2

Li-Ion аккумуляторы - правда и мифы.

Читая "советы по эксплуатации" аккумуляторов на форумах невольно задумываешься - то ли люди физику с химией в школе прогуливали, то ли думают что правила эксплуатации свинцовых и ионных аккумуляторов одинаковые.
Начнем пожалуй с принципов работы Li-Ion аккумулятора. На пальцах все предельно просто - есть отрицательный электрод (сделаный обычно из меди), есть положительный (из алюминий), между ними находится пористое вещество (сепаратор), пропитанный электролитом (он предотвращает "самовольный" переход ионов лития между электродами):
f64880f4c0e3a2f718a6f321e9238cc1.jpg
Принцип работы основан на возможности ионов лития встраиваться в кристаллическую решетку различных материалов - обычно графита или оксида кремния - с образованием химических связей: соответственно при зарядке ионы встраиваются в кристаллическую решетку, тем самым накапливая заряд на одном электроде, при разрядке соответственно переходят обратно к другому элетроду, отдавая нужный нам электрон (кому интересно более точное объяснение происходящих процессов - гуглим интеркаляцию). В качестве электролита используются водосодержащие растворы, не содержащие свободного протона и устойчивые в широком диапазоне напряжений. Как видно в современных аккумуляторах все сделано достаточно безопасно - металлического лития нет, взрываться нечему, по сепаратору бегают только ионы.
Теперь, когда с принципом работы все стало более-менее понятно, перейдем к самым распростаренным мифам о Li-Ion аккумуляторах:
  1. Миф первый. Li-Ion аккумулятор в устройстве нельзя разряжать до нуля процентов.
    На деле все звучит правильно и согласуется с физикой - при разрядке до ~2.5 В Li-Ion аккумулятор начинает очень быстро деградировать, и даже одна такая разрядка может существенно (до 10%!) уменьшить его емкость. К тому же при разряде до такого напряжение штатным зарядником зарядить его уже не получится - при падении напряжения ячейки аккумулятора ниже ~3 В "умный" контроллер отключит ее как поврежденную, а если такие ячейки все - аккумулятор можно нести на помойку.
    Но тут есть одно очень важное но, о котором все забывают: в телефонах, планшетах и других мобильных устройствах рабочий диапазон напряжений на аккумуляторе это 3.5-4.2 В. При опускании напряжения ниже 3.5 В индикатор показывает ноль процентов заряда и аппарат выключается, но до "критических" 2.5 В еще очень далеко. Это подтверждается тем что если подсоединить к такому "разряженному" аккумулятору светодиод то он может гореть еще долгое время (может кто-то помнит что раньше продавались телефоны с фонариками, которые включались кнопкой независимо от системы. Так вот там лампочка продолжала гореть и после разрядки и выключения телефона). То есть как видно при штатном использовании разрядки до 2.5 В не происходит, а значит разряжать акум до нуля процентов вполне можно.

  2. Миф второй. При повреждении Li-Ion аккумуляторы взрываются.
    Все мы помним "взрывной" Samsung Galaxy Note 7. Однако это скорее исключение из правил - да, литий очень активный металл, и взорвать его в воздухе нетрудно ( а в воде он и сам очень ярко горит). Однако в современных аккумуляторах используется не литий, а его ионы, которые куда менее активны. Так что чтобы произошел взрыв нужно сильно постараться - или повредить заряжающийся аккумулятор физически (устроить короткое замыкание), или заряжать очень высоким напряжением (тогда он сам повредится, однако скорее всего контроллер банально сгорит сам и не даст заряжать аккумулятор). Поэтому если у вас вдруг в руках оказался поврежденный или дымящийся аккумулятор - не стоит бросать его на стол и убегать из комнаты с криками "мы все умрем" - просто положите его в металлическую тару и вынесите на балкон (чтобы не дышать химией) - аккумулятор будет тлеть какое-то время и потом потухнет. Главное - не заливать водой, ионы конечно менее активные чем литий, но все же какое-то количество водорода при реакции с водой так же выделится (а он любит взрываться).

  3. Миф третий. При достижении на Li-Ion аккумуляторе 300(500/700/1000/100500) циклов он становится небезопасен и его нужно срочно менять.
    Миф, к счастью все меньше и меньше гуляющий по форумам и не имеющий под собой вообще никакого физического или химического объяснения. Да, во время эксплуатации электроды окисляются и коррозируют, что уменьшает емкость аккумулятора, но ничем кроме меньшего времени автономной работы и нестабильного поведения на 10-20% заряда это вам не грозит.


  4. Миф четвертый. С Li-Ion аккумуляторами нельзя работать на морозе.
    Это скорее рекомендация, чем запрет. Многие производители запрещают использовать телефоны при отрицательное температуре, да и многие сталкивались с быстрым разрядом и вообще отключением телефонов на холоде. Объяснение этому очень простое: электролит - это водосодержащий гель, а что происходит с водой при отрицательных температурах все знают (да, она замерзает если что), тем самым выводя некоторую область аккумулятора из работы. Это приводит к падениею напряжения, а контроллер начинает считать это разрядкой. Аккумулятору это не полезно, но и не смертельно (после нагрева емкость вернется), так что если вам позарез нужно пользоваться телефоном в мороз (именно пользоваться - достать из теплого кармана, посмотреть время и спрятать назад не считается) то лучше зарядите его на 100% и включите любой процесс, нагружающий процессор - так охлаждение будет происходить медленнее.

  5. Миф пятый. Вздувшийся Li-Ion аккумулятор опасен, его нужно срочно выкинуть.
    Это не совсем миф, скорее предосторожность - вздувшийся аккумулятор может банально лопнуть. С химической точки зрения все просто: при процессе интеркаляции происходит разложение электродов и электролита,  в результате чего выделяется газ(так же он может выделяться и при перезарядке, но об этом чуть ниже). Но его выделяется крайне мало, и чтобы аккумулятор казался вздутым должно пройти несколько тсотен (если не тысяч) циклов перезарядки (если конечно он не бракованный). Проблем избавиться от газа нет - достаточно проткнуть клапан (в некоторых аккумуляторах он сам открывается при избыточном давлении) и стравить его (дышать им не рекомендую), после чего можно замазать дырку эпоксидной смолой. Конечно былую емкость это аккумулятору не вернет, но хотя бы теперь он точно не лопнет.

  6. Миф шестой. Li-Ion аккумуляторам вреден перезаряд.
    А вот это уже не миф, а суровая реальность - при перезарядке велик шанс что аккумулятор вздуется, лопнет и загорится - поверьте, мало удовольствия быть забрызганным кипящим электролитом. Поэтому во всех аккумуляторах стоят контроллеры, банально не дающие зарядить аккумулятор выше определенного напряжения. Но тут надо быть крайне осторожным в выборе аккумулятора - контроллеры китайских поделок зачастую могут сбоить, а фейерверк из телефона в 3 часа ночи думаю вас не обрадует. Разумеется, такая же проблема есть и в брендовых аккумуляторах, но во-первых там такое случается гораздо реже, а во-вторых вам по гарантии поменяют весь телефон. Обычно этот миф порождает следующий:

  7. Миф седьмой. При достижении 100% нужно снимать телефон с зарядки.
    Из шестого мифа это кажется разумным, но на деле нет смысла вставать посреди ночи и снимать устройство с зарядки: во-первых сбои контроллера крайне редки, а во-вторых даже при достижении 100% на индикаторе аккумулятор еще некоторое время дозаряжается до самого-самого максимума низкими токами, что добавляет еще 1-3% емкости. Так что на деле не стоит так сильно перестраховываться.

  8. Миф восемь. Заряжать устройство можно только оригинальным зарядником.
    Миф имеет место быть по причине некачественности китайских зарядников - при нормальном напряжении в 5 +- 5% вольт они могут выдавать и 6, и 7 - контроллер, конечно, какое-то время будет сглаживать такое напряжение, однако в будущем оно в лучшем случае приведет к сгоранию контроллера, в худшем - к взрыву и (или) выходу из строя материнской платы. Бывает и обратное - под нагрузкой китайский зарядник выдает 3-4 вольта: это приведет к тому что аккумулятор не сможет зарядиться полностью.
Как видно из целой кучи заблуждений далеко не все имеют под собой научное объяснение, и еще меньше реально ухудшают характеристики аккумуляторов. Но это не значит что после прочтения моей статьи нужно бежать сломя голову и покупать дешевые китайские аккумуляторы за пару баксов - все-же для долговечности лучше взять или оригинальные, или качественные копии оригинальных.
10

Подписаться на
«Всякая компьютерная всячина»

Кол-во подписчиков: 3459

Комментарии

kardigan
+3549
Ну молодец автор,мне статья понравилась, подчерпнул для себя кое, что новое. Благодарю!
8 декабря 2016 в 15:56
#
kardigan
+3549
Знаете, почему коментариев мало? Спорить не о чем и умничать не приходится.
8 декабря 2016 в 16:08
#
Tormaz
+506
Познавательная статья. Я узнал что есть Li-Ion аккумуляторы
8 декабря 2016 в 18:22
#
+99
Да,спасибо большое
9 декабря 2016 в 07:08
#
+90
Вообще-то первый — это не миф. Аккумуляторы действительно нельзя разряжать в ноль. Ну а то что контроллер не даёт этого делать — это заслуга контроллера. Создаётся впечатление что для автора аккумулятор и смартфон с аккумулятором — одно и то-же. Вообще-то их применение (аккумуляторов) смартфонами не ограничено.
9 декабря 2016 в 09:17
#
Егор Морозов
+1764
Абсолютно все li-ion аккмуляторы имеют контроллер заряда, так что первое да, с физической точки зрения — не миф, но с пользовательской — миф, ибо в этом случае "советчики" под разрядом до нуля имеют ввиду 0%, а не 0 вольт, что как я объяснил не одно и тоже.
Подавляющее большинство производимых li-ion акумов идет в пользовательскую технику(телефоны/планшеты/ноутбуки), да и пишу я для обычных пользователей, поэтому в данном случае акум=устройство с акумом.
9 декабря 2016 в 10:15
#
+90
Класс !
Т.е. Ваш читатель (обычный пользователь) по-вашему не в состоянии отличить аккумулятор от устройства с аккумулятором, но при этом легко владеет такими понятиями как катод и анод и уж отличить их друг от друга ему не составит никакого труда. ))

Вы уж если пишите околонаучную статью, которая в целом очень даже неплохая, то придерживайтесь терминологии во всем, а если пишите для домохозяек, то смысл грузить терминологией вообще ?
9 декабря 2016 в 11:06
#
Егор Морозов
+1764
У меня складывается впечатление что вам хочется банально по придираться. В контексте моей статьи акум от устройства не отделим(ибо так и есть — li-ion акумы разрабатывались специально для мобильных устройств), и я очень надеюсь что читатели iguides все же окончили хотя бы среднюю школу ну или умеют гуглить. Спорить дальше не вижу смысла — к теме статьи это не имеет никакого отношения. Если вам есть что добавить к статье(возможно я пропустил какой-то миф) — я буду рад его добавить, нет — не тратье свое и мое время.
9 декабря 2016 в 12:02
#
John Manyak
0
Уверен? хм.. вот держу в руках аккумулятор типоразмера 18650... надпись гласит, что он Li-io и что он без защиты!!!... возможно технологи на заводе не знали, что они АБСОЛЮТНО все с защитой идут? ( а еще у меня есть 14500 "АА", и 16650 и тоже без защиты... фантастика мля). Статья хороша, но словами "абсолютно все" бросатся не надо.
7 апреля 2017 в 11:17
#
Егор Морозов
+1764
А вот как ты аккумулятор к устройству подключишь? Правильно, сначала припаяешь плату контроллера, и уже потом плату контроллера тем или иным способом соединишь с материнкой девайса. Вот тебе и защита.
7 апреля 2017 в 11:33
#
0
Аккумулятор и контроллер два разных компонента. Вы писали об аккумуляторах, вам пояснили что ни какой на них защиты нет. Точка
25 ноября 2021 в 13:48
#
+39
Автор теоретик!

Никогда, ни при каких условиях не протыкайте вздутые литий содержащие аккумуляторы.
Произойдет приличный хлопок и по всему помещению разлетятся горящие ошметки.
9 декабря 2016 в 22:20
#
Егор Морозов
+1764
h ttp :// youtu. be/ FUVkx0xaMzk — ибо iguides не любит краткие ссылки.
9 декабря 2016 в 23:24
#
+39
Вот именно что практик. Результат протыкается аккума от нокии: прожженные диван и дыра в тюле диаметром 20 см.
Взрыв был как от прилично петарды.
10 декабря 2016 в 13:03
#
Егор Морозов
+1764
В старых нокиях могли быть акумы с литием, а не ионами лития. Или вообще полимерные. Их протыкать нельзя. Я же говорю про современные li-ion акумы.
10 декабря 2016 в 14:56
#
0
Почему же самокаты горят с семьями в квартирах от перепадов напряжения вызывающих цепную реакцию и даже контроллер не спасает. И то что это происходит неоспоримый факт, жизнями людей доказанный
25 ноября 2021 в 13:51
#
+39
Не спорю. Но эти аккумуляторы до сих пор продаются, и пользователи относительно старых телефонов должны знать, что эксперименты могут плохо закончиться.
10 декабря 2016 в 15:54
#
0
Обязательно посмотри самое полезное видео о выборе ноутбука, 32 секунды всего —
17 февраля 2017 в 02:44
#
0
Обязательно посмотри самое полезное видео о выборе ноутбука, 32 секунды всего —
youtube.com/watch?v=nMrKr0eSTvw
17 февраля 2017 в 02:45
#
0
Раньше производители делали литий ионные аккумуляторы на совесть, у меня дома есть старая видеокамера Сони, ей лет 10 и около 5 лет ей никто не пользовался, вставляю батарею в камеру, заряжаю до 100% и ву-аля камера работает как новая.

Теперь же производителю не выгодно делать аккумуляторы такого хорошего качества, в состав добавляют специальную химию, которая при определённых условиях медленно разрушает электроды батареи, таких аккумуляторов хватает на 2 года максимум, потом в ремонт, почему в ремонт, всё просто, сейчас почти не осталось гаджетов в которых можно заменить батарею самостоятельно. Там разбирают ноут, смартфон или т.п., и заказывают новый акумик у производителя, так как другой не подойдёт, короче лохотрон полнейший.

Если хотите продлить срок службы батареи хоть на сколько, нужно её правильно эксплуатировать, как, читайте тут https://powercoup.by/k...nyiy-akkumulyator.html в конце есть интересное видео. Этот способ проверен мной лично и действительно работает.

P/S Админы не удаляйте ссылку на ресурс он не мой, взял его с сети, так как там лучше всего описано как продлить срок службы батареи.
31 мая 2017 в 13:19
#
Рубль Рублёвый
0
Подскажите. А что если начать использовать новый гаджет, но произведен который 3 года назад. За 3 года ни разу не использовался. Аккумулятор как себя будет ввести?
23 апреля 2019 в 00:34
#