Jak przedłużyć żywotność baterii, stosując prawidłowe metody ładowania?

Baterie litowo-jonowe są uważane za znacznie lepsze niż inne baterie o składzie chemicznym, ale takie same jak inne baterie. Nie mogą uciec od faktu, że nie mogą spędzać całych dni, aby zasilać intensywnie używane gadżety lub urządzenia. Baterie te będą w pewnym momencie wymagały ponownego naładowania, co może być bardzo frustrujące dla użytkowników. Co więcej, jeśli brakuje ładowarki lub jest ona uszkodzona? W tym miejscu podpowiemy Ci, jak ładować akumulator litowo-jonowy bez ładowarki.

Więc nie każmy Ci czekać dłużej! Sprawdź listę alternatywnych sposobów ładowania akumulatora litowo-jonowego.

Alternatywy do ładowania akumulatorów litowo-jonowych bez ładowarki

1. Korzystanie z urządzeń elektronicznych z portami USB

2. Ładowanie akumulatora litowo-jonowego za pomocą ładowarki zaciskowej

3. Korzystanie z różnych urządzeń ładujących wykorzystujących różne źródła energii

Jest to urządzenie ograniczające napięcie, które ma podobieństwo do układu kwasowo-ołowiowego. Różnice w porównaniu z akumulatorem litowo-jonowym polegają na wyższym napięciu na ogniwo, węższych tolerancjach napięcia i braku ładowania podtrzymującego lub płynnego przy pełnym naładowaniu. Chociaż kwas ołowiowy zapewnia pewną elastyczność w zakresie odcięcia napięcia, producenci ogniw litowo-jonowych bardzo rygorystycznie podchodzą do prawidłowego ustawienia, ponieważ akumulatory litowo-jonowe nie tolerują przeładowania. Tak zwana cudowna ładowarka, która obiecuje przedłużyć żywotność baterii i zyskać dodatkową pojemność dzięki impulsom i innym sztuczkom, nie istnieje. Li-ion jest „czystym” systemem i pobiera tylko tyle, ile jest w stanie wchłonąć.

Zalecana szybkość ładowania ogniwa energetycznego wynosi od 0,5°C do 1°C; całkowity czas ładowania wynosi około 2–3 godzin. Producenci tych ogniw zalecają ładowanie w temperaturze 0,8°C lub niższej, aby przedłużyć żywotność baterii; jednakże większość ogniw zasilających może wytrzymać wyższy współczynnik ładowania C przy niewielkim obciążeniu. Wydajność ładowania wynosi około 99 procent, a ogniwo pozostaje chłodne podczas ładowania.

W przypadku niektórych akumulatorów litowo-jonowych po osiągnięciu pełnego naładowania temperatura może wzrosnąć o około 5°C (9°F). Może to być spowodowane obwodem zabezpieczającym i/lub podwyższoną rezystancją wewnętrzną. Przestań używać akumulatora lub ładowarki, jeśli temperatura wzrośnie o więcej niż 10°C (18°F) przy umiarkowanej prędkości ładowania.

Pełne ładowanie następuje, gdy akumulator osiągnie próg napięcia, a prąd spadnie do 3 procent prądu znamionowego. Akumulator uznaje się również za w pełni naładowany, jeśli prąd spada i nie może już spaść. Przyczyną tego stanu może być zwiększone samorozładowanie.

Zwiększenie prądu ładowania nie przyspiesza znacząco stanu pełnego naładowania. Chociaż akumulator szybciej osiąga napięcie szczytowe, ładowanie nasycające będzie trwało odpowiednio dłużej. Przy wyższym prądzie etap 1 jest krótszy, ale nasycenie podczas etapu 2 będzie trwało dłużej. Ładowanie wysokim prądem szybko jednak napełni akumulator do około 70 procent.

Li-ion nie musi być w pełni naładowany, jak ma to miejsce w przypadku kwasu ołowiowego, ani nie jest to pożądane. W rzeczywistości lepiej nie ładować do pełna, ponieważ wysokie napięcie obciąża akumulator. Wybór niższego progu napięcia lub całkowite wyeliminowanie ładowania nasycającego wydłuża żywotność baterii, ale skraca czas pracy. Ładowarki do produktów konsumenckich mają maksymalną pojemność i nie można ich regulować; wydłużony okres użytkowania jest postrzegany jako mniej ważny.

Niektóre tańsze ładowarki konsumenckie mogą wykorzystywać uproszczoną metodę „ładuj i działaj”, która ładuje akumulator litowo-jonowy w ciągu jednej godziny lub krócej, bez przechodzenia do etapu 2 ładowania nasycającego. Komunikat „Gotowy” pojawia się, gdy akumulator osiągnie próg napięcia na etapie 1. Stan naładowania (SoC) w tym momencie wynosi około 85 procent, co może być wystarczające dla wielu użytkowników.

Niektóre ładowarki przemysłowe celowo ustawiają niższy próg napięcia ładowania, aby wydłużyć żywotność akumulatora. Tabela 2 ilustruje szacowane pojemności przy ładowaniu do różnych progów napięcia, z ładunkiem nasycającym i bez niego.

Kiedy akumulator jest ładowany po raz pierwszy, napięcie szybko wzrasta. To zachowanie można porównać do podnoszenia ciężaru za pomocą gumki, co powoduje opóźnienie. Pojemność zostanie ostatecznie nadrobiona, gdy akumulator będzie prawie całkowicie naładowany (Rysunek 3). Ta charakterystyka ładowania jest typowa dla wszystkich akumulatorów. Im wyższy prąd ładowania, tym większy będzie efekt gumki. Niskie temperatury lub ładowanie ogniwa o dużej rezystancji wewnętrznej wzmacniają ten efekt.

Oszacowanie SoC poprzez odczyt napięcia ładującego się akumulatora jest niepraktyczne; Lepszym wskaźnikiem jest pomiar napięcia obwodu otwartego (OCV) po kilkugodzinnym odpoczynku akumulatora. Podobnie jak w przypadku wszystkich akumulatorów, temperatura wpływa na OCV, podobnie jak aktywny materiał litowo-jonowy. SoC smartfonów, laptopów i innych urządzeń szacuje się poprzez zliczanie kulombów.

Li-ion nie może absorbować przeładowań. Po całkowitym naładowaniu prąd ładowania musi zostać odcięty. Ciągłe ładowanie podtrzymujące mogłoby spowodować osadzanie się metalicznego litu i zagrozić bezpieczeństwu. Aby zminimalizować stres, akumulator litowo-jonowy powinien być możliwie najkrótszy w momencie maksymalnego odcięcia.

Po zakończeniu ładowania napięcie akumulatora zaczyna spadać. Zmniejsza to naprężenia napięciowe. Z biegiem czasu napięcie w obwodzie otwartym ustabilizuje się w zakresie od 3,70 V do 3,90 V/ogniwo. Należy pamiętać, że akumulator litowo-jonowy, który został całkowicie nasycony, będzie utrzymywał podwyższone napięcie dłużej niż akumulator, który nie został naładowany w stanie nasycenia.

Kiedy akumulatory litowo-jonowe muszą pozostać w ładowarce, aby były gotowe do pracy, niektóre ładowarki stosują krótkie ładowanie uzupełniające, aby zrekompensować niewielkie samorozładowanie, jakie zużywa akumulator i jego obwód ochronny. Ładowarka może się włączyć, gdy napięcie w obwodzie otwartym spadnie do 4,05 V/ogniwo i wyłączyć się ponownie przy 4,20 V/ogniwo. Ładowarki przystosowane do gotowości do pracy lub trybu czuwania często pozwalają na spadek napięcia akumulatora do 4,00 V/ogniwo i ładowanie do zaledwie 4,05 V/ogniwo zamiast pełnych 4,20 V/ogniwo. Zmniejsza to naprężenia związane z napięciem i wydłuża żywotność baterii.

Niektóre urządzenia przenośne znajdują się w ładowarce w pozycji ON. Prąd pobierany przez urządzenie nazywany jest obciążeniem pasożytniczym i może zakłócać cykl ładowania. Producenci akumulatorów odradzają obciążenia pasożytnicze podczas ładowania, ponieważ powodują one minicykle. Nie zawsze da się tego uniknąć i takim przypadkiem jest laptop podłączony do sieci prądu przemiennego. Bateria może zostać naładowana do 4,20 V/ogniwo, a następnie rozładowana przez urządzenie. Poziom naprężenia akumulatora jest wysoki, ponieważ cykle występują przy progu wysokiego napięcia, często także w podwyższonych temperaturach.

Urządzenie przenośne powinno być wyłączone podczas ładowania. Dzięki temu akumulator może bez przeszkód osiągać ustawiony próg napięcia i punkt nasycenia prądem. Obciążenie pasożytnicze dezorientuje ładowarkę, obniżając napięcie akumulatora i zapobiegając dostatecznie niskiemu spadkowi prądu w stopniu nasycenia poprzez pobór prądu upływowego. Bateria może być w pełni naładowana, ale panujące warunki spowodują dalsze ładowanie, powodując stres.

Proste wytyczne dotyczące ładowania Baterie litowe

• Wyłącz urządzenie lub odłącz obciążone obciążenie, aby umożliwić swobodny spadek prądu podczas nasycenia. Obciążenie pasożytnicze dezorientuje ładowarkę.
• Ładuj w umiarkowanej temperaturze. Nie ładować w temperaturze zamarzania.
• Akumulator litowo-jonowy nie musi być w pełni naładowany; częściowe ładowanie jest lepsze.
• Nie wszystkie ładowarki stosują pełne ładowanie uzupełniające i akumulator może nie być w pełni naładowany, gdy pojawi się sygnał „gotowy”; 100-procentowe naładowanie na wskaźniku poziomu paliwa może być kłamstwem.
• Przestań używać ładowarki i/lub akumulatora, jeśli akumulator nadmiernie się nagrzeje.
• Przed przechowywaniem naładuj nieco pustą baterię (idealnie jest 40–50 procent SoC).