Сейчас почти вся аккумуляторная техника базируется на литиевых батареях. Например, ваш смартфон, планшет, смарт часы, аккумуляторный инструмент и так далее. Однако большинство людей совсем ничего не знают об этом типе аккумуляторов, хотя при его использовании существуют некоторые тонкости и важные особенности. При неправильной эксплуатации этих батарей, они могут быстро потерять емкость или даже взорваться. Поэтому настоятельно вам рекомендуем узнать больше про литиевые аккумуляторы в нашей статье.
Форма и размеры
Литиевые элементы могут быть в форме параллелепипеда или цилиндра.
В телефоны и планшеты устанавливают тонкие батареи, похожие на пластину. В шуруповерты и ноутбуки ставят элементы с круглым сечением. Самый популярный такой формат – 18650. Диаметр этой батареи – 18 миллиметров, а длина — 65. Бывают и другие вариации, например: 26650, 21700. От размера элемента зависит соответственно и его емкость.
Типы литиевых аккумуляторов
Сейчас существует несколько разных типов литиевых аккумуляторов, основные – это литий-ионные и литий-полимерные. Литий-ионные аккумуляторы делятся еще на несколько категорий: кобальтовые, марганцевые, железо-фосфатные… Они немного отличаются по своим главным характеристикам: по энергоемкости, цене, сроку службы… В рамках этой статьи мы не будем подробно углубляться в структуру каждого из них. Все они предназначены для своих конкретных целей. Однако немного расскажем о самых общеупотребительных:
- Кобальтовые имеют довольно большую емкость на единицу веса, но не способны отдавать или принимать большой ток.
- Марганцевые напротив – имеют преимущество по токоотдаче, но уступают в емкости.
В полимерных аккумуляторах вместо электролита находится особый полимерный материал. Это некая улучшенная версия литий-ионных элементов. Некой их особенностью является то, что их нужно «раскачать» после покупки – полностью зарядить и полностью разрядить 3-5 раз. Тогда специальный состав, призванный продлить срок хранения аккумулятора, растворится, и вы будете использовать элемент с максимальной эффективностью.
Устройство батареи
1 ячейка аккумулятора работает в диапазоне напряжений от 4.2В. до приблизительно 3 Вольт. При разрядке, напряжение на ячейке соответственно падает. Очень часто такие ячейки соединяют последовательно или параллельно, чтобы увеличить выдаваемое сборкой напряжение, или ее емкость и максимальный ток.
Количество последовательно соединенных ячеек (при таком типе соединения напряжение складывается) обозначается английской буквой S. 1Sаккумулятор имеет максимальное напряжение 4.2 вольта. 2S – 8.4 вольта. И так далее.
Некоторые батареи оснащены специальной платой защиты. Все съёмные аккумуляторы для сотовых телефонов имеют ее. Принцип работы схемы заключается в том, что она отключает элемент при слишком высоком или слишком низком напряжении, а также при коротком замыкании или превышении максимальной нагрузки или температуры. Так как плата занимает некоторое место, то формат 18650 с защитой имеет размер 18700.
Особенности эксплуатации литиевых АКБ
Напряжение. Почти все литиевые аккумуляторы имеют максимальное напряжение при полной зарядке – 4.2 вольта. Превышать это значение нельзя, иначе аккумулятор начнет нагреваться и может даже вздуться и взорваться, что очень опасно. Поэтому во время зарядки не следует оставлять аккумулятор без присмотра. Минимальное напряжение, до которого можно безопасно разряжать такой аккумулятор принято считать 2.5 вольта. Однако лучше не использовать батарею при напряжении ниже 3-3.1 в.
Современные контроллеры автоматически заряжают каждую ячейку до нужного напряжения по специальному алгоритму. Сначала постоянным током, затем постоянным напряжением, чтобы максимально безопасно ее полностью зарядить.
Ток. Каждая батарея имеет свою безопасную токоотдачу. Она указывается английской буквой C. Максимальный ток рассчитывается как емкость, умноженная на значение C.Например батарея в 2А/ч с токоотдачей10Cможет отдать ток в 20А.
Температуры. Литиевые аккумуляторы довольно чувствительны к температуре. При низких значениях их напряжение и заряд уменьшается, а при повышенных соответственно увеличивается. Поэтому не рекомендуется полностью заряжать аккумулятор на морозе, а потом приносить его в тепло. Напряжение может превысить 4.2 вольта, что приведет к негативным последствиям.
Циклы. Каждая батарея имеет свой заявленный ресурс, он выражается в циклах заряд-разряд. Стоит обратить внимание, что если аккумулятор не заряжать до конца и не разряжать до конца, то его ресурс (количество циклов) увеличивается. Однако тогда мы теряем в полезной емкости. Данную особенность можно использовать, чтобы продлить срок службы элемента.
Полезные советы
- Старайтесь регулярно полностью разряжать и заряжать аккумулятор, но не чаще чем раз в 2-3 месяца, это продлит его срок службы.
- Не стоит всегда полностью заряжать и разряжать батарею. Это благоприятно скажется и на ресурсе и не будет проблем, если элемент попадет в более теплую среду.
- Хранить аккумулятор следует примерно при 40-50% заряда в прохладном месте.
- При перегреве ресурс батареи уменьшается.
- Не бойтесь частично заряжать элемент. Раньше был стереотип, что батарею нужно обязательно полностью заряжать и полностью разряжать из-за особого эффекта «памяти». Однако это относилось к старым типам аккумуляторов, и сейчас не нужно следовать этому правилу.
Вот и все, надеюсь теперь вы узнали больше про батареи, с которыми вы сталкиваетесь каждый день, а наши советы помогут продлить их срок службы.
