Как продлить срок службы аккумулятора

Аккумуляторная батарея – это автономный источник питания, который накапливает энергию при зарядке от электросети и отдает ее на работу электрооборудования. Работает АКБ в циклическом режиме заряд-разряд. Поэтому и ресурс ее работы измеряется не годами эксплуатации, а количеством рабочих циклов до того момента, когда исходная номинальная емкость уменьшится на 20%.

Например, у Li-ion аккумуляторов срок службы составляет около 1000 циклов, а у LiFePO4 – более 2000. Постепенно в структуре аккумуляторов происходят необратимые процессы, из-за которых снижается номинальная емкость, и уменьшается расстояние пробега на 1 заряде. Когда емкость АКБ снижается до значения, при котором использование батареи становится некомфортным, она подлежит замене.

Как продлить срок службы АКБ?

Но жизнь батареи можно продлить, соблюдая правила ее эксплуатации, зарядки и хранения. При покупке АКБ отдельно или в составе оборудования желательно сразу же ознакомиться с инструкцией производителя и следовать его рекомендациям. Каждый производитель приводит точные рекомендации по зарядке, использованию, оптимальному температурному режиму и условиям хранения конкретной батареи. Но есть и общие правила, соблюдение которых позволяет продлить срок службы и повысить эффективность использования АКБ.

Как разряжать?

Чтобы не допустить преждевременного износа литий-ионной батареи, необходимо беречь ее от глубоких разрядов. Не стоит ждать, когда АКБ разрядится « в ноль» и отключится. Лучше ставить ее на зарядку при остаточном уровне заряда не менее 10–20%. Эффекта памяти литиевые батареи не имеют, поэтому заряжать их можно при любом уровне остаточного заряда.

Помните, что Li-ion аккумуляторы не любят глубокого разряда, а после длительного хранения в разряженном состоянии деградируют: теряют емкость и могут даже полностью утратить работоспособность. После каждой разрядки «в ноль» аккумуляторы теряют несколько процентов своей номинальной емкости, поэтому частые глубокие разряды приводят к критическому снижению емкости.

Как заряжать?

Заряжать Li-ion батареи нужно совместимыми с ними зарядными устройствами, работающими по алгоритму CC/CV. На 1 стадии зарядки ток неизменен, а напряжение растет до установленного максимума – 4,2 В на ячейку (для элементов типа LiFePO4 – до 3,65 В). После этого наступает 2 стадия, при которой напряжение не меняется, а зарядный ток – уменьшается до минимума. Так набираются конечные 5–10% заряда. При использовании такого алгоритма обеспечивается полный заряд элементов питания без риска их перезарядки.

Заряжать литиевые АКБ нужно при температуре +1 – +40 °С, зарядными токами от 1С до 5С. Для защиты от перезаряда, перегрева и других опасных состояний батареи обязательно комплектуются БМС платами. Дополнительную защиту обеспечивает датчик в зарядном устройстве. Накрывать АКБ или зарядное устройство при зарядке нельзя. После пребывания на морозе батарею нужно выдержать несколько часов при комнатной температуре и только после этого ставить на зарядку. Заряжать АКБ желательно до полного восстановления емкости, но если такой возможности нет, допустимы и неполные заряды.

Выбор зарядного устройства

Аккумуляторные батареи комплектуются штатными зарядными устройствами, которые оптимально подходят для восполнения их заряда. Но при необходимости можно купить ЗУ отдельно от батареи. Главное – выбрать устройство, предназначенное для конкретного типа батареи, соответствующее ей по напряжению и зарядному току.

Например, ЗУ для Li-ion батарей ограничивают максимальное напряжение заряда на уровне 4,2 В на ячейку, а ЗУ для LiFePO4 батарей – на максимуме 3,65 В на ячейку. Есть в продаже и универсальные зарядники, которые настраиваются на разные условия работы. Использование неподходящего ЗУ приводит к снижению емкости, сокращению ресурса АКБ или ее полному выходу из строя.

Температурный режим

В вопросе, как продлить срок службы литий-ионных аккумуляторов, немалую роль играет и температура. Литиевые АКБ чувствительны к низким температурам, что проявляется временным снижением их емкости (запаса отдаваемой энергии):

• при 0 °С – емкость уменьшается на 6–7%;
• при -25 °С – на 15–20%;
• при -40 °С – на 35–40%.

В целом Li-ion аккумуляторы работают при температуре от -20 до +50 °С, некоторые виды – от -40 °С. Но низкие и высокие температуры негативно отражаются на характеристиках элементов питания, в т. ч. уменьшают срок их службы. Поэтому лучше всего использовать литиевые АКБ при температуре около +20 °С (±10 °С), хранить – при температуре от 0 до +10 °С, а заряжать – от +5 до +20 °С. Следование этим советам поможет надолго сохранить батарею работоспособной и не допустить ее преждевременного старения.

Сезонное хранение

Если в холодное время года Li-ion батарея не используется, ей нужно обеспечить комфортное хранение:

• в сухом прохладном месте;
• при температуре от 0 до +10 °С;
• с частичным зарядом – на 45–60%;
• с периодической проверкой уровня заряда и его поддержанием на уровне 45–60%.

Если батарея хранится более 3 месяцев, желательно сделать ей контрольный разряд до 10–20% с последующей зарядкой до 45–60%. Этот простой способ поможет продлить жизнь АКБ и сохранить ее емкость на высоком уровне.

В предыдущей статье блога VoltBikes рассказывается о возможности использования мотор-колеса в качестве генератора для домашней ветроэнергетики.