Срок службы аккумулятора мал, даже если правильно пользоваться

Feb 3, 2022

Аккумуляторы мало служат даже если правильно пользоваться. Рассказываем, что за химия их убивает

На аккумулятор действуют губительные физические изменения. Даже если он новый. Или им совсем не пользоваться. Даже если вы положили его в холодильник. Со временем все они становятся «старыми», «севшими» аккумуляторами.

Такие перестают работать, как ни заряжай до максимума.

Что же так сокращает срок службы аккумуляторных батарей? Рассказываем на примере ячейки литий-ионного типа (хотя принципиальные особенности актуальны и для никелевых, свинцово-кислотных и других).

Схематичное изображение химического состава и внутренних химических реакций литий-ионной батареи во время разрядки и зарядки, а также устройство на примере цилиндрического форм-фактора.

Полезные химические реакции в аккумуляторе (хорошие)

Из курса физики вспомним две вещи.

Аккумулятор — электрохимическое устройство. Он преобразует химическую энергию в электрическую (и наоборот).

Заряд и разряд аккумулятора — это желаемые химические реакции между набором активных материалов. Они контролируются. Их параметры измеряются.

Полезные химические реакции внутри аккумулятора сопровождаются и нежелательными паразитическими химическими реакциями.

Схематичное изображение механизмов деградации в литий-ионном аккумуляторе.

Нежелательные химические реакции в аккумуляторе (плохие)

Даже при хранении они изнашивают активные химикаты. А при эксплуатации (зарядке и разрядке) препятствуют желательным реакциям.

Предположим вы извлекли аккумулятор из смартфона или любого другого приложения и больше не пользуетесь:

• его активные химические вещества остаются неизменными;
• через некоторое время (точные сроки) он всё равно выйдет из строя.

Аккумулятор постоянно находится под действием нежелательных химических и физических изменений.

Наглядное изображение, как выглядит катодный материал под SEM-микроскопом в аккумуляторе 18650 в новом состоянии (a и b), в старом изношенном виде (c и d).

Как замедлить химические и физические изменения аккумулятора?

Рекомендации предельно простые и понятные. Но почему-то покупатели продолжают наступать на грабли и сталкиваются с проблемами.

1. Выбирать лучших производителей

Лучший производитель тот, у кого качество конструкции обеспечено гарантией сохранности всех компонентов:

• уплотнения,
• электродов,
• терминалов,
• сепаратора,
• электролита.

2. Выбирать «правильные» ячейки

Вот у вас есть задача: закручивать шуруповёртом саморезы на улице или увеличить ход на электросамокате (это и есть задачи). Под них и следует подбирать тип, химию, особенности ячейки.

Например, в нашей группе Вконтакте иногда делятся проблемами владельцы квадрокоптеров и RC-моделек. Если вместо высокотоковых применять обычные pouch-cell элементы, то они вздуваются.

Характеристики должны соответствовать назначению. Химию и компоненты следует правильно подобрать для применения:

• поверхностные материалы катода и анода;
• материалы сепаратора;
• терминалы, контроллер, защита, BMS-плата и так далее.

Если учесть оба момента, то аккумулятор сможет выдерживать паразитные химические реакции гораздо дольше других. Читайте подробное руководство по уходу.

3. Не совершайте ошибки при эксплуатации

Пробегитесь по списку рекомендаций. С его помощью вы получите представление, как правильно использовать литий-ионные батареи в мобильной электронике.

Если простыми словами, то соблюдайте:

• температурный режим;
• зарядки почаще;
• поменьше перегрузок.

В подготовке руководства использовался источник Royal Society Of Chemistry [DOI 10.1039] с подборкой экспертных публикаций по теме.

Хитрость для срока службы

Из комментариев:

Забавный случай с аккумулятором произошел у меня. Купил новый, поставил, все ок.

Через год одним чудесным утром телефон не включается. Аккумулятор оказался дохлый...

Отвез к ремонтникам, те заменили, поставили новый. И вдруг бац — та же история почти через год.

В этот раз ремонтники сказали, что это может быть из-за того, что я в декабре положил телефон под печку в машине и из-за этого он «закоптился».

Хотя в предыдущий раз ничего такого не было. Я даже в шоке был, никогда такого не встречал раньше.

А вы знали об этой теории? Пишите вопросы в комментарии. Мы ждём ваши сообщения и ВКонтакте @NeovoltRu.

Подпишитесь на нашу группу, чтобы узнавать новости из мира автономности гаджетов, об их улучшении и прогрессе в научных исследованиях аккумуляторов. Подключайтесь к нам в Facebook и Twitter. Мы также ведём насыщенный блог в «Дзене» и на Medium — заходите посмотреть.