Некоторые советы по эксплуатации литиевых аккумуляторов

Найти информацию по правильному использованию литий-ионных аккумуляторов, применимую к различным устройствам, подчас бывает непросто. Поэтому данная статья будет полезна всем обладателям девайсов, оснащенных такими батареями.

На сегодняшний день все смартфоны, планшеты, карманные компьютеры и другие гаджеты работают от литий-ионных или литий-полимерных аккумуляторов. И хотя они могут похвастаться прекрасными эксплуатационными качествами, все же для оптимального результата требуют довольно строгого следования правилам использования. Все правила разделены на две большие группы:

• Не зависящие от обладателя гаджета
• Зависящие от пользователя гаджета.

Первая группа правил: основы

Здесь объединены основные особенности заряда и разряда элементов питания. Они контролируются либо контроллером, который расположен непосредственно в элементе питания, либо специальным микроконтроллером самого устройства. Вот основные правила из этой группы:

1. На протяжении всего периода эксплуатации напряжение  батареи должно быть в диапазоне 2,7-4,2 вольта. Эти значения – самые низкие и высокие из возможных (0% и 100%, если перевести в проценты). При этом напряжение 2,7 В применимо лишь для устаревающих элементов с электродами, выполненных из угля (кокса). В применяемых сегодня аккумуляторах электроды графитовые, предельно разрешенное значение для них – 3 вольта.
2. Емкостью элемента называется количество энергии, что отдается при разряде со 100 до 0%. Иногда производители верхнее пороговое значение ограничивают 4,1 В. Это дает позволяет служить дольше, но емкость понижается примерно на 10%. Минимальные значения также устанавливаются на 3,1-3,3 В. Последствия этого аналогичны – емкость снижается.
3. Наиболее оптимальную производительность и срок эксплуатации демонстрирует аккумуляторы с уровнем заряда около 40%. Все цифры как выше, так и ниже этого обеспечивают худшую долговечность. Тем не менее, если уровень находится в допустимых для контроллера пределах (3,0-4,2 вольта), то падение производительности незначительно.

Мы рекомендуем производить зарядку АКБ – когда  остаточный заряд составляет около 20-30%

4. Если по каким-либо факторам заряд повышается или понижается так значительно, что выходит за рекомендуемые рамки, это негативно влияет на долговечность батареи – переразряд и перезаряд являются очень опасными.
5. Контроллеры, установленные в различных девайсах, действуют по-разному. Ни один исправный контроллер не даст зарядить батарейку сверх максимального порога, но с минимальными порогами есть нюансы. В некоторых приборах (шуруповерты, электрические моторы и т.д.) микроконтроллер спокойно допустит падение заряда до 3,0 В и ниже, но в случае со смартфонами, планшетами и другой электроникой такого тока попросту не хватит для функционирования гаджета, потому встроенный контроллер батарейки дополняется еще одним в самом девайсе.

Тонкости процесса зарядки

Для того чтобы зарядить литиевый аккумулятор, понадобится зарядное устройство. Оно должно выдавать ток, равный примерно 30- 50% объема емкости акб,  зарядка большим током, ускоряет процесс заряда, но может отрицательно влиять на сам аккумулятор. К примеру, если аккумуляторная батарея имеет емкость 1000 мА*ч, то зарядка минимально должна выдавать 300 mAh. Зарядное с меньшим током так же будет заряжать батарею, но по времени это будет дольше.

Что касается непосредственно механизма, то их существует несколько. Компания Sony имеет свой собственный стандарт. Он предполагает более длительную процедуру и наличие сложного контроллера, зато при нем батарейка заряжается максимально. На представленном ниже рисунке ток обозначен синим цветом,

красным – напряжение, розовым – текущий уровень заряда в процентах.

В поэтапном представлении это выглядит так:

• сначала аккумулятор заряжается постоянным током до 4,1-4,2 вольта (максимальное значение). Длится это около часа, батарея заряжается на 70%;
• затем зарядный ток медленно понижается, но уровень зарядки удерживается на значении 4,2 В.  Занимает второй этап примерно столько же по времени, как и первый. Это дает зарядиться на 90%;
• третий этап подразумевает постепенное понижение тока до еще более низких значений с поддержанием максимального напряжения. В конце контроллер «отрубает» зарядку, когда заряженность будет 100%.

Зачастую производители упрощают процедуру заряда, обрывая его, как только напряжение достигает 4,2 вольта. Хотя это и быстрее, он может зарядиться всего на 2/3 своей максимальной мощности, а значит – и разрядится на треть раньше. В многих смартфонах можно выбирать в меню: быстрая зарядка или обычная. Если у вас есть достаточно времени, то рекомендуем не включать режим быстрой зарядки.

Вторая группа правил: что доступно пользователю

Хотя срок «жизни» элемента питания зависит от  его технологических особенностей, но кое-что завит и от самого пользователя устройства.  Чтобы максимально продлить его работу, достаточно придерживаться таких правил:

• стараться не допускать разряда акб до минимальных значений и особенно – самостоятельного выключения гаджета. Если же такое произошло, нужно поскорее снова его зарядить;
• вопреки устоявшемуся мнению, частых и коротких подзарядок опасаться не стоит – это никак не вредит батарейке;
• перезаряд для литий-ионного источника питания более опасен, чем глубокий разряд. Контроллер не должен допускать заряжания сверх меры, но есть момент, влияющий на это. Ёмкость батареи, как известно, зависит от температуры окружающей среды. К примеру, если телефон заряжался в условиях помещения, и его заряд составил 100%, то при выходе на улицу и остывании это составит всего 80% заряда. Справедливо и обратное: если после зарядки гаджет греется, его заряд превысит 100%, а это плохо. Такое случается, если устройство эксплуатируется в кредле (подставке): батарейка заряжена на максимум, а от активной работы гаджета его температура поднимается, а значит, заряд продолжает расти. Поэтому в том случае, если вам нужно работать с аппаратом на подставке, прежде отключите его от источника питания и дайте нагреться до рабочей температуры. После этого стоит подключить зарядник. Касается это не только смартфонов – владельцам планшетов, GPS-навигаторов и ноутбуков эту рекомендацию тоже стоит применять;
• если есть необходимость хранить аккумулятор отдельно от техники, лучше это делать, когда он заряжен примерно на 50%. Это позволит сохранить ёмкость на протяжении многих месяцев, и не даст само разрядится ниже допустимого порога.

Дополнительные полезные советы

• Бытует мнение, что для литий-ионных аккумуляторов «эффект памяти» столь же актуален, как и для устаревших никель-кадмиевых – но это заблуждение. Поэтому так называемая «тренировка» или «раскачка» батареи – многократное заряжание и разряжание «в ноль» свеже купленного аккумулятора  – абсолютно бесполезна. Правда, один такой цикл провести не воспрещается – это поможет правильно откалибровать батарейку. Актуально для аккумуляторов для ноутбуков, которые состоят из нескольких ячеек, для батарей, где одна ячейка (для мобильников, смарфтонов, планшетов, mp3 плееров и подобного) – это не приносит никакого результата. Производители рекомендуют перед началом эксплуатации зарядить аккумулятор на 100% а дальше эксплуатировать, согласно общих требований литиевых батарей и ни о каких «тренировках» или «раскачках» речи не идет. 
• Литий-ионные источники питания не любят отрицательные температуры. Поэтому не злоупотребляйте использованием гаджетов на морозе – иначе придется в скором времени искать акб на замену. Конечно, если вы достанете смартфон на пару минут, чтобы отправить смс или сделать фото, ничего страшного не произойдёт, но старайтесь избегать длительной эксплуатации устройства на морозе. В холодную погоду носите свой мобильник или другой гаджет во внутреннем кармане, и не оставляйте в неотапливаемом помещении.
• Как следует из практики, при уменьшении атмосферного давления (например, если вы находитесь высокого в горах или в летящем самолете) емкость батарей также падает. Какого-либо вреда это не приносит, но кратковременно гаджеты станут функционировать меньше.
• Иногда после приобретения усиленного аккумулятора (скажем, 2500 мА*ч вместо штатного в 1200) девайс начинает странно себя вести – наблюдаются сбои, зависания, спонтанные выключения. Причина этого – старое зарядное устройство не способно обеспечить достаточного тока для зарядки новой батарейки. В таком случае, выход очевиден – купить более мощное зарядное устройство.