Эффект памяти аккумулятора: Эффект памяти аккумулятора — Ответы на вопросы

Эффект памяти аккумулятора — Ответы на вопросы

Друзья меня пугают каким-то «эффектом памяти» аккумулятора.
Говорят, что из-за него аккумулятор долго не проживет.
Что это такое?

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».

Причиной появления «эффекта» памяти является укрупнение кристаллических образований активного вещества аккумулятора и, как следствие, уменьшение площади активной поверхности его рабочего вещества.
Это происходит, когда не полностью разряженный аккумулятор периодически подзаряжается до неполной зарядки.

Через какое-то время такого использования зарядить аккумулятор до определенного уровня становится очень сложно.
Это значит, что со временем аккумулятор будет способен работать все меньшее количество времени между зарядками.

В большинстве случаев причинами возникновения проблемы «эффекта памяти» являются перегрузка батареи и плохо разработанные зарядные устройства.

Оказывается не все типы аккумуляторов подвержены «эффекту памяти».
Поэтому, рекомендуется вынуть аккумулятор из устройства и почитать, что на нем написано.

1. Типы аккумуляторов, подверженные «эффекту памяти»:

NiCd — никель-кадмиевый,
NiMH — никель-металл-гидридный.

2. Типы аккумуляторов, не подверженные «эффекту памяти»:

Li-ion — литий-ионный,
Li-pol — литий-полимерный.

Итак, «эффект памяти» свойственен только аккумуляторам на основе никеля, причем сильнее всего он проявляется в никель-кадмиевых аккумуляторах.

Если у вас аккумулятор первой группы, то избежать «эффекта памяти» можно, если соблюдать режим использования аккумулятора: доводить аккумулятор до почти полной разрядки и только после этого его заряжать вновь.
Желательно также не превышать рекомендованные заводом-изготовителем режимы заряда и разряда.

Для предупреждения «эффекта памяти» при отсутствии специальных зарядных устройств можно порекомендовать заряд после как можно более полного разряда аккумулятора в устройстве.

Действие «эффекта памяти», в определённой мере, обратимо:
«тренировка» аккумулятора, то есть несколько циклов заряда до максимально возможной ёмкости и последующего полного разряда может приводить к восстановлению максимальной ёмкости до исходного или близкого к нему уровня.

Очень хорошие результаты показывает метод заряда аккумуляторов переменным асимметричным током.
Некоторые современные зарядные устройства имеют функцию «доразряда» аккумуляторов перед зарядкой.

При её активизации аккумулятор перед зарядкой подключается к нагрузке и рассеивает на ней остаток заряда.
Блок зарядки включается только после того, как будет зафиксировано резкое падение тока через нагрузку, свидетельствующее о полном разряде.

Если у вас аккумулятор второй группы, т.е. литиевый, а они в настоящее время установлены в большинстве устройств, то про «эффект памяти» можно просто забыть.

Литиевые аккумуляторы сконструированы так, что внутри него установлен контроллер, который контролирует ток заряда, следит за состоянием батареи, перенапряжения, переразрядки, коротких замыканий, переполюсовки входного напряжения и т.д.

К сожалению это, не спасает от «дурака».

Поэтому существуют следующие правила:

— нужно стараться не доводить аккумулятор до минимального заряда и, тем более, до состояния, когда устройство само выключится, а если так случилось, то нужно зарядить аккумулятор как можно скорее.

— не нужно бояться частых подзарядок, в том числе и частичных, когда полный заряд не достигается — аккумулятору это не вредит.

— перезаряд вредит литиевым аккумуляторам не меньше, а даже больше, чем глубокий разряд, хотя контроллер, конечно, ограничивает максимальный уровень заряда.

— «тренировка» нового литиевого аккумулятора практически не имеет смысла.
Для калибровки контроллера и собственного успокоения достаточно один-два раза полностью зарядить-разрядить новый аккумулятор.

— старайтесь избегать пользования устройства на сильном морозе.
Конечно, если достать устройство из тёплого внутреннего кармана куртки и сделать пару заметок или звонков, а потом положить его обратно, проблем не будет.

— практика показывает, что литиевые аккумуляторы снижают свою ёмкость при уменьшении атмосферного давления (в высокогорье, в самолете).
Вреда батареям это не приносит, но знать об этом следует.

— бывает, что после приобретения аккумулятора повышенной ёмкости (скажем, 2200 mAh вместо штатных 1100 mAh) устройство через пару дней пользования новым аккумулятором начинает странно себя вести: виснет, отключается, зарядка аккумулятора, вроде, происходит, но как-то странно, и т.п.
Не исключено, что ваше зарядное устройство, которое с успехом работает на «родном» аккумуляторе, просто не в состоянии обеспечить достаточный ток зарядки аккумулятора большой ёмкости.
Выход — приобретение зарядного устройства с большим отдаваемым током, например, 2 ампера вместо прежнего 1 ампера.

— литиевые аккумуляторы повреждаются при заряде в «чужих» зарядных устройствах, а также при хранении в глубоко разряженном состоянии.

Однако и литиевые аккумуляторы имеют свои недостатки: возможное вздутие, зависимость от температуры среды во время использования, а также т.н. «эффект старения».
«Эффект старения» выражается в том, что срок использования аккумулятора примерно 3 года, независимо от того используется он или нет.
Поэтому нет смысла экономить аккумулятор или покупать запасной.

В заключении о правильной зарядке аккумуляторов:

Для аккумуляторов на основе никеля (Ni-Cd, Ni-MH) однозначно действует правило — вначале полностью разрядить аккумулятор, потом полностью зарядить и повторить эту процедуру еще 2 раза.
Подобную процедуру, полный заряд-разряд аккумуляторов, достаточно проводить один раз в 30-60 дней.

Цикл заряда литиевого аккумулятора состоит из двух этапов— вначале аккумулятор заряжается большим током почти до полного заряда, а потом производится финальная зарядка малым током.
На первом этапе индикатор уровня заряда аккумулятора телефона показывает, что идет процесс зарядки аккумулятора.

Ход второго этапа индикатором уровня заряда аккумулятора, в подавляющем большинстве телефонов не отображается, так как считается, что он не столь важен.
Достигнув полного заряда аккумулятора, встроенный в мобильник контроллер выключит поступление тока, несмотря на подключенное зарядное устройство.

Длительность каждого из этапов зависит от емкости конкретного аккумулятора, величины тока зарядного устройства.
Средняя длительность каждого из этапов составляет 2-3 часа, а полный цикл зарядки — 4-6 часов.

Если мобильник не реагирует на подключенное зарядное устройство, а такое бывает при глубоко разряженном аккумуляторе, оставьте мобильное устройство с подключенным в электросеть зарядным устройством на несколько часов.
Скорее всего, через 2-3 часа на экране появится символы зарядки и девайс можно будет включить.

Последние исследования швейцарского Института Пола Шеррера и Toyota Research в Японии показали, что широко используемый тип литий-ионных аккумуляторов всё-таки подвержен негативному «эффекту памяти».

С тех пор как литий-ионные аккумуляторы в девяностых годах начали вытеснять никель-кадмиевые, о существовании «эффекта памяти» стали забывать.

Долгое время считалось, что в аккумуляторах нового типа он полностью отсутствует.
Однако проведённая недавно работа убедительно показала его наличие как минимум в самом распространённом виде АКБ — с катодом из литий-феррофосфата.

В настоящее время просматриваются два пути решения проблемы: внесение изменений в алгоритмы работы системы управления батареями и разработка катодов с увеличенной площадью поверхности.

Эффект памяти аккумулятора

Статья обновлена: 2019-11-28

В ходе эксплуатации никель-кадмиевых аккумуляторов была выявлена особенность, получившая название «эффект памяти». В дальнейшем эта особенность была выявлена и при использовании элементов питания других типов химии. Ее суть заключается в обратимой потери емкости, происходящей при определенных режимах перезарядки, в т. ч. при подзарядке частично разряженных элементов.

Аккумулятор будто запоминает, что в прошлый раз его емкость использовали не полностью, и в последующие разы отдает меньше энергии, т.е. его первоначальная емкость уменьшается. Это явление усиливается при систематической подзарядке аккумуляторов из частично заряженного состояния, особенно на 50% или более. У литий-ионных аккумуляторов эффект памяти есть, но не выражен, что выгодно отличает их от никель-кадмиевых и никель-металлгидридных элементов.

Физическое объяснение явления

С физической точки зрения эффект памяти появляется так: при систематической подзарядке аккумулятора из частично заряженного состояния кристаллы активного вещества в его структуре становятся крупнее. В результате суммарная площадь активной рабочей поверхности аккума сокращается. Снижается и его способность запасать и отдавать энергию. Предельно доступный ток элемента уменьшается, внутреннее сопротивление растет, а емкость – падает.

Если крупные кристаллы сильно засорят пространство между электродами, интенсивный саморазряд сделает аккумулятор неработоспособным. С другой стороны, острые кристаллы могут повредить сепараторную перегородку, и аккумулятор станет непригодным для использования. Избежать таких последствий помогает четкое соблюдение правил эксплуатации аккумуляторов, в т. ч. придерживаться рекомендованных производителем токов заряда и разряда.

Профилактика эффекта памяти

На ранних стадиях это явление обратимо, а у Li-ion аккумуляторов эффект памяти практически не проявляется. Поэтому литиевые элементы питания можно и нужно заряжать, не дожидаясь падения уровня заряда до минимума. При использовании батарей с выраженным эффектом памяти рекомендуется перед каждой подзарядкой разряжать аккумулятор до минимума, рекомендованного производителем. Но при этом нельзя допускать глубокого разряда элементов – ниже допустимого уровня.

Новые аккумуляторы с выраженным эффектом памяти рекомендуется перед началом использования подвергнуть тренировке. Она заключается в разрядке и зарядке элементов питания 2–3 раза подряд. Такая тренировка помогает довести емкость аккумулятора до максимально возможного значения. Чтобы убрать проявления эффекта памяти в процессе эксплуатации аккумулятора, нужно около 10 циклов такой тренировки. В дальнейшем для подзарядки рекомендуется использовать зарядные устройства с функцией доразряда. Они вначале разряжают аккумулятор, а затем заряжают его.

Какие аккумуляторы имеют эффект памяти

Это явление характерно для всех элементов питания, но в разной степени:

1. у никель-кадмиевых – эффект памяти наиболее выражен;
2. у никель-металлгидридных – проявляется в меньшей степени;
3. у серебряно-цинковых – есть, но некритичен;
4. у литий-ионных – ничтожно мал, поэтому Li-ion элементы питания часто называют аккумуляторами без эффекта памяти.

У литий-ионных элементов относительное отклонение в напряжении не превышает нескольких единиц на тысячу. Поэтому снижение первоначальной емкости в ходе их эксплуатации связано не с эффектом памяти, а с процессом естественной деградации. Ее ускоряют такие факторы как глубокий разряд и эксплуатация элементов при высоких температурах.

В производственных масштабах для замедления процесса деградации литиевых батарей используются электролитические добавки, электроды из стабильных кристаллических структур, стабильные электролиты. Ученые работают над созданием более совершенных аккумуляторов, но на сегодняшний день лидерами по всем характеристикам остаются литиевые элементы питания.

Читайте в нашей предыдущей статье о том, как восстановить пальчиковые аккумуляторы.

-0001-11-30

Комментарии: 0

Просмотры: 5341

Комментарии

Что такое эффект памяти батареи?