2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Хранение литиево-ионных батарей электротранспорта зимой

Хранение литиево-ионных батарей электротранспорта зимой

Вот уже наступила зима – а перед ней всегда возникает вопрос: как правильно хранить литиево-ионные батареи в течение длительного срока без эксплуатации. Это важная тема, потому что каждый владелец желает максимально сохранить свойства аккумулятора.

Есть однозначная рекомендация по поводу температуры хранения. Наиболее благоприятная температура – в районе 0°C, но не ниже нуля. В таких прохладных условиях свойства электролита сохраняются максимально долго, поэтому можно завернуть аккумулятор в герметичный пакет и хранить его в холодильнике (но не в морозилке). Но ничего страшного, если у вас нет подходящих условий. Батареи можно хранить и до температуры +20°C. Можно и выше, но это уже менее благоприятно.

А вот по поводу уровня, до которого должна быть заряжена батарея, есть противоречия.

Известный сайт batteryuniversity.com, на который так или иначе ссылаются авторы почти всех статей про хранение литиево-ионных батарей, рекомендует хранить аккумуляторы при уровне заряда 40%. То есть, если говорить об Li-Ion, это примерно 3,5 В на элементе. Сайт утверждает, что таким образом максимально сохраняется восстанавливаемая остаточная ёмкость батареи. Например, при хранении заряженной до 40% батареи при +25°C через год восстанавливаемая ёмкость будет на уровне 96%, а если хранится заряженная на 100% батарея – то восстанавливаемая ёмкость составит 80%.

Откуда они взяли эти цифры, как и какие проводились исследования – сайт умалчивает.

Однако у меня есть большие сомнения насчёт приводимых данных. Дело в том, что я всегда все свои батареи храню заряженными на 100%. Причём по нескольку лет. И хранятся они прекрасно. Я не замечал какой-либо существенной потери ёмкости. Конечно, через какой-то эксплуатационный срок они так или иначе выходят из строя. Но отнюдь не через 5 лет простого хранения.

Поэтому – хоть я и не могу опровергнуть именно цифру 40% (скорее всего, при таком уровне заряда батарея уж точно не испортится) – я всё-таки предпочитаю читать руководства по эксплуатации техники.

Давайте обратимся к рекомендациям производителя. Вот, например, табличка с инструкциями на батарее самоката Airwheel Z3.

В переводе значит: «Полностью зарядите батарею перед хранением и после использования. Это продлит срок службы батареи».

А вот инструкции на аккумуляторе от велосипеда QiCYCLE.

Воспользуемся переводчиком с китайского.

И получим такой перевод.

И здесь то же самое. Производитель рекомендует хранить батарею в сухом прохладном месте и подзаряжать её каждые два месяца в течение двух часов. То есть, речь снова идёт о полном заряде батареи.

Итак, у нас два противоположных мнения: одни источники ратуют за 40%-й уровень заряда, другие – за 100%-й. И конкретных доказательств в пользу той или иной версии нет. Поэтому я не могу назвать единственно правильный вариант. Как уже говорил выше, я для себя решил действовать согласно рекомендации производителя, то есть, полностью заряжать аккумулятор перед хранением. И кстати сказать, в выключенном состоянии у батареи практически отсутствует саморазряд. За месяц убегает всего лишь несколько процентов, так что даже нет особого смысла подзаряжать батарею, достаточно просто изредка контролировать заряд.

Внимание: данная статья и изображения в ней являются объектами авторского права. Частичное или полное воспроизведение на других ресурсах без согласования запрещено.

Литий-ионный аккумулятор на морозе

  1. Чего боятся Li-ion аккумуляторы
  2. Что происходит с Li-ion аккумулятором на морозе
  3. Как решить проблему эксплуатации литиевого аккумулятора на морозе

Литий-ионные (Li-Ion) аккумуляторы стали наиболее распространенными на данный момент. Одной из немногих сфер, где литиевые АКБ не прижились — это транспорт с двигателем внутреннего сгорания, где батарея используется лишь для зажигания и питания основных узлов.

С популяризацией электротранспорта потребность в литиевых аккумуляторных батареях выросла еще сильнее. Под электротранспортом понимаются не только электрокары, но и электровелосипеды, электросамокаты и прочая техника, приводимая в движение при помощи электродвигателя.

Из-за того, что li-ion АКБ используются практически везде, пользователи часто интересуются, чего боятся литий-ионные аккумуляторы. Это полезно знать, особенно если эксплуатируется дорогостоящая сборка из большого количества элементов, которую не хочется менять почти каждый год.

Чего боятся Li-ion аккумуляторы

Каждый тип аккумулятора имеет определенные требования по эксплуатации, которым следует соответствовать для достижения максимально длительного срока службы, близкого к заявленному. Обычно эти требования одинаковы, отличаясь лишь конкретными цифрами. Среди них можно выделить следующие:

  • Ток заряда и разряда. Каждая АКБ имеет максимально допустимый ток заряда и разряда. Для многих литий-ионных аккумуляторов это не очень актуально из-за наличия BMS контроллера, управляющего всеми процессами и защищающего от неправильной эксплуатации;
  • Уровень заряда. Любой аккумулятор можно испортить, разрядив его “в ноль” и оставив в таком состоянии на хранение. АКБ всегда должна быть заряжена. Оптимальный для хранения уровень заряда обычно составляет порядка 60%. На 100% разрядить литиевую АКБ также не получится из-за контроллера BMS, но от саморазряда при хранении ничего не защитит;
  • Температурный режим. Как хранение, так и эксплуатация должны происходить при подходящей для конкретного типа АКБ температуре. В большинстве случаев АКБ эксплуатируется в помещении, либо есть возможность его туда переместить, поэтому литиевые аккумуляторы на морозе эксплуатируются нечасто. Так было раньше до популяризации электротранспорта. Сейчас работа литий-ионных и полимерных АКБ в мороз волнует пользователей куда больше.

Что происходит с Li-ion аккумулятором на морозе

Несмотря на то, что проблема эксплуатации li-ion батарей при отрицательных температурах стала острой относительно недавно, в некоторых сферах она была актуальна уже много лет назад.

Многие, наверное, помнят ситуации, когда смартфон (обычно это касалось уже устаревших поколений iPhone) отключался после длительного нахождения на открытом воздухе в минусовую температуру. Это связано с тем, что литий-ионный аккумулятор на морозе сильно теряет в токоотдаче и уровне заряда.

А теперь представьте, что речь идет не о смартфоне, а, скажем, об электровелосипеде. Да, многие разумно предпочитают подождать до весны, однако любителей зимних велопрогулок быстрая потеря заряда может застать врасплох. С электрокарами ситуация аналогичная. Суть проблемы заключается в том, что многие химические реакции замедляются при низких температурах, а литий-ионный аккумулятор — это как раз химический источник питания. Соответственно, в мороз аккумулятор рискует глубоко разрядиться даже находясь в состоянии простоя. Это стоит учитывать и вовремя заряжать АКБ. Обращаем внимание, что заряжать аккумулятор сразу после мороза не рекомендуется. Он должен естественным образом согреться перед началом процесса.

Если не усмотреть за литий-ионным аккумулятором и допустить саморазряд до критически низких напряжений (ниже 2,5В на элемент), то спустя некоторое время хранения аккумулятор может выйти из строя без возможности восстановления. В рамках, скажем, одного элемента типоразмера 18650 это не кажется проблемой, однако если речь идет о десятках или даже тысячах (в автомобилях Tesla установлено более 7 тысяч ячеек 18650 от Panasonic), потери будут значительными. Поэтому внимательно следите за состоянием аккумулятора и поддерживайте стабильно средне-высокий уровень заряда для его хранения.

Как решить проблему эксплуатации литиевого аккумулятора на морозе

Если избежать эксплуатации литиевой аккумуляторной батареи на морозе не получится, есть пара способов немного облегчить ситуацию.

Очевидным решением является утепление аккумулятора. В роли утеплителя может быть любой теплоизоляционный материал вплоть до пенопласта. Главное, чтобы пространство позволяло. Благодаря изоляции тепло, вырабатываемое аккумуляторами в процессе эксплуатации, будет поддерживать приемлемую температуру. Во время простоя это тепло поможет некоторое время согревать батарею. Таким образом, как минимум процесс эксплуатации и непродолжительный простой будут происходить в более-менее приемлемых условиях.

Второй вариант решения проблемы более радикальный. Он заключается в том, чтобы подобрать другой тип литиевых аккумуляторов, который лучше переносит эксплуатацию при низкой температуре окружающей среды. К таким типам относятся литий-железо-фосфатные аккумуляторы (LiFePO4). Они прекрасно работают даже при температурах -20°C, однако отличаются не самым стандартным напряжением одного элемента. Еще одним крайне перспективным типом литиевых АКБ для электротранспорта являются литий-титанатные аккумуляторы. Они предлагают не только уверенную работу в мороз, но и длительный срок службы (срок службы некоторых моделей может превышать период эксплуатации самого электротранспорта), а также возможность быстрой зарядки. Для литий-титанатной батареи зарядка за 5-10 минут — стандартное явление.

Литий-ионные аккумуляторы: почему они плохо держат заряд на морозе

Не секрет, что батареи не очень хорошо переносят экстремальные температуры – ни жару, ни холод. Но задавались ли вы вопросом: что именно является причиной нестабильного поведения аккумуляторных батарей (поговорим о самой прогрессивной в технологическом смысле массовой продукции – литий-ионных аккумуляторах)? Что приводит к быстрому их разряду, потере емкости и в итоге дискомфортной эксплуатации и невозможности химических процессов?

А ведь проблема насущная и выходит далеко за пределы смартфонов или автомобильной промышленности (гибридных автомобилей и электрокаров с каждым годом становится все больше). Подобные химические элементы, аккумулирующие заряд, используются повсеместно, они есть практически в каждом портативном устройстве – от видеорегистраторов, планшетов и ноутбуков до электровелосипедов и модных сегодня сегвеев и электроскутеров.

Литий-ионные аккумуляторы

«По сравнению с предыдущими типами аккумуляторов литий-ионные заряжаются быстрее, разряжаются дольше, имеют более высокую плотность заряда и меньший вес. Технология перезаряжаемых литий-ионных аккумуляторов самая лучшая из доступных на сегодняшний день», – говорится на сайте apple.com

С одной стороны, звучит очень обнадеживающе.

Велосипед с электромотором питающимся литий-ионными аккумуляторами

Возможно, для компактных гаджетов с небольшим потреблением энергии это действительно так. И литий-ионные элементы питания произвели в этой электронной сфере настоящую революцию.

По сравнению с никель-кадмиевыми и никель-металлгидридными АКБ, технология которых была разработана еще в XIX веке, аккумуляторы на основе лития дают целую массу преимуществ, а именно:

отсутствие «эффекта памяти»;
более высокий уровень емкости, что позволяет использовать аккумуляторную батарею дольше;
меньшее время заряда;
меньший вес;
значительно большую компактность при одинаковой максимальной емкости.

Для электронных гаджетов крайне важные параметры, позволяющие увеличить удобство использования и потребительские качества прибора. Но для более технологически сложных систем, работающих в более разнообразных и сложных условиях (автомобили, мотоциклы, электровелосипеды), ими эксплуатационные качества не ограничиваются.

Электрический мотоцикл Harley-Davidson

АКБ в условиях морозов, повышенной влажности, жары, а также интенсивной эксплуатации деградируют быстрее, меньше держат заряд, что явно говорит о не максимальном соответствии технологии реальным эксплуатационным реалиям.

Ярким примером может стать поведение Li-ion аккумулятора при отрицательных температурах.

Tesla — один из самых продуктивных электрокаров современности

При снижении температуры окружающей среды в электролите снижается интенсивность движения ионов, замедляются химические реакции. При полностью исправном литиевом АКБ по мере охлаждения электролита проявляется снижение заряда до 20%.

Данное явление временное, достаточно нагреть аккумулятор до плюсовой температуры (в отапливаемом гараже, если это автомобиль, или занести девайс в комнату) – и его функционал будет восстановлен.

Однако при охлаждении ниже 40 градусов Цельсия в аккумуляторе произойдут необратимые повреждения.

Как живой организм, современная батарея может обеспечить 100 процентов своей емкости при умеренных температурах, номинальной точкой отсчета которых будет 20 градусов Цельсия.

Но Li-ion АКБ боится не только низких температур, но и высоких. К примеру, если температура окружающей среды, в которой работает батарея, увеличится до 30 градусов Цельсия, эффективность ее работы снижается примерно на 20 процентов. Если устройство постоянно заряжается при температуре 45 градусов °C и более, потеря производительности может вырасти до колоссальных 50 процентов!

Впрочем, за короткий временной промежуток эти цифры не обязательно отразятся на потере максимального диапазона движения, но при постоянных сложных эксплуатационных условиях неминуемо приведут к закономерному финалу.

Терморегуляция Li-ion аккумуляторов

Как известно, любой автомобиль (если рассматривать его с технической точки зрения), съезжающий с заводского конвейера, выпускается не просто так, а с учетом будущих условий эксплуатации. Поэтому некоторые автопроизводители интегрируют системы управления температурой на своих электрокарах. Даже несмотря на то, что эти системы «прожорливы» и поглощают достаточно большое количество собственной энергии:

на непрогретом автомобиле в мороз нагреватель батарей может потреблять до 6 кВт энергии, что эквивалентно по расходу заряда движению на автомобиле со скоростью в 40 км/ч;

но даже эти затраты не являются критическими, ведь они помогают урегулировать температуру батареи для оптимизации их долгосрочной емкости, с одновременным поддержанием краткосрочной производительности.

Диаметрально противоположные действия предпринимают автопроизводители, когда за бортом жара, охлаждая батареи при необходимости с помощью системы кондиционирования во время подзарядки или при интенсивном использовании.

Кстати, совсем недавно выяснилось, что даже такой передовой электрокар, как Tesla Model S, в котором применяются самые технологичные аккумуляторные батареи в мире, по причине перегрева блока АКБ не может использоваться в качестве спортивного снаряда.

Подготовленный к гонкам электромобиль Tesla Electric GT Championship смог сделать лишь полтора круга по трассе Формулы 1 на полной мощности, после чего раз за разом происходил перегрев аккумуляторной батареи и критическое падение мощности.

Как видим, при экстремальных температурах никакие датчики, системы нагрева и охлаждения аккумуляторов не способны справиться с поставленной задачей – защитой батарей и сохранением более-менее номинальных показателей электрокара. Пока не способны справиться.

Отсюда можно сделать вывод, который состоит в том, что практически все компании, предлагающие сегодня автомобили с питанием от батарей, отстают в технологиях сохранения электроэнергии, необходимой для движения. Ведь, даже несмотря на серьезный скачок вперед Li-ion аккумуляторов, технология все еще базируется на разработках практически 200-летней давности, упираясь в работы выдающегося итальянского физика и химика Алессандро Вольта. И речь здесь идет более чем о преемственности!

И вновь повторим, что литий-ионные АКБ на сегодняшний день являются наилучшим вариантом для использования не только во всевозможных портативных электронных гаджетах, но и для электрокаров. Такой тип батарей действительно намного лучше, чем старые свинцово-кислотные или NiMh батареи.

«Магия» химии нам в помощь

Поскольку большинство современных гибридов, так называемых подключаемых плагин-гибридов, и полностью электрических автомобилей перешли на литий-ионные батареи, давайте продолжим их рассмотрение для понимания принципов работы.

Рассматривать принципы других использующихся аккумуляторов мы не будем, поскольку остальные технологии откровенно устаревшие.

Итак, давайте посмотрим, по какому принципу работают современные батареи и почему именно Li-ion

Производители техники выбрали их не случайно, главным образом потому, что аккумуляторы обладают плотностью энергии, превышающей любые другие химические батареи примерно в два с половиной раза. Современные литий-ионные батареи могут вместить порядка 150 Вт⋅ч на килограмм веса. Это означает, что они могут быть компактнее и легче, чем конкурирующие продукты, что является одной из их главных положительных особенностей.

Технически аккумуляторы данного типа содержат в своей основе графитовый анод, литий-кобальтовый оксидный катод, который может быть заменен никелем или марганцем, и жидкий карбонатный электролит с растворенными в них солями лития.

Впервые подобный тип аккумуляторов был изобретен японским ученым-химиком Акира Ёсино в 1991 году. В том же году подобные типы аккумуляторов начала выпускать корпорация Sony.

Краткий принцип работы любого литий-ионного аккумулятора следующий:

Когда батарея отдает электроэнергию, ионы лития (положительно заряженные ионы лития являются переносчиком заряда) перемещаются от графитового анода к катоду в так называемом процессе интеркаляции (обратимого включения молекулы или группы между другими молекулами или группами), который подразумевает движение электронов в одном направлении при использовании внешней цепи.

В процессе зарядки ионы лития с катода диффундируют обратно на графитовый анод.

Принцип работы Li-ion аккумулятора

Это электрохимическая реакция, которая нуждается в постоянном количестве переменных для бесперебойной эффективной работы. В противном случае она может замедлиться, прерваться или может произойти даже электрическое короткое замыкание в одном из элементов батареи.

Кратко суть работы Li-ion АКБ заключается в обеспечении оптимальных условий для перемещения ионов металла внутри системы между разнозаряженными электродами.

При этом отрицательные пластины могут производиться из различных металлов, которые позволяют настроить работу аккумуляторов под те или иные условия или необходимые параметры.

К примеру, использование оксидов кобальта позволяет аккумуляторам работать при значительно более низких температурах, повышает количество циклов разряда/заряда одного аккумулятора. А вот распространение литий-железо-фосфатных аккумуляторов обусловлено их относительно низкой стоимостью, говорится в материале о данном типе батарей на Википедии.

При низких температурах производительность значительно падает из-за замедления химической реакции в электролите. Наиболее заметным этот недуг становится не при работе АКБ (отдаче заряда), а при ее зарядке. В некоторых случаях при очень сильных отрицательных температурах заряд может остановиться практически полностью. Плюс в том случае, если аккумуляторная батарея слишком сильно охладилась, система защиты автомобиля, скорее всего, просто не позволит произвести зарядку, так как это может привести к повреждению элемента.

Технологии будущего, когда они придут, и чем заменять литий-ионные аккумуляторы?

Разработок и теоретических выкладок в этом направлении сегодня существует достаточное количество. Однако вариантов применения прорывных технологий на практике за те же 25 лет по факту не происходило. Улучшения и оттачивание технологии были, но эволюционных, и тем более революционных скачков развития – нет.

Возможно, время настало! Эксперты, изучающие пути развития технологий, уверяют, что вторым локомотивом развития автомобильной электрической автономности за последнее десятилетие после Tesla может стать Porsche. Вернее, по всей видимости, уже стал.

Porsche стал первым автопроизводителем в мире, построившим электромобиль на основе 800-вольтовой архитектуры. Тяговая электросистема имеет номинальное напряжение в 723 В, что для красоты было округлено до 800 вольт. Суть при этом не меняется: значительно более высокое напряжение, по существу, означает возможность использования более тонкой проводки, что приводит к сокращению времени зарядки, уменьшению веса и уменьшению занимаемого пространства внутри автомобиля компонентов и в конечном счете к более продуктивной работе.

Впрочем, сам источник энергии остается из прошлого века и в полу Porsche Taycan – литий-ионный.

Так чем его планируют заменить?

К числу наиболее перспективных в ближайшие десятилетия технологий все еще относят аккумуляторы, содержащие ионные жидкости, которые, по существу, являются обычными солями, растворенными при низких и умеренных температурах. Их популярность обусловлена наименее вредоносной для природы утилизацией.

Также, в отличие от других электролитов, они негорючие и обладают термической стабильностью при гораздо более высоких температурах. Поэтому в последующие 10-15 лет нового ждать вряд ли придется.

Более отдаленные исследования альтернатив АКБ рассматривают конструкцию «Li-air», которая использует атмосферный кислород в качестве окислителя, что сможет сделать ее намного легче современных литий-ионных батарей. Кроме того, удельная мощность такого варианта АКБ сравнима с энергией, выделяемой бензином в ДВС, что делает их идеальными для будущих электрокаров.

Еще более высокую удельную отдачу энергии прочат литий-серные батареи. Вероятно, они станут лучшим выбором для действительно революционных электробатарей будущего. Правда, их разработка все еще находится на ранней стадии, и сколько потребуется на ее реализацию, никто точно не знает. 10-20 или даже 30 лет?

Вот и получается, что везде стоит технология 30-летней давности, которая достаточно скоро устареет настолько, что ее использование окажется нерентабельным, а замены ей нет. Так что дело здесь не только в неустойчивости к морозам или боязни Li-ion аккумуляторов жары. Дело – в возможностях создания технологий будущего, с которыми в мире есть значительные проблемы.

Понравилась статья? Подпишитесь на канал, чтобы быть в курсе самых интересных материалов

Как ведут себя Li-Ion аккумуляторные батареи на морозе

Однако, журналисты ProfiDom.com.ua выяснили, что это – распространенное заблуждение и тесты, о которых пойдет речь ниже, покажут, что происходит на самом деле.

Аккумуляторный блок электроинструмента представляет собой набор элементов определенного форм-фактора, соединенных между собой. Они заключены в пластиковый корпус и управляются электроникой.

Ниже, ProfiDom.com.ua рассказывает о результатах тестов аккумуляторных ячеек при температуре ниже нуля

Чтобы провести эксперимент взяты 7 литиевых элементов 18650 от четырех производителей:

  • Samsung — 30Q, 25R;
  • Sony — VTC5;
  • LG — HE2, HE4, HG2;
  • Sanyo — NSX

Такие ячейки, чаще всего, можно встретить в беспроводной технике: электроинструменте, электро-самокатах и электрокарах, переносных зарядных устройствах и даже некоторые электронные сигареты работают от этих элементов.

Все 7 образцов выдерживают ток с разрядом 20 Ампер. Итак, все эти ячейки подверглись тестированию в морозильной камере, температура в которой составляла -24 ⁰С, разряд током в 10 Ампер.

Результаты тестов

Сработали все без исключения элементы, но их результаты отличались.

На этом графике показана величина разряда батарей при комнатной температуре и при -24 ⁰С. Видно, что поведение ячеек довольно сильно отличается друг от друга.

Выдели часть графика увидим, что у батарейки 30Q значение напряжения критически опустилось, зато напряжение у элемента HG2 в пределах стандартных значений.

После изучения процесса разряда литиевых ячеек при -24 ⁰С, видно, что наблюдается просадка 30Q до минимума, который вообще допустим. Вывод можно сделать такой, что промерзший аккумуляторный инструмент на ячейках 30Q, с большой вероятностью, не станет работать на сильном холоде.

К примеру, так разряжается ячейка 30Q в -24 градуса ⁰С

Изменение напряжения в ячейках на холоде

Итак, целые сутки элементы держали в морозильнике при температуре -24 ⁰С. Чтобы сделать необходимые замеры напряжения, ячейки не доставали из морозильной камеры.

Напомним, что тестировались элементы с номинальным напряжением 3.6 В. Рабочее напряжение находится в диапазоне 2,5 — 4,2 В, если это электронные устройства 2,7— 4,2 В. Для фонарей и других неприхотливых устройств диапазон немного отличается 2,5 — 4,35В.

Что же показали измерения:

  • 30Q — 2,68 В; 25R — 2,78 В;
  • VTC5 — 2,6 В;
  • HE2 — 2,89 В; HE4 — 2,82 В; HG2 — 3,16 В;
  • NSX — 2,67 В

Результаты показали, что значения напряжения всех тестируемых элементов больше значения разряда. У ячейки HG2 значение не сильно отличается от номинала. У элементов 25R, LG HE2 и LG HE4 показатели меньше номинальных, но даже таких значений достаточно, чтобы запустить большинство потребителей.

А вот, цифры у 30Q, NSX, VTC5 практически на нижней границе диапазона. В такой ситуации, есть вероятность, что инструмент не запустится, а индикатор зарядки продемонстрирует полный заряд.

Мороз и время работы литиевых аккумуляторов

Этот график отражает разницу по времени работы элемента HG2 при отрицательной и комнатной температуре. Видно, что она минимальна.

Литиевые аккумуляторы на морозе

так вот применяю аккумы 18650 2400ма ультра и трастфаер, все не снимается с автомобиля, иногда простаивает без включения по 5-7 дней, температура уличная, московская.

диод КУ5 питается напрямую, света хватает часа на 4, потом подает еще часа 2-3 до срабатывания защиты аккумулятора.

при температуре -15 (на улице) 2 часа
при температуре (не знаю какая, на глубине 5-35 м под землей в бункере 9

этажей, но думаю около -5-7 т.к. лед есть и вентиляция отличная) — 4 часа

Никаких вопросов ни к фонарю ни к акумам.

Морозил Fenix P3D с аккумуляторами в холодильнике (в морозилке).
10, 30, 40, 60 минут — работает в турбо нормально.
90 минут — загорелся и погас. Минута в руке — загорелся, работает.
Длительность работы (снижение ёмкости аккумулятора не проверял).

батареи постоянно находятся на улице

ночью вроде и 24 уже было.

Замечал точно такие же особенности.

На Фонарёвке была большая тема «про это», мнения там неоднозначные. Никто похоже серьёзных тестов не проводил.
Поделюсь своими наблюдениями.

Так как я пишу обзоры по фонарям, то постоянно проверяю их в морозилке.

Последнее время я использую для этого два аккума ИглТак 3400 защищённые, внутри — банки Панасоник 3400 и плата защиты, разработанная СуперФонариком.
Морожу до -26 и -18, в зависимости от места нахождения.
Эти ИглТаки уже замораживались раз 20, а то и больше.
По ощущениям потеряли процентов 30 ёмкости. Замер сделать не могу, так как iMAX падла поддельный с DX прислали и он не хочет разряжать почему-то

На морозе при эксплуатации ВСЕ брендовые аккумуляторы (Soshine, EagleTac, Panasonic, Keeppower, незащищённые и защищённые Sanyo и Samsung ведут себя примерно одинаково: при сильном «минусе» (-15 и ниже) теряют примерно треть ёмкости.
После отогревания часа через три восстанавливаются.

А всякие говнофаэры — тут непредсказуемо, зависит от кол-ва песка внутри

Если бы падла iMAX нормально разряжал, я бы не пожалел пары-тройки брендовых для долгосрочного эксперимента.

Есть у меня хорошие знакомые в «Доступном Литие», я сейчас им отпишусь и спрошу, может они с их аппаратурой возьмутся за заморозку-размрорзку.
Там любят эксперименты

А по теме что можете сказать, друзья? Делитесь вашим опытом!

По теме — литий-ионные аккумы вполне сносно работают до -20. Которые на японских банках. Ниже -20 или китайцы — по-разному.
LiFePO4 — так вообще мороз по барабану.

А вот заряжать их, действительно, надо в тепле. Иначе деградируют очень быстро.
Но и фонарь не каждый в -40 заведется, от реальной элементной базы зависит.

Надо спросить у наших Официалов, кто захочет предоставить фонари на такие тесты.
Но что-то мне подсказывает, что будет, как всегда.

Да ладно, всего не охватишь в фонарном деле

А вот встроенные в фонари микросхемы обычно имеют диапазон 0 +65.
Поэтому в минусе могут быть незапуски по этой причине.

Если хотите продлить жизнь батареи не разряжайте его до нуля. Например 500 циклов разрядки-зарядки (100%-0%) в документации пишут уменьшает емкость до 80% от изначальной. А если оставлять в акуме 20% емкости, то 500 циклов не меняют емкость батареи.

И вообще очень важен порог до которого электроника позволяет сажать батарею. Производители указывают порог не ниже 3 вольт. Только драйверы в защищенных батареях настроены на более низкий порог. У меня доходило до 2.25. Соответственно задача по отслеживанию порога возлагается не на защиту батареи, а на элетронику фонаря. Обычно на это просто плюют. Тем более в случае разряда ниже 3 вольт, требуется особый режим зарядки. До напряжения 3В батарея заряжается малым током в 0.1 от емкости, те в 7 раз ниже стандартного. Много ваших зарядников такое умеет?

Для увеличения срока службы батареи ее надо заряжать не до 4.2 вольт (на этом напряжении получается максимальная емкость батареи). А до 4.1 вольта. Тут получается максимальный срок жизни батареи.

Производители пишут стандатрный ток зарядки 0.7 от емкости батареи. При нем полная зарядка занимает 2 ЧАСА. Если зарядное устройство заряжает быстрее, то оно уменьшает время жизни батареи в разы. Медленнее пофигу быстрее не желательно(ли-ион).

Влияние мороза на Li-Ion аккумуляторы

Большинство аккумуляторов группы Li-Ion на морозе теряют емкость. Внутри таких устройств находится электролит. Его температура влияет на подвижность ионов, быстроту протекания химических реакций и в целом на эффективность работы АКБ. Источники питания различных типов отличаются друг от друга составом электролита и поэтому по-разному реагируют на отрицательные температуры.

Низкие температурные значения не ухудшают параметры аккумуляторов, а только временно снижают токоотдачу и повышают скорость саморазряда. Но длительное пребывание на холоде нежелательно для Li-Ion батарей, поскольку ускоренный саморазряд может привести к полной разрядке АКБ.

Если же литий-ионную батарею 3 месяца или дольше хранить с напряжением меньше 2,5 В, произойдет необратимая потеря ее емкости – устройство станет незаряжаемым.

Какие литиевые батареи меньше боятся холодов?

Наиболее ощутимо влияние мороза на Li-Ion аккумуляторы таких видов как LiCoO2, LiMn2O4, LiNiMnCoO2 (сокращенно NMC). Более устойчивы к потере емкости в холодное время некоторые разновидности литий-железо-фосфатных аккумуляторов LiFePO4. К тому же, они имеют:

  • хорошие электрохимические характеристики;
  • низкое сопротивление;
  • долгий срок службы;
  • термическую стабильность;
  • терпимость к полному заряду;
  • возможность длительного хранения при высоком напряжении;
  • высокие показатели безопасности, даже при полном заряде.

Самая стойкая к снижению емкости на морозе литиевая батарея Li4Ti5O12 (литий -титанат). Она безопасна в эксплуатации, быстро заряжается, имеет большой эксплуатационный ресурс и широкий диапазон рабочих температур. Но такие источники питания редко используются для оснащения электротранспорта из-за высокой стоимости и малой удельной энергоемкости.

Как защитить литиевый аккумулятор на морозе?

Для защиты аккумулятора от низких температур обычно используется утепление – АКБ прикрывается подходящим теплоизоляционным материалом. Эта защитная мера помогает сохранить емкость и продлить ресурс источника питания. Некоторые энтузиасты даже делают на зимний сезон подогрев литий-ионных батарей.

Если вы планируете использовать свой электротранспорт зимой, учтите следующие рекомендации:

  1. Боятся ли литиевые аккумуляторы мороза – зависит от типа батареи и значения температуры. Источники питания на основе LiMn нежелательно использовать при значениях ниже -20 °С, а батареи LiFePO4 – ниже -30 °С. При этом стоит помнить, что при холоде и встречном воздушном потоке, возникающем при движении электротранспорта, температура АКБ будет еще на 3–5 °С ниже, чем окружающего воздуха. Поэтому без утепления батареи допустимая температура ее эксплуатации снижается до -15 °С для LiMn и до -25 °С для LiFePO4 аккумуляторов.
  2. Нельзя заряжать Li-Ion аккумуляторы на улице, в гараже и других помещениях с отрицательной температурой воздуха.
  3. После поездки на электротранспорте в холодную погоду нужно на протяжении 2–3 часов выдержать аккумулятор в теплом помещении, чтобы он прогрелся до плюсовой температуры, и только после этого заряжать его.
  4. При поездке на электротранспорте в зимнюю пору следует помнить, что дальность пробега при холоде и наличии снежного покрова обычно в 1,5-2 раза меньше, чем в теплое время года. Это объясняется снижением емкости литий-ионного аккумулятора в мороз и наличием дополнительного сопротивления при езде по снегу.

Подробнее о разновидностях литий-ионных аккумуляторов читайте в нашем предыдущем материале.

Литиевые аккумуляторы на морозе

Вот уже наступила зима – а перед ней всегда возникает вопрос: как правильно хранить литиево-ионные батареи в течение длительного срока без эксплуатации. Это важная тема, потому что каждый владелец желает максимально сохранить свойства аккумулятора.

Есть однозначная рекомендация по поводу температуры хранения. Наиболее благоприятная температура – в районе 0°C, но не ниже нуля. В таких прохладных условиях свойства электролита сохраняются максимально долго, поэтому можно завернуть аккумулятор в герметичный пакет и хранить его в холодильнике (но не в морозилке). Но ничего страшного, если у вас нет подходящих условий. Батареи можно хранить и до температуры +20°C. Можно и выше, но это уже менее благоприятно.

А вот по поводу уровня, до которого должна быть заряжена батарея, есть противоречия.

Известный сайт batteryuniversity.com, на который так или иначе ссылаются авторы почти всех статей про хранение литиево-ионных батарей, рекомендует хранить аккумуляторы при уровне заряда 40%. То есть, если говорить об Li-Ion, это примерно 3,5 В на элементе. Сайт утверждает, что таким образом максимально сохраняется восстанавливаемая остаточная ёмкость батареи. Например, при хранении заряженной до 40% батареи при +25°C через год восстанавливаемая ёмкость будет на уровне 96%, а если хранится заряженная на 100% батарея – то восстанавливаемая ёмкость составит 80%.

Откуда они взяли эти цифры, как и какие проводились исследования – сайт умалчивает.

Однако у меня есть большие сомнения насчёт приводимых данных. Дело в том, что я всегда все свои батареи храню заряженными на 100%. Причём по нескольку лет. И хранятся они прекрасно. Я не замечал какой-либо существенной потери ёмкости. Конечно, через какой-то эксплуатационный срок они так или иначе выходят из строя. Но отнюдь не через 5 лет простого хранения.

Поэтому – хоть я и не могу опровергнуть именно цифру 40% (скорее всего, при таком уровне заряда батарея уж точно не испортится) – я всё-таки предпочитаю читать руководства по эксплуатации техники.

Давайте обратимся к рекомендациям производителя. Вот, например, табличка с инструкциями на батарее самоката Airwheel Z3.

В переводе значит: «Полностью зарядите батарею перед хранением и после использования. Это продлит срок службы батареи».

А вот инструкции на аккумуляторе от велосипеда QiCYCLE.

Воспользуемся переводчиком с китайского.

И получим такой перевод.

И здесь то же самое. Производитель рекомендует хранить батарею в сухом прохладном месте и подзаряжать её каждые два месяца в течение двух часов. То есть, речь снова идёт о полном заряде батареи.

Итак, у нас два противоположных мнения: одни источники ратуют за 40%-й уровень заряда, другие – за 100%-й. И конкретных доказательств в пользу той или иной версии нет. Поэтому я не могу назвать единственно правильный вариант. Как уже говорил выше, я для себя решил действовать согласно рекомендации производителя, то есть, полностью заряжать аккумулятор перед хранением. И кстати сказать, в выключенном состоянии у батареи практически отсутствует саморазряд. За месяц убегает всего лишь несколько процентов, так что даже нет особого смысла подзаряжать батарею, достаточно просто изредка контролировать заряд.

Внимание: данная статья и изображения в ней являются объектами авторского права. Частичное или полное воспроизведение на других ресурсах без согласования запрещено.

19.11.2018

Пользователи литиевых батарей не понаслышке знают, что на холоде заряд исчерпывается быстрее. Это характерно не только для аккумуляторов смартфонов. Любая литиевая батарея на морозе теряет свою емкость, а насколько – зависит от химического состава используемого электролита. Наиболее подходящими для эксплуатации в холодный период считаются батареи типа LiFePO4 – литий-железо-фосфатные. Литиевые элементы питания другого химического состава также используются зимой, но по сравнению с эксплуатацией в теплый сезон эффективность их работы падает.

Что происходит с Li-ion аккумуляторами на морозе?

Из-за снижения температуры электролита уменьшается скорость движения ионов и интенсивность прохождения химических реакций. На практике это выглядит так: при комнатной температуре аккум имеет заряд 100%, а после попадания на улицу и дальнейшего пребывания на холоде падает до 80% и ниже, не считая расходования энергии на питание устройства. Но потеря емкости литий-ионных аккумуляторов на морозе – временное явление. При последующем прогреве до комнатной температуры характеристики накопителей энергии полностью восстанавливаются.

Необратимое повреждение происходит только при охлаждении ниже допустимого уровня в -40 °С. Во избежание негативных последствий для большинства литий-ионных АКБ рекомендуется не превышать нижнюю температурную границу в -20 °С, для литий-железо-фосфатных – минус 30 °С. В целом литиевые аккумуляторы и мороз вполне совместимы. Главное – помнить, что на холоде АКБ разряжаются быстрее, а долгое хранение при глубоком разряде ведет к неминуемой смерти батареи.

Можно ли хранить Li-Ion аккумуляторы на морозе?

В отличие от эксплуатации, длительное хранение литиевых аккумов на морозе недопустимо. При низких температурах временно снижается токоотдача, и увеличивается скорость саморазряда источников питания. Это некритично, если после использования АКБ снова окажется в помещении с плюсовой температурой и после нагрева будет заряжена.

Но при долгом хранении на холоде быстрый саморазряд может спровоцировать критическую разрядку источника питания. А при хранении Li-Ion аккумуляторов на протяжении 3-х месяцев или более длительного срока с напряжением ниже 2,5 В емкость теряется необратимо – АКБ утрачивает способность к восполнению заряда. Поэтому заморозка литий-ионным аккумуляторам противопоказана. Оптимальная температура для их хранения– от +1 до +25 °С, допустимая – от 0 до +40 °С.

Хранить литиевые АКБ нужно в сухом месте, извлеченными из оборудования, с уровнем заряда порядка 40%. Это поможет не допустить критического снижения напряжения при саморазряде. Если же напряжение упадет ниже значения 2,5 В на элемент, последующее хранение АКБ в течение 3-х месяцев или более длительного срока приведет к невосстанавливаемому падению емкости. Может произойти и коррозия элементов. При хранении аккумуляторов более 7 дней с напряжением до2 В на элемент происходит критическое изменение их химической структуры. Такие элементы питания подлежат утилизации.

Можно ли заряжать литиевые аккумуляторы на холоде?

Зарядка литиевых АКБ на морозе недопустима. Более того – после использования при низкой температуре аккумуляторную батарею нужно выдержать в помещении, чтобы она прогрелась. Прогрев должен быть естественным и постепенным, без использования близко расположенных источников тепла.

Оптимальный температурный диапазон для подзарядки литий-ионных АКБ – от +10 до +25 °С. Если зарядить литиевый аккумулятор на холоде, при последующем нагреве накопитель энергии окажется перезаряженным. А перезаряд, как и критический разряд, губительно сказывается на работоспособности батарей и их ресурсе.

Простые правила для сохранения работоспособности АКБ

Уберечь литий-ионные батареи от преждевременного выхода из строя поможет соблюдение нижеприведенных правил:

  1. Заряжайте АКБ, не дожидаясь ее глубокого разряда, при положительных температурах.
  2. Не заряжайте переохлажденные источники питания. Вначале прогрейте их до комнатной температуры.
  3. Используйте оригинальные зарядные устройства, рекомендованные для данной модели АКБ ее производителем.
  4. Не храните литиевые батареи на морозе и при температуре выше 30 °С.
  5. На длительное хранение отправляйте АКБ с уровнем заряда 35–50%.
  6. Не допускайте продолжительного хранения накопителей энергии в состоянии глубокого разряда, иначе они быстро деградируют.
  7. Избегайте перезаряда источника питания. Он неизбежен, если полностью зарядить АКБ в прохладе, а затем внести в более теплое помещение.

Морозоустойчивость литиевых аккумуляторов разных типов

​К эксплуатации в холода наиболее адаптированы аккумуляторы на основе литий-железо-фосфата и литий-титаната (LiFePO4 и Li4Ti5O12). Но для оснащения персонального электротранспорта модели на основе литий-титаната практически не используются из-за высокой цены и низкой удельной энергоемкости. Другое дело – батареи LiFePO4. Они считаются лучшим вариантом для использования в холодное время года, т.к.:

  1. способны работать в широком температурном диапазоне – от -30 до +55°C;
  2. отличаются малым сопротивлением;
  3. долговечны;
  4. термически стабильны;
  5. терпимы к высокому заряду;
  6. могут храниться при высоком напряжении;
  7. максимально безопасны в применении, даже при 100% заряде.

Более чувствительны к низким температурам Li-Ion аккумуляторы типа LiCoO2 (литий-кобальтовые), LiMn2O4 (литий-марганцевая шпинель), LiNiMnCoO2 (литий-никель-марганец-кобальт-оксидные, сокращенно NMC).

Способы защиты литиевых АКБ от холода

Чтобы уберечь аккумуляторную батарею от воздействия отрицательных температур, не оставляйте ее надолго на морозе – по возможности снимайте АКБ и заносите в помещение. Защитить батарею от переохлаждения во время работы позволяет использование термокейса. Для его изготовления можно использовать изолон, пенопласт и другие термоизоляционные материалы. В процессе работы АКБ нагреется, а термокейс не даст ей быстро остыть во время непродолжительной стоянки.

Выводы

Боятся ли литиевые аккумуляторы мороза – зависит от химического состава используемого накопителя энергии и соблюдения правил его эксплуатации. Наиболее устойчивы к воздействию отрицательных температур батареи типа LiFePO4. Остальные литий-ионные АКБ также допустимо использовать зимой (до -20 °С), но желательно поместить их в термокейс из теплоизоляционных материалов.

Дальность хода на одном заряде у одной и той же батареи зимой будет ниже, чем в теплое время года, поскольку при снижении температуры временно уменьшается и емкость АКБ. Заряжать и хранить литиевые АКБ нужно исключительно при положительных температурах. После использования в холодных условиях аккумулятор нужно внести в помещение и выдержать 2–3 часа при комнатной температуре, а затем зарядить.

Большинство аккумуляторов группы Li-Ion на морозе теряют емкость. Внутри таких устройств находится электролит. Его температура влияет на подвижность ионов, быстроту протекания химических реакций и в целом на эффективность работы АКБ. Источники питания различных типов отличаются друг от друга составом электролита и поэтому по-разному реагируют на отрицательные температуры.

Низкие температурные значения не ухудшают параметры аккумуляторов, а только временно снижают токоотдачу и повышают скорость саморазряда. Но длительное пребывание на холоде нежелательно для Li-Ion батарей, поскольку ускоренный саморазряд может привести к полной разрядке АКБ.

Если же литий-ионную батарею 3 месяца или дольше хранить с напряжением меньше 2,5 В, произойдет необратимая потеря ее емкости – устройство станет незаряжаемым.

Какие литиевые батареи меньше боятся холодов?

Наиболее ощутимо влияние мороза на Li-Ion аккумуляторы таких видов как LiCoO2, LiMn2O4, LiNiMnCoO2 (сокращенно NMC). Более устойчивы к потере емкости в холодное время некоторые разновидности литий-железо-фосфатных аккумуляторов LiFePO4. К тому же, они имеют:

  • хорошие электрохимические характеристики;
  • низкое сопротивление;
  • долгий срок службы;
  • термическую стабильность;
  • терпимость к полному заряду;
  • возможность длительного хранения при высоком напряжении;
  • высокие показатели безопасности, даже при полном заряде.

Самая стойкая к снижению емкости на морозе литиевая батарея Li4Ti5O12 (литий -титанат). Она безопасна в эксплуатации, быстро заряжается, имеет большой эксплуатационный ресурс и широкий диапазон рабочих температур. Но такие источники питания редко используются для оснащения электротранспорта из-за высокой стоимости и малой удельной энергоемкости.

Как защитить литиевый аккумулятор на морозе?

Для защиты аккумулятора от низких температур обычно используется утепление – АКБ прикрывается подходящим теплоизоляционным материалом. Эта защитная мера помогает сохранить емкость и продлить ресурс источника питания. Некоторые энтузиасты даже делают на зимний сезон подогрев литий-ионных батарей.

Если вы планируете использовать свой электротранспорт зимой, учтите следующие рекомендации:

  1. Боятся ли литиевые аккумуляторы мороза – зависит от типа батареи и значения температуры. Источники питания на основе LiMn нежелательно использовать при значениях ниже -20 °С, а батареи LiFePO4 – ниже -30 °С. При этом стоит помнить, что при холоде и встречном воздушном потоке, возникающем при движении электротранспорта, температура АКБ будет еще на 3–5 °С ниже, чем окружающего воздуха. Поэтому без утепления батареи допустимая температура ее эксплуатации снижается до -15 °С для LiMn и до -25 °С для LiFePO4 аккумуляторов.
  2. Нельзя заряжать Li-Ion аккумуляторы на улице, в гараже и других помещениях с отрицательной температурой воздуха.
  3. После поездки на электротранспорте в холодную погоду нужно на протяжении 2–3 часов выдержать аккумулятор в теплом помещении, чтобы он прогрелся до плюсовой температуры, и только после этого заряжать его.
  4. При поездке на электротранспорте в зимнюю пору следует помнить, что дальность пробега при холоде и наличии снежного покрова обычно в 1,5-2 раза меньше, чем в теплое время года. Это объясняется снижением емкости литий-ионного аккумулятора в мороз и наличием дополнительного сопротивления при езде по снегу.

Подробнее о разновидностях литий-ионных аккумуляторов читайте в нашем предыдущем материале.

Литиевый аккумулятор на морозе

Статья обновлена: 2020-08-21

Пользователи литиевых батарей не понаслышке знают, что на холоде заряд исчерпывается быстрее. Это характерно не только для аккумуляторов смартфонов. Любая литиевая батарея на морозе теряет свою емкость, а насколько – зависит от химического состава используемого электролита. Наиболее подходящими для эксплуатации в холодный период считаются батареи типа LiFePO4 – литий-железо-фосфатные. Литиевые элементы питания другого химического состава также используются зимой, но по сравнению с эксплуатацией в теплый сезон эффективность их работы падает.

Что происходит с Li-ion аккумуляторами на морозе?

Из-за снижения температуры электролита уменьшается скорость движения ионов и интенсивность прохождения химических реакций. На практике это выглядит так: при комнатной температуре аккум имеет заряд 100%, а после попадания на улицу и дальнейшего пребывания на холоде падает до 80% и ниже, не считая расходования энергии на питание устройства. Но потеря емкости литий-ионных аккумуляторов на морозе – временное явление. При последующем прогреве до комнатной температуры характеристики накопителей энергии полностью восстанавливаются.

Необратимое повреждение происходит только при охлаждении ниже допустимого уровня в -40 °С. Во избежание негативных последствий для большинства литий-ионных АКБ рекомендуется не превышать нижнюю температурную границу в -20 °С, для литий-железо-фосфатных – минус 30 °С. В целом литиевые аккумуляторы и мороз вполне совместимы. Главное – помнить, что на холоде АКБ разряжаются быстрее, а долгое хранение при глубоком разряде ведет к неминуемой смерти батареи.

Можно ли хранить Li-Ion аккумуляторы на морозе?

В отличие от эксплуатации, длительное хранение литиевых аккумов на морозе недопустимо. При низких температурах временно снижается токоотдача, и увеличивается скорость саморазряда источников питания. Это некритично, если после использования АКБ снова окажется в помещении с плюсовой температурой и после нагрева будет заряжена.

Но при долгом хранении на холоде быстрый саморазряд может спровоцировать критическую разрядку источника питания. А при хранении Li-Ion аккумуляторов на протяжении 3-х месяцев или более длительного срока с напряжением ниже 2,5 В емкость теряется необратимо – АКБ утрачивает способность к восполнению заряда. Поэтому заморозка литий-ионным аккумуляторам противопоказана. Оптимальная температура для их хранения– от +1 до +25 °С, допустимая – от 0 до +40 °С.

Хранить литиевые АКБ нужно в сухом месте, извлеченными из оборудования, с уровнем заряда порядка 40%. Это поможет не допустить критического снижения напряжения при саморазряде. Если же напряжение упадет ниже значения 2,5 В на элемент, последующее хранение АКБ в течение 3-х месяцев или более длительного срока приведет к невосстанавливаемому падению емкости. Может произойти и коррозия элементов. При хранении аккумуляторов более 7 дней с напряжением до2 В на элемент происходит критическое изменение их химической структуры. Такие элементы питания подлежат утилизации.

Можно ли заряжать литиевые аккумуляторы на холоде?

Зарядка литиевых АКБ на морозе недопустима. Более того – после использования при низкой температуре аккумуляторную батарею нужно выдержать в помещении, чтобы она прогрелась. Прогрев должен быть естественным и постепенным, без использования близко расположенных источников тепла.

Оптимальный температурный диапазон для подзарядки литий-ионных АКБ – от +10 до +25 °С. Если зарядить литиевый аккумулятор на холоде, при последующем нагреве накопитель энергии окажется перезаряженным. А перезаряд, как и критический разряд, губительно сказывается на работоспособности батарей и их ресурсе.

Простые правила для сохранения работоспособности АКБ

Уберечь литий-ионные батареи от преждевременного выхода из строя поможет соблюдение нижеприведенных правил:

  1. Заряжайте АКБ, не дожидаясь ее глубокого разряда, при положительных температурах.
  2. Не заряжайте переохлажденные источники питания. Вначале прогрейте их до комнатной температуры.
  3. Используйте оригинальные зарядные устройства, рекомендованные для данной модели АКБ ее производителем.
  4. Не храните литиевые батареи на морозе и при температуре выше 30 °С.
  5. На длительное хранение отправляйте АКБ с уровнем заряда 35–50%.
  6. Не допускайте продолжительного хранения накопителей энергии в состоянии глубокого разряда, иначе они быстро деградируют.
  7. Избегайте перезаряда источника питания. Он неизбежен, если полностью зарядить АКБ в прохладе, а затем внести в более теплое помещение.

Морозоустойчивость литиевых аккумуляторов разных типов

​К эксплуатации в холода наиболее адаптированы аккумуляторы на основе литий-железо-фосфата и литий-титаната (LiFePO4 и Li4Ti5O12). Но для оснащения персонального электротранспорта модели на основе литий-титаната практически не используются из-за высокой цены и низкой удельной энергоемкости. Другое дело – батареи LiFePO4. Они считаются лучшим вариантом для использования в холодное время года, т.к.:

  1. способны работать в широком температурном диапазоне – от -30 до +55°C;
  2. отличаются малым сопротивлением;
  3. долговечны;
  4. термически стабильны;
  5. терпимы к высокому заряду;
  6. могут храниться при высоком напряжении;
  7. максимально безопасны в применении, даже при 100% заряде.

Более чувствительны к низким температурам Li-Ion аккумуляторы типа LiCoO2 (литий-кобальтовые), LiMn2O4 (литий-марганцевая шпинель), LiNiMnCoO2 (литий-никель-марганец-кобальт-оксидные, сокращенно NMC).

Способы защиты литиевых АКБ от холода

Чтобы уберечь аккумуляторную батарею от воздействия отрицательных температур, не оставляйте ее надолго на морозе – по возможности снимайте АКБ и заносите в помещение. Защитить батарею от переохлаждения во время работы позволяет использование термокейса. Для его изготовления можно использовать изолон, пенопласт и другие термоизоляционные материалы. В процессе работы АКБ нагреется, а термокейс не даст ей быстро остыть во время непродолжительной стоянки.

Выводы

Боятся ли литиевые аккумуляторы мороза – зависит от химического состава используемого накопителя энергии и соблюдения правил его эксплуатации. Наиболее устойчивы к воздействию отрицательных температур батареи типа LiFePO4. Остальные литий-ионные АКБ также допустимо использовать зимой (до -20 °С), но желательно поместить их в термокейс из теплоизоляционных материалов.

Дальность хода на одном заряде у одной и той же батареи зимой будет ниже, чем в теплое время года, поскольку при снижении температуры временно уменьшается и емкость АКБ. Заряжать и хранить литиевые АКБ нужно исключительно при положительных температурах. После использования в холодных условиях аккумулятор нужно внести в помещение и выдержать 2–3 часа при комнатной температуре, а затем зарядить.

Можно ли хранить литиевые аккумуляторы на морозе?

В отличие от эксплуатации, длительное хранение литиевых аккумов на морозе недопустимо. При низких температурах временно снижается токоотдача, и увеличивается скорость саморазряда источников питания.

Какие батареи не боятся мороза?

Можно, и тут всё зависит от химсостава используемой батарейки и соблюдения правил её эксплуатации. Больше всех не боятся мороза литий-железо-фосфатные АКБ. А что касается остальных представителей Li-ion технологии, то их также можно юзать зимой, вот только температура окружающей среды не должна быть ниже -20 градусов.

  1. Как обслужить необслуживаемый аккумулятор
  2. Как восстановить емкость аккумулятора
  3. Как проверить аккумулятор шуруповерта мультиметром
  4. Как правильно хранить аккумулятор на зиму?
  5. Как завести камаз в мороз
  6. Частый вопрос: Как хранить зимние шины в гараже?
  7. Можно ли хранить резину в подвале?
  8. Быстрый ответ: Как хранить колеса на улице?
  9. Быстрый ответ: Что лучше MI TV Stick или MI Box S?

Как хранить литий ионный аккумулятор зимой?

Хранить Li-Ion батареи нужно в сухом и прохладном месте, извлеченными из оборудования. Оптимальной температурой для хранения таких АКБ является +1 – +25°С, а допустимые значения варьируются в диапазоне 0 – +40°С.

Можно ли замораживать литиевые аккумуляторы?

Правильная эксплуатация литий-ионных аккумуляторов

Что касается эксплуатации широко используемых Li-ion элементов, замораживать их бесполезно и даже вредно. … Заряжать литиевые батареи допустимо только при плюсовых температурах, причем после использования на морозе их нужно вначале выдержать в помещении около часа.

Можно ли работать шуруповертом на морозе?

Шуруповерты с литий-ионными аккумуляторами можно использовать на морозе при температуре до -18°C. Но заряжать батарею при минусовых температурах нельзя. … Лучше работать с шуруповертом в тени и не оставлять прибор на солнце.

Какие аккумуляторы самые долговечные?

Топ самых долговечных аккумуляторов

  • 4.1 Кальциевые АКБ
  • 4.2 Efb аккумуляторы
  • 4.3 Agm гелевые

Какой аккумулятор лучше переносит холод?

Наиболее подходящими для эксплуатации в холодный период считаются батареи типа LiFePO4 – литий-железо-фосфатные. Литиевые элементы питания другого химического состава также используются зимой, но по сравнению с эксплуатацией в теплый сезон эффективность их работы падает.

Какую температуру выдерживает литий ионный аккумулятор?

При какой температуре работают литиевые аккумуляторы – от -20 до +50 °С, некоторые модели от -40 °С, но пограничные значения негативно сказываются на характеристиках устройств. Оптимальная рабочая температура – около +20 °С. Лучшая температура для хранения Li-Ion аккумуляторов – от 0 до 10 °С, с частичным зарядом.

В каком состоянии лучше хранить Li Ion аккумуляторы?

Храните частично заряженными.

Оптимальным состоянием для длительного хранения литий-ионного аккумулятора является уровень заряда от 30 до 50 процентов при температуре 15°C. Если же оставить батарею полностью заряженной, со временем ее емкость существенно снизится.

Сколько хранится литиевый аккумулятор?

Это объясняется тем, что Li-ion батареи, в отличие от СКА, не подвержены процессу сульфатации. В случае продолжительного хранения (более одного года) нужно периодически подзаряжать литий-ионный аккумулятор. Однако если правильно его хранить, то устройство окажется полностью дееспособным и через несколько лет.

Как правильно хранить литиевый аккумулятор?

Хранить аккумуляторные батареи (АКБ) желательно при температурах +5… +8 градусов. Относительная влажность не особо важна, рекомендуется около 50%. Если возможна конденсация влаги, аккумуляторы рекомендуется хранить в герметичном пластиковом пакете.

Как правильно хранить литиевые аккумуляторы от шуруповерта?

Как правильно хранить аккумулятор шуруповерта?

  1. 1) Температура хранения 10-15 градусов тепла, на морозе хранить не рекомендую;
  2. 2) После окончания работы и перед отправкой на хранение, рекомендую сделать 2 цикла полной зарядки и полной разрядки аккумулятора;

Как лучше хранить аккумулятор заряженным или разряженным?

Никогда не оставляйте аккумулятор полностью разряженным!

Соответственно, первая – и главная! – рекомендация: перед тем, как убрать электросамокат или другой гаджет на хранение, обязательно зарядите аккумулятор. Уровень заряда должен быть не ниже, чем 40%.

Как хранить авто аккумулятор?

При хранении аккумуляторных батарей необходимо:

  1. Снять аккумулятор.
  2. Полностью зарядить его.
  3. Протереть аккумуляторную поверхность раствором соды.
  4. Хранить АКБ в сухом , желательно деревянном месте.
  5. Переодически тестировать АКБ.

Миф о том как Li-ion аккумуляторы замерзают на морозе

Существует мнение, что Li-ion аккумуляторы «замерзают» на холоде. А следовательно аккумуляторный инструмент и другая техника на Li-ion аккумуляторах зимой на улице работать не будет.

Мнение это ошибочное. Эксперимент, описанный ниже, докажет это.

Тестирование аккумуляторов при отрицательной температуре

Для тестов были выбраны 7 Li-ion аккумуляторов форм-фактором 18650:
Samsung 30Q
Samsung 25R
Sony VTC5
LG HE2
LG HE4
LG HG2
Sanyo NSX

Это наиболее распространенные и доступные аккумуляторы. Все перечисленные модели способны выдерживать постоянный ток разряда до 20А. Используются данные модели в аккумулятором инструменте, электротранспорте, электронных сигаретах и портативных источниках питания.

Тестирование проводилась при температуре -24С. Ток разряда 10А.
В процессе тестирования аккумуляторы не извлекались из морозильной камеры.

Результаты измерений

«Запустились» абсолютно все аккумуляторы. Но с заметно разным результатом.

График разряда аккумуляторов при комнатной температуре и при температуре -24С

При увеличении графика видно, что аккумуляторы ведут себя совершенно по разному.
Samsung 30Q — напряжение опускается до критического значения, а кривая LG HG2 находится в штатном диапазоне напряжений.

Разряд Li-ion аккумуляторов при температуре -24С

Напряжение на Samsung 30Q проседает до минимально допустимого. Устройство работающее на аккумуляторах Samsung 30Q скорее всего не включиться на морозе.

Разряд Li-ion аккумуляторов Samsung 30Q при температуре -24С

Как изменяется напряжение аккумуляторов на морозе.

Аккумуляторы в течение суток находились в морозильной камере при температуре -24С. Для измерения напряжения аккумуляторы не вынимались из морозилки.

Номинальное напряденные аккумуляторов 3,6В. Диапазон рабочих напряжение от 2,5В до 4,2В. Обычно электроника нормально работает в диапазоне напряжений от 2,7В до 4,2В. Фонарики и другие неприхотливые устройства могут работать и в большем диапазоне. От 2,5В до 4,35В.

Результаты измерений
Samsung 30Q — 2,68В
Samsung 25R — 2,78В
Sony VTC5 — 2,6В
LG HE2 — 2,89В
LG HE4 — 2,82В
LG HG2 — 3,16В
Sanyo NSX — 2,67В

Как видно из результата, напряжение всех аккумуляторов выше напряжения разряда.

LG HG2 — напряжение близко к номинальному.

Samsung 25R, LG HE2 и LG HE4 — напряжение ниже номинального, но все еще достаточное для включения большинства устройств.

Samsung 30Q и Sanyo NSX, Sony VTC5 — напряжение близко нижней границе диапазона. Вполне вероятно, что устройство не включиться, а индикация уровня заряда покажет, что аккумуляторы полостью разряжены.

Как отрицательные температуры влияют на время работы Li-ion аккумуляторов

На графике видно, что время работы LG HG2 при комнатной температуре и на морозе одинаковое.

Вывод

1. Li-ion аккумуляторы очень разные. Даже если аккумуляторы имеют сходные характеристики, то на морозе их работа может отличаться кардинально.

2. Проблемы связанные с работой на морозе — это не вина Li-ion технологии в целом. Это особенности конкретный моделей аккумуляторов.

3. Для работы на морозе можно рекомендовать аккумуляторы LG HG2

4. Напряжение на замерзших аккумуляторах растер первые 50-100 секунд. Это связано с тем, что аккумуляторы выделяют тепло в процессе разряда и таки образом нагревают сами себя. Так же аккумуляторы могут нагреваться от электронных схем, которые находятся с ними в одном корпусе.

5. Не стоит сразу использовать на полную мощность замерзшие аккумуляторы. Лучше дать им возможность нагреться на средней мощности.

0 0 голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector