Популярно об аккумуляторах...
Лет тридцать назад для популяризации технических знаний выпускались книги под названиями “Радио - это очень просто”, “Телевидение - это очень просто”, “Цветное телевидение - это почти просто”, в которых простым и доступным для широкого круга читателей языком рассказывалось о той или иной области техники. Сейчас подобные издания выпускаются для пользователей различных компьютерных программ. Вспомнили издания “для чайников”? Подобного плана книга есть и об аккумуляторах. Isidor Buchmann, глава канадской компании Cadex Electronics Inc., предложил на суд читателей значительно обновленную редакцию своей книги “Batteries in a Portable World. A handbook on rechargeable batteries for non-engineers”.

На русском языке название книги звучит примерно так: “Аккумуляторы в мире портативных устройств. Руководство по аккумуляторам для неинженеров”. Ознакомиться с ней можно в интернете [1] в рамках одноименного проекта, дополненного серией статей автора и его ответами на часто задаваемые вопросы. Но книга написана на английском языке и, следовательно, не для широкой российской аудитории. Чтобы восполнить этот пробел, остановимся кратко на содержании книги и основных, наиболее важных с точки зрения эксплуатации аккумуляторов, моментах. Полностью (по главам) с перечнем рассмотренных в книге вопросов на русском языке можно ознакомиться на [2]. Там же с разрешения автора по мере перевода материалов книги будут публиковаться отдельные ее главы.

Предыстория. Около четырех лет назад, в период бурного развития мобильной связи, а также массового выхода портативных компьютеров и других устройств на коммерческий рынок, вследствие несовершенства технологий изготовления аккумуляторов особенно остро встали вопросы о правильной их эксплуатации. Именно в это время и появилась книга г-на Isidor Buchmann, главы канадской компании Cadex Electronics Inc. [3], производителя анализаторов аккумуляторов. До недавнего времени главы из этой книги размещались в рамках корпоративного проекта фирмы Cadex Electronics Inc. Время шло, появлялись новые технологии изготовления аккумуляторов, старые технологии совершенствовались, и назрела необходимость дополнения книги и переработки ее отдельных материалов. Весной этого года вышло в свет новое, второе издание книги, а в интернете появился собственный проект г-на Isidor Buchmann, на котором и размещена интернет-версия книги.

Книга, состоящая из 18 глав (4 раздела), хорошо проиллюстрирована графиками, таблицами и рисунками.

Первый раздел, как и полагается, вводит читателей в курс дела и знакомит с разновидностями и устройством аккумуляторов различных электрохимических систем, методами их заряда и характеристиками разряда. Кроме хорошо известных свинцово-кислотных (Lead Acid), никель-кадмиевых (NiCd), никель-металлгидридных (NiMH) и литий-ионных (Li-ion) аккумуляторов в книге рассматриваются литий-полимерные (Li-polymer) и алкалайновые (Reusable Alkaline) батареи многократного использования. Сравнительные характеристики аккумуляторов приведены в таблице. Указанные значения соответствуют усредненным данным для аккумуляторов широкого применения. Безусловно, в рамках каждой из рассмотренных групп существуют аккумуляторы с улучшенными характеристиками, экспериментальные или предназначенные для специального применения. Описание подобных аккумуляторов выходит за рамки данной книги.
NiCd NiMH Lead Acid Li-ion Li-ion polymer Reusable
Alkaline
Энергетическая плотность (W*час/кг) 45-80 60-120 30-50 110-160 100-130 80 (начальная)
Внутреннее сопротивление
(включая внутренние схемы), мОм 100-200
при 6В 200-300
при 6В 2C
1C и ниже >2C
1C и ниже 0.5C
0.2C и ниже
Температура при эксплуатации (только разряд) -40 to
60°C -20 to
60°C -20 to
60°C -20 to
60°C 0 to
60°C 0 to
65°C
Требования к обслуживанию Через 30 – 60 дней Через 60 – 90 дней Через 3 – 6 месяцев Не требуется Не требуется Не требуется
Типовая цена
(US$, только для сравнения) $50
(7.2В) $60
(7.2В) $25
(6В) $100
(7.2В) $100
(7.2В) $5
(9В)
Цена на цикл (US$) $0.04 $0.12 $0.10 $0.14 $0.29 $0.10-0.50
Начало коммерческого использования 1950 1990 1970 1991 1999 1992

Как видно из таблицы, безусловным лидером по соотношению цена /количество циклов заряда-разряда остается NiCd аккумулятор. Однако большие габариты и вес фактически свели на нет его применение в мобильных телефонах и радиостанциях (за одним лишь исключением, связанным с диапазоном рабочих температур). Другой интересный вывод, следующий из анализа таблицы, - стоимость Li-ion аккумулятора ($0.14) почти сравнялась со стоимостью NiMH ($0.12). Что это означает на практике? Выгоднее покупать телефоны с Li-ion аккумуляторами: почти за те же деньги значительно меньше головной боли, отсутствие обслуживания как такового и необходимости в периодическом разряде аккумулятора.

Второй, наиболее объемный и значимый для потребителей раздел под названием “Вы и ваш аккумулятор” знакомит с вопросами практической эксплуатации аккумуляторов. Как правильно выбрать аккумулятор для сотового телефона, радиостанции или портативного компьютера? В чем секрет длительной работы аккумулятора и как получить от него максимальную отдачу? Можно ли восстановить аккумуляторы? Наиболее типичные ошибки при их эксплуатации. Что такое эффект памяти: мистика или реальность? Вопросы, связанные с оборудованием для обслуживания аккумуляторов, в том числе обслуживание как возможный вид бизнеса. И - впервые - информация о быстром тестировании аккумуляторов: история, методы, результаты и эффективность.

Как известно, если аккумулятор перестал надлежащим образом выполнять свои обязанности, его необходимо проверить или, другими словами, оценить степень соответствия реальных параметров тем, которые должны быть. Классический способ такой оценки заключается в последовательном выполнении следующих операций:
измерение внутреннего сопротивления аккумулятора в полузаряженном состоянии (целесообразнее это измерение проводить во время операции по п.2, если позволяет оборудование: в этом случае результат будет точнее и достовернее);
проведение нескольких циклов заряда - разряда до тех пор, пока разница между измеренным значением емкости в последнем цикле и значением емкости в предыдущем не составит менее 5 процентов;
если окончательное реальное значение емкости < 80 % от номинальной и тип аккумулятора допускает процедуру восстановления (аккумуляторы на основе никеля), то проведение цикла восстановления.

Время выполнения процедур по п.п. 2 и 3 занимает значительное время - от 6-8 до 24 и более часов в зависимости от типа электрохимической системы, назначения и емкости аккумулятора. Отсюда становится понятным огромная важность разработки и внедрения на практике достоверных методов быстрой оценки состояния аккумуляторов. Такая работа была проделана в компании Cadex [3], и результатом ее стал метод, реализованный в анализаторе аккумуляторов C7200.

Вкратце остановимся на нем. Каждый аккумулятор, даже в пределах одного типа, уникален по своим характеристикам заряда - разряда. Поэтому известные методы быстрой оценки аккумуляторов по внутреннему сопротивлению или совокупности трех параметров (внутреннего сопротивления, поведения напряжения во время заряда и разряда) дают определенную погрешность, причем иногда значительную. Компанией Cadex предложен иной метод, основанный на самообучающихся алгоритмах нечеткой логики. Длительность его выполнения - около 5 минут. Не вдаваясь в подробности (это материал для отдельной статьи), можно сказать, что первоначально память (матрица данных) анализатора в этом режиме чиста, в него заложена лишь программа самообучения и последующей реализации накопленных в процессе обучения данных. Обучается же анализатор на заведомо хороших аккумуляторах. Минимально необходим один цикл обучения на одном аккумуляторе, но при этом минимальным будет и уровень достоверности последующих измерений. Чем больше циклов обучения, тем точнее будут результаты последующей быстрой оценки. И что самое важное - метод годится не только для широко распространенных аккумуляторов, но и для аккумуляторов, которые еще не появились. Кроме того, пользователи анализаторов могут обмениваться результатами обучения или загружать их из интернета.

Третий раздел посвящен подробному описанию неустранимых неисправностей аккумуляторов и причин их возникновения. Кроме того, рассматриваются вопросы, связанные с уходом за аккумуляторами с момента покупки до выхода из строя, в том числе: хранение; подготовка новых аккумуляторов (или после длительного хранения) к работе; проблема возвратов потребителями новых, якобы неисправных аккумуляторов операторам связи; вопросы гарантийного обслуживания; маленькие хитрости из личного опыта автора; выбор оптимального аккумулятора и любопытные цифры и факты.

Как часто в самый неподходящий момент аккумулятор отказывается работать! И одно дело, когда он просто исчерпал запас энергии (здесь все ясно - надо заряжать), и совершенно другое - когда аккумулятор просто … умер. Но ничего не бывает вдруг. Ищите причины и анализируйте свои действия.

К неисправностям, устранить которые невозможно ни полным зарядом, ни последовательными циклами заряда и разряда (различной глубины), относятся: высокое внутреннее сопротивление аккумулятора, повышенный саморазряд, электрическое короткое замыкание одного или нескольких элементов аккумулятора, потеря электролита, окисление, коррозия и другие необратимые химические процессы. Первые три вида легко диагностируются, причем тестирование может быть выполнено на качественном уровне рядовым потребителем, обладающим знаниями в объеме средней школы. Коротко напомню (материалы, приведенные ниже и выделенные курсивом - результаты моих собственных наблюдений и не являются предметом рассматриваемой книги).

Высокое внутреннее сопротивление (подробно рассматривается в разделе 2) проявляется в резком уменьшении напряжения, выдаваемого аккумулятором в момент импульсной нагрузки, например в момент активизации режима передачи в сотовых телефонах и радиостанциях. Внешне это выглядит так: индикатор заряда аккумулятора показывает полный или достаточный для работы уровень заряда, но в момент передачи (разговора) телефон самопроизвольно выключается. После повторного включения индикатор уровня заряда показывает примерно то же, что и до выключения.

Саморазряд в большей или меньшей степени присущ любому типу аккумулятора (максимален у NiCd и минимален у Li-ion). Но всегда можно отследить изменения продолжительности работы полностью заряженного аккумулятора. Например, если когда-то ваш новый, полностью заряженный аккумулятор работал сутки, а сейчас индикатор заряда на нуле уже после 6 часов работы в обычном режиме, то причина, как правило, в повышенном саморазряде. Аккумулятор “прохудился”.

Короткое замыкание внутренних элементов аккумулятора легко может быть проверено обычным вольтметром (мультиметром). Если ваш телефон перестал включаться, а заряд аккумулятора не помогает, то отстегните аккумулятор и замерьте напряжение на его клеммах (как правило, помеченных знаками “ ” и “-”). Оно должно быть примерно равно номинальному напряжению, указанному на этикетке, или произведению номинального напряжения элемента соответствующего типа (см. таблицу) на количество элементов в аккумуляторе. Если измеренное значение существенно ниже указанного или вычисленного, в вашем аккумуляторе короткозамкнутые элементы. Полноценно восстановить их невозможно, замена ни к чему хорошему не приведет по причинам, изложенным в книге, но в экстренных случаях иногда помогает заряд большим током в течение 1-3 секунд, в результате чего замыкающие перемычки могут быть на некоторое время разрушены.

Причины этих и других, описанных в книге неисправностей рассмотрены автором конкретно для каждого вида аккумуляторов. Диапазон их широк - от производственных дефектов и нарушения технологии изготовления до грубейших ошибок потребителей, не соблюдающих условия эксплуатации или применяющих несоответствующие используемым аккумуляторам зарядные устройства.

Четвертый раздел - информация об авторе, компании Cadex, комментарии пользователей и ответы на часто задаваемые вопросы.

Автор книги - разносторонний исследователь и изобретатель, Mr. Isidor Buchmann - основатель, президент и CEO компании Cadex Electronics Inc., расположенной в Ричмонде (Ванкувер), Канада.

Начал заниматься электроникой еще в школе, в частности на чердаке (возможно - мансарде). Окончил высшую школу, работал, служил в Швейцарской армии, после чего окончательно связал свою жизнь с электроникой. В 1966 году эмигрировал в Канаду и работал в отделении радиосвязи компании General Electric. Там же пришел к выводу, что основная проблема мобильной радиосвязи - короткое время жизни аккумуляторов. В рабочее время проводил испытания широкой гаммы аккумуляторов заказчиков, а в свободное время дома продолжал исследования и разрабатывал электронные устройства для анализатора, способного восстанавливать слабые никель-кадмиевые аккумуляторы. С целью предотвращения осложнений с General Electric Isidor Buchmann уходит из нее, и с этого момента начинается история Cadex.

Первый анализатор Cadex 450 появился в 1981 году, но не был востребован на рынке в должном количестве. За ним появился Cadex 550 и другие модификации. Были взлеты и неудачи. На сегодня Cadex - один из мировых лидеров в разработке и производстве анализаторов аккумуляторов и зарядных устройств.

При написании статьи использованы материалы, любезно предоставленные г-ном Isidor Buchmann, основателем и главой канадской компании Cadex Electronics Inc. [1].

Более подробная информация на русском языке об аккумуляторах для мобильной техники связи, компьютеров и других портативных приборов, советы по эксплуатации и обслуживанию приведены в [2] .
ССЫЛКИ
http://www.buchmann.ca/ - “Batteries in a Portable World. A handbook on rechargeable batteries for non-engineers” - интернет-версия книги г-на Isidor Buchmann, главы канадской компании Cadex Electronics Inc.
http://www.mari-el.ru/marmobile/battery/ - Аккумуляторы для мобильных устройств и портативных компьютеров. Анализаторы аккумуляторов.
http://www.cadex.com - Cadex Electronics Inc., Vancouver, BC [British Columbia], Canada - разработчик и производитель зарядных устройств, анализаторов и систем обслуживания аккумуляторов.

Устраивайтесь поудобнее..читать вам предстоит долго..

Инженерная мысль непрерывно развивается: ее стимулируют постоянно
возникающие проблемы, требующие для своего решения разработки новых технологий. В свое время на смену никель-кадмиевым (NiCd) аккумуляторам пришли никель-металлгидридные (NiMH), а сейчас место литий-ионных (Li-ion) пытаются занять литий-полимерные (Li-pol) аккумуляторы. NiMH аккумуляторы в какой-то степени потеснили NiCd, но в силу таких неоспоримых достоинств последних, как способность отдавать большой ток, низкая стоимость и длительный срок службы, не смогли обеспечить их полноценной замены. А вот как обстоит дело с литиевыми аккумуляторами? Каковы их особенности и чем отличаются Li-pol аккумуляторы от Li-ion? Попробуем разобраться в этом вопросе.

Как правило, все мы при покупке мобильника или портативного компьютера не задумываемся о том, какой аккумулятор у них внутри и чем вообще различаются эти устройства. И только потом, столкнувшись на практике с потребительскими качествами тех или иных аккумуляторов, начинаем анализировать и выбирать. Тем, кто спешит и желает сразу получить ответ на вопрос, какой аккумулятор является оптимальным для сотового телефона, я отвечу коротко - Li-ion. Дальнейшая информация предназначена для любознательных.

Для начала небольшой экскурс в историю.

Первые эксперименты по созданию литиевых батарей начались в 1912 году, но только спустя шесть десятилетий, в начале 70-х годов, они впервые были внедрены в бытовые устройства. Причем, подчеркну, это были именно батареи. Последовавшие вслед за этим попытки разработать литиевые аккумуляторы (перезаряжающиеся батареи) оказались неудачными из-за проблем, связанных с обеспечением безопасности их эксплуатации. Литий, самый легкий из всех металлов, имеет наибольший электрохимический потенциал и обеспечивает самую большую плотность энергии. Аккумуляторы, использующие литиевые металлические электроды, характеризуются и высоким напряжением, и превосходной емкостью. Но в результате многочисленных исследований в 80-х годах было выяснено, что циклическая работа (заряд - разряд) литиевых аккумуляторов приводит к изменениям на литиевом электроде, в результате которых уменьшается тепловая стабильность и появляется угроза выхода теплового состояния из-под контроля. Когда это происходит, температура элемента быстро приближается к точке плавления лития - и начинается бурная реакция с воспламенением выделяющихся газов. Так, например, большое количество литиевых аккумуляторов для мобильных телефонов, поставленных в Японию в 1991 году, было отозвано после нескольких случаев их воспламенения.

Из-за свойственной литию неустойчивости исследователи обратили свой взор в сторону неметаллических литиевых аккумуляторов на основе ионов лития. Немного проиграв при этом в плотности энергии и приняв некоторые меры предосторожности при заряде и разряде, они получили более безопасные так называемые Li-ion аккумуляторы.

Плотность энергии Li-ion аккумуляторов обычно вдвое превышает плотность стандартных NiCd [1], а в перспективе, благодаря применению новых активных материалов, предполагается еще больше увеличить ее и достигнуть трехкратного превосходства над NiCd. В дополнение к большой емкости Li-ion аккумулятор при разряде ведет себя аналогично NiCd (форма их разрядных характеристик подобна и отличается лишь напряжением).

На сегодняшний момент существует множество разновидностей Li-ion аккумуляторов, причем можно долго говорить о преимуществах и недостатках того или иного типа, но отличить их по внешнему виду невозможно. Поэтому отметим только те достоинства и недостатки, которые свойственны всем типам этих устройств, и рассмотрим причины, вызвавшие появление на свет литий-полимерных аккумуляторов.

Основные преимущества.
Высокая плотность энергии и как следствие большая емкость при тех же самых габаритах по сравнению с аккумуляторами на основе никеля.
Низкий саморазряд.
Высокое напряжение единичного элемента (3.6 В против 1.2 В у NiCd и NiMH), что упрощает конструкцию - зачастую аккумулятор состоит только из одного элемента. Многие производители сегодня применяют в сотовых телефонов именно такой одноэлементный аккумулятор (вспомните Nokia). Однако, чтобы обеспечить ту же самую мощность, необходимо отдать более высокий ток. А это требует обеспечения низкого внутреннего сопротивления элемента.
Низкая стоимость обслуживания (эксплуатационных расходов) - результат отсутствия эффекта памяти, требующего периодических циклов разряда для восстановления емкости.

Недостатки.
Для аккумулятора требуется встроенная схема защиты (что ведет к дополнительному повышению его стоимости), которая ограничивает максимальное напряжение на каждом элементе аккумулятора во время заряда и предохраняет напряжение элемента от слишком низкого понижения при разряде. Кроме того, она ограничивает максимальные токи заряда, разряда и контролирует температуру элемента. В результате возможность металлизации лития практически исключена.
Аккумулятор подвержен старению, даже если не используется и просто лежит на полке. Процесс старения характерен для большинства Li-ion аккумуляторов. По вполне очевидным причинам производители об этой проблеме умалчивают. Незначительное уменьшение емкости становится заметным уже через год вне зависимости от того, находился аккумулятор в эксплуатации или нет. Через два или три года он часто становится непригодным к использованию. Впрочем, аккумуляторы других электрохимических систем также имеют возрастные изменения с ухудшением своих параметров (это особенно справедливо для NiMH, подверженных воздействию высокой температуры окружающей среды). Для уменьшения процесса старения храните заряженный примерно до 40 % от номинальной емкости аккумулятор в прохладном месте отдельно от телефона.
Более высокая стоимость по сравнению с NiCd аккумуляторами.
Затруднено быстрое тестирование [1] аккумуляторов (например, на анализаторе Cadex C7xxx), поскольку технология их изготовления до конца еще не отработана и постоянно меняется.

Технология изготовления Li-ion аккумуляторов постоянно улучшается. Она обновляется приблизительно каждые шесть месяцев, и понять, как “ведут себя” новые аккумуляторы после длительного хранения, трудно.

Словом, всем был бы Li-ion аккумулятор хорош, если бы не проблемы с обеспечением безопасности его эксплуатации и высокая стоимость. Попытки решения этих проблем и привели к появлению литий-полимерных (Li-pol или Li-polymer) аккумуляторов.

Основное их отличие от Li-ion отражено в названии и заключается в типе используемого электролита. Первоначально, в 70-х годах, применялся сухой твердый полимерный электролит, похожий на пластиковую пленку и не проводящий электрический ток, но допускающий обмен ионами (электрически заряженными атомами или группами атомов). Полимерный электролит фактически заменяет традиционный пористый сепаратор, пропитанный электролитом.

Такая конструкция упрощает процесс производства, характеризуется большей безопасностью и позволяет выпускать тонкие аккумуляторы произвольной формы. К тому же отсутствие жидкого или гелевого электролита исключает возможность воспламенения. Толщина элемента составляет около одного миллиметра, так что разработчики оборудования свободны в выборе формы, очертаний и размеров, вплоть до внедрения его во фрагменты одежды.

Но пока, к сожалению, сухие Li-polymer аккумуляторы обладают недостаточной электропроводностью при комнатной температуре. Внутреннее сопротивление их слишком высоко и не может обеспечить величину тока, необходимую для современных средств связи и электропитания жестких дисков переносных компьютеров. В то же время при нагревании до 60 °C и более электропроводность Li-polymer увеличивается до приемлемого уровня, однако для массового использования это не годится.

Исследователи продолжают разработку Li-polymer аккумуляторов с сухим твердым электролитом, работающим при комнатной температуре. Подобные аккумуляторы, как ожидается, станут коммерчески доступными к 2005 году. Они будут стабильными, допускать1000 полных циклов заряда-разряда и иметь более высокую плотность энергии, чем сегодняшние Li-ion аккумуляторы

Тем временем некоторые виды Li-polymer аккумуляторов в настоящее время используются в качестве резервных источников питания в жарком климате. Например, часть производителей специально устанавливает нагревающие элементы, поддерживающие благоприятную для аккумулятора температуру.

Вы спросите: как же так? На рынке вовсю продают Li-polymer аккумуляторы, изготовители комплектуют ими телефоны и компьютеры, а мы тут говорим, что для коммерческой эксплуатации они пока не готовы. Все очень просто. В данном случае речь идет об аккумуляторах не с сухим твердым электролитом. Для того чтобы повысить электропроводность небольших Li-polymer аккумуляторов, в них добавляют некоторое количество гелеобразного электролита. И большинство Li-polymer аккумуляторов, используемых сегодня для мобильных телефонов, фактически являются гибридами, поскольку содержат гелеобразный электролит. Правильнее было бы их называть литий-ионными полимерными. Но большинство изготовителей в рекламных целях маркируют их просто как Li-polymer. Остановимся подробнее на этом типе литий-полимерных аккумуляторов, поскольку на данный момент именно они представляют наибольший интерес.

Итак, в чем различие между Li-ion и Li-polymer аккумулятором с добавкой гелеобразного электролита? Хотя характеристики и эффективность обеих систем во многом сходны, уникальность Li-ion полимерного (можно его и так назвать) аккумулятора заключается в том, что в нем все же используется твердый электролит, заменяющий пористый сепаратор. Гелевый электролит добавляется только для увеличения ионной электропроводности.

Технические трудности и задержка в наращивании объемов производства задержали внедрение Li-ion полимерных аккумуляторов. Это вызвано, по мнению некоторых экспертов, желанием инвесторов, вложивших большие деньги в разработку и массовое производство Li-ion аккумуляторов, получить свои инвестиции обратно. Поэтому они и не спешат переходить на новые технологии, хотя при массовом производстве Li-ion полимерные аккумуляторы будут дешевле литий-ионных.

А теперь об особенностях эксплуатации Li-ion и Li-polymer аккумуляторов.

Их основные характеристики очень похожи. О заряде Li-ion аккумуляторов достаточно подробно рассказано в статье [2]. В добавление приведу лишь график (Рис.1) из [3], иллюстрирующий стадии заряда, и небольшие пояснения к нему.

Время заряда всех Li-ion аккумуляторов при начальном зарядном токе в 1С (численно равном номинальному значению емкости аккумулятора) составляет в среднем 3 часа. Полный заряд достигается при напряжении на аккумуляторе, равном верхнему порогу, и при уменьшении тока заряда до уровня, примерно равного 3 % от начального значения. Аккумулятор во время заряда остается холодным. Как видно из графика, процесс заряда состоит из двух стадий. На первой (час с небольшим) напряжение растет при почти постоянном начальном токе заряда в 1С до момента первого достижения верхнего порога напряжения. К этому моменту аккумулятор заряжается примерно на 70 % от своей емкости. В начале второго этапа напряжение остается почти постоянным, а ток уменьшается до тех пор, пока не достигнет вышеуказанных 3 %. После этого заряд полностью прекращается.

Если требуется поддерживать аккумулятор все время в заряженном состоянии, то подзаряд рекомендуется проводить через 500 часов, или 20 дней. Обычно его проводят при уменьшении напряжения на выводах аккумулятор до 4.05 В и прекращают при достижении 4.2 В

Несколько слов о температурном диапазоне при заряде. Большинство разновидностей Li-ion аккумуляторов допускают заряд током в 1С при температуре от 5 до 45 ?C. При температуре от 0 до 5 ?C рекомендуется заряжать током в 0.1 С. Заряд при минусовой температуре запрещен. Для заряда оптимальна температура от 15 до 25 ?C.

Зарядные процессы в Li-polymer аккумуляторах почти идентичны вышеописанным, поэтому потребителю совершенно ни к чему знать, какой их двух типов аккумуляторов у него в руках. И все те зарядные устройства, которые он использовал для Li-ion аккумуляторов, годятся для Li-polymer.

А теперь об условиях разряда. Обычно Li-ion аккумуляторы разряжают до значения 3.0 В на элемент, хотя для некоторых разновидностей нижний порог составляет 2.5 В. Производители оборудования с питанием от аккумуляторов, как правило, разрабатывают устройства с порогом выключения 3.0 В (на все случаи жизни). Что это означает? Напряжение на аккумуляторе при включенном телефоне постепенно уменьшается, и как только оно достигнет 3.0 В, аппарат предупредит вас и выключится. Однако это совсем не означает, что он перестал потреблять энергию от аккумулятора. Энергия, пусть незначительная, требуется для определения нажатия клавиши включения телефона и некоторых других функций. Кроме того, энергию потребляет собственная внутренняя схема управления и защиты, да и саморазряд, хоть и небольшой, но все же характерен даже для аккумуляторов на основе лития. В результате, если оставить литиевые аккумуляторы на длительный срок без подзарядки, напряжение на них упадет ниже 2.5 В, что очень плохо. В этом случае возможно отключение внутренней схемы управления и защиты, и не все зарядные устройства смогут зарядить такие аккумуляторы. Кроме того, глубокий разряд отрицательно сказывается на внутренней структуре самого аккумулятора. Полностью разряженный аккумулятор должен заряжаться на первом этапе током всего в 0.1C. Словом, аккумуляторы скорее любят находиться в заряженном состоянии, чем в разряженном.

Несколько слов о температурных условиях при разряде (читай во время работы).

Как правило, Li-ion аккумуляторы лучше всего функционируют при комнатной температуре. Работа в более теплых условиях серьезно сокращает срок их службы. Хотя, например, свинцово-кислотный аккумулятор имеет самую высокую емкость при температуре более 30°C, но длительная эксплуатация в таких условиях сокращает жизнь аккумулятора. Точно так же и Li-ion лучше работают при высокой температуре, которая поначалу противодействует увеличению внутреннего сопротивления аккумулятора, являющемуся результатом старения. Но повышенная энергоотдача коротка, поскольку повышение температуры, в свою очередь, способствует ускоренному старению, сопровождаемому дальнейшим увеличением внутреннего сопротивления.

Исключение составляют на данный момент только литий-полимерные аккумуляторы с сухим твердым полимерным электролитом. Для них жизненно необходима температура от 60°C до 100°C. И такие аккумуляторы заняли свою нишу на рынке резервных источников в местах с жарким климатом. Они помещаются в теплоизолированный корпус со встроенными элементами нагревания, питающимися от внешней сети. Li-ion полимерные аккумуляторы в качестве резервных, как считают, превосходят по емкости и долговечности VRLA аккумуляторы, особенно в полевых условиях, когда управление температурой невозможно. Но их высокая цена остается сдерживающим фактором.

При низких температурах эффективность аккумуляторов всех электрохимических систем резко падает. В то время как для NiMH, SLA и Li-ion аккумуляторов температура -20°C является пределом, при котором они прекращают функционировать, NiCd продолжают работать до -40°C. Отмечу только, что речь опять же идет только об аккумуляторах широкого применения.

Важно не забывать, что, хотя аккумулятор и может работать при низких температурах, это совсем не означает, что он может быть также заряжен в этих условиях. Восприимчивость к заряду у большинства аккумуляторов при очень низких температурах чрезвычайно ограничена, и ток заряда в этих случаях должен быть уменьшен до 0.1C.