Какое значение лучше выбирать по напряжению Li-ion-аккумулятора в смартфоне? Ведь вариантов немало: 3,6В, 3,7В, 3,75В, 3,8В или 3,85В.
Цифра в значении напряжения зависит от конструкции и типа электрохимической системы литиевого элемента. Узнайте, есть ли разница, и какие элементы лучше для надёжности, срока службы, быстрой зарядки и так далее.
Что означает напряжение Li-ion-аккумулятора смартфона «3,7В / 4,2В»?
Типовой вариант литий-ионных (и литий-полимерных) аккумуляторов с кобальтовым катодом (LCO) имеет напряжение на элемент:
- • 3,6В номинальное;
- • 4,2В максимальное.
Сильно разряженный Li-ion-аккумулятор выключается после срабатывания защиты по нижнему порогу напряжения — размыкается цепь. Восстановить можно. Правда, понадобится специальное оборудование. И результат получится со значительной потерей ёмкости (глубокий разряд).
Исконно-номинальное значение напряжения Li-ion-аккумулятора 3,6В — до 3,7В его увеличили в маркетинговых целях за счёт понижения внутреннего сопротивления.
Диапазон напряжений 3,7-4,2В (рабочий ещё шире: 2,75В-4,2В) используется в литий-ионной технологии повсеместно (в элементах 18650, аккумуляторы в смартфонах, смарт-часах, планшетах, ноутбуках, электроинструменте, электротранспорте). Но встречаются и другие варианты.
Какое напряжение литий-ионного аккумулятора лучше?
Увеличение напряжения от штатных 3,6В добавляет мощности аккумулятору и увеличивает максимальную ёмкость при заряде выше 4,2В.
Однако перезаряд плохо сказывается на сроке службы и безопасности ячейки. Требуются другие материалы, более дорогое производство, чтобы снизить негативный эффект. Новые модели смартфонов могут предложить такие технологии, но стоят ли они усилий и переплаты?
Отличия, которые скрывают цифры по напряжению Li-ion-аккумулятора
Первое значение соответствует номинальному и указывается обязательно на всех ячейках. Второе значение указывается либо рядом, либо где-нибудь в описании характеристик на стикере с информацией. Притом найти его удаётся не всегда на корпусе ячейки (в таком случае считается, что оно штатное для технологии — 4,2В).
3,6В / 4,2В
Традиционные аккумуляторы (обычно с кобальтовым катодом). Исконные значения технологии Li-ion и Li-ion Polymer.
3,7В / 4,2В
Современный и наиболее распространённый вариант достигнут в маркетинговых целях («3,7В больше 3,6В») с небольшой доработкой материалов катода и анода (снижено внутреннее сопротивление).
3,75В / 4,2 или 4,25В
Компромисс между долговечностью, ёмкостью и мощностью, которым пользуются производители во флагманских и популярных моделях. Чтобы достичь большего максимального напряжения при заряде 4,25В поверхность катода покрывается специальными материалами (от грубого нанесения до структурного перекрытия оболочкой), разрабатываются добавки к электролиту.
3,8-3,85В / 4,35-4,4В
Новейшие разработки материалов (тонкоплёночные покрытия катода и добавки в электролит) позволяют заряжать аккумуляторы до 4,35 (+/-0,05В). Это увеличивает мощность (например, полезно для электромотора) и ёмкость (время автономной работы).
Они называются высоковольтовые элементы (LiHV или High Voltage Li-ion, например, HV-LIPO). Из особых требований — поддержка 4,4В со стороны зарядного устройства (должно быть правильно настроено по напряжению полной зарядки для дополнительной ёмкости).
Заряд до такого высокого напряжения, как 4,4В плохо влияет на долговечность. Даже с использованием новейших технологий защиты электродов от чрезмерного износа производитель получает ячейки, в которых уменьшается максимальное число циклов заряд-разряд. Для их работы требуются более ответственные меры, чтобы изделие соответствовало стандартам безопасности.
Интересно, что в Datasheet литий-ионных аккумуляторов 3,85В / 4,4В тестирование демонстрирует более экстремальный заряд до 4,6В. Это ещё сильнее увеличивает ёмкость и мощность.
Однако инженеры отмечают, что для безопасности заряда до такого высокого напряжения следует строго следить за повреждениями и вздутием. Если они есть, то так сильно заряжать нельзя, опасно.
Ответы на частые вопросы по напряжению Li-ion-аккумулятора
Срок службы батареи Li-ion согласован с моральным устареванием модели смартфона. В связи с этим фактом, короткий цикл жизни элемента питания с точки зрения производителей вполне приемлем. Почему бы и не увеличить циферку в ёмкости пусть и немного за счёт срока службы?
На практике мы сталкиваемся с определёнными эффектами при использовании разных напряжений аккумуляторов в одном и том же смартфоне. Возникают популярные вопросы, на которых хотелось бы дать краткие ответы.
***
Напряжение Li-ion аккумулятора — это важная для инженеров характеристика, которую учитывают при концептуальное разработке коммерческого продукта (например, смартфона, планшета, электродрели). Параметры применения литий-ионной ячейки зависят от её максимального напряжения при зарядке, что достигается разными технологическими решениями.
Сейчас актуальны две разновидности максимального напряжения Li-ion:
- • 4,2В (исконное, штатное значение, иногда даже не указывается — и так понятно, аккумуляторы с отсечкой на 4,2В «живут» немного дольше);
- • 4,35В или 4,4В (элементы высокого напряжения или High Voltage Li-ion/LiPo, их срок службы уменьшен взамен на указанные выше преимущества).
Номинальное напряжение 3,6В, 3,7В, 3,75В, 3,8В или 3,85В, указанное на корпусе аккумулятора по сути не влияет на срок службы, если максимальное напряжение одинаковое (4,2В). Но может говорить о разных материалах, применяющихся для катода, анода и электролита.
Все утверждения, которые мы привели в этой статье, основаны на расчётах, исследованиях и тезисах Battery University. В ходе своей работы мы опирались на собственный опыт производства аккумуляторов литий-ионного типа в компании Neovolt.
Для дальнейшего самостоятельного изучения рекомендуем обратиться к научному исследованию: «Практическая оценка литий-ионных аккумуляторов» [опубликовано в ScienceDirect] — эта работа входит в национальную программу ключевых исследований и разработок Китая (грант №2016YFB0100100 )
При покупке литий-ионный аккумулятор 18650 показал напряжение 4,8 в. Что с ним не так? Стоит ли такой брать?
Здравствуйте Не стоит
Нормально ли, что батарея Li-Ion (3х18650, 11.1V, в сборе с платой заряда/защиты) заряжается прерывисто, импульсами по 0.4-0.7 A каждые 5 секунд? Эта новая батарея для дрели была посажена почти полностью, до срабатывания защиты и сразу же поставлена на зарядку с контролем тока. Напряжение источника 13.5 V.
Здравствуйте Не нормально, видимо срабатывает защита или что-то пробито.
К моему предудущему вопросу о пульсирующем токе заряда. Выяснил природу пульсаций. Это срабатывала защита блока питания. Батаре оказалась не 3х1865, а 3х2х1865, соответственно плата зарядки брала больше ток и перегружала источник питания. Ввел балласт 1 ом и проблема решилась.
Купил на Алиэкспрес аккумулятор для телефона. Измерил номинальное напряжение , получилось 3.2V . На самом аккумуляторе написано , что номинальный вольтаж 3.85 . будет ли работать с этим аккумулятором телефон?
Здравствуйте. Как Вы замеряли номинальное напряжение? Фактическое измеряемое зависит от степени заряда. Чем выше заряд, тем выше напряжение. Чем ниже заряд, тем ниже напряжение. 3,2В в LCO-системе соответствует примерно 20% заряда.
Добрый вечер. Моя зарядка LIITOKALA lii-500, занижает во время работы показания вольтметра. В итоге по окончанию заряда, я вижу на экране зарядки надпись END, влитую емкость и напряжение 4.19 вольта. Если же вынуть акб из слота и проверить напряжение мультиметром, в моем случае это прибор BSIDE ZT301, то он показывает напряжение 4.216 вольта. Скажите, стоит ли продолжать пользоваться такой зарядкой? Как я понимаю это хоть и не очень большой, но всё таки перезаряд. И сильно ли это по вашим наблюдениям и жизненному опыту, скажется на степени деградации аккумуляторов в дальнейшем, если их всё время так заряжать?
Здравствуйте. Посоветовались с инженером. Перезаряд незначительный — в рамках погрешности измерений, поэтому зарядка подходит. Как скажется на степени деградации зависит от производителя элементов. При качественно изготовленной структуре поверхностных материалов, едва ли Вы заметите разницу между близким к номиналу пределом заряда и фактическим измеренным Вами. На китайских дешёвых элементах и штатный предельный заряд приводит к деградации быстрее расчётной.
Спасибо за ответ. За эти дни я посмотрел несколько зарядок, доступных по цене. Решил на заметку взять, чем в случае чего можно заменить мою литокалу. И как оказалось это распространённая практика у многих производителей, заряжать батареи выше 4,2 вольта, а именно в диапазоне от 4,2 до 4,25 заканчивать заряд . Ну что же, буду пользоваться тем что есть, всё равно бюджета на SkyRC MC3000 нет, её многие в сети хвалят как лучшую зарядку для цилиндрических элементов питания. Еще раз спасибо!
Спасибо за Вашу поддержку!
Здравствуйте. Переделал отвертку 3,6 вольт на питание от аккумулятора 18650 с TP4056. Ранее стояли три никелькадмиевые батареи. Можно ли использовать прежнее зарядное устройство на 6 вольт?
Здравствуйте. Можно использовать.
Здрасьте,если у телефона poco x4 gt при 100 процентной батареи напряжение 4,4 и разрезается быстро это норма?
Здравствуйте. 4,4 В — это предельное напряжение для батареи Poco X4 GT, которое соответствует 100% заряда (и это норма). При ёмкости 5080 мА·ч её заряда должно хватать минимум на сутки использования (то есть в норме он должен работать день или максимум два дня). Если у Вас она разряжается быстрее, чем за день, значит есть приложения, которые потребляют слишком много заряда. Вычислите их через настройки и ограничьте им разрешения (например, отключите уведомления или доступ к WiFi). Также большой расход заряда бывает из-за многочисленных подписок и чатов в Telegram, либо других мессенджерах, клиентах социальных сетей (например, Viber, Whatsapp, Вконтакте через виртуальную сеть).
"Далее у двух аккумуляторов 4,35В и 4,2В ёмкость фактически сравняется — «карета превратится в тыкву»." Не верно. Ёмкость у них сравняется только тогда, когда hv акк уже будет почти дохлый. у hv-li нижний вольтаж максимальной отдачи ёмкости выше, поэтому сравнивать hv 3.85 и не hv 3.75 некорректно и глупо. Смартфоны не работают с напряжением ниже 3.6в , а многие уже при 3.75 выключаются .
Здравствуйте. 3,6В (как и 3,75В и 3,85В) — это не нижнее, а номинальное напряжение разных литий-ионных аккумуляторов с кобальтовым катодом. Смартфоны работают с напряжением от 2,8-3,2 В на элемент (в зависимости от модели происходит выключение операционной системой, либо микросхемой Maxim MAX17*** Mouser Electronics, Analog Devices и других). Сами аккумуляторы смартфонов и LiHV работают при напряжениях и до 3В. Зарядить аккумулятор можно при глубине разряда до ~2,6-2,8В, если ранее не произошло размыкание цепи защитой. Некоторые контроллеры позволяют зарядить даже разряженные в ноль элементы (с необратимыми последствиями в химических реакциях). Если у Вас аккумуляторы выключаются при 3,6В или даже при 3,75В, то это очевидное поведение умерших элементов (их ёмкость уже деградировала и стала намного ниже 70%). Вы никогда не сможете набрать номинальную ёмкость при напряжениях между 3,6В и 4,2-4,35В.
*Оскорбление* Вы что нибудь современнее ноккио 3650 в руках то держали? .. ужс.. Всё с вами и вашей конторой ясно.
Здравствуйте. Мы получили Ваше оскорбление. Не знаю, что Вас побудило к такому поведению, но оскорбления — это не лучший способ общения. Ваши оскорбления, публичные грубости и ненависть не только не приближают к каким-то решениям, но и унижают Вас самого, наносят вред Вашей репутации и отношениям с другими людьми.Я не собираюсь спорить с Вами о прописных истинах. Но уверен, что каждый человек имеет право познавать мир так, как ему это больше подходит и нравится. Вы выбрали путь ошибок — пожалуйста, каждый человек имеет право на это и заслуживает уважения.Мы не собираемся навязывать знания или критиковать Ваш опыт. Но мы можем предоставить источники, которые могут быть полезными.Ознакомьтесь с этим авторитетным материалом по напряжению аккумуляторов разных типов: https://batteryuniversity.com/article/bu-303-confusion-with-voltagesЯ искренне надеюсь, что Вы сможете расширить свои знания и понимание темы. Но вместе с тем надеюсь, что Вы будете более дружелюбны к людям, которые профессионально занимаются своим делом и отдают значительную часть жизни на то, чтобы помогать нуждающимся решать технические проблемы. Тем более в наше непростое время, когда любому человеку легко остаться с проблемами в электронике наедине.Мы уважаем Ваше мнение, но уважайте и Вы чужой опыт и труд. Давайте будем конструктивными и цивилизованными. Спасибо за уделённое внимание.
https://batteryuniversity.com/article/bu-303-confusion-with-voltages - типичная статья про китайские говёные аккумуляторы типа литокала или неовольт. я бы вставил сюда ссылку на нормальный забугорный источник про правильную химию и физику литиевых высоковольтных аккумуляторов, но понял, что таким "профессионалам" как вы - это не нужно.
Вынужден натыкать Вас носом в Ваши ошибки, чтобы интересующимся читателям показать Вашу сущность и намеренный обман.1. Статья Battery University представляет собой высокоцитируемый в научных сообществах обзор различных типов литий-ионных батарей, их характеристик и применений. В статье также приводятся советы по правильному обращению с перезаряжаемыми батареями, как продлить их срок службы и избежать повреждений. Эта работа выполнена на основе четвёртого издания «Batteries in a Portable World - A Handbook on Rechargeable Batteries», научных исследований и опыта инженерного сообщества, которое возглавляет опытный 80-летний инженер Исидор Бухманн (глава и основатель канадской компании Cadex). Канада, как Вы наверняка проходили в школе — не Китай.2. Аккумуляторы Neovolt не китайского, а российского производства. Компоненты разрабатываются в НИОКР, проектирование талантливыми электронщиками и изготовление силами собственного предприятия в Москве (например модули контроллеров SKU, платы управления BMS и другая микроэлектроника), литьё корпусов и 3D-печать комплектующих, изготовление разъёмов, сборка на станочном оборудовании, контроль качества на передовых и дорогостоящих тестерах упомянутого выше производителя Cadex и так далее.Наша задача сделать аккумуляторы надёжными. Поэтому элементы мы заказываем у самых передовых в мире заводов из Японии, Кореи — Samsung, Panasonic, LG, и да, из Китая тоже — брендовые CATL, Minamoto, HighStar и другие с техническими паспортами и большой историей, ответственностью за качество и с обратной связью с нашими инженерами. Мы производим в основном редкие аккумуляторы, которым аналогов нет в продаже, а оригинал уже давно снят с производства.Изготовление на нашем предприятии занимает 2-7 дней с момента заказа, когда как доставка из Китая — более 30 дней (поставки аккумуляторов воздушным транспортом запрещены решением ICAO). В простой смене наклейки нет смысла, так как продвижение собственного бренда дороже и сложнее, чем использование чужого — локальный бренд может быть даже непродуктивен для конкуренции с учётом исполнения условий контроля качества производства аккумуляторов и цены для конечного покупателя.3. Вы неуважительно относитесь к другим участникам дискуссии, называя их “профессионалами” в кавычках и подразумевая, что они не заинтересованы в получении достоверной информации о литиевых батареях. Это не способствует конструктивному обмену мнениями и знаниями. Если Вы хотите поделиться своим опытом или ссылкой на “нормальный забугорный источник”, то вы можете сделать это без оскорблений и пренебрежения.
Здравствуйте! Вопрос такой. приобрёл 20 китайских новых 18650 литий-ионных аккумуляторов. После разрядки два из них стали определяться в зарядном устройстве как никеле-металлгидридные брать 50-100 мАч заряда и зарядное показывает, что они полностью заряжены. затем их нужно вынуть из зарядного и снова поставить на зарядку и тогда они определятся правильно, как литий-ионные и возьмут ещё 2600-3000 мАч заряда до полной зарядки. Хотелось-бы узнать почему так происходит и нормально-ли это?
Здравствуйте. Это значит, что они разряжены очень сильно (ниже допустимого предела), потому определились как NiMH с меньшим диапазоном напряжений. С завода 18650 должны быть заряжены наполовину и определяться штатно как Li-ion. Если они были полностью разряжены, то есть риск внутренних коротких замыканий. Если они греются и не заряжаются до полной ёмкости, то вероятно это уже неживые элементы. Также проверьте соответствует ли реальная ёмкость номинальной. Все элементы, что по ёмкости ниже 70% от номинала — уже выработали свой ресурс.
Алексей, понятно. Но почему-то у этих двух элементов при одинаковой разрядке сильно падает напряжение. Даже взять светодиодный фонарик с питанием из трёх элементов и вместе с двумя другими поставить один из этих. Фонарь израсходовал питание, два элемента зарядятся нормально, с этим элементом придётся повторить процедуру описанную выше, и так каждый раз. Если отслеживать ситуацию и ставить на заряд заблаговременно, чтобы оставалось ещё процентов 20 заряда, то эти два аккумулятора заряжаются без сбоя. Интересно является-ли это производственным браком?
Всё верно — у литий-ионных элементов 18650 быстрая потеря заряда один из признаков заводского брака (паразитные электрохимические реакции преобладают) или подделки (выдача б/у элемента за новый). Их нужно проверить на ёмкость. То, что они заряжаются до 100%, ещё не значит, что отдают номинальную ёмкость (то, о чём Вы и говорите - разряжаются быстрее других).
Добрый день. Вопрос по поводу аккумуляторов в наушниках TWS одной фирмы. В заводских параметрах аккумуляторов в наушниках указано "литий-ионный полимерный аккумулятор (70 мА·ч/ 3,85 В)", а "тип аккумулятора зарядного футляра: литий-ионный полимерный аккумулятор (750 мА·ч/ 3,7 В)". Не могу найти для замены такие аккумуляторы и решил поменять на 65 мАч/ 3,7В. Чем может быть чревато использование таких типов аккмумулятора. Спасибо за ответ!
Здравствуйте. В Ваших наушниках используются LiHV-батареи. Их часто используют в целях увеличения реальной ёмкости за счёт более высокого напряжения заряда до 4,35В, о чём мы говорим в статье выше. Замена на 3,7В по номиналу ухудшит характеристики автономности. Они будут меньше работать по времени, аккумуляторы могут быстрее выйти из строя. Вероятно станет некорректно отображаться индикация заряда (например, всегда показывать максимум 80-90% полного заряда).
По-моему, ваш ответ некорректен. Там по-любому где-то есть контроллер заряда (уж не знаю, в каждом наушнике или сам зарядный кейс уже подает на каждый наушник стабилизированное напряжение). Этот контроллер не будет знать, что вместо HV-батарей стоят обычные, и будет пытаться заряжать их до 4.3В. Это быстро их убьёт. Или вы хотите сказать, что контроллер настолько умен, что способен распознать тип банки и автоматически понизить предельное напряжение?
Здравствуйте. Спасибо за замечание. Оно технически абсолютно справедливо. Но объяснение недостаточное. Дополним его комментарием нашего инженера Александра. Контроллер даже на 3.7В в BMS отключает заряд по критическому перезаряду. То есть отключение происходит не на 4.2В, а при 4.3В. Остальное отбраковка и неточности. Важно здесь то, что плата защиты на 3.7В не должна защитить аккумулятор от выхода из строя в системе, где его пытаются зарядить как аккумулятор номинала 3.85В. Фактически плата предотвращает вздутие в этой ситуации. Она отключает по напряжению зарядки в 4.3В, тогда как на банке останется 4.23В (условно). И для полной корректности исправили предыдущий ответ. При такой замене низкий заряд он будет видеть почти всегда, а вот полный процент заряда он может отображать некорректно, в простых устройствах максимумом навечно может стать 80-90%, сложные со временем адаптируются.
Здравствуйте.Требуется замена АК в кнопочном телефоне Digma Linx A241. После 2,5 лет пользования тел-ом АК держит заряд не более 25 часов,начал вздуваться. Хар-ки АК. На корпусе: 4,2В; 800мАч; 2,96 Втч. Размеры(мм)53х34х5,5 и контакты соответствуют модели BL-5C. Измеренные(в конце срока): Uзаряда макс 4,2В; Uразряда мин 3,44В (выключается телефон); Rтерморез на среднем(BSI) контакте 68 кОм. С учетом указ-х хар-к какой АК предложите,может не один? Желательно с увеличением емкости до 1000-1200мАч. Особенно настораживает значение Rтермо. Ведь известно,что при его значительном отклонении от установленного (в штатном АК), может и телефон не включаться и АК не заряжаться. Т.е. до покупки требуется проверка надежности работы предлагаемого АК в конкретной модели телефона. Иначе выброшенные деньги или может быть поможет переустановка контроллера со старого АК на новый?
Здравствуйте. У Вас явно хороший опыт работы с электроникой и техническое образование, судя по тому, как скрупулёзно подходите к вопросу замены батареи. С большим уважением относимся к Вашим замерам и внимательности.По существу вопроса — действительно, терморезистор может оказаться несовместим с настройками на самом телефоне, из-за чего он будет выключаться по неправильно сработавшей защите. Штатно у BL-5C (идентичная батарея для Вашего Digma Linx A241, как Вы верно отметили в своём сообщении) термистор на ~10 кОм при +20°C.Но в Вашем случае причина не в нём, а в сильно изношенном элементе питания. Ячейка со временем изнашивается, увеличивается её внутреннее сопротивление. Объясним подробно.Вы измерили напряжение на аккумуляторе после отключения 3,44 В — это замер без нагрузки. Например, возьмём новый аккумулятор с низким сопротивлением. Если измерить на нём 3,4 В, то после того, как вставим его в устройство, которое потребляет условно 100 мА тока, напряжение упадёт условно до 3,3 В.У старой ячейки с бОльшим сопротивлением напряжение может упасть до 3.0 В в момент нагрузки, из-за чего сработает защита в устройстве от глубокого разряда, отключив питание. И если достать оба аккумулятора и без нагрузки померять напряжение, то оба покажут 3,4 В. Это к вопросу о корректности измерений.В Вашем случае единственный выход — замена аккумулятора. Можно купить полностью новый CameronSino с гарантией возврата 12 месяцев (если он не работает или перестал держать заряд), либо заказать ячейку (например, у елецкого завода Энергия, у поставщиков Robiton или в Китае) и пересадить её на родной контроллер в родной корпус.Заказать CameronSino CS-HKSCHL 1200 мАч (BL-5C) можно через нас. Мы проверяем их на канадских тестерах Cadex. Но поскольку она изготавливается в Китае по индивидуальному заказу, то сроки поставки составляют от месяца и могут быть задержки из-за праздников, предупреждаем сразу: neovolt.ru/nokia/akkumulyator-nokia-bl-5c-1200mah-cs.html