания до более низкого значения или используйте автоматическую яркость.

Для большинства устройств вы найдете эту опцию в: Настройки: Дисплей.

Совет № 4. Синхронизируйте электронную почту реже

Чем чаще устройство синхронизирует учетные записи электронной почты, тем больше заряда аккумулятора оно потребляет.Синхронизируйте электронную почту реже, чтобы продлить срок службы батареи. Для большинства устройств этот параметр можно найти в разделе: Настройки: Настройки учетной записи, затем выберите соответствующую учетную запись электронной почты.

Совет № 5: Удаление виджетов

Виджеты, которые обновляются автоматически, например виджеты погоды, расходуют заряд аккумулятора, и их удаление может сэкономить заряд аккумулятора. Нажмите и удерживайте виджет, затем перетащите вверх, чтобы удалить.

Чтобы получить дополнительную помощь по конкретному устройству, посетите помощника по устранению неполадок на Verizonwireless.ru / support / Troubleshooting.

Лучшее время автономной работы телефона в 2021 году: смартфоны с самым долгим сроком службы

Выберите устройство с максимальным временем автономной работы телефона, и вам больше никогда не придется беспокоиться о том, чтобы снова найти место для подзарядки.

Срок службы батареи остается важным фактором при покупке телефона, даже несмотря на то, что размеры этих блоков питания продолжают расти. Флагманы от Samsung и LG оснащены массивными батареями емкостью 5000 мАч, обещая телефоны, которые могут работать весь день без подзарядки. Но какие устройства действительно могут похвастаться максимальным временем автономной работы от одной зарядки?

В нашем тесте батареи мы показали, что телефоны постоянно выходят в Интернет через LTE или 5G, пока у них не кончится заряд. В среднем телефон работает около 10 часов, но телефоны, которые мы здесь выделили, продержались не менее 11 часов. Такая выносливость, при которой вы меньше зависите от одного из наших лучших портативных зарядных устройств.

Прошлогодний Moto G Power - наш действующий чемпион по аккумуляторам, хотя его продолжение, Moto G Power (2021), само по себе является долговечным устройством.Оба телефона Motorola используют батареи емкостью 5000 мАч, чтобы работать не менее 14 часов в нашем тесте. Фактически, телефоны Motorola, как правило, очень хорошо проходят наш тест, поскольку они составляют шесть из 15 лучших устройств, а Motorola Edge Plus просто не попал в список лучших телефонов по времени автономной работы.

Вот все лучшие исполнители, которые мы тестировали за последние полтора года.

Краткий обзор лучшего времени автономной работы телефона (часы: минуты)

  1. Moto G Power: 16:10
  2. Asus ZenFone 6 : 15:01
  3. Moto G Power (2021): 14: 04
  4. LG V60 ThinQ 5G: 12:46
  5. Moto G Fast: 12:17
  6. Стилус Moto G: 12:13
  7. Motorola Edge : 12:12
  8. Motorola One 5G Ace: 12:03
  9. Samsung Galaxy S20 Ultra : 11:58
  10. iPhone 11 Pro Max: 11:54
  11. OnePlus Nord N10 5G: 11:48
  12. LG G8X ThinQ Dual Экран: 11:46
  13. Samsung Galaxy S21 Ultra: 11:25
  14. iPhone 11: 11:16
  15. TCL 10 5G UW: 11:07

Лучшее время автономной работы телефона в 2021 году

(Изображение предоставлено: Руководство Тома)

1. Moto G Power (16:10)

Прошлогодний Moto G Power остается нашим постоянным чемпионом, несмотря на жесткие вызовы со стороны его преемника. Возьмите старую версию Moto G Power, и вы откроете для себя бюджетный телефон с аккумулятором на 5000 мАч, который поможет вам в течение дня без подзарядки. В нашем тесте Moto G Power проработал более 16 часов, опередив своего предшественника на полчаса.

Не ждите от этого телефона быстрой зарядки. После 30 минут зарядки разряженной батареи индикатор батареи Moto G Power показал только 21%.Опять же, 5000 мАч - это мощный аккумулятор, который нужно заполнить, и вам не нужно часто заряжать этот телефон.

Moto G Power дебютировал по цене 249 долларов, что является довольно привлекательной ценой. Будем надеяться, что появление новой версии означает, что вы сможете купить этот долговечный телефон еще дешевле.

Прочтите наш полный обзор Moto G Power .

Лучшие на сегодня Motorola Moto G Power сделок

(Изображение предоставлено: Future)

2. Asus ZenFone 6 (15:01)

Камера на прошлогоднем Asus ZenFone 6 привлекает все внимание - она ​​поворачивается так, что одни и те же линзы выполняют двойную функцию, что и передняя, ​​и задняя камеры, - но для нас это телефон. выносливость - это настоящая история.

ZenFone вошел в наш список лучших по времени автономной работы телефона, проработав более 15 часов в нашем тесте аккумулятора - неудивительно, учитывая мощный блок питания на 5000 мАч внутри ZenFone 6. Добавьте сюда быструю зарядку и эффективный процессор Snapdragon 855, и это уже много энергии для телефона, который стоит менее 500 долларов.

Прочтите наш полный обзор Asus ZenFone 6 .

Лучшие на сегодня предложения Asus Zenfone 6

(Изображение предоставлено: Tom's Guide)

3. Moto G Power 2021 (14:04)

Новая версия Moto G Power возвращается в 2021 году , и он принес с собой долговечный аккумулятор емкостью 5000 мАч. Хотя в нашем тесте прошлогодняя модель превзошла Moto G Power (2021) на два часа, это остается телефоном с долгим сроком службы, доступным по очень низкой цене.

А версия 2021 года на самом деле дешевле, чем когда-либо. Хотя вы можете купить Moto G Power (2021) за 249 долларов, получив модель с 4 ГБ ОЗУ и 64 ГБ памяти, если вы выберете версию 3 ГБ / 32 ГБ, вы можете снизить цену до 199 долларов. Вы по-прежнему получите такую ​​же долговечную батарею, но еще дешевле.

Прочтите наш полный обзор Moto G Power (2021) .

Лучшие на сегодняшний день Motorola Moto G Power (2021):

(Изображение предоставлено: Tom's Guide)

4.LG V60 ThinQ 5G (12:46)

Пора положить конец репутации LG в области производства телефонов с менее чем звездным временем автономной работы. LG V60 ThinQ 5G продолжает недавнюю серию телефонов LG с длительным сроком службы, даже несмотря на то, что этот телефон может похвастаться энергоемкой совместимостью с 5G.

LG расширила ассортимент аккумуляторов, поместив в V60 блок питания емкостью 5000 мАч. Это помогло телефону проработать почти 13 часов в нашем тесте батареи, что сделало его самым долговечным флагманским телефоном со времен прошлогоднего Huawei P30 Pro.

Время автономной работы значительно сократится, если вы оставите второй экран V60 подключенным к телефону, хотя, вероятно, многие люди этого не сделают. Даже в этом случае получение 7 часов 34 минут автономной работы при питании пары 6,8-дюймовых экранов - довольно впечатляющий подвиг. Мы только хотим, чтобы возможности зарядки LG V60 ThinQ 5G были такими же впечатляющими, когда телефон LG достиг 51% заряда через 30 минут.

Прочтите наш полный обзор LG V60 ThinQ 5G .

Лучшие на сегодня предложения LG V60 ThinQ 5G

(Изображение предоставлено: Будущее)

5. Moto G Fast (12:17)

Это не Moto G Power, но что сейчас? Вместо этого Moto G Fast использует свою батарею емкостью 4000 мАч до 12 часов 17 минут результата в нашем тесте - почти на четыре часа отстает от своего брата Moto G, но все еще входит в десятку лучших по времени автономной работы телефона среди устройств, которые мы тестировали. последние 18 месяцев. Это потрясающе для телефона, доступного менее чем за 200 долларов.

Не ожидайте быстрой зарядки от этого бюджетного телефона.Через 30 минут стандартное зарядное устройство, поставляемое с Moto G Fast, разряжало телефон только до 26%, согласно индикатору батареи.

Прочтите наш полный обзор Moto G Fast .

Лучшие на сегодня предложения Moto G Fast (2020)

Безлимитный минут

Безлимитный текстовых сообщений

Безлимитный данных

Звонки:

в США, Канаду, Мексику, Китай и Румынию

Данные:

Безлимитный 2G после использования 25 ГБ данных 4G LTE

Безлимитный минут

Безлимитный текстовых сообщений

10GB данных

Звонки:

в Канаду, Китай и Мексику + Безлимитный глобальный текст

Безлимитный минут

текстов

15 ГБ данных

Звонки:

Включены вызовы в MX и CA

Тексты:

Включены сообщения в MX и CA

Данные:

(скорость снижена до 128 кбит / с)

(Изображение предоставлено Tom's Guide)

6 . Moto G Stylus (12:13)

Говоря о линейке Moto G, Moto G Stylus может заменить большие батареи на Moto G Power и Moto G Fast в пользу стилуса, повышающего производительность, но это не значит он не может работать долго без подзарядки. Moto G Stylus, оснащенный батареей емкостью 4000 мАч, проработал 12 часов 13 минут в нашем тесте - впечатляюще, даже если это не выносливость уровня Moto G Power.

Хотя G Stylus будет долго простаивать без подзарядки, не ожидайте, что батарея емкостью 4000 мАч будет быстро заряжаться.После 15 минут зарядки полностью разряженного телефона индикатор заряда батареи Moto G Stylus снова поднялся до 15%, а через полчаса - до 30%. Тем не менее, приятно знать, что за 300 долларов у вас может быть телефон, который прослужит вам в течение всего дня и поставляется с довольно умным стилусом для записи заметок в рамках сделки.

Прочтите наш полный обзор Moto G Stylus .

Лучшие на сегодня предложения Motorola Moto G Stylus

Неограниченные минут

Неограниченные текстов

15 ГБ данных

Звонки:

Включены звонки на MX и CA

Тексты:

включены Сообщения MX4 Данные:

(скорость снижена до 128 кбит / с)

Безлимит минут

Неограниченный текстов

10 ГБ данных

Звонки:

Включены звонки на MX и CA

Тексты:

Обмен сообщениями на MX и CA включены

(скорость снижена до 128 Кбит / с)

Безлимит минут

Неограниченный текстов

4 ГБ данных

Звонки:

Включены звонки на MX и CA

Текстов:

Включены сообщения на MX и CA

данных:

данных снижена до скорости 128 кбит / с)

(Изображение предоставлено: Tom's Guide)

7. Motorola Edge (12:12)

Телефон Motorola менее среднего уровня 5G обеспечивает лучшее время автономной работы, чем его более дорогой аналог. Motorola Edge проработал свою батарею емкостью 4500 мАч в среднем на 12 часов и 12 минут в нашем тесте, опередив Motorola Edge Plus на час и 17 минут. Это, плюс разница в цене между двумя телефонами в 300 долларов, делает Motorola Edge привлекательным вариантом.

Обратите внимание, что мы записали то время, когда на дисплее телефона была установлена ​​частота обновления 60 Гц.Включение частоты обновления 90 Гц на Motorola Edge сократило время автономной работы до 11 часов 35 минут, что все равно было бы достаточно, чтобы поместить телефон в этот список лучших телефонов. (Мы также протестировали телефон в сети Verizon, так как у него был более сильный сигнал там, где находился наш обозреватель. Результаты могут отличаться в сети T-Mobile, но этого недостаточно, чтобы удалить Motorola Edge из этого списка.)

Мы желаем Motorola Edge заряжался быстрее, так как разряженный телефон восстановил до 36% только через полчаса использования прилагаемого зарядного устройства на 18 Вт. Тем не менее, если вам нужен телефон 5G с быстро обновляющимся экраном, который не разряжается так быстро, как аналогичные устройства, Motorola Edge - хороший вариант за 699 ​​долларов.

Прочтите наш полный обзор Motorola Edge .

Лучшие на сегодня предложения Motorola Edge

Безлимитные минут

Неограниченные текстов

15 ГБ данных

Звонки:

Звонки в MX и CA включены

Тексты:

Обмен сообщениями на MX4 и CA включены

(скорость снижена до 128 кбит / с)

Безлимит минут

Неограниченный текстов

10 ГБ данных

Звонки:

Включены звонки на MX и CA

Текстов:

Включены сообщения на MX и CA

данных:

данных (скорость замедлена до 128 кбит / с)

Без ограничений минут

Без ограничений текстов

4 ГБ данных

Звонки:

Включены вызовы в MX и CA

Тексты:

Включены сообщения в MX и CA

Данные:

Скорость 128 кбит / с)

(Изображение предоставлено: Tom's Guide)

8. Motorola One 5G Ace (12:03)

Доминирование Motorola в нашем самом продолжительном списке телефонов продолжается с Motorola One 5G Ace, хотя результат более 12 часов в нашем тесте является значительным. Новый телефон Motorola One - это устройство 5G, а 5G может потреблять много энергии. Motorola One 5G Ace отвечает этим требованиям за счет использования аккумулятора емкостью 5000 мАч. Этого более чем достаточно, чтобы зарядить вас в течение дня.

Зарядка телефона займет некоторое время. Motorola One 5G Ace вернулся к 25% заряда только через 30 минут.Но это довольно недорогой телефон 5G по цене 399 долларов, поэтому вы можете купить долговечный телефон, который подключается к более быстрой сети, менее чем за 400 долларов.

Прочтите наш полный обзор Motorola One 5G Ace .

Лучшие на сегодняшний день предложения Motorola One 5G Ace

(Изображение предоставлено: Будущее)

9. Samsung Galaxy S20 Ultra (11:58)

Как и многие телефоны с высокой частотой обновления дисплеев, это было История двух результатов тестирования батарей, когда мы тестируем Galaxy S20 Ultra и его батарею емкостью 5000 мАч. При запуске нашего теста на флагманском телефоне Samsung с дисплеем, установленным на частоту обновления по умолчанию 60 Гц, телефон работал в среднем за 11 часов 58 минут - лучший результат, чем у iPhone от Apple.

Но одной из основных особенностей линейки Galaxy S20 является более высокая частота обновления экрана 120 Гц, что обеспечивает более плавную прокрутку. Когда мы включили эту функцию и повторно запустили наш тест, результат S20 Ultra упал на 3 часа.

Galaxy S20 Ultra быстро заряжается благодаря 25-ваттному зарядному устройству, которое идет в комплекте с телефоном.После 30 минут зарядки аккумулятор снова разрядился до 63%.

Прочтите наш полный обзор Galaxy S20 Ultra .

Лучшие на сегодня предложения Samsung Galaxy S20 Ultra

(Изображение предоставлено: Tom's Guide)

10. iPhone 11 Pro Max (11:54)

Если вы хотите получить максимальное время автономной работы телефона от iPhone, приобретите iPhone 11 Pro Max - по крайней мере, там, где все еще доступен лучший iPhone 2019 года. Он имеет большую батарею, чем его предшественник, а также более эффективный процессор A13 Bionic.

Более того, пользователи iPhone 11 Pro Max наконец-то могут воспользоваться поддержкой быстрой зарядки iPhone с момента открытия коробки телефона. IPhone 11 Pro Max поставляется с 18-ваттным зарядным устройством, которое позволило нам увеличить время автономной работы разряженного телефона до 48% всего за 30 минут зарядки.

Прочтите наш полный обзор iPhone 11 Pro Max .

Лучший на сегодня Apple iPhone 11 Pro Max по цене

(Изображение предоставлено: Tom's Guide)

11.OnePlus Nord N10 5G (11:48)

OnePlus Nord N10 5G - еще один телефон, который не позволяет требованиям 5G влиять на время автономной работы. Но в отличие от других телефонов 5G в этом списке устройств с длительным сроком службы, OnePlus Nord N10 5G не стоит очень дорого: теперь, когда он дебютировал в США, он продается за 299 долларов. более 11 часов в нашем тесте батареи.

В частности, OnePlus Nord N10 5G разряжается только через 11 часов 48 минут, что является впечатляющим результатом для любого телефона.То, что мы получили этот результат с более высокой частотой обновления дисплея, равной 90 Гц, включенной на дисплее Nord N10, говорит о том, что OnePlus отлично справляется с получением максимальной отдачи от аккумулятора телефона емкостью 43000 мАч. Зарядка также выполняется быстро благодаря поддержке технологии OnePlus Warp Charge 30T, которая возвращает телефон к 68% через 30 минут.

Прочтите наш полный обзор OnePlus Nord N10 5G .

Лучшие на сегодня OnePlus Nord N10 5G сделок

(Изображение предоставлено: Руководство Тома)

12.LG G8X ThinQ Dual Screen (11:46)

До того, как LG V60 ThinQ 5G заигрывал с 13-часовой отметкой в ​​нашем тесте, появился LG G8X ThinQ, чтобы показать, что компания LG серьезно настроена продлить срок службы своих телефонов без подзарядки. . Этот 6,4-дюймовый смартфон проработал всего 12 часов в нашем тесте, а его цена в 699 долларов делает его одним из самых доступных флагманских телефонов, которые вы можете купить.

Одно замечание насчет того результата за 11 часов 49 минут: он пришел с использованием только одного из экранов G8X, а не второго 6.Съемный 4-дюймовый дисплей прикреплен к телефону. Запустив тест с включенными обоими экранами телефона, мы получили гораздо больше пешеходов - 4 часа 56 минут. (Неудивительно, поскольку на втором экране G8X нет собственной батареи.) Наличие двух экранов - хороший стимул для повышения производительности, но если использовать их слишком часто, это может разрядить аккумулятор вашего телефона.

Прочтите наш полный обзор LG G8X ThinQ Dual Screen .

Лучшие на сегодня предложения LG G8X ThinQ

(Изображение предоставлено Future)

13.Samsung Galaxy S21 Ultra (11:25)

Galaxy S21 Ultra максимально использует аккумулятор емкостью 5000 мАч и процессор Snapdragon 888, которыми оснащен последний флагман Samsung. В нашем тесте батареи устройство проработало 11 часов 25 минут. Этот результат произошел, когда мы отключили динамический дисплей телефона и протестировали S21 Ultra с частотой обновления 60 Гц. Когда мы снова включили этот режим, результат теста упал до 10 часов 7 минут. (Конечно, это падение было не таким серьезным, как у S20 Ultra в прошлом году.)

С зарядным устройством на 25 Вт вы можете зарядить свой Galaxy S21 Ultra до 56% за полчаса. Просто будьте готовы предоставить свое собственное зарядное устройство - вслед за Apple с iPhone 12, Samsung не включает зарядное устройство в S21 Ultra.

Прочтите наш полный обзор Samsung Galaxy S21 Ultra .

Лучший на сегодня Samsung Galaxy S21 Ultra предлагает

(Изображение предоставлено: Будущее)

14. iPhone 11 (11:16)

iPhone 11 может быть наименее дорогим из моделей iPhone, представленных Apple прошлой осенью, но он не экономит на времени автономной работы.Этот телефон за 699 ​​долларов проработал более 11 часов в нашем тесте батареи, даже если его время было не таким хорошим, как у iPhone XR (который остается доступным по более низкой цене, если вам нужен телефон, который приближается к 11,5 часам).

iPhone 11 поддерживает быструю зарядку, но, в отличие от iPhone 11 Pro Max, вам потребуется 18-ваттное зарядное устройство, так как этот аксессуар не входит в комплект этой модели.

Прочтите наш полный обзор iPhone 11 .

Лучший на сегодняшний день Apple iPhone 11 предлагает

(Изображение предоставлено: Tom's Guide)

15.TCL 10 5G UW (11:07)

Не позволяйте низкой цене TCL 10 5G UW вводить вас в заблуждение, думая, что вам придется пойти на компромисс в отношении времени автономной работы. Этот телефон 5G стоимостью менее 400 долларов проработал в среднем более 11 часов в нашем тесте батареи, что дает OnePlus Nord N10 5G возможность работать за свои (ограниченные) деньги. Однако не ожидайте, что телефон TCL будет заряжаться так быстро, так как мы заряжаемся всего на 40% через 30 минут. Тем не менее, это небольшая цена за такое долговечное устройство.

Прочтите наш полный обзор TCL 10 5G UW .

Лучшие на сегодня предложения TCL 10 5G UW

Срок службы батареи и способы его увеличения

Ограниченный срок службы батарей обусловлен нежелательными химическими или физическими изменениями или потерей активных материалов, из которых они сделаны. В противном случае они длились бы бесконечно.Эти изменения обычно необратимы и влияют на электрические характеристики элемента. На этой странице описаны факторы, влияющие на срок службы батареи.

Срок службы батареи обычно можно продлить только за счет предотвращения или уменьшения причины нежелательных паразитарных химических эффектов, возникающих в элементах. Способы увеличения срока службы батареи и, следовательно, надежности, также рассматриваются ниже.

Календарная жизнь и цикл жизни

Производительность батареи со временем ухудшается вне зависимости от того, используется она или нет. Это известно как «исчезновение календаря». Производительность также ухудшается при использовании, и это известно как «циклическое затухание»

.

  • Срок службы батареи в календаре - это время, по истечении которого батарея станет непригодной для использования вне зависимости от того, активно она используется или неактивна. На календарную жизнь влияют два ключевых фактора, а именно температура и время, и эмпирические данные показывают, что эти эффекты могут быть представлены двумя относительно простыми математическими зависимостями.Эмпирическое правило, выведенное из закона Аррениуса, описывает, как скорость, с которой протекает химическая реакция, удваивается на каждые 10 градусов повышения температуры, в данном случае оно применяется к скорости, с которой увеличивается медленное разложение активных химических веществ. Точно так же соотношение t 1/2 (или √t ) показывает, как внутреннее сопротивление батареи также увеличивается со временем t . График ниже иллюстрирует эти эффекты.

  • Срок годности батареи , как и календарный срок, - это время, в течение которого неактивная батарея может храниться до того, как она станет непригодной для использования; обычно считается, что она имеет только 80% своей начальной емкости.См. Также Аккумулятор

  • Срок службы батареи определяется как количество полных циклов заряда-разряда, которое батарея может выполнить до того, как ее номинальная емкость упадет ниже 80% от начальной номинальной емкости. Ключевыми факторами, влияющими на срок службы, являются время t и количество завершенных циклов заряда-разряда N . Очевидным примером является глубина разряда (см. Ниже), которая представляет собой простую взаимную математическую зависимость, но есть много более сложных факторов, которые также могут влиять на производительность.

Типичный срок службы от 500 до 1200 циклов. Фактический процесс старения приводит к постепенному снижению емкости с течением времени. Когда ячейка достигает указанного срока жизни, она не перестает работать внезапно. Процесс старения продолжается с той же скоростью, что и раньше, поэтому элемент, емкость которого упала до 80% после 1000 циклов, вероятно, продолжит работать, возможно, до 2000 циклов, когда его эффективная емкость упадет до 60% от первоначальной емкости.Следовательно, нет необходимости опасаться внезапной смерти, когда клетка достигает конца указанного срока жизни. См. Также «Рабочие характеристики».

Альтернативная мера жизненного цикла основана на внутреннем сопротивлении элемента. В этом случае срок службы определяется как количество циклов, которое батарея может выполнить до того, как ее внутреннее сопротивление увеличится на согласованную величину, обычно в 1,3 раза или в два раза по сравнению с первоначальным значением, когда она новая.

В обоих случаях срок службы зависит от глубины разряда и предполагает, что аккумулятор полностью заряжен и разряжается каждый цикл. Если батарея разряжается только частично в каждом цикле, срок службы в цикле будет намного больше. См. Глубину разряда ниже. Поэтому важно указать глубину разряда при указании срока службы.

Когда указываются аккумуляторные системы, обычно размер батареи определяется исходя из ее емкости на конец срока службы, а не ее емкости в новом состоянии.

См. Также Смысл жизни

Остерегайтесь несоответствующих условий испытаний

На приведенном ниже графике показаны результаты циклических испытаний аккумуляторных батарей, используемых в электромобилях, продаваемых в США. Очевидным выводом было бы то, что, если бы батареи были полностью разряжены и заряжались большую часть дней, их хватило бы как минимум на 500 циклов, что было бы эквивалентно от одного до двух лет вождения и даже дольше, если бы батареи были только частично разряжены. ежедневно.

НО владельцы транспортных средств в Аризоне и Калифорнии испытали срок службы батареи всего за несколько месяцев, прежде чем емкость упала до уровня ниже 80% от «нового» значения с типичным снижением емкости на 27,5% всего за 300 циклов, даже если температура окружающей среды была значительно ниже 60 ° C, что приводит к жалобам, судебным искам и затруднениям для производителя электромобилей.

Объяснение состояло в том, что циклическое тестирование проводилось с типичным повторяющимся циклом при указанных скоростях заряда и разряда 1.5C и 2,5C с очень короткими периодами отдыха между циклами, так что батарея заряжалась за 40 минут и разряжалась за 24 минуты, что занимало чуть более часа на цикл. При такой скорости 500 циклов будут выполнены примерно за три недели, но при фактическом использовании для завершения 500 циклов потребуется почти два года. Был сделан вывод о том, что «циклы испытаний» продолжительностью в час были намного короче, чем типичные «циклы использования», которые могут длиться день или более, и что типичные «ускоренные» циклические испытания не учитывали влияние старения клеток с учетом календаря. жизни, и мы знаем из приведенного выше графика, что календарная жизнь сильно зависит от температуры окружающей среды.

Это было подтверждено испытаниями, которые парадоксальным образом показывают, что, несмотря на ожидаемый благоприятный эффект более низких рабочих скоростей C, за счет снижения скоростей заряда и разряда до C / 100 или C / 200, то есть 200 часов или более за полный цикл, Срок службы батареи фактически сокращается, особенно при высоких температурах. Это просто потому, что календарные потери жизни становятся тем значительнее, чем больше продолжительность цикла.

Следовательно, ожидаемый срок службы должен быть рассчитан на основе комбинации срока службы в цикле и календарного срока службы. Однако это длительный и дорогостоящий процесс, требующий, чтобы многие образцы подвергались циклическому использованию до конца их срока службы, а другие тестировались при различных температурах в различных рабочих условиях окружающей среды. См. Нетрадиционную альтернативу циклическому тестированию (ниже) для определения срока службы батареи, который может решить эту проблему.

Наиболее важной причиной календарных потерь срока службы является накопление пассивирующего слоя нежелательных химикатов на поверхности анода элемента, который увеличивает его импеданс при одновременном уменьшении объема активных химикатов в элементе.Подробнее о пассивирующем слое см. Ниже.

Следует отметить, что рассматриваемая модель не имела активной системы терморегулирования, которая могла бы уменьшить эту проблему, поддерживая батарею прохладной, по крайней мере, некоторое время.

Химические изменения

Батареи - это электрохимические устройства, которые преобразуют химическую энергию в электрическую или наоборот посредством контролируемых химических реакций между набором активных химических веществ. К сожалению, желаемые химические реакции, от которых зависит аккумулятор, обычно сопровождаются нежелательными паразитическими химическими реакциями, которые потребляют некоторые из активных химикатов или препятствуют их реакциям. Даже если активные химические вещества элемента остаются неизменными с течением времени, элементы могут выйти из строя из-за нежелательных химических или физических изменений в уплотнениях, удерживающих электролит на месте.

Истощение активных химических веществ

При различных условиях давления, температуры, электрического поля и продолжительности реакции активные химические вещества в клетке могут разрушаться или объединяться множеством различных способов.По словам Гуосян Лян из компании Phostech Lithium, компании по производству материалов, следующие комбинации элементов, используемых в катодах литий-железо-фосфатных элементов, были обнаружены в некоторых загрязненных продуктах в дополнение к желаемому активному соединению LiFePO 4 :

Fe 3 (PO 4 ) 2 , Li 3 Fe 2 (PO 4 ) 3 , Fe 2 PO 5 , Fe 2 P 2 O 7 , FePO 4 , Fe (PO 3 ) 3 , Fe 7 (PO 4 ) 6 , Fe 2 P 4 O 12 , Fe 3 (PO 4 ) 2 , Fe 3 (P 2 O 7 ) 2 , FePLi 2 O, LiPO 3 , Li 2 O, Li 3 PO 4 , Li 4 P 2 O 7 , Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 , FeO, Fe, FeP, LiFeO 2 , Li 5 FeO 4 , LiFeP 2 O 7 , Li 2 FeP 2 O 7 , Li 9 Fe 3 (P 2 O 7 9) 9097 (ПО 4 ) 2 90 977, P 2 O 5 и другие. Эти соединения образуются только из материала катода, но есть много других элементов, присутствующих в анодах, электролитах, связующих и других добавках, которые используются в элементе, что делает возможным гораздо больше комбинаций. Результатом является уменьшение количества активных химических веществ в клетке и, как следствие, уменьшение емкости клетки.

Загрязнение активных химикатов также создает зародышевые точки, из которых могут инициироваться дальнейшие нежелательные химические реакции.

Воздействие на аккумулятор чрезмерного тока также вызывает эти проблемы, приводящие к сокращению срока службы аккумулятора. См. Раздел «Время зарядки» в разделе «Зарядные устройства» и примечания по пассивации и скорости зарядки ниже.

Задача разработчиков элементов и инженеров по применению аккумуляторов состоит в том, чтобы создать электрохимический рецепт и стабильные рабочие условия, чтобы гарантировать оптимизацию желаемых реакций и подавление нежелательных побочных эффектов.

Температурные эффекты

Внутренние химические реакции аккумулятора происходят под действием напряжения или температуры. Чем горячее аккумулятор, тем быстрее протекают химические реакции. Таким образом, высокие температуры могут обеспечить повышенную производительность, но в то же время скорость нежелательных химических реакций увеличится, что приведет к соответствующему снижению срока службы батареи. Срок годности и сохранение заряда зависят от скорости саморазряда, а саморазряд является результатом нежелательной химической реакции в элементе.Подобные неблагоприятные химические реакции, такие как пассивация электродов, коррозия и выделение газов, являются частыми причинами сокращения срока службы. Таким образом, температура влияет как на срок хранения, так и на продолжительность цикла, а также на удержание заряда, поскольку все они являются результатом химических реакций. Даже батареи, специально разработанные для высокотемпературных химических реакций (например, батареи Zebra), не защищены от отказов, вызванных нагревом, которые являются результатом паразитных реакций внутри элементов.

Уравнение Аррениуса определяет взаимосвязь между температурой и скоростью, с которой происходит химическое воздействие. Это показывает, что скорость экспоненциально увеличивается с повышением температуры. Выдается:

Где

k - скорость протекания химической реакции

A - коэффициент частоты, связанный с частотой столкновений между молекулами, обычно принимаемый как постоянный в небольших диапазонах температур.

e - математическая константа = 2,71828

E A - энергия активации. Константа, представляющая минимальную энергию, необходимую для возникновения реакции.

R - универсальная газовая постоянная

T - температура в градусах Кельвина

RT - средняя кинетическая энергия реакции

Как более удобное эмпирическое правило, приближение, которое справедливо для температур около комнатной - на каждые 10 ° C повышения температуры скорость реакции удваивается . Таким образом, час при 35 ° C эквивалентен по времени автономной работы двум часам при 25 ° C. Тепло - враг батареи, и, как показывает Аррениус, даже небольшое повышение температуры будет иметь большое влияние на характеристики батареи, влияя как на желаемые, так и на нежелательные химические реакции.

На приведенном ниже графике показано, как срок службы трубчатых свинцово-кислотных аккумуляторов Ironclad большой емкости, используемых в резервных приложениях в течение нескольких лет, зависит от рабочей температуры.Обратите внимание, что при работе при 35 ° C аккумуляторы будут иметь емкость, превышающую их номинальную, но их срок службы относительно невелик, в то время как увеличенный срок службы возможен, если аккумуляторы поддерживаются при температуре 15 ° C.

В качестве примера важности температурных условий хранения. Химия никель-металлогидридных соединений (NiMH), в частности, очень чувствительна к высоким температурам.Испытания показали, что постоянное воздействие температуры 45 ° C сокращает срок службы батареи I-MH на 60 процентов, и, как и у всех батарей, скорость саморазряда удваивается с каждым повышением температуры на 10 ° C.

Помимо постепенного износа элемента с течением времени, в условиях неправильного обращения температурные воздействия могут привести к преждевременному выходу элемента из строя. Это может произойти даже при нормальных условиях эксплуатации, если количество тепла, выделяемого батареей, превышает скорость потери тепла в окружающую среду.В этой ситуации температура батареи будет продолжать повышаться, что приведет к состоянию, известному как тепловой разгон, что в конечном итоге приведет к катастрофическим последствиям.

Вывод таков: повышенные температуры при хранении или использовании серьезно влияют на срок службы батареи.

См. Дополнительную информацию в разделах «Отказы литиевой батареи» и «Управление температурным режимом».

Влияние давления

Эти проблемы относятся только к запечатанным элементам.

Повышенное внутреннее давление в ячейке обычно является следствием повышения температуры. Несколько факторов могут играть роль в повышении температуры и давления. Чрезмерные токи или высокая температура окружающей среды вызовут повышение температуры элемента, а вызванное этим расширение активных химикатов, в свою очередь, вызовет повышение внутреннего давления в элементе.Перезарядка также вызывает повышение температуры, но, что более важно, перезарядка также может вызвать выделение газов, что приведет к еще большему увеличению внутреннего давления.

К сожалению, повышенное давление имеет тенденцию усиливать эффекты высокой температуры за счет увеличения скорости химических воздействий в элементе, не только желаемой гальванической реакции, но также и других факторов, таких как скорость саморазряда или, в крайних случаях, способствующих тепловому разгоне. Чрезмерное давление может также вызвать механические отказы внутри ячеек, такие как короткое замыкание между частями, прерывания на пути тока, деформация или вздутие корпуса элемента или, в худшем случае, фактический разрыв корпуса элемента. Все эти факторы сокращают потенциальный срок службы батареи.

Обычно следует ожидать, что такие проблемы возникнут только в ситуациях злоупотребления. Однако производители не могут контролировать, как пользователь обращается с ячейками после того, как они покинули завод, и по соображениям безопасности в ячейки встроены вентиляционные отверстия для сброса давления, чтобы обеспечить контролируемый сброс давления, если есть вероятность, что оно может достигнуть опасного уровня.

Внешнее давление или его отсутствие также может быть проблемой при транспортировке батарей по воздуху. Низкое давление в трюме могло вызвать выброс и потерю электролита.

См. Также Защита / вентиляция и потеря электролита

Глубина разряда (DOD)

При заданной температуре и скорости разряда количество активных химикатов, преобразованных с каждым циклом заряда-разряда, будет пропорционально глубине разряда.

Соотношение между сроком службы и глубиной разряда кажется логарифмическим, как показано на графике ниже. Другими словами, количество циклов, обеспечиваемых батареей, растет экспоненциально, чем меньше глубина разряда. Это справедливо для большинства видов химии клеток.

(Однако эта кривая просто выглядит как логарифмическая. На самом деле это обратная кривая, нарисованная на логарифмической бумаге).

Глубина разряда в зависимости от срока службы

Приведенный выше график был построен для свинцово-кислотной батареи, но с различными коэффициентами масштабирования, он типичен для всех химических элементов, включая литий-ионные. Это связано с тем, что срок службы батареи зависит от общей пропускной способности энергии, которую могут выдерживать активные химические вещества. Игнорируя другие эффекты старения, общая пропускная способность энергии фиксирована, так что один цикл 100% DOD примерно эквивалентен 2 циклам при 50% DOD, 10 циклам при 10% DOD и 100 циклам при 1% DOD. См. Также «Срок службы», в котором показано, как снижается производительность элемента из-за ухудшения содержания активных химикатов по мере старения аккумулятора.

Здесь есть важные уроки как для дизайнеров, так и для пользователей.Ограничивая возможное DOD в приложении, разработчик может значительно улучшить жизненный цикл продукта. Точно так же пользователь может продлить срок службы батареи, используя элементы с емкостью немного больше, чем требуется, или заправляя батарею до того, как она полностью разрядится. Для ячеек, используемых для «микроциклов» (небольшой разряд тока и зарядные импульсы), обычным является срок службы от 300 000 до 500 000 циклов.

Пользователи мобильных телефонов обычно заряжают свои батареи, когда DOD составляет всего около 25–30 процентов.При таком низком уровне разряда можно ожидать, что литий-ионный аккумулятор в 5-6 раз будет работать дольше указанного срока службы, что предполагает полную разрядку за каждый цикл. Таким образом, срок службы цикла значительно улучшается, если DOD уменьшается.

Никель-кадмиевые батареи

являются в некотором роде исключением. Подвергая батарею только частичному разряду, возникает так называемый эффект памяти (см. Ниже), который можно обратить вспять только глубокой разрядкой.

Некоторые приложения, такие как электромобили или морское использование, могут потребовать извлечения максимальной емкости из батареи, что означает разрядку батареи до очень высокой степени разряда.Для таких применений необходимо использовать специальные конструкции батарей "глубокого разряда", поскольку глубокая разрядка может повредить батареи общего назначения. В частности, типичные автомобильные аккумуляторы SLI предназначены только для работы с DOD до 50%, тогда как тяговые батареи могут работать с DOD от 80% до 100%.

См. Также, как можно увеличить срок службы батареи за счет циклического резервирования ячеек.

Уровень зарядки

Срок службы литиевых батарей можно увеличить за счет снижения напряжения отключения зарядки.По сути, это дает батарее частичный заряд вместо полной, аналогично работе с более низким DOD, как в примере выше. На графике ниже показаны типичные возможные улучшения жизненного цикла.

Срок службы и напряжение отключения заряда

Источник: Choi & Lim - Journal of Power Sources, сентябрь 2002 г.

Снижение напряжения отключения зарядного напряжения позволяет избежать достижения аккумулятором точки максимального напряжения. См. Также Зарядка литиевых батарей и Неисправности литиевых батарей.

Скорость зарядки

Срок службы батареи также зависит от скорости зарядки. Снижение емкости при высокой скорости разряда происходит из-за того, что преобразование активных химических веществ не успевает за потребляемым током. Результатом являются неполные или нежелательные химические реакции и связанное с ними снижение емкости, как указано в параграфе «Химические изменения» выше.Это может сопровождаться изменениями морфологии электродных кристаллов, такими как растрескивание или рост кристаллов, которые отрицательно влияют на внутренний импеданс ячейки. Аналогичные проблемы возникают при зарядке. Существует ограничение на то, как быстро ионы лития могут проникать в интеркаляционные слои анода. Попытка пропустить через батарею слишком большой ток во время процесса зарядки приводит к отложению избыточных ионов на аноде в виде металлического лития. Это явление, известное как литиевое покрытие, приводит к необратимой потере емкости.В то же время поддержание более высоких напряжений, необходимых для быстрой зарядки, может привести к пробою электролита, что также приведет к потере емкости. Исходя из вышеизложенного, можно ожидать, что с каждым циклом зарядки / разрядки накопленная необратимая потеря емкости будет увеличиваться. Хотя это может быть незаметно, в конечном итоге уменьшение емкости приведет к тому, что ячейка не сможет хранить энергию, требуемую спецификацией. Другими словами, срок службы батареи подошел к концу, и, поскольку потеря емкости вызвана работой с большим током, мы можем ожидать, что срок службы батареи будет тем короче, чем выше ток, который она несет.График ниже демонстрирует, что это так на практике.

Источник: Choi & Lim - Journal of Power Sources, сентябрь 2002 г.

См. Ниже, как этому ухудшению можно противодействовать, предоставляя периоды отдыха во время работы от батареи.

Влияние напряжения

Перезаряжаемые батареи имеют характерный диапазон рабочего напряжения, связанный с конкретным химическим составом используемого элемента.Практические пределы напряжения являются следствием начала нежелательных химических реакций, которые происходят за пределами безопасного рабочего диапазона. После того, как все активные химические вещества были преобразованы в композицию, связанную с полностью заряженной ячейкой, введение большего количества электрической энергии в ячейку приведет к ее нагреву и инициированию дальнейших нежелательных реакций между химическими компонентами, разлагающих их на формы, которые не могут быть рекомбинированный. Таким образом, попытка зарядить элемент выше его верхнего предела напряжения может вызвать необратимые химические реакции, которые могут повредить элемент.Повышение температуры и давления, которое сопровождает эти события, если неконтролируемое, может привести к разрыву или взрыву элемента и выбросу опасных химикатов или пожару. Точно так же разряд элемента ниже рекомендованного нижнего предела напряжения также может привести к необратимым, хотя и менее опасным повреждениям из-за неблагоприятных химических реакций между активными химическими веществами. Цепи защиты предназначены для поддержания ячейки в рекомендованном рабочем диапазоне с ограничениями, установленными с учетом запаса прочности.Более подробно это обсуждается в разделе Защита. При оценке срока службы обычно предполагается, что элементы будут использоваться только в пределах их установленных рабочих пределов, однако на практике это не всегда так, и отклонение от пределов на короткие периоды времени или с незначительным запасом обычно не приводит к немедленному разрушению батареи. клетке, ее жизненный цикл, скорее всего, будет затронут.

Например, постоянная чрезмерная разрядка NiMH элементов на 0.2 В может привести к потере 40% срока службы; и переразряд на 0,3 В литий-ионной химии может привести к 66-процентной потере емкости. Испытания показали, что перезаряд литиевых элементов на 0,1 В или 0,25 В не приведет к проблемам с безопасностью, но может сократить срок службы до 80 процентов.

Контроль заряда и разряда очень важен для продления срока службы аккумулятора.

Старение клеток

Подготовка заряда или формирование

Формирование клетки - это процесс преобразования активных материалов новой клетки в их пригодную для использования форму.Первоначальная кристаллическая структура электролита или электродов определяется производственным процессом, с помощью которого были изготовлены эти компоненты, и процессом нанесения покрытия на электроды. Это может быть не оптимальная структура для минимизации внутреннего импеданса ячейки и может не обеспечивать оптимальный контакт между электролитом и электродами. Прохождение тока через ячейку, а также нагрев и охлаждение ячейки вызовут небольшие изменения микроструктуры или морфологии активных химических веществ.

Formation - это, по сути, первая зарядка, выполняемая на заводе производителя ячеек при очень тщательно контролируемых условиях тока, температуры и продолжительности для создания желаемой микроструктуры компонентов и контакта между ними.

Для некоторых химических составов может потребоваться десять или более циклов заряда-разряда, прежде чем батарея сможет достичь своей полной мощности или емкости.

Старость

Однако при использовании профиль использования ячейки определяется пользователем.В течение срока службы элемента, даже если не происходит нежелательных изменений химического состава материалов, морфология активных компонентов будет продолжать меняться, обычно в худшую сторону. В результате характеристики элемента постепенно ухудшаются, пока в конечном итоге ячейка не станет непригодной для эксплуатации.

По мере старения ячейки изменяется как химический состав, так и кристаллическая структура материалов, появляются более крупные кристаллы и на электродах могут образовываться металлические дендриты.

Эти изменения имеют несколько последствий: -

  • По мере того, как более мелкие кристаллы, образовавшиеся во время формирования ячейки, растут до большего размера, внутренний импеданс ячейки увеличивается, а емкость ячейки уменьшается.
  • Рост кристаллов и дендритов вызывает набухание электродов, которое, в свою очередь, оказывает давление на электролит и сепаратор. По мере того, как электроды прижимаются друг к другу, саморазряд ячейки имеет тенденцию к увеличению.
  • В крайних случаях сепаратор может быть поврежден ростом дендритов или кристаллов, что приведет к еще большему саморазряду или короткому замыканию.

Если аккумулятор демонстрирует высокий уровень саморазряда, нет никаких средств, чтобы обратить его действие.

Циклические механические напряжения

В ионно-литиевых элементах введение или выброс ионов лития в интеркаляционные пространства и из них во время зарядки и разрядки приводит к разбуханию или сжатию электродных материалов.Повторяющиеся циклы могут ослабить структуру электрода, уменьшая его прилипание к токосъемнику, вызывая разбухание элемента. Это может привести к уменьшению емкости заряда и, в конечном итоге, к выходу из строя элемента.

Степень расширения или сжатия электродной конструкции зависит от используемых материалов. Изменение объема каждого из электродов в литий-кобальтовых элементах имеет тенденцию усиливать друг друга, вызывая набухание элемента, тогда как изменение объема электродов в литий-фосфатных элементах имеет тенденцию компенсировать друг друга, сводя набухание к минимуму.

Использование кремния в качестве материала анода вместо углерода дает возможность очень высокой емкости заряда, в десять раз лучше, чем углерод. К сожалению, во время зарядки кремниевые аноды изменяются в объеме на 400%, что приводит к физическому разрушению анодного покрытия. Это все еще нерешенная проблема, и в настоящее время исследуются различные возможные решения.

Эффект памяти

Так называемый «эффект памяти» - еще одно проявление изменения морфологии компонентов клетки с возрастом.Похоже, что некоторые элементы на основе никеля, в частности никель-кадмиевые аккумуляторы, могли «запомнить», сколько разряда требовалось при предыдущих разрядах, и принимали только это количество заряда в последующих зарядках. Никель-металлогидридные элементы страдают той же проблемой, но в меньшей степени. Фактически происходит то, что повторяющиеся мелкие заряды вызывают изменение кристаллической структуры электродов, как отмечалось выше, и это приводит к увеличению внутреннего импеданса ячейки и снижению ее емкости. Длительные медленные заряды, такие как капельная зарядка, как правило, способствуют этому нежелательному росту кристаллов, как и высокие температуры, поэтому их следует избегать.

Ремонт или реставрация

Часто возможно восстановить никель-кадмиевый элемент до или почти до его полной емкости, по существу, повторяя процесс формирования, чтобы разбить более крупные кристаллы до их прежних меньших размеров.Одного или нескольких глубоких разрядов ниже 1,0 В / элемент с очень низким контролируемым током достаточно, чтобы вызвать изменение молекулярной структуры элемента и восстановить его исходный химический состав. Таким образом, обработка клетки электрическим током может привести к потере памяти. Это лекарство не обязательно работает со старыми клетками, установленными по-своему, чья кристаллическая структура укоренилась и может фактически ухудшить их, увеличивая скорость саморазряда. Эти старые ячейки, срок службы которых приближается к концу, должны быть списаны.

Пассивация

Пассивация - это еще одно вторичное химическое действие, которое особенно проявляется в ионно-литиевых элементах. Резистивный слой, известный как Solid Electrolyte Interface или SEI layer , образуется на электродах в некоторых ячейках из-за циклического режима или после длительного хранения. Это может быть химическое осаждение или просто изменение кристаллической структуры поверхности электрода.Этот слой препятствует химическим реакциям клетки и ее способности передавать ток, а также увеличивает внутреннее сопротивление клетки.

Обычно этот барьер необходимо удалить, чтобы обеспечить правильную работу элемента, однако в некоторых случаях пассивация может принести пользу за счет уменьшения саморазряда элемента. Как и в случае с восстановлением, описанным выше, применение контролируемых циклов зарядки / разрядки часто помогает восстановить аккумулятор для использования. Возможно, удастся обратить изменения кристаллической структуры электродов, но химические изменения обычно необратимы.

В литий-ионных элементах создание слоя SEI во время процесса формирования важно для замедления химической реакции между электролитом и углеродным анодом, но его продолжающееся наращивание после образования в течение срока службы элемента является причиной старения элемента. Эти неизбежные паразитические химические реакции постепенно потребляют активные химические вещества клетки, и именно эта потеря активных химикатов вызывает постепенное снижение емкости клетки, другими словами, ее старение.

См. Дополнительную информацию о химических изменениях и паразитарных реакциях (выше), вызывающих пассивацию и слой SEI.

Клетки имеют тенденцию к постепенному старению из-за постепенного наращивания слоя SEI. График календарной жизни (см. Выше) показывает, что зависящее от времени нарастание слоя SEI имеет тенденцию замедляться по мере того, как слой становится толще, а эмпирические данные свидетельствуют о том, что увеличение внутреннего импеданса ячейки из-за нарастания SEI не является линейным, а пропорционально квадратному корню из времени.В конце концов наступает момент, когда пассивирующий слой становится настолько толстым, что блокирует поры в пористой поверхности анода, предотвращая перенос ионов и их внедрение в кристаллическую решетку углерода анода, что приводит к литиевому покрытию, что еще больше ухудшает ситуацию и быстро ухудшает характеристики емкость заряда элемента, приводящая к полному выходу элемента из строя.

Здесь действуют два фактора: скорость роста слоя SEI, который определяет, как быстро стареет ячейка, и пористость поверхности анода, которая определяет, сколько старения может выдержать ячейка до того, как ее поры полностью заблокируются, другими словами его критический «Конец Жизни» или «Смерть». Электролиты и добавки выбираются для минимизации паразитных химических реакций и блокировки пористой поверхности анода для уменьшения старения, а структура частиц поверхности анода рассчитана на оптимальную пористость, чтобы отсрочить наступление критического разрушения.

Высокое напряжение на элементах и ​​высокая температура окружающей среды ускоряют паразитические химические реакции и, следовательно, скорость старения элементов, и оба они оказывают большое влияние на срок службы элементов. См. Раздел «Уровень заряда», «Влияние напряжения» и «Влияние температуры» выше.

.

Окончание срока службы батареи или элемента обычно определяется как точка, в которой ее емкость снижается до 80% от ее стоимости в новом состоянии, то есть когда она теряет 20% своей емкости заряда. Критический конец жизни - это момент, когда клетка полностью выходит из строя. Обычно это происходит намного позже указанного «паспортного» конца жизни, поэтому клетки обычно исчезают, а не умирают внезапно.

  • Пассивирование, кулоновская эффективность и срок службы батареи
  • Альтернативный (нетрадиционный) подход к оценке срока службы батареи

    В некоторых случаях можно использовать сокращенный метод для определения срока службы батареи.Это включает в себя измерение потери емкости за меньшее количество более длительных циклов, более репрезентативных для фактических циклов использования ячейки и экстраполяцию результата для получения потери емкости за несколько циклов. Цикл использования включает как потерю цикла, так и потерю календаря. Достоверность экстраполяции зависит от линейного процесса старения в течение срока службы батареи.

    Недавние исследования в Канадском университете Далхаузи показали, как эффект или степень процесса пассивации и его влияние на зарядную емкость элемента можно оценить путем измерения кулоновской эффективности элемента и использовать его для характеристики срока службы элемента.

    Этот метод не является общепринятым или рекомендуемым способом определения срока службы батареи и может не подходить для многих приложений. Он включен здесь в качестве полезной альтернативы традиционным циклическим испытаниям для рассмотрения.

    Метод

    Определить Кулоновский КПД CE = Qd / Qc

    Где

    Qc = емкость заряда в начале цикла зарядки

    Qd = емкость заряда в конце цикла разряда с полностью заряженным элементом

    Примечание: Это не стандартное определение кулоновской эффективности, которое основывается на I 2 R ячейки и других потерях за цикл.Вместо этого он просто основан на потере емкости элемента за цикл из-за процесса старения. Однако он включает как циклические потери, так и календарные потери ячейки.

    Разница между зарядом, поступающим в элемент, и выходящим зарядом ( Qc - Qd ), соответствует абсолютному уменьшению количества активных химических веществ в элементе и сопутствующему увеличению количества нежелательных химических продуктов в результате паразитических необратимых отмеченные выше химические изменения, которые, в свою очередь, вызывают соответствующее увеличение толщины слоя SEI.

    Ожидается, что элемент с заданным сроком службы 1000 циклов будет терять 20% своей емкости к концу своего срока службы или 0,02% своей емкости за каждый цикл, так что ее кулоновский КПД составит 99,98% или коэффициент 0,9998

    Кулоновская неэффективность CI = Коэффициент потери мощности за цикл = (1 - CE)

    Эта потеря емкости заряда представляет собой потерю активных химикатов за цикл или образование нежелательных химических продуктов и последующее увеличение толщины слоя SEI за цикл и может рассматриваться как фактор деградации ячейки

    Коэффициент потери мощности за цикл для указанной выше ячейки на 1000 циклов будет (1 - 0. 9998) = 0,0002

    Испытания рабочего цикла при разных скоростях C могут вызвать большие очевидные различия в потерях емкости за цикл. Это связано с тем, что относительный вклад календарного срока службы в общий цикл жизни зависит от продолжительности цикла заряда-разряда. См. Выше неподходящие условия тестирования.

    Эксперименты в Далхаузи в течение периодов испытаний продолжительностью около 1000 часов показали, что для данного химического состава и конструкции элемента фактическая потеря емкости за цикл пропорциональна продолжительности t соответствующего цикла заряда-разряда, так что потеря емкости ставка для любой заданной ставки C определяется как:

    Скорость потери мощности = (1- CE) / т

    Таким образом, разделив потери цикла на время цикла, мы получим нормализованный суммарный коэффициент потерь для срока службы цикла и календарного срока службы.

    Дальнейшие испытания на срок службы контрольных групп ячеек в Далхаузи продемонстрировали, что при контролируемых температурных условиях существует хорошее соответствие между прогнозами срока службы с использованием этого метода по сравнению с фактическими результатами обычных циклических испытаний, при которых элементы циклируются до конца указанного срока. жизнь (когда емкость ячеек упала на 20%).

    Льготы

    • Метод учитывает как циклические, так и календарные потери жизненного цикла.
    • Он показывает, что посредством прецизионных измерений кулоновской эффективности, производительность элемента может быть охарактеризована только несколькими длительными циклами, при этом время цикла соответствует периоду предполагаемого использования. Эти тесты могут длиться в общей сложности около 1000 часов, что позволяет избежать длительного и дорогостоящего долгосрочного цикла тестирования, приводящего к гибели нескольких образцов.
    • Например, тестирование со скоростью заряда-разряда C / 25 в течение периода 1000 часов или 3 недель даст 20 точек данных, представляющих использование в течение 20 дней, из которых можно экстраполировать срок службы элемента.

      • Разделите указанную потерю емкости «Конец срока службы» (скажем, 20%) на измеренный процент потери емкости за цикл, чтобы получить срок службы.
      • Умножьте срок службы на время цикла тестирования t , чтобы получить календарный срок службы.
    • Испытательные ячейки используются всего несколько циклов и имеют длительный срок службы.
    • Этот метод особенно важен для производителей больших батарей с длительным сроком службы для использования в автомобилях и распределенных сетевых накопителях энергии, поскольку он позволяет им оценить жизнеспособность новых разработок, не дожидаясь восьми или более лет результатов, прежде чем они смогут выпустить продукт.
    • Использование этого метода определения скорости потери емкости также представляет собой полезный инструмент для проектировщиков ячеек, которые могут очень быстро сравнить эффект различных альтернативных добавок, используемых для улучшения характеристик ячеек, с ограниченным числом испытаний без циклического разрушения каждой ячейки.
    • Аналогичным образом, эта процедура позволяет производителям упаковок оценивать производительность конкурирующих ячеек от разных производителей.

    Предостережения, предположения и риски (Некоторые потенциально смертельные)

    Метод игнорирует или предполагает пренебрежимо малость нескольких механизмов старения, которые, как известно, влияют на срок службы элемента, делая несколько неявных предположений, которые не обязательно оправданы.Однако в испытаниях, проведенных в строго контролируемых условиях, экспериментальные данные подтвердили выводы . Здесь изложены некоторые соображения.

    • Основное предположение состоит в том, что потеря емкости полностью обусловлена ​​паразитными химическими реакциями, приводящими к нарастанию слоя SEI и, как следствие, уменьшению количества активных химикатов. Структурная деградация и изменения морфологии частиц, составляющих электроды, такие как растрескивание и рост дендритов, не учитываются, как и случайные отказы ячеек, которые не связаны с процессом старения.См. Также обзор «Механизмы старения», в котором указаны другие эффекты старения.
    • Экстраполяция из нескольких циклов всегда приводит к накоплению ошибок. Большая часть того, что нам нужно знать, может быть получена из измерений кулоновской эффективности, но для долгосрочных прогнозов важно провести полную проверку реальности на меньшей выборке, чтобы подтвердить обоснованность использования краткосрочных результатов в качестве индикатора долгосрочного производительность и применимость метода.
    • Потери за жизненный цикл могут увеличиваться довольно линейно со временем, а календарные потери за жизненный цикл - нет. Как отмечалось выше, показатель календарной потери жизни не является линейным, как следует из этой процедуры испытания. Однако величина этой календарной потери, как правило, невелика по сравнению с потерей цикла, и, поскольку ее влияние со временем становится все меньше, кажется, что она оказывает лишь незначительное влияние на результаты. Поскольку это не количественно определено, это могло бы существенно повлиять на результаты и в любом случае поставить под сомнение достоверность любых выводов, экстраполированных на основе измерений.
    • Потери, зависящие от температуры, намного более значительны, экспоненциально увеличиваясь с температурой в соответствии с законом Аррениуса, и могут быть довольно большими, что существенно влияет на календарный срок службы. Однако такие потери не зависят от времени и должны постоянно влиять на старение или потерю емкости в течение срока службы батареи, пока температура остается постоянной. позволяя сделать разумные экстраполяции. В зависимости от области применения может потребоваться проведение испытаний при различных температурах окружающей среды, как в случае с обычными методами испытаний.Это не умаляет достоинства метода или его полезности.
    • В какой-то момент постепенное накопление SEI начинает полностью блокировать перенос ионов, и клетка внезапно выходит из строя. Мы знаем, что при современном управлении производственным процессом, пористость поверхности анода и скорость нарастания SEI достаточно согласованы от ячейки к ячейке, а также, исходя из приведенных выше рассуждений, скорость нарастания SEI за цикл постоянна и равна ( 1 - CE) за цикл.Из этого можно сделать вывод, что для данной кулоновской эффективности количество циклов, завершенных до точки полного отказа, постоянно.
    • Все это очень приятно знать, но мы не знаем, что это за константа. Также не говорится о самом важном моменте, который заключается в том, «сколько циклов произойдет до наступления критического отказа». Это зависит от фактической толщины слоя SEI, пористости поверхности электрода и влияния добавок электролита, ни одна из которых не может быть легко определена количественно.Единственный способ определения фактической точки отказа - это обычный цикл репрезентативной выборки клеток до их гибели.

      По крайней мере, мы можем сделать очевидный вывод, что повышение кулоновской эффективности увеличит срок службы ячеек. Тем не менее, мы можем быть уверены, что элементы обычно проектируются так, что эта точка отказа значительно превышает обычный указанный срок службы, когда суммарная потеря емкости составляет 20% от номинальной (новой) емкости.

    • В попытке представить профиль теста фактический профиль использования ячейки, коэффициенты C, используемые в тестах, уменьшаются, так что время цикла тестирования увеличивается, чтобы соответствовать типичному времени использования между зарядками. Это по-прежнему не является полностью репрезентативным для фактического профиля использования, потому что в течение каждого фактического периода использования коэффициент C может значительно варьироваться от коротких периодов при очень высоких уровнях C до длительных периодов нулевого использования, как это было бы в случае с типичными автомобильными приложениями. Мы знаем, что очень высокая скорость заряда-разряда отрицательно сказывается на сроке службы аккумулятора, поэтому для получения точных результатов профиль теста должен основываться на фактическом профиле нагрузки аккумулятора, таком как стандартный смоделированный цикл движения, а не на постоянном C ставки. См. Скорость зарядки выше.
    • Очень небольшие изменения уровня заряда за цикл трудно измерить Точное и подходящее испытательное оборудование недоступно в готовом виде.Для получения надежных результатов в тестах до сих пор использовались специально изготовленные высокоточные источники тока и измерительные приборы.

    Определение кулоновской эффективности не так просто, как кажется. Потеря емкости (Qc-Qd) в течение одного цикла очень мала и составляет 0,002% от емкости батареи с заданным сроком службы 1000 циклов и 0,0002% для батареи на 10 000 циклов.

    Для автомобильной батареи на 60 кВтч, 300 В с заданным сроком службы 1000 циклов потеря емкости в конце указанного срока службы составит 12 кВтч (20%) или 12 Вт-часов. При использовании обычных единиц измерения в амперах это соответствует 0,04 ампер-часов или 144 ампер-секунды

    .

    Для отдельных литий-ионных элементов 18650 со сроком службы 1000 циклов и емкостью заряда 3000 мАч величина потерь заряда за цикл будет составлять 0,6 мАч

    Выводы

    Использование прецизионных измерений кулоновской эффективности обеспечивает отличный метод характеристики многих аспектов работы элементов и батарей, обеспечивая очень быстрые ответы с относительно небольшими выборками.Он позволяет ранжировать технологии по их кулоновской эффективности и особенно полезен в качестве лабораторного инструмента для сравнения влияния альтернативных материалов на производительность элементов. Разработчики аккумуляторных блоков также сочтут его полезным для быстрого сравнения характеристик конкурирующих аккумуляторов от разных производителей.

    Однако при использовании этого метода для определения характеристик срока службы ячеек возникает значительный риск, поскольку точность экстраполированных результатов сомнительна.Этот метод полезен для сравнения темпов старения различных технологий, но в настоящее время он не может дать абсолютных ответов на ожидания жизненного цикла или календарного срока службы, не прибегая к тестированию хотя бы некоторых ячеек в течение их полного срока службы, пока они действительно не выйдут из строя.

    Соблюдайте осторожность

Потеря электролита

Любое уменьшение количества активных химикатов в ячейке, конечно, напрямую снижает электрическую емкость ячейки. В то же время потенциальный жизненный цикл элемента будет автоматически сокращен, поскольку срок полезного использования элемента определен как окончание, когда его емкость уменьшается на 20%.

Электролит может быть потерян из-за утечки из-за ухудшения со временем уплотнений, закрывающих ячейки. Даже при хороших уплотнениях растворители в электролите могут в конечном итоге проникнуть через уплотнение в течение длительного периода, вызывая высыхание электролита, особенно если элементы хранятся в сухой атмосфере или если содержимое элемента находится под давлением из-за высоких температур.

Однако потеря электролита происходит не только из-за физической утечки электролита из ячейки, электролит может быть эффективно потерян в электрохимической системе, потому что он был преобразован или разложен в другое неактивное соединение, которое может или не может оставаться внутри кожух клеток. Примером этого является коррозия, как и другие соединения, которые могли быть вызваны перегревом или неправильным использованием. Газообразование и испарение - это два других механизма, посредством которых электролит может теряться, вызывая необратимую потерю емкости элемента.

Рекомбинантные системы

Чтобы предотвратить потерю электролита из вторичных элементов, в которых цикл электрохимической зарядки производит газообразные продукты, элементы должны быть герметично закрыты. Системы с замкнутым циклом, в которых газы заставляют рекомбинировать для извлечения активных химикатов, называются рекомбинантными системами. NiCad и батареи SLA используют рекомбинантные конструкции. Этот процесс выделения газа имеет тенденцию ограничивать перезарядку, а также служит для уравновешивания напряжений или уровней заряда ячеек в последовательной цепочке.

Литий-ионные элементы не выделяют газы во время нормальных процессов зарядки или разрядки, поэтому рекомбинация не применяется к химическому составу элементов. Если газовыделение действительно происходит в литиевых элементах, это обычно является результатом необратимого разрушения электролита и, возможно, первой стадии теплового разгона элемента.

Вентиляция

Хотя большинство современных элементов имеют герметичную конструкцию для предотвращения потери электролита, они обычно имеют вентиляционное отверстие для сброса давления, если существует опасность разрушения элемента из-за чрезмерного давления.Всякий раз, когда срабатывает вентиль, он выпускает или вытесняет некоторые активные химические вещества в атмосферу и, следовательно, снижает емкость ячейки.

Чтобы определить, произошла ли потеря электролита из-за вентиляции, подозреваемый элемент можно взвесить и сравнить его вес с весом заведомо исправного элемента той же марки и емкости.

Утечка

Раньше утечка была серьезной проблемой с цинково-угольными элементами. Это было связано с тем, что цинковый кожух участвовал в реакции электрохимического разряда. В течение срока службы элемента стенки элемента становятся все тоньше по мере потребления цинка, пока они не станут перфорированными, позволяя электролиту уйти. Вытекающие химические вещества также вызывают коррозию клемм аккумулятора, усугубляя проблему. Новые конструкции ячеек и современные материалы значительно уменьшили эту проблему. Тем не менее, некоторые элементы все еще могут протекать из-за плохой герметизации или проблем с коррозией.

См. Также Анализ Вейбулла и методы оценки срока службы батарей.

Производственные допуски

На срок службы батареи также влияют различия в материалах и компонентах, используемых при производстве элементов, и хотя производители стараются свести эти отклонения к минимуму, всегда будет разброс свойств используемых материалов в пределах допустимых допусков. В конечном итоге последствия такого разброса толерантности отразятся на сроке службы элементов. Эти факторы также объясняют большую разницу в производительности аналогичных ячеек от разных производителей.

Химический состав

Качество активных химикатов может варьироваться, особенно если используется более одного источника. Это может повлиять на концентрацию химикатов или уровень присутствующих примесей, а эти факторы, в свою очередь, влияют на напряжение элемента, внутренний импеданс и скорость саморазряда.

Точность размеров

Изменения в размерах компонентов или в размещении деталей, составляющих ячейку, также могут повлиять на характеристики ячейки и ожидаемый срок службы. Заусенцы и небольшие перекосы могут вызвать короткое замыкание, возможно, не сразу, а после многократного изменения температуры. Заполнение электролитом может быть неполным, что приведет к соответствующему снижению емкости элемента.Гранулярность химикатов и качество поверхности электродов влияют на пропускную способность ячеек по току.

Взаимодействия между клетками

Это может происходить в многоэлементных батареях и является следствием разброса рабочих характеристик отдельных ячеек в упаковке. Это может быть связано с производственными допусками, как указано выше, или неравномерными температурными условиями в упаковке, или неоднородными моделями старения, из-за которых одни элементы принимают меньше заряда, чем другие.В результате в последовательной цепочке слабый элемент с уменьшенной емкостью достигнет своего полного заряда раньше остальных элементов в цепочке и перезарядится, когда зарядное устройство попытается зарядить всю цепочку элементов до своего номинального напряжения. Как уже отмечалось, перезаряд вызывает перегрев элемента, что приводит к расширению активных химических веществ, а также к возможному выделению газа из электролита. Эти факторы, в свою очередь, вызывают повышение внутреннего давления, что приводит к перенапряжению и возможному повреждению ячейки.Это будет повторяться с каждым циклом заряда-разряда, заставляя элемент становиться более напряженным и, следовательно, даже более слабым, пока в конечном итоге он не выйдет из строя. С другой стороны, если по какой-то причине слабый элемент не может достичь полного заряда, возможно, из-за очень высокого саморазряда или, в крайнем случае, из-за короткого замыкания элемента, тогда хорошие элементы, а не более слабые, могут возможно стать завышенным.

Повреждение более слабых элементов также может продолжаться во время цикла разряда.При последовательном разряде емкость самого слабого элемента в цепи будет исчерпана раньше других. Если разряд продолжается (чтобы разрядить оставшиеся исправные элементы), напряжение на элементе малой емкости достигнет нуля, а затем изменится на обратное из-за падения напряжения ИК-излучения на элементе. Последующее повышение температуры и давления в ячейке из-за "переворота ячейки" может вызвать катастрофический отказ.

Первоначальный разброс допуска, вызвавший эти взаимодействия, может быть очень низким, но он может расти со временем, поскольку повреждение увеличивается с каждым циклом заряда-разряда, пока слабые элементы в конечном итоге не выйдут из строя.

Увеличение срока службы батареи

Самый простой и очевидный способ продлить срок службы батареи - убедиться, что она всегда хорошо работает в установленных пределах. Однако есть некоторые дальнейшие действия, которые можно предпринять для увеличения срока службы батареи. Они кратко изложены ниже, а подробные объяснения и примеры доступны по ссылкам.

Опции производителя

  • Добавки
  • Производители элементов часто используют химические средства для увеличения срока службы батарей, добавляя к активным химическим веществам патентованные добавки. Добавки могут быть направлены на улучшение конкретных свойств клеток для увеличения срока службы без изменения основных активных химикатов. Примеры целей улучшения включают:

    • Сниженное окисление электролита, что приводит к меньшему количеству паразитарных реакций и уменьшению утолщения слоя SEI.
    • Улучшение характеристик при высоких и низких температурах
    • Снижение импеданса
    • Смачивающее средство для улучшения заполнения ячеек электролитом во время производства
    • Снижение газообразования
    • Подавление дендритов

Пользователь или разработчик упаковки не может влиять на изменения химического состава клеток, на доведение которых часто уходят годы

Опции для дизайнеров и пользователей упаковки

Однако у разработчика упаковки есть много возможностей для повышения производительности. К ним относятся следующие:

  • Зарядка
  • Как отмечалось в разделе «Зарядка», большинство отказов батареи происходит из-за неправильной зарядки. Использование интеллектуальных зарядных устройств и систем безопасности, предотвращающих подключение к аккумулятору неутвержденных зарядных устройств, может не продлить срок службы аккумулятора, но, по крайней мере, они могут предотвратить его сокращение.

  • Периоды отдыха во время зарядки и разрядки
  • Обеспечение регулярных периодов отдыха во время работы батареи позволяет химическим превращениям в батарее идти в ногу с потреблением тока.

    Посмотрите, как это реализовано в программно конфигурируемой батарее без прерывания подачи питания.

  • Управление батареями
  • Управление батареями - это, по сути, метод поддержания ячеек в желаемых рабочих пределах как во время зарядки, так и во время разряда, либо путем управления нагрузкой на батарею, либо путем изоляции батареи от нагрузки, если нагрузкой нельзя управлять. См. Управление батареями

  • Управление температурой
  • Крайние температуры убивают батарею. Как нагрев, так и охлаждение могут потребоваться, чтобы поддерживать аккумулятор в рекомендуемых рабочих пределах. Эффективное управление температурой - ключ к длительному сроку службы батареи. См. Раздел «Контроль температуры

    ».
  • Балансировка ячеек
  • Как отмечалось выше, в многоэлементных батареях проблемы могут возникать из-за взаимодействия между элементами, вызванного небольшими различиями в характеристиках отдельных ячеек, составляющих батарею.Балансировка ячеек предназначена для выравнивания заряда каждой ячейки в батарее и предотвращения перегрузки отдельных ячеек, что продлевает срок службы батареи. См. Раздел "Балансировка ячеек"

    .
  • Резервирование
  • Срок службы батареи, хотя и не срок службы элементов, можно увеличить, добавив в батарею дополнительные резервные элементы для автоматической замены любых вышедших из строя элементов. Компромисс - это более крупные, более сложные и немного более дорогие системы.См. Повышение надежности за счет резервирования

  • Распределение нагрузки

  • Для импульсных приложений пиковая нагрузка на батарею может быть уменьшена путем размещения конденсатора большой емкости параллельно с батареей. Энергия для больших мгновенных нагрузок поступает от конденсатора, эффективно снижая рабочий цикл и нагрузку на аккумулятор. Конденсатор заряжается в периоды покоя.Для этой техники заявлено о шестидесятипроцентном увеличении срока службы.

    Еще одно преимущество такой схемы состоит в том, что, поскольку батарея обеспечивает меньший мгновенный пиковый ток нагрузки, падение напряжения на батарее будет ниже. Для импульсов большой мощности это падение напряжения может быть очень значительным.

    См. Конденсаторы и Суперконденсаторы.

  • Реконструкция / восстановление
  • Как отмечалось выше, некоторые элементы, потерявшие емкость, можно восстановить, повторив процесс формирования, тем самым продлив их срок службы. См. Раздел Реформация / восстановление

    .
  • Управление спросом

    «Эффективный» срок службы батареи в конкретном приложении также может быть увеличен за счет управления нагрузкой, которую приложение возлагает на батарею. На самом деле это не улучшает характеристики батареи, а снижает нагрузку на батарею. См. Управление спросом

  • Не оставляйте аккумулятор полностью заряженным без необходимости
  • Чем выше напряжение элемента, тем выше химическая нагрузка на батарею, и чем дольше батарея остается под высоким напряжением, тем больше износ.

  • Не допускайте падения напряжения элемента ниже 2 В
  • При напряжении ячейки ниже 2 вольт медный анодный токоприемник растворяется в электролите. См. Отказ литиевой батареи

Преждевременная смерть (убийство)

Наиболее вероятная причина преждевременного выхода батареи из строя - это неправильное обращение с батареей в условиях, для которых она никогда не была предназначена.

Помимо очевидного физического насилия, следующие примеры также следует рассматривать как насилие, будь то умышленное, непреднамеренное или в результате плохого технического обслуживания.

  • Потребление большего тока, чем предназначено для батареи, или короткого замыкания батареи.
  • Использование батарей меньшего размера для приложения.
  • Конструкции цепей или систем, которые подвергают батарею повторяющимся эффектам "удара плетью".Этот эффект представляет собой временное сильное падение напряжения, которое возникает, когда на батарею внезапно оказывается большая нагрузка, и вызвано неспособностью скорости химического воздействия в батарее удовлетворить мгновенную потребность в токе.
  • Эксплуатация или хранение аккумулятора при слишком высоких или слишком низких температурах окружающей среды.
  • Использование зарядных устройств, предназначенных для зарядки аккумуляторов с различным химическим составом элементов.
  • Перезаряд - либо слишком высокое напряжение, либо слишком длительный период.
  • Чрезмерная разрядка - полная разрядка аккумулятора.
  • В водных батареях - позволяет уровню электролита упасть ниже рекомендуемого минимума.
  • В водных аккумуляторах - доливка водопроводной воды вместо дистиллированной (или несоответствующего электролита).
  • Воздействие на аккумулятор чрезмерной вибрации или ударов.

Разработчики аккумуляторов стараются по возможности исключить возможность злоупотреблений, но в конечном итоге срок службы аккумулятора находится в руках пользователя.

См. Также:

Почему выходят из строя батареи

Отказ литиевой батареи

Надежность батареи и способы ее повышения

Безопасность батареи

Методы защиты аккумулятора

.