Как определить емкость литий ионного аккумулятора: Как узнать емкость Li-ion аккумулятора?

Как проверить ёмкость литий-ионного аккумулятора формата 18650 с помощью мультиметра?

Никто не спорит, китайцы в огромнейших объёмах производят продукцию доступную широким массам. Но, как же нам всем надоели фейковые технические характеристики китайской аппаратуры относящейся к любой ценовой категории! Да, правда часто бывает неприятной, но всё же, иногда её просто необходимо знать. В этой теме, я хочу поговорить о ёмкости аккумуляторных батарей, а конкретно, о несоответствии заявленных производителем показателей (завышенных), реальным. Речь пойдёт о литий-ионных аккумуляторных батарейках формата 18650 — будем определять их реальную ёмкость с помощью мультиметра.

Содержание:

• Что означают цифры 18650?
• Проверка ёмкости Li-ion батареи 18650.
• Что понадобится для диагностики электроаккумулятора?
• Как замерять напряжение АКБ формата 18650 мультиметром?
• Как проверить внутреннее сопротивление Li-ion элементов 18650?
• Как проверяется ток утечки?
• Как осуществить замеры заряда электроаккумулятора и ничего при этом не повредить внутри него?
• Есть ли отличия в диагностике электронакопителей для различных устройств?

Что означают цифры 18650?

Что означают цифры 18650 у литий-ионного аккумулятора? Первые две цифры — это диаметр батарейки, 18 мм, далее следует цифра 65 — длина АКБ, также измеряемая в мм, а оставшийся нолик, означает цилиндрическую форму. Формат 18650 является самым распространённым среди литий-ионных электронакопителей, а по габаритам, он немного больше традиционной пальчиковой батарейки. Всё, что касается батарей формата 18650, относится и к Li-ion АКБ другого формата.

Аккумуляторы такого типа, часто обслуживают небольшие фонарики, лазеры и другую самую разнообразную электронику. Из элементов формата 18650 собираются аккумуляторы ноутбуков, шуруповёртов, а также электрокаров. Многие пользователи восхищаются тем, насколько такие батарейки мощные и полезные! Но, далеко на каждый юзер знает, как правильно определить ёмкость компонента 18650, поэтому в интернете, можно найти большое количество рекомендаций.

Проверка ёмкости Li-ion батареи 18650

На рынке присутствуют разные электронакопители, поэтому и подход к замерам их параметров — индивидуален.

Ёмкость перезаряжаемой аккумуляторной батареи считается одним из самых важных её показателей. Изготовители подобных девайсов, указывают цифры ёмкости на корпусе электронакопителя, однако в подавляющем большинстве случаев данная характеристика завышается.

Для проверки правдивости данных, разработаны специальные измерительные приборы, также, имеет место и самодельная аппаратура.

Итак, что конкретно можно сказать о проверке ёмкости литий-ионных электроаккумуляторов 18650:

1. Определить приблизительную настоящую ёмкость батареи, можно посредством зарядки гаджета известным током. Зачастую ток заряда указывается в технических характеристиках зарядного устройства. Если на полноценную зарядку электронакопителя током 100 миллиампер уйдёт 34 часа, то перемножив эти значения, можно выяснить, что ёмкость такого электроаккумулятора равняется 3400 mAh. Однако не стоит полностью доверяться полученным результатам, ведь всё завязано на алгоритм функционирования зарядного устройства.

2. Следующая методика подразумевает более точную и быструю систему измерений, но она требует финансовых вливаний! Приобретаем интеллектуальное зарядное устройство (к примеру iMax B6), отображающее реальное напряжение и ёмкость электробатареи. Также, если вы приобретёте подобный аппарат, то обслуживать электрические элементы вам будет проще!

3. Третья методика определения ёмкости — самая интригующая. Чем скромнее ток заряда — тем точнее данные. Для данного действа идут: на 100% заряженная АКБ, часы, амперметр, и, фонарик возьмём. Возможно, литий-ионные аккумуляторы формата 18650, были приобретены именно для фонарика? Но, не в этом суть! Без амперметра можно обойтись, но это допустимо только в том случае, если в вашем распоряжении имеются технические характеристики, в которых отображается, сколько электроэнергии будет расходовать осветительный прибор при конкретном режиме яркости.

Задействуйте фонарик и выставьте минимальную яркость, проведите замеры тока амперметром и засеките при этом манёвре время. К примеру, девайс светил 20 ч, расходуя при этом ток с показателем 100 мА, а из этого следует: 20×100=2000 mAh. Ёмкость, конкретно этого накопителя, могла бы быть и посолидней, а так, 2000 mAh — не впечатляющий показатель!

Естественно, чем больше производитель проверен временем — тем правдивей его показатели! Какие бренды можно смело вписать в этот список? На кофейной гуще гадать не будем — все имена известны в мировом сообществе любителей передовых технологий! Японский Panasonic, южнокорейские Samsung и LG — эти разработчики предоставляют юзерам наиболее точную информацию. Однако нет в мире совершенства — возможно расхождение с реальными показателями плюс-минус 50 mAh. Но это ещё не всё, разница может быть ещё более существенной, в отрицательную сторону естественно, если аккумулятор бывший в употреблении либо, что ещё хуже — бракованный. Нарваться на подобные сюрпризы не сложно, продавцы в погоне за прибылью выставляют весьма привлекательные ценники такому товару, но, стоит ли он того?

Далее, я заострю своё внимание на втором способе определения реальной ёмкости аккумуляторной батареи.

Итак, проверка литий-ионного электронакопителя 18650 посредством умной зарядки iMax B6

Первое, что нам нужно сделать, это естественно обзавестись данным, очень полезным прибором, основными преимуществами которого, являются универсальность и относительно точные замеры ёмкости АКБ. Проверка батареек формата 18650 — процесс не скоротечный: сначала элементы нужно зарядить на 100%, а затем полностью разрядить их с замером отданных ампер-часов. Далее электроаккумулятор настраивается на режим хранения.

Следующий шаг — сборка балансировочной зарядки на основе iMax B6, позволяющего заряжать до шести аккумуляторов одновременно. Ёмкость электронакопителей придётся диагностировать в индивидуальном порядке, а причина проста — при проверке нескольких компонентов одновременно, вы получите лишь усреднённые данные. Но в то же время, этих показателей хватит для того, чтобы выяснить, всё ли в порядке с аккумуляторами.

Нюанс

Замеры значений разных параметров с использованием многофункционального измерительного прибора, осуществляются начиная с самого высокого диапазона. Подобные действия призваны не допустить перегорания составляющих гаджета, а также, они оберегают юзера от удара током. В любом случае, никогда не забывайте о технике безопасности при пользовании электрическим оборудованием! Как говорится — бережёного Бог бережёт!

Что нам понадобится для диагностики электроаккумулятора?

Для проверки сгодится обыкновенный недорогостоящий мультиметр. В таком устройстве должны присутствовать амперметр, омметр и вольтметр. Какие параметры аккумуляторной батареи 18650 можно проверить посредством мультиметра? Ёмкость, напряжение, внутреннее сопротивление, величину тока утечки — вот перечень того, чем нам может помочь данное приспособление.

Как замерять напряжение АКБ формата 18650 мультиметром?

Электроаккумуляторы используют очень многие любители электронной техники, однако мало кто из них знает, насколько для используемой аппаратуры важно напряжение, которое выдаёт АКБ. Ведь если что-нибудь напутать — выхода из строя не избежать!

Ниже я приведу алгоритм проверки напряжения аккумуляторной батареи посредством мультиметра:

1. Измерительный прибор переводят в режим напряжения до 20V.

2. Далее, наконечники щупов прикрепляются к выводам питания — плюсу и минусу.

3. Через несколько секунд, напряжение будет отображаться на экране мультиметра. Если подобное действо не состоялось — проделываем первый и второй манёвр заново.

Нюанс

Если на дисплее возле цифр вы наблюдаете знак «-», то это будет означать тот факт, что при подсоединении зажимных элементов либо щупов, имеет место «переполюсовка». Представляет ли подобное явление угрозу? Нет — это не критично! Однако для нормального функционирования измерительного приспособления, таких ошибок лучше не делать. Правило тут простое: не нужно спешить при измерении напряжения.

Ниже приведены данные зависимости степени заряженности АКБ от напряжения:

Как измерить ёмкость аккумулятора формата 18650 посредством мультиметра?

Итак, замеряем:

1. Заряжаем батарейку на 100% и подключаем к ней нагрузку.

2. Засекаем время.

3. Параллельно к полюсам нужно подключить мультиметр, переключив девайс в измерительный диапазон до 20 Вт. Данное действие выполняется с целью отследить уровень спада разности потенциала.

4. Фактическое значение ёмкости находят прибегая к такому расчёту: умножается ток расходуемый нагрузкой на время её действия обеспечиваемого полностью заряженной батареей. Полученные данные измеряются в Ампер-часах (Ah).

Кстати сказать, на сегодняшний день, на рынке можно найти большое количество универсальных зарядных устройств батареек формата 18650, оснащённых функцией определения ёмкости. В зависимости от производителя, они могут определять ёмкость с разной степенью погрешности, но в любом случае, погрешность будет не большая.

Модельные зарядники являются одними из первых удобнейших микропроцессорных зарядных устройств, дающих возможность протестировать почти все виды АКБ на правдивость показателей ёмкости. В этом случае нужно соблюсти такое требование: в цепочке подключения элементов должно быть минимальное количества соединений, так как по этой причине будут снижены потери и увеличена точность получаемых при тестировании результатов.

В дополнение к модельным гаджетам, нужно выводить балансировочные кабели на силовые, так делается для того, чтобы результаты снимались именно через балансировочные элементы и использовалась четырёхточечная методика тестирования. Кроме того, не малую роль в этом процессе играет и производитель оборудования. К примеру Ai Charger, пользуется повышенной популярностью у юзеров по той причине, что изделия от этого бренда предлагают высокую точность измерений и улучшенную стабильность функционирования.

Нюансы

• Осуществляйте все замерочные манипуляции с Li-ion аккумуляторами в защитных очках.
• Не пробуйте замыкать «минус» и «плюс» ячеек напрямую, без нагрузок.
• Не заряжайте литий-ионные электронакпители выше либо ниже значений приведённых в официальной инструкции к ним.

Как проверить внутреннее сопротивление Li-ion элементов 18650?

Чтобы воплотить подобный процесс в жизнь, повторяйте все приведённые ниже шаги:

1. К батарее подсоединяют нагрузку: лампочку, электромотор либо любое другое специальное оборудование.

2. Нагрузка должна быть задействована пару секунд, для полноценного функционирования.

3. Далее замеряют напряжение электропитания (U1).

4. Затем полностью выключаем нагрузку и выдерживаем пару секунд.

5. После ожидания, опять проводятся замеры напряжения на полюсах аккумулятора (U2).

6. Затем, находят разницу между парочкой значений U1 и U2, потом, происходит деление на номинальную, указанную производителем, разность потенциалов, а после, результат переводится в процентные данные. Если полученный показатель менее 0,4%, то это будет означать, что внутреннее сопротивление находится в пределах допустимого. А вот если вы столкнулись с цифрой 0,5% и выше, то, увы, такие компоненты уже не пригодны для дальнейшего использования и их придётся подвергнуть замене.

Как проверяется ток утечки?

С таким явлением, реально редко кто из юзеров сталкивается, но всё же, подобные случаи имеют место. Что такое ток утечки? Для любого аккумулятора — это нежелательный и опаснейший фактор. Для диагностики нам понадобится мультиметр, а также реостат. Заряжаем батарею формата 18650 и подключаем реостат. Далее выставляем соответствующее сопротивление для получения нужного тока. Посредством мультиметра снимаем показатели во времени, разрядите электронакопитель и также снимите показания. Полученные данные аккуратно заносим в таблицу, которую в дальнейшем нужно проанализировать для выявления просадки.

Нюанс

Для диагностики также можно воспользоваться резистором. Почему это выгодно? Данное приспособление позволяет осуществить процесс замера в пару раз быстрее, однако юзеру при этом нужно соблюдать осторожность. Если в электробатарее проблема не будет выявлена, то на дисплее измерителя будут отображаться три ноля.

Как осуществить замеры заряда электроаккумулятора и ничего при этом не повредить внутри него?

Чтобы диагностика вышла удачной, а конкретно, чтобы не было нанесено никакого вреда внутренностям АКБ, вам потребуется выставить правильный измерительный диапазон. К примеру, если в ваших планах проверка разности потенциалов аккумулятора на 12V, то гаджет нужно перевести в диапазон до 20V.

Есть ли отличия в диагностике электронакопителей для различных устройств?

Чтобы узнать ёмкость источника питания формата 18650, не нужно в обязательном порядке иметь в своём распоряжении мультиметр — вычислить значение можно посредством специнструментов и с помощью программного обеспечения. Каждый пользователь, естественно, может выбирать тот вариант, который подходит ему больше всего. Но всё же, в интернете преобладает информация именно на тему тестирования электробатарей мультиметром.

Если вам предстоит заняться процессом проверки аккумуляторной батареи автомобиля либо ноутбука, то манипуляции придётся осуществлять почти одни и те же. Но, приспособления для замеров нужно применять разные. Ёмкость батарейки 18650 можно проверить используя нагрузку либо тестер.

Если вы владеете информацией, как измерить ёмкость электронакопителя 18650 и можете расшифровать маркировку с цветом, то с лёгкостью сможете контролировать эту очень важную характеристику АКБ, и своевременно устанавливать новое изделие при падении ёмкости у старого до минимально установленного показателя. Если же пользователь не знает, как правильно производить замеры ёмкости источника питания, то возможны проблемы. Чем конкретно это чревато? Юзер довольно долго может эксплуатировать электронакопитель с пониженной ёмкостью, что может не самым хорошим образом повлиять на приспособление, которое запитывается от такого электронакопителя.

Отличия в диагностике работоспособности батарей для разных устройств присутствуют, но они не значительны. Тут самое важное — уметь замерять ёмкость источника питания правильно и тогда у пользователя не должно возникнуть существенных проблем в будущем. В любом случае, юзеру будет выгоднее выполнять профилактические мероприятия, чем потом приобретать новые девайсы для замены.

Заключение

Проверка реальной ёмкости Li-ion аккумуляторной батареи формата 18650, является очень важным моментом и это должен уметь делать любой уважающий себя пользователь. В этом нам поможет такой многофункциональный измерительный прибор как мультиметр, который также должен быть у любого уважающего себя обладателя электрооборудования, имеющего возможность осуществлять соответствующие манипуляции собственными силами.

Методики проверки литий-ионных аккумуляторных батареек формата 18650, в принципе, особой сложностью не отличаются, поэтому можете быть уверены, если у вас есть желание в это вникнуть, то должно непременно всё получиться!

• Об авторе
• Недавние публикации

aKa Ka3aK

Идейный вдохновитель и морально-физический содержатель данного портала. «Болен» электрическим транспортом и активно его изучаю.
Почти способен синтезировать обратный захват серотонина.

aKa Ka3aK недавно публиковал (посмотреть все)

Как определить емкость аккумулятора li-ion?Измерение емкости в домашних условиях

Что такое емкость для хранения энергии? Показатель, сколько можно получить электрического тока в амперах за определенное время. Единица емкости – ампер-час, А/ч. Чем больше емкость, тем мощнее аккумулятор – это показатель работоспособности. Энергия может быть выдана импульсом, многократно превышающим цифровой показатель, но в короткий промежуток времени. Так, емкость 2 А/ч можно использовать в течение 6 минут, получив ток 20 ампер, а можно по 1 амперу брать 120минут. Значение емкости в цифрах обозначается буквой С. Для потребителя важно знать истинную емкость аккумулятора и текущий уровень заряда. Проверка  емкости Li-ion доступна каждому пользователю.

Содержание

• 1 Способы проверки емкости литиевых аккумуляторов
• 2 Как соединить литиевые аккумуляторы для увеличения емкости
• 3  
• 4 Какая емкость литиевых аккумуляторов необходима для шуруповерта
• 5 Как восстановить емкость литиевого аккумулятора
• 6 Вывод
• 7 Видео

Способы проверки емкости литиевых аккумуляторов

Проверить емкость аккумулятора можно в состоянии полной зарядки или разрядки. Литий-ионные источники энергии работают в диапазоне напряжения 2,5 – 4,23 В. Как используя тестеры, проверить емкость Li-ion аккумулятора?

Можно воспользоваться мультиметром. Прибор сочетает амперметр, вольтметр и омметр, считается универсальным. Тестеры бывают аналоговыми, с измерительной шкалой, и цифровые, с дисплеем. Зонд с красным проводом плюсовой, с черной –минус.

Как измерить тестером емкость литиевого аккумулятора.

Порядок измерения:

• зарядить проверяемый li-ion аккумулятор до 4,23В;
• на тестере поставить рычаг в положение «Постоянный ток» при этом будет задействован переменный резистор;
• соединить контакты с полюсами элемента и пропускать ток до напряжения 2,5 В.
• определение приблизительной емкости литиевых аккумуляторов производится умножением времени разрядки на силу тока, пропускаемого через тестер.

Еще проще воспользоваться «умной» зарядкой, как измерителем емкости литиевого аккумулятора. В процессе, прибор выводит на дисплей все показатели. С помощью зарядного устройства iMAX-6 можно точно и в любой момент определить емкость, как литиевых батарей, так и состояние источника энергии в смартфоне.

Можно ли проверить емкость литиевого аккумулятора и как, пользуясь подручными средствами? Если есть точное сопротивление, можно подключить его к батарее и засечь время разряда. Измерить точно не получится, но отличить есть ли в аккумуляторе заявленные 8800 мА/ч или всего 880, определится легко. Кстати, нельзя купить литиевые аккумуляторы 18650 большой емкости. Их предел 3600мА/ч.

Неплохо с бытовой задачей определения примерного заряда справляется индикатор заряда, выполненный самостоятельно или включенный в схему прибора.

Заряд li-ion аккумуляторы 18650, их можно определить по весу. С емкостью 2600мА/ч вес цилиндра должен быть 40 г, с повышением емкости он становится больше. Для 26650 вес начинается от 70 г.

Как соединить литиевые аккумуляторы для увеличения емкости

 

 

Ионно-литиевые аккумуляторы представляют цилиндрический или призматический кожух, в котором скручены проводящие пластины в виде фольги с нанесенным активным материалом и проницаемым диэлектрическим сепаратором. Каждый элемент имеет емкость, соответствующую длине лент, то есть количеству слоев в одном элементе. При этом разность потенциалов зависит только от состава компонентов.

Чтобы увеличить емкость батареи, необходимо соединить несколько банок параллельно, плюсы с плюсами, минусы с минусами. Ионно-литиевые аккумуляторы в сумме дадут большую емкость. При этом не требуется балансировки, заряды распределяются в банках, как в сообщающихся сосудах.

Чтобы поднять напряжение, нужно группы аккумуляторов, соединенные параллельно принять за один элемент, и соединить несколько штук последовательно. Так создают батарею, отвечающую запросам. Важно использовать банки с одним составом, с одинаковыми техническими параметрами. В последовательную схему должны быть включены балансиры и защита от перезаряда и глубокого разряда.

Какая емкость литиевых аккумуляторов необходима для шуруповерта

Бытовые приборы в работе используют высокотоковые аккумуляторы. Это значит, при пуске и усилиям при работе, прибор может забрать в короткий срок импульс до 15-20 С. Аккумулятор 18650 способен обеспечить параметры тока, но напряжение необходимо 10, 12, 14, 18 В.

Расчетное количество элементов, соединенных последовательно, невозможно подобрать точно, так как средний заряд литий-ионной банки 3,7 В. Расчет ведут с небольшим превышением по напряжению, чтобы двигатель шуруповерта работал в безопасном диапазоне. В схеме управления мотором предусмотрены ограничители.

Чем больше емкость батареи, тем реже потребуется подзарядка. Для шуруповертов на 18 В, инструмента профессионального, емкость батарей увеличивают, создавая гирлянду из пяти последовательных групп. Каждая из них имеет параллельное соединение 2 элементов. Для легких шуруповертов такое увеличение емкости заметно утяжелит инструмент.

Как восстановить емкость литиевого аккумулятора

Каждый цикл работы, длительное хранение связаны с постоянной потерей емкости батарей. Особенно губительно действует перезаряд, работа в отсеке, где температура поднимается до +60 ⁰ С. При понижении температуры окружающего воздуха до минуса, емкость банок снижается. Можно ли восстановить емкость аккумулятора li-ion?

Из всех случаев потери емкости, восстановление возможно только охлажденных li-ion аккумуляторов. Согревшись, они продолжают работать. В других случаях банки, потерявшие емкость, не восстанавливаются. Внутри активный элемент уже не принимает заряд, не происходит реакции, не создается разность потенциалов между обкладками.

Чтобы восстановить аккумулятор, необходимо исследовать каждый элемент на емкость и заменить севшие. В последовательной схеме соединения достаточно одной неисправной банки, чтобы комплект не работал.

Вывод

Покупая батарею или литиевые аккумуляторы, обратите внимание, когда их изготовили. При хранении в ненадлежащих условиях, банка теряет до 5 % емкости в год. Срок годности батарейки производители заявляют 8 лет. То же касается и готовых аккумуляторов из блоков элементов.

Видео

Для тех  кто интересуется , как замерить емкость аккумулятора,  держать заряд под контролем и восстановить емкость, представляем видео.

https://youtu.be/6vKYo2nirTo

Как определить емкость аккумулятора li-ion

Измерение ёмкости аккумулятора — простой и точный способ

Для того, что бы измерить ёмкость какого-нибудь аккумулятора, обычно поступают так: подключают к этому аккумулятору резистор определённого номинала, который разряжает этот аккумулятор, и записывая величины тока, протекающего через резистор и напряжение на нём, дожидаются полной разрядки аккумулятора. По полученным данным строится график разряда, из которого и выясняют ёмкость. Проблема только в том, что по мере снижения напряжения на аккумуляторе ток через резистор так же будет уменьшаться, так что данные придётся интегрировать во времени, поэтому точность такого способа измерения ёмкости аккумулятора оставляет желать лучшего.

Если же разряжать аккумулятор не через резистор, а через источник стабильного тока, то это позволит определить ёмкость аккумулятора с очень большой точностью. Но здесь есть одна проблема — напряжение на аккумуляторе (1,2..3,7 В) недостаточно для работы источника стабильного тока. Но эту проблему можно обойти, добавив в схему измерения дополнительный источник напряжения.

Рис. 1. Схема для измерения ёмкости аккумулятора
V1 — исследуемый аккумулятор; V2 — вспомогательный источник напряжения; PV1 — вольтметр;
LM7805 и R1 — источник стабильного тока; VD1 — защитный диод.

На рисунке 1 изображена принципиальная схема установки для измерения ёмкости аккумулятора. Здесь видно, что измеряемый аккумулятор V1 включён последовательно с источником тока (его образуют интегральный стабилизатор LM7805 и резистор R1) и вспомогательным источником питания V2. Поскольку V1 и V2 соединены последовательно, то сумма их напряжений оказывается достаточной для работы источника тока. Так как минимальное напряжение, необходимое для работы источника тока составляет 7 В (из них 5 В — это напряжение на выходе микросхемы LM7805, т.е. в данном случае это падение напряжения на резисторе R1, и 2 В — это минимально допустимое падение напряжения между входом и выходом LM7805), то для работы источника тока суммы напряжений V1 и V2 хватает с некоторым запасом.

Вместо стабилизатора LM7805 можно использовать другой интегральный стабилизатор, например, LM317 с выходным напряжением 1,25 В и минимальным падением напряжения 3 В. Так как минимальное рабочее напряжение источника тока будет равно 4,25 В, то напряжение второго источника напряжения V2 можно снизить до 5 В. В случае использования стабилизатор LM317 величина тока стабилизации будет определяться по формуле I = 1,25/R1

Тогда для разрядного тока 100 мА величина сопротивления R1 должна быть примерно 12,5 Ом.

Как производить измерение ёмкости аккумулятора

Вначале подбором резистора R1 нужно установить разрядный ток — обычно величину разрядного тока выбирают равной рабочему току разряда аккумулятора. Следует так же иметь в виду, что некоторые модели интегральных стабилизаторов напряжения 7805 могут потреблять небольшой управляющий ток порядка 2…8 мА, так что величину тока в схеме рекомендуется проверять амперметром. Далее полностью заряженный аккумулятор V1 устанавливают в схему, и замкнув выключатель SA1 начинают отсчёт времени до того момента, когда напряжение на аккумуляторе снизится до минимальной величины — для разных типов аккумуляторных батарей эта величина различна, например, для никель-кадмиевых (NiCd) — 1,0 В, для никель-металлогидридных (NiMH) — 1,1 В, для литий-ионных (Li-ion) — 2,5…3 В, для каждой конкретной модели аккумулятора эти данные нужно смотреть в соответствующей документации.

После достижения минимального напряжения на аккумуляторе выключатель SA1 размыкают. Следует помнить, что разряд аккумулятора ниже минимального напряжения может вывести его из строя. Перемножив величину разрядного тока (в Амперах) на время разряда (в часах) получаем ёмкость аккумулятора (А*ч):

C = I * t

Рассмотрим практическое применение этого способа измерения ёмкости аккумулятора на конкретном примере.

Измерение ёмкости аккумулятора NB-11L

Аккумулятор NB-11L (рис. 2.) был приобретён в интернет-магазине DealeXtreme за 3,7 доллара (SKU: 169532). На корпусе аккумулятора указана его ёмкость — 750 мА*ч. На сайте его ёмкость указана уже скромнее — 650 мА*ч. Какая же реальная ёмкость этого аккумулятора?

Рис. 2. Li-ion аккумулятор NB-11L ёмкостью якобы 750 мА*ч
Fits CAN.NB-11L 3.7V 750mAh
Use specified charger only

Что бы подключить проводники к контактам аккумулятора потребуются две скрепки, которые следует изогнуть так, как показано на рисунке 3, и подключить их к «+» и «-» выводам аккумулятора (рис. 4.). Необходимо избегать замыкания контактов, лучше их заизолировать.

Рис. 3. Самодельные контакты для подключения к аккумулятору

Рис. 4. Самодельные контакты, подключённые к аккумулятору

Для измерения ёмкости аккумулятора NB-11L его разрядный ток был принят равным 100 мА. Для этого величина резистора R1 была выбрана чуть больше 50 Ом. Мощность, рассеиваемая на резисторе R1 определяется по формуле P = V²/R1, где V — напряжение на резисторе R1. В данном случае P=5²/50=0,5 Вт. Стабилизатор LM7805 следует установить на радиатор, если же под рукой нет подходящего радиатора, то микросхему можно частично погрузить в стакан с холодной водой, но так, что бы выводы остались сухими (в случае корпуса TO-220).

После установки полностью заряженного аккумулятора NB-11L в схему и замыкания выключателя SA1 начался отсчёт времени с периодическим контролем напряжения по вольтметру PV1. Данные заносились в таблицу, по которой был построен график разряда аккумулятора NB-11L (рис.

5).

Рис. 5. График напряжения на аккумуляторе NB-11L в процессе его разряда током 100 мА

Отсюда видно, что за 5 часов разряда током 0,1 А напряжение на аккумуляторе снизилось до 3 вольт и стало быстро падать дальше.

C = I * t = 0,1 * 5 = 0,5 А = 500 мА*ч.

Так что реальная же ёмкость аккумулятора NB-11L оказалась в 1,5 раза ниже указанной на нём.

BACK

Как измерить емкость литий-ионного аккумулятора?-battery-knowledge

• Лучший литиевый аккумулятор 18650

• Цилиндрическая литий-ионная батарея

• Лучшее руководство по литиево-ионной батарее

• Лучшее руководство по LiPo батареям

• Лучшее руководство по батарее Lifepo4

• Руководство по литиевой батарее 12 В

• Литий-ионный аккумулятор 48 В

• Подключение литиевых батарей параллельно и последовательно

• Лучшая литий-ионная батарея 26650

Nov 15, 2019   Вид страницы：875

Литий-ионный аккумулятор / литий-ионный аккумулятор — это перезаряжаемый аккумулятор, который обычно используется в портативной электронике, такой как смартфоны и электромобили.

Удивительно то, что литий-ионные батареи оказывают заметное влияние на аэрокосмическую и военную промышленность. Литий-ионный аккумулятор имеет несколько преимуществ по сравнению с другими аккумуляторными технологиями, доступными на рынке. Это включает отсутствие эффекта памяти, высокую плотность энергии и низкий саморазряд.

Нет сомнений в том, что эти аккумуляторы большой емкости становятся основным продуктом в электронике. Вот почему вы должны иметь общее представление о том, как измерить емкость литий-ионного аккумулятора.

От смартфонов до электромобилей — у каждого пользователя одна забота — время работы. Разработчики систем пытаются максимально увеличить время работы, используя один из двух способов — разработать систему с батарейным питанием, которая потребляет электроэнергию более эффективно, чтобы продлить срок службы батареи, или максимально увеличить количество энергии, доступной для системы с батарейным питанием. Когда дело доходит до максимального увеличения заряда батареи, вы можете использовать меньшую или большую батарею большой емкости.

Поскольку большинство современных доступных систем с батарейным питанием являются портативными, размер и вес являются важными. Следовательно, батарея большего размера — не решение. Когда дело доходит до сборки аккумулятора, вам необходимо создать аккумулятор большой емкости.

Итак, давайте узнаем, как измеряется емкость литий-ионного аккумулятора —

Как измеряется емкость литий-ионного аккумулятора?

Батарея состоит из ячеек. Кроме того, элементы размещаются последовательно для увеличения доступного напряжения или параллельно для увеличения доступного тока. Следовательно, батареи большой емкости состоят из ячеек большой емкости.

Емкость литий-ионных элементов измеряется в ампер-часах (Ач). 1 ампер-час означает, что вы можете потреблять 1 ампер из своей ячейки в течение 1 часа.

Следовательно, ампер-часы — это результат умножения ампер на часы. Точно так же один ампер-час означает, что вы можете потреблять два ампера за полчаса или четверть за четыре часа.

Фактически, емкость Ач — это оценка хранимых кулонов. Если вы посмотрите на единицы измерения в ампер-часах, то поймете, что один ампер равен одному кулону в секунду. Умножение ампер на время даст вам кулоны. Согласно спецификации один час равен 3600 секундам; это означает, что один ампер-час равен 3600 ампер-секундам или 3600 кулонам в секунду X секунд, что составляет 3600 кулонов накопленного заряда в литий-ионном элементе.

Имейте в виду, что вы можете определить емкость меньших ячеек в миллиампер-часах (мАч). Например, литий-ионный аккумулятор 18650 будет хранить примерно 3 Ач (или 3000 мАч).

Другой способ определить емкость элемента — это ватт-часы (Втч), то есть емкость и оценка накопленной энергии. Если вы посмотрите на единицы измерения, то один ватт означает один джоуль в секунду. Умножение ватт на время даст вам джоули.

Типичный способ описания или определения емкости литий-ионных элементов — это их зарядная емкость (Ач). Когда дело доходит до измерения емкости Ач, вам следует начать с полностью заряженного элемента. Если мы посмотрим на самый простой подход к измерению емкости элемента, то он потребляет постоянный ток X ампер до разряда. Ячейка разряжается, когда напряжение ячейки достигает EODV (конечное напряжение разряда).

Чтобы провести практическое измерение, вам нужно применить фиксированную нагрузку постоянного тока в «X ампер» и запустить часы. Когда напряжение достигает конца напряжения разряда, вам нужно остановить часы и предположим, что это T часов.

После этого, умножив значение постоянного тока на X ампер, на измеренное время XT получится измеренная емкость — X * T Ah.

Сколько ячеек в литий-ионной батарее?

Как мы уже говорили ранее, аккумулятор состоит из ячеек. И ячейки могут быть размещены параллельно или последовательно в зависимости от конфигурации. Простой ответ на вопрос — сколько ячеек присутствует в литий-ионном аккумуляторе, заключается в том, что это зависит от напряжения. Однако максимальное значение равно 12. Не секрет, что литиевые аккумуляторные элементы великолепны, и на рынке их множество. Когда дело доходит до самой распространенной аккумуляторной батареи для ноутбуков, никто не может превзойти аккумулятор 18650.

Ячейка 18650 производится многими, включая частные организации, а также государственные, такие как Sony, LG, Samsung и т. Д. Это цилиндрический литий-ионный элемент 3,6 В без эффекта памяти. Он легкий и отличается высокой плотностью энергии.

Некоторые производители могут использовать 3,6 В, а некоторые — 3,7 В. Что касается аккумулятора ноутбука с напряжением 10,8 В, то номинальное напряжение составляет 3,6 В. Следовательно, разделив 10,8 В на 3,6 В, мы получим 3 ячейки, размещенные последовательно. Если емкость аккумулятора составляет 8800 мАч, то деление емкости на 2200 мАч, т.е. номинальная емкость, даст вам 4 ячейки параллельно.

Таким образом, у вас есть три ячейки в серии X четыре параллельных, что в целом равно двенадцати ячейкам.

Как быстро измерить емкость литий-ионной батареи?

Что ж, быстрого способа определить емкость литий-ионного аккумулятора не существует. Емкость обычно указывается на батарее, и это способ измерить, когда она новая. По мере того, как компоненты батареи израсходованы, напряжение немного снизится. По мере того, как батарея в конечном итоге подходит к концу срока службы, ток и напряжение будут падать. Поскольку кривая разряда такой батареи довольно плоская, определение оставшейся емкости путем определения напряжения является сложной задачей. Тем не менее, вы должны попробовать способ, упомянутый выше в сообщении.

Вы также можете воспользоваться доступным на рынке оборудованием для тестирования литий-ионных аккумуляторов для точного измерения емкости аккумулятора.

• Предыдущая статья： Как сделать литиевую батарею?
• Следующая статья： Лучшая литий-ионная батарея 18650 2019, руководство по 18650

Самые популярные категории

Индивидуальные решения

• Схема конструкции аккумулятора 11,1 В, 6600 мАч портативного сверхзвукового диагностического набора B

• Схема резервного питания 7,4 В 10 Ач медицинского инфузионного насоса

• Решения для литий-ионных аккумуляторов AGV 25,6 В, 38,4 Ач

Секреты качественных ячеек аккумулятора

Большинство аккумуляторов современных электровелосипедов собраны на основе литий-ионных ячеек типоразмера 18650. Это самый распространённый формат ячеек, что подтверждается также фактом их использования при сборке аккумуляторов некоторых электромобилей американской компании Tesla, в частности, для спортивного автомобиля Tesla Roadster.

Очевидно, что в составе аккумулятора для автомобиля стоимостью несколько миллионов используются самые качественные ячейки. Но как отличить оригинальные ячейки от подделок? Прежде чем попытаться ответить на этот вопрос, давайте разберёмся, откуда взялось название “18650” и что находится внутри ячейки.

Типоразмер 18650 и устройство ячейки

Формат 18650 получил столь широкое распространение благодаря тому, что из таких ячеек можно собрать аккумулятор практически любой конфигурации, и каждая из ячеек имеет собственный жёсткий корпус.

Название типоразмера «18650» содержит в себе размеры ячейки в миллиметрах — она имеет диаметр 18 мм и длину 65 мм. Ячейка собрана в цилиндрическом металлическом корпусе, который представляет из себя минусовой контакт, и содержит набор гибких пластин — анод и катод, разделённые сеператорами и свёрнутые в рулон.

Со стороны плюсового контакта предусмотрен предохранительный клапан избыточного давления, который срабатывает в случае неполадки, например, при коротком замыкании. Это обеспечивает необходимый уровень безопасности при использовании таких ячеек.

Чем дорогие ячейки отличаются от дешёвых?

Чтобы собрать качественную надёжную батарею, которая прослужит долго и не потеряет значительную часть ёмкости в первый год эксплуатации, нужно быть уверенным, что она собрана из качественных ячеек.

Основными показателями качества ячеек можно считать следующие:

●      внутреннее сопротивление ячейки

●      максимальный ток заряда и разряда

●      ёмкость

●      отсутствие тока утечки

Внутреннее сопротивление ячейки определяет не только её способность отдавать высокие токи (то есть нагрузочную способность), но и то, насколько сильно она будет нагреваться при работе.

Чем ниже внутреннее сопротивление, тем лучше — тем легче она отдаёт ток и меньше греется. Ячейки с высоким внутренним сопротивлением даже при средних нагрузках достаточно сильно нагреваются, что приводит к их быстрой деградации и, как следствие, потере ёмкости.

Внутреннее сопротивление выражается в миллиомах (мОм). У качественных ячеек 18650 этот параметр находится в пределах 30 мОм. Например, в спецификации на ячейки LG HG2 указано значение “не более 20 мОм”.

Ячейки известных производителей, как правило, стоят дороже, так как обладают низким внутренним сопротивлением, отличаются высокой нагрузочной способностью и отсутствием тока утечки, а их реальная ёмкость равна или чуть больше заявленной.

Отсутствие тока утечки обеспечивает постоянство напряжения на её контактах с течением времени, а значит, ячейка при длительном хранении не разрядится ниже 2,5 В и не выйдет из строя. 

В спецификациях на ячейки также указывается максимальный ток заряда и разряда, который не приведёт к ускоренной деградации ячеек.. К примеру, для ячеек LG HG2 максимальный ток разряда равен 20 А, а максимальный ток заряда — 4 А. При этом стандартным током зарядка считается ток, равный половине ёмкости ячейки (0,5 С), то есть для нашего случая это 0,5 * 3000 = 1500 мА.

Чем выше максимальный ток разряда, тем более высокую мощность может отдавать ячейка. Такие высокотоковые ячейки рассчитаны на применение в аккумуляторах шуруповёртов, электронных сигарет и электровелосипедов. Ячейки, рассчитанные на низкие токи, используются в менее мощных устройствах, например, в велосипедных фонарях.

Ёмкость современных литий-ионных ячеек типоразмера 18650 варьируется в диапазоне от 2000 до 3600 мАч. Если вам встретилось предложение более высокой ёмкости в таком корпусе, скорее всего это не соответствует действительности, и на практике она окажется значительно ниже заявленной.

Для определения ёмкости в процессе заряда производители ячеек используют схему зарядки CC-CV (Constant Current — Constant Voltage), при которой ячейка сначала заряжается постоянным током, пока напряжение не дойдёт до верхнего порога (4,2 В), а затем это напряжение поддерживается, снижая зарядный ток. Зарядка прекращается в момент снижения тока до значения тока отсечки.

Аналогичная схема зарядки применяется в зарядных устройствах для литий-ионных аккумуляторов, в этом состоит их отличие от блока питания, который не рекомендуется использовать для этих целей.

При определении ёмкости на разряде, как правило, используется ток 0,2С (20% от ёмкости). Например, при тестировании ячеек LG HG2 ёмкостью 3000 мАч разряд производится током 600 мА до достижения нижнего порога напряжения на ячейке (2,5 В), при этом поддерживается температура 23 градуса по Цельсию.

 

Производители ячеек

Крупнейшими производителями ячеек 18650 на сегодняшний день являются компании LG, Panasonic (Sanyo), Samsung и Sony.

Самые распространённые ячейки от компании LG носят название LG HG2. Они имеют номинальную ёмкость 3000 мАч и внутреннее сопротивление менее 20 мОм (на фото слева). Из наиболее ёмких ячеек этого производителя хорошо известны LG MJ1 ёмкостью 3500 мАч (справа).

Хорошо известная каждому японская компания Panasonic входит в десятку крупнейших в мире производителей литий-ионных аккумуляторов, и изготавливает их, в том числе, для компании Tesla.

Panasonic в 2009 году объявила о слиянии с компанией Sanyo Electric Co, однако в продаже встречаются как ячейки с маркировкой Panasonic (на фото слева), так и с маркировкой Sanyo (справа). Они маркируются как NCR18650GA и имеют ёмкость 3450 мАч.

Компания Sony была первой, выпустившей литий-ионный аккумулятор в 1991 году по патенту японского учёного-химика Акира Ёсино.

В настоящее время в продаже имеются аккумуляторы VTC4, VTC5, VTC6 этого производителя. Оригинальные ячейки VTC4 маркируются как US18650VTC4, имеют ёмкость 2100 мАч и внутреннее сопротивление по даташиту 12 мОм, они изображены на следующем фото.

Среди литий-ионных ячеек от компании Samsung в настоящее время наиболее распространены модели 25R (полное название INR18650-25R, изображена на фото слева) и 30Q (справа). Первая имеет ёмкость 2500 мАч, вторая — 3000 мАч.

Кроме перечисленных известных производителей существует множество других, преимущественно расположенных в Китае, среди которых встречаются не только те, кто производит ячейки под собственным брендом, но и те, кто подделывает ячейки известных производителей.

Качественные подделки во многих случаях довольно сложно отличить от оригинала по внешним признакам, но об этом мы более подробно поговорим чуть ниже.

Температура эксплуатации и хранения

При использовании батареи, собранной из некачественных ячеек, имеющих высокое внутреннее сопротивление, существует опасность её быстрой потери ёмкости. Этому могут способствовать две причины: деградация, вызванная высокой температурой, и разбалансировка батареи, то есть увеличение разброса напряжений между ячейками.

В спецификациях крупных производителей ячеек указываются диапазоны температур, в которых ячейки должны эксплуатироваться. К примеру ячейки LG HG2 должны заряжаться в диапазоне от 0 до +50 градусов, а разряжаться — в диапазоне от -20 до +75. При приближении к граничным значениям температур, скорость деградации ячеек будет увеличиваться.

При хранении ячеек, в том числе в процессе транспортировки от производителя к потребителю, также необходимо соблюдение температурного режима, причём чем больше срок хранения, тем уже допустимый температурный диапазон.

Например, в спецификациях на ячейки LG HG2 указано, что хранение в течение одного месяца допускается при температуре от -20 до +60 градусов, в течение 3 месяцев — от -20 до +45, а в течение года — от -20 до +20 градусов.

Что такое BMS

Литий-ионные ячейки работают в диапазоне от 2,5 В (иногда от 3 В) до 4,2 В. Если их разрядить ниже 2,5 В и оставить на длительное время, начнётся процесс ускоренной деградации, и соответственно, потеря ёмкости. Аналогичный результат получается и при заряде ячеек выше верхнего значения (4,2 В).

 

Для исключения таких ситуаций используется BMS (Battery Management System), или система управления батареей. Это плата, которая устанавливается в батарею и следит за тем, чтобы напряжения на ячейках были в нужном диапазоне.

Кроме того, BMS прекращает процесс заряда батареи как только на одной из ячеек напряжение достигло верхнего значения (4,2 В), а также отключает нагрузку при достижении нижнего порога (2,5 В или 3 В) на любой из ячеек. 

Большинство современных BMS имеют функцию балансировки — выравнивания напряжения на ячейках путём шунтирования ячеек с максимальным напряжением в процессе зарядки. Это позволяет избежать значительной потери ёмкости при использовании ячеек среднего и низкого качества.

Для реализации функции включения/выключения батареи, на многих BMS предусмотрен отдельный вывод — два провода, которые подключаются к замку или кнопке на корпусе батареи.

Сборка батареи из ячеек 18650

Перед сборкой батареи необходимо определиться со схемой сборки, которая зависит от того, на какое рабочее напряжение должна быть батарея, и какую иметь ёмкость.

Схема сборки в общем смысле обозначается формулой aSbP, где a — количество блоков ячеек, соединённых последовательно (S — serial), b — количество параллельно соединённых ячеек внутри одного блока (P — parallel).

Номинальное напряжение батареи определяется как номинальное напряжение одной ячейки, умноженное на значение “а”. Ёмкость батареи определяется как ёмкость одной ячейки, умноженная на значение “b”. Например, батарея, собранная по схеме 10S5P из литий-ионных ячеек типоразмера 18650 ёмкостью 2500 мАч, будет иметь номинальное напряжение 36 В (3,6 В * 10) и ёмкость 12,5 Ач (2,5 Ач * 5).

В зависимости от схемы сборки и необходимой нагрузочной способности (мощности) батареи, подбирается соответствующая BMS. Существуют BMS с общим портом, когда заряд и разряд батареи выполняется через один и тот же разъём, и BMS с раздельным портом, когда используются разные разъёмы. Для наглядности, схемы подключения указанных видов BMS представлены на схеме.

Сборка батареи выполняется в соответствии с разработанной схемой. Сначала ячейки набираются в холдеры (пластиковые разделители), а затем контакты соединяются с использованием точечной сварки, которая обеспечивает необходимое качество соединения и, в отличие от пайки, позволяет не перегреть ячейки.

К полученным блокам припаиваются балансировочные провода и силовые выводы, которые подключаются к BMS. После сборки батарея тестируется на ёмкость и упаковывается

Как отличить качественные ячейки от подделки

Если заглянуть в спецификации к ячейкам 18650 крупных производителей, можно заметить, что большинство из них весит 45-50 грамм. Как ни странно, вес является одним из тех параметров, по которому можно определить подлинность ячеек.

Другим критерием может служить внешний вид — в сети довольно большое количество визуальных сравнений оригинальных ячеек с подделками и перечень выявленных отличий.

Кроме того, оригинальные ячейки в большинстве случаев стоят дороже неоригинальных, поэтому подозрительно низкая цена должна вас насторожить.

При заказе в онлайн-магазине вряд ли у Вас будет возможность проверить подлинность ячеек по внешнему виду на фотографиях, впрочем, как и по весу. В таких случаях может помочь наличие положительных отзывов людей, которые постоянно приобретают ячейки в конкретном магазине, и успели удостовериться в их качестве.

В магазине 5КИЛОВАТТ продаются аккумуляторные батареи построенные исключительно на качественных элементах питания производителей Panasonic и LG.

Используя эти аккумуляторы вы можете быть уверены в их надежности, долговечности и практичности.

 

Автор статьи: Евгений Бегин

Как узнать емкость аккумулятора телефона? Пошаговая инструкция и особенности

Содержание

1. Что такое емкость батареи?
2. Виды аккумуляторных батарей
3. Как работают литий-ионные аккумуляторы
4. Как работают литий-полимерные аккумуляторы
5. Какой аккумулятор лучше
6. Зависимость емкости от потребления заряда
7. Емкость батарей iPhone
8. Батареи Samsung
9. Самые «выносливые»
10. Какие параметры можно проверить
11. Как проверить ёмкость аккумулятора телефона/смартфона
12. Как определить емкость батареек с помощью мультиметра
13. Использование линейного стабилизатора
14. Использование переменного резистора
15. Как измерять емкость через USB тестер
16. Визуальный осмотр
17. Что должно насторожить?
18. Как проверить емкость батареи программными методами?
19. Утилиты для iPhone
20. Проверяем емкость аккумулятора Windows Phone
21. AccuBattery
22. AIDA64
23. CPU-Z
24. 3C Battery Monitor Widget
25. Как узнать номинальную емкость батареи
26. Как измерить емкость батареи ноутбука?
27. Как сделать прибор собственными руками
28. От чего зависит текущая емкость АКБ
29. Способы восстановления
30. С помощью специального ЗУ
31. Используя аккумулятор другого смартфона
32. С помощью резистора и оригинального ЗУ
33. Как восстановить после глубокого разряда
34. При вздутии корпуса
35. Как понять, что телефон не запускается из-за аккумулятора?
36. Как «толкнуть» АКБ при глубоком разряде
37. Как оживит батарею с помощью заморозки?
38. Когда не стоит заниматься восстановлением
39. Вопросы о выборе аккумулятора
40. Безопасен ли литий-ионный аккумулятор
41. Безопасны ли литий-полимерные батареи
42. Можно ли утилизировать литий-ионные аккумуляторы
43. Можно ли утилизировать литий-полимерные батареи?
44. Подведем итоги

Что такое емкость батареи?

Итак, начнем с общей характеристики технических параметров каждого аккумулятора. В первую очередь это – емкость. Это обозначение показывает, насколько вместительной является батарея, какой заряд она может принять и передать электронному устройству. Проще говоря, емкость аккумулятора показывает, сколько электрического заряда тот сможет принять и сохранить для вашего телефона.

Емкость измеряется в мАч (миллиампер-часах). Каждый телефон оснащается разными батареями, емкость которых может различаться. О том, какие характеристики имеют питательные элементы, установленные в тех или иных моделях устройств, мы расскажем в этой статье далее.

Конечно, можно ожидать, что то, какая емкость аккумулятора, определяет и время работы телефона. Это утверждение является вполне логичным. Однако на практике оно работает не всегда. О том, от чего зависит время функционирования смартфона без подзарядки, поговорим далее.

Виды аккумуляторных батарей

В зависимости от конструкции использованных при производстве материалов, наиболее распространёнными видами перезаряжаемых батарей являются:

• Свинцово-кислотные – используются в автомобилях, мотоциклах, мопедах, скутерах. Также их применяют в ИБП (бесперебойниках), используют для накопления энергии, вырабатываемой ветрогенераторами, солнечными батареями.
• Литий-ионные – небольшие по размерам, долговечные и надежные, они применяются в мобильных телефонах, аппаратуре для фото,- и видеосъемки, строительном инструменте, электромобилях.
• Никель-кадмиевые и никель-металлогибридные – надежные, долговечные, такие перезаряжаемые батареи в последнее время постепенно вытесняются более компактными, менее чувствительными к условиям окружающей среды литий-ионными аналогами.

Можно ли проверить емкость аккумулятора мультиметром и как это сделать? Очень многих интересует, как проверить емкость аккумулятора мультиметром, а также, можно ли производить такие измерения вообще. Ответ на два данных вопроса утвердительный – функциональных возможностей, а также точности данного измерителя хватает для проведения подобных операций. О том, как это делается, будет более подробно рассказано ниже.

Как работают литий-ионные аккумуляторы

Мало кто знает, но литий-ионная батарея появилась еще в 1912 году, но использовалась крайне редко до тех пор, пока в 1991 году на нее не обратила внимания компания Sony и не начала активно внедрять ее в свои камеры, плееры и другие устройства.

”Новый” тип батарей оказался относительно недорогим в производстве, имел высокую плотность энергии и не имел эффекта памяти, то есть испортить его частыми зарядками на половине емкости было нельзя.

Эти батареи состоят из двух положительных и отрицательных электродов, разделенных жидким химическим электролитом, таким как этиленкарбонат или диэтилкарбонат. Из-за особенностей химического состава такая батарея может быть только прямоугольной. Именно поэтому Г-образные аккумуляторы в смартфонах часто являются просто двумя батареями, соединенными друг с другом.

Емкость литий-ионного аккумулятора уменьшается со временем. Чем больше циклов зарядки, тем меньше емкость батареи. А еще такая батарея имеет свойства саморазряда. Она может разрядиться, когда просто лежит и не используется. Даже отдельно от устройства.

Серьезным минусом таких батарей является то, что электролит в них становится нестабильным при экстремальных температурах и проколах оболочки. Это приводит к ”тепловому истощению” и воспламенению. Правда, не стоит сразу откладывать телефон подальше в комнату с бетонными стенами. Такое происходит очень редко — просто это возможно. Для того, чтобы этого не произошло, предусмотрены специальные контроллеры, которые сделают все, чтобы батарея не перегревалась.

Как работают литий-полимерные аккумуляторы

Технология литий-полимерных батарей новее, чем литий-ионных. Первые такие батареи были созданы в 70-годах прошлого века и только недавно появились в смартфонах. Например, Samsung сделал переход на литий-полимерные батарея только с выходом серии Galaxy S20. Хотя другие используют технологию чуть дольше.

В литий-полимерных батареях тоже используется положительный и отрицательный электроды, но электролит внутри них не жидкий, а твердый, пористый или гелеобразный. В итоге риск теплового истощения и утечки электролита в таких батареях намного ниже. Кроме этого, они более прочные и могут даже изгибаться до определенного уровня. Это особенно полезно для некоторых типов устройств, особенно тех, что используются в сложных условиях. Короче говоря, они немного безопаснее, но системы защиты от перегрева в них все равно используются.

Основным недостатком этой технологии является значительно более высокая стоимость производства. Жизненный цикл литий-полимерных батарей короче, а еще они накапливают меньше энергии, чем литий-ионные батареи с таким же физическим размером.

 

Какой аккумулятор лучше

Оба типа аккумуляторов имеют свои плюсы и минусы. Литий-ионные аккумуляторы предлагают самые высокие емкости по самым низким ценам. Удобно, если вы хотите недорогой телефон, который работает от батареи больше одного дня. Недостатками Li-ion является постепенный саморазряд. Для ежедневного гаджета это не имеет большого значения, но при длительном хранении это надо учитывать. А еще они опаснее своих более новых собратьев.

Для сравнения, литий-полимерные батареи безопаснее, что особенно важно в наши дни в условиях развития сверхбыстрой зарядки. Эти батареи также имеют очень низкий уровень саморазряда, поэтому они почти не разряжаются, если вы их не используете — отличный вариант для гаджетов, которые используются не часто. Однако все эти плюсы приводят к более высокой стоимости, более короткому сроку службы и меньшей емкости при том же размере. Хотя литий-полимерные аккумуляторы более легкие и пусть на единицу объема вы получите меньшую емкость, зато она будет больше на единицу веса.

В целом, литий-полимерные аккумуляторы заменяют литий-ионные в индустрии смартфонов благодаря своей превосходной безопасности, универсальности форм-фактора и весовым характеристикам в устройствах высшего и среднего уровня. Хотя более доступные модели, скорее всего, будут придерживаться технологии литий-ионных аккумуляторов еще долгое время.

Зависимость емкости от потребления заряда

Помимо того, что длительность работы устройства зависит от вместительности батареи, существует еще один немаловажный показатель. Назвать его можно степенью оптимизации систем телефона.

Приведем наглядный пример, который покажет, что емкость аккумулятора при характеристике телефонов не стоит переоценивать. Скажем, iPhone 6 модели имеет батарею примерно в 1900 мАч. Для сравнения: устройства китайских производителей, работающие на Android, имеют батареи емкостью по 2500 мАч. Однако на практике может оказаться, что продукт Apple будет работать дольше. Причина в том, что он оптимизирован на порядок лучше: смартфон не греется, его основой является единая операционная система с закрытым кодом, которая просто «летает» в процессе работы с устройством. Чего нельзя сказать о китайских мобильных телефонах, которые, обладая огромным аккумулятором, греются, словно утюг; виснут и постоянно тормозят.

Емкость батарей iPhone

О том, что устройства на iOS можно назвать достаточно высокооптимизированными, мы уже упомянули. Теперь предлагаем взглянуть на реальные технические характеристики наиболее популярных версий этих телефонов.

Итак, iPhone 4, 5 и 6 поколений обладают аккумуляторами емкостью в 1420, 1440 и 1810 мАч соответственно. Как видим, на самом деле емкость аккумулятора iPhone сложно назвать большой. Тот же Samsung Galaxy S2 имел батарею в 1800 мАч, тогда как работал гораздо меньше на едином заряде.

Секрет успеха «яблочной» техники – в оптимизационной работе, которая была проведена над устройствами. Как видим, практика показала ее оправданность.

Батареи Samsung

Раз уж вспоминали детище корейской мобильной корпорации, то можем охарактеризовать и некоторые телефоны линейки Galaxy. Ведь, если проанализировать множество СМИ из мира мобильных технологий и электроники, Samsung часто называют конкурентом Apple. Попробуем сравнить емкость аккумулятора этих телефонов.

Итак, если характеризовать устройства Galaxy S, S2, S3, S4, S5 и S6, то емкость их батарей составит 1500, 1800, 2100, 2600, 2800 и 2550 мАч соответственно! Как видим, помимо последнего поколения, телефон уверенно наращивал объем своей батареи. И эта динамика, определенно, более резкая, чем у Apple. Хоть отзывы пользователей об этой линейке и не называют смартфоны выносливыми – по времени работы они отстают от iPhone.

Самые «выносливые»

Если брать во внимание весь рынок смартфонов в целом, то лидерами по емкости здесь являются вообще другие компании. Возможно, они просто используют большое число в характеристике «емкость аккумулятора» как маркетинговый ход, а быть может, эти телефоны действительно работают дольше.

Итак, рейтинг следующий: самый «емкий» – это смартфон Highscreen Boost 2 SE с аккумулятором емкостью 6000 мАч. За ним идет Philips Xenium W6610, который может порадовать пользователя батареей в 5300 мАч, дальше – Sigma ThL 5000 (емкость аккумулятора устройства – 5000 мАч), за ним – X-treme (модель PQ22) – аккумулятор 4500 мАч. Дальше – менее выносливые Prestigio MultiPhone 5503 DUO (4000 мАч) и Fly IQ4502 Era Energy 1 Quad – 4000 мАч. Продолжать не будем, поскольку те модели, что идут по списку ниже, не представляют особого интереса в рамках данной статьи.

Как видим, есть масса телефонов, по емкости батарей обошедших iPhone и Samsung Galaxy. Есть ли необходимость в таких больших аккумуляторах – вопрос спорный. Но такие устройства однозначно пользуются спросом.

Какие параметры можно проверить

При помощи данного измерителя электрических характеристик можно узнать емкость аккумулятора, напряжение (разность потенциалов) между его полюсами, внутреннее сопротивление, ток утечки.

Как проверить ёмкость аккумулятора телефона/смартфона

Производитель практически всегда указывает характеристики батареи в описании смартфонов, планшетов и других портативных устройств. Основным значением считается ёмкость.

✅ От ёмкости батареи во многом зависит то, как долго она сможет функционировать без подзарядки.

Однако нужно понимать, что одного лишь упоминания мАч (миллиампер-часов) недостаточно для определения или расчёта автономности всего устройства. Например, компания Apple даже намеренно не сообщает ёмкость аккумулятора —  почему она так делает.

Предлагаем посмотреть методы, с которыми вы узнаете приблизительную ёмкость батареи телефона.

Как определить емкость батареек с помощью мультиметра

Саму емкость аккумулятора мультиметром определить не получится. Если быть точнее, этот прибор поможет в определении фактических показателей емкости.

Для того чтобы узнать емкость аккумулятора 18650, а также иных элементов питания, применяются так называемые «умные зарядные устройства». Но их стоимость довольно велика. Покупать такие ЗУ просто для определения емкости у пары-тройки аккумуляторов не стоит. Этот показатель легко определит обычный способ вычисления с предварительным использованием мультиметра. Однако при расчетах нужно соблюдать определенные тонкости.

Проверка показателя емкости аккумуляторных батарей мультиметром — это не просто измерение реального ее показателя, вычисления которого производятся с помощью элементарных математических вычислений. Необходимо обязательно измерить тот уровень тока, который отдает элемент питания (любая батарейка), и посчитать точное количество времени, в течение которого АКБ могла беспрерывно и качественно производить отдачу электрохимической энергии. Важно помнить о том, что все замеры не будут иметь уровень стопроцентной точности. Но именно они как нельзя лучше отражают истинную суть дела.

Литий-ионные аккумуляторы имеют свою шкалу разрядов. Она показывает, насколько U зависит от показателя заряда. Это необходимо знать: именно от уровня напряжения зависит показатель тока, идущего через сопротивление. Для того, чтобы эта зависимость не влияла на измерения, следует собрать дополнительное устройство — линейный стабилизатор тока ( 2,7-3 вольта).

Использование линейного стабилизатора

Применяя данный стабилизатор, установите показатель тока, рассчитав его из U аккумуляторной батарейки 2,7 вольт. Затем, используя стабилизатор U, подсоедините любое резисторное устройство (оно может быть изготовлено самостоятельно, либо приобретено в интернет-магазине). Измерьте ток, который проходит по цепи, и поставьте секундомер. Далее периодически проверяем и проводим контроль напряжения на клеммах батареи. Когда оно достигнет цифры 2,7 вольт, секундомер нужно будет быстро выключить и зафиксировать полученное время.

Итак, как измерить емкость аккумулятора 18650 и иных химических источников тока? Реальный показатель мы выводим, произведя умножение показателя тока, идущего по цепи путем сопротивления, на то самое время (в часах), которое было изначально потрачено. В этом и заключается наиболее точное измерение емкости. При отсутствии технических возможностей сконструировать стабилизатор напряжения, осуществить подсчеты и замеры будет труднее. Попробуйте найти выход из ситуации, используя переменный резистор.

Использование переменного резистора

Чтобы тестирование прошло хорошо, понадобится небольшая батарейка, например 14500 с емкостью 300 мАч. Для проверки потребуется переменный резистор в 100 Ом. Если берут устройство с постоянным током, то процесс осложнится. Результаты нужно будет фиксировать и проводить расчеты потраченной вместимости на отдельных участках шкалы. Для определения значения высчитывают средний арифметический показатель тока.

Для измерения емкости батареи применяют резистор переменного тока, где сопротивление уменьшается постепенно, пока разряжается аккумулятор. В это время показатели тока должны находиться на одном уровне. 

Измерение ёмкости аккумуляторной батареи с помощью мультиметра и переменного резистора.

На мультиметре устанавливают положение вольтметра для измерения напряжения и замеряют его показатели на клеммах. При неполном уровне заряженности устройство разряжают с помощью тока 450-500 мА. При этом периодически снижают сопротивление и контролируют напряжение.

Секундомер отключают, когда уровень достигнет 2,7 В. Для полного разряжения батарейки при токе в 500 мА потребуется 25-30 минут. Полученный показатель умножают на время в часах и получают реальное значение вместимости АКБ. Этот способ измерения емкости является наиболее точным благодаря математическим вычислениям.

Как измерять емкость через USB тестер

Перед тестированием купите предпочтительный USB тестер. Для измерения подойдет любая модель, отображающая значение «емкости». Метод так же актуален для измерения емкости батареи в беспроводных наушниках, универсальных мобильных батареях, фитнес браслетах и умных часах.

USB тестер Keweisi — один из наиболее доступных и удобных в эксплуатации тестеров.

Визуальный осмотр

Максимально простой способ определения неисправности элемента питания. Для АКБ находящегося в долгой эксплуатации характерны:

• Окисление и коррозия контактов;
• Вздутие корпуса.

В последнем случае небольшая неровность может быть не заметна на глаз. Определить это поможет простой тест: батарею нужно покрутить на плоской поверхности. Легкое вращение признак неисправности.

Что должно насторожить?

Быстрый разряд смартфона наверняка должен привлечь внимание владельца, ведь чаще всего только на личном опыте сталкиваясь с проблемой, люди начинают интересоваться тем, как узнать емкость аккумулятора. Предпосылками к этому действию становятся:

• уменьшение количества времени работы телефона при одинаковой нагрузке;
• резкое отключение и нулевое количество энергии по достижении определенного процента заряда (чаще всего 20%).

Правда, на сегодняшний день можно легко упустить из виду момент необходимости замены батареи смартфона по причине распространенности устройств powerbank – портативной батареи, с помощью которой можно подзарядить аккумулятор в любом месте и в любое время.

Как проверить емкость батареи программными методами?

Гораздо информативнее визуального или механического способа проверить батарею можно программными методами. Так, специальные команды или приложения позволят определить проблему быстро и эффективно. Методы различаются в зависимости от операционной системы смартфона.

Владельцам iPhone, которые часто жалуются на нехватку заряда, специалисты рекомендуют установить утилиту iBackupBot, которая доступна в двух версиях – для PC и Mac. Правда, получить необходимые данные с помощью утилиты довольно сложно, поэтому лучше установить готовое приложение на компьютер, а затем подключить к нему смартфон. Запустив iBackupBot, необходимо добавить подключенное устройство в список допустимых. Кликнув на «More information», можно увидеть на экране необходимые данные: количество циклов заряда-разряда и емкость аккумулятора. В том случае, когда указанное значение ниже пятидесяти процентов от номинального, стоит приобрести новую батарею.

Для тех, кто ищет, как узнать емкость аккумулятора Андроид, существует несколько методов. Так, можно просто набрать на клавиатуре *#*#4636#*#* и выбрать команду «Информация о батарее». После на дисплее появятся необходимые данные. Проверка состояния батареи программным кодом срабатывает не всегда, в таком случае стоит установить приложение, подобное iBackupBot, из GooglePlay. Для телефонов с операционной системой Android хорошей программой является, например, Battery. Помимо информации о текущей емкости батареи, приложение покажет напряжение и температуру аккумулятора.

Утилиты для iPhone

Изначально предполагалось, что информация о реальной ёмкости батареи iPhone должна быть доступна только специалистам, поэтому извлечь эти данные из операционной системы весьма затруднительно. Однако утилиты, помогающие протестировать аккумулятор, всё же существуют:

• Battery Pro — мобильное приложение для смартфонов под управлением iOS. Выглядит довольно неказисто и не отличается точностью измерений, поэтому использовать его лучше только в крайних случаях.
• CoconutBattery — программа, которая разрабатывалась для мониторинга состояния батареи Mac, однако со временем значительно расширила функциональность. Разработчики приложения добавили в него вкладку iOS Device, где можно найти данные о количестве полных циклов заряда-разряда аккумулятора iPhone (включая отклонение максимального заряда от заявленного производителем) и некоторую дополнительную информацию, например, серийный номер и возраст устройства.
• iBackupBot — самая информативная утилита для Windows и Mac. Чтобы получить нужные данные, необходимо установить программу на компьютер, подключить к нему смартфон и перейти на вкладку More Information. Если указанное значение ёмкости менее 50% от номинального, батарею пора менять.

Проверяем емкость аккумулятора Windows Phone

Здесь существует несколько вариантов приложений с простыми говорящими названиями:

1. Сведения о батарее – приложение для батареи мобильного телефона Windows Phone, показывающее основные параметры этого оборудования.
2. Индикатор Батареи – выводит информацию о работе и исправности АКБ на экран блокировки или на живую плитку, ведет статистику.
3. Battery by smalltech – показывает, сколько времени осталось, чтобы послушать музыку, посмотреть видео, поговорить и т.д.
4. Battery – отображает текущий статус, время до выключения аппарата или до полной его зарядки, а также другие уведомления.
5. Доктор батареи – показывает уровень зарядки, сколько устройство сможет работать на текущем уровне, а также дает советы по экономии заряда.

Все они подходят как для телефонов, так и для ноутбуков и прочих устройств на Windows.

Battery Doctor

AccuBattery

Если вам недостаточно информации, которую предоставляет AIDA64, то стоит попробовать более продвинутые приложения для наблюдения за аккумулятором Android телефона. Одним из таких приложений является AccuBattery.

Главное преимущество AccuBattery заключается в том, что приложение умеет наблюдать за аккумулятором Android телефона на протяжении всего времени использования. Это позволяет собрать массу интересной и полезной информации. Например, попользовавшись приложением в течение нескольких дней или недель вы сможете узнать, сколько времени занимает зарядка и разрядка, какая реальная оставшаяся емкость батареи, какие приложения потребляют больше всего энергии, а также многое другое.

Базовая информация о батареи Android смартфона доступна в разделе «Зарядка». Здесь можно узнать текущий уровень заряда батареи, ток зарядки (разрядки), температуру и напряжение. Внизу экрана доступна проектная и вычисленная емкость аккумулятора. Проектная емкость – это значение, заявленное производителем, а вычисленная – это реальная оставшаяся емкость. Это значение изначально недоступно, чтобы оно появилось нужно попользоваться приложением некоторое время.

На вкладке «Разрядка» доступна подробная информация об автономной работе устройства. Здесь можно узнать, сколько времени использовался аккумулятор, с какой скоростью он разряжался, какие приложение создавали наибольшую нагрузку и сколько телефон проработал в автономном режиме.

На вкладке «Здоровье» сосредоточена информация о состоянии батареи. Здесь можно узнать вычисленную и проектную емкость, а также графики износа.

Но, еще раз отметим, что данные о текущем состоянии батареи появляются не сразу, а после некоторого времени. Сразу после установки вкладка «Здоровье» практически пустая.

AIDA64

Если вы хотите просто узнать емкость аккумулятора на Android телефоне, то самый простым вариантом является приложение AIDA64. Данная программа предназначена для просмотра технических характеристик мобильных устройств. С ее помощью можно узнать базовую информацию об устройстве, его процессоре, экране, камере, беспроводным технологиям, а также данные об операционной системе Android и установленных приложениях. Среди прочего AIDA64 предоставляет данные и об аккумуляторе.

Запустив AIDA64, вы увидите список разделов с техническими характеристиками телефона. Для того чтобы узнать емкость аккумулятора нужно перейти в раздел «Батарея».

Здесь вы увидите всю доступную информацию об аккумуляторе вашего телефона. В частности, здесь можно узнать уровень заряда, статус, состояние, температуру, напряжение, оставшийся заряд, скорость разрядки, а также емкость батареи.

CPU-Z

Приложение CPU-Z — которое пригодится на вашем устройстве на котором также есть раздел «Battery» в котором можно узнать состояние и емкость аккумулятора Android смартфона.

3C Battery Monitor Widget

Продвинутая утилита 3C Battery Monitor Widget поможет проанализировать состояние батареи и её емкости и сделать вывод в каком состоянии аккумулятор на вашем смартфоне. Позволит понять стоит ли менять батарею или нет.

Как узнать номинальную емкость батареи

Номинальная емкость батареи — это значение емкости аккумулятора, которое указал производитель в характеристике.

Чтобы узнать номинальную емкость, нужно воспользоваться usb-тестером:

1. Разрядите смартфон полностью до отключения.
2. И соедините блок питания и телефон с помощью прибора.
3. Оставьте заряжаться до 100%.

При полной зарядке тестер укажет на количество энергии, которое было вложено в процессе в смартфон. Это и есть номинальная емкость. Она тоже может отличаться от той, что указана в характеристике, но это уже на совести производителя.

Как измерить емкость батареи ноутбука?

Как узнать емкость аккумулятора ноутбука, если тот стал быстро разряжать при работе батареи? В случае с портативными компьютерами ситуация обстоит несколько по-другому – использовать сторонние программы не потребуется.

Узнать фактическую емкость батареи ноутбука можно при помощи стандартных средств Windows. Для начала необходимо запустить командную строку и вписать в неё «powercfg –energy». На экране появятся дополнительные сведения, в которых будет прописан путь: C:UsersИмя пользователяenergy-report. html. Следуя по нему, в конечном итоге можно увидеть файл energy-report.html, при открытии которого появятся все сведения о батарее: код, изготовитель, номер, электролит, срок службы, номинальная емкость и полная зарядка. Последние значения и являются фактическими значениями емкости.

Итак, вопрос о том, как узнать емкость аккумулятора, на самом деле не вызывает трудностей. Своевременное диагностирование и замена батареи продлят срок службы смартфона или ноутбука. Кроме того, следует регулярно чистить от загрязнений разъемы техники, устанавливать специализированные приложения, не допускать полной зарядки и длительного простоя батареи, по возможности отключать не используемые функции и сервисы.

Как сделать прибор собственными руками

Когда необходимая техника отсутствует, прибор можно сделать самому, посмотрев видео. Из готовых приборов необходимо взять вольтметр, а оставшиеся детали сооружают из подручных средств. Трудности возникнут при расчетах и создании внутреннего сопротивления, для которого потребуется ток.

Подходящим материалом является нихромовая проволока, используемая для создания нагревательных спиралей в электрических плитках. Нихромовые элементы можно заменить металлической полосой из прочих нагревательных устройств.

Для напряжения 12 В показатель тока должен находиться в рамках 80-120 Ампер, а сопротивление — 0,1-0,15 Ом. Прибор для измерения такого сопротивления сложно найти. По этой причине подбирают длину одного элемента и измеряют ток, который он пропускает. После этого совмещают несколько подобных деталей.

Самодельный аппарат делают последовательно:

1. Подбирают нихромовую проволоку или нагревательную полосу и измеряют мультиметром до 15 А ток. Элемент должен пропускать 10-12 А.
2. Соединяют 10 таких деталей, получая нагрузку в 100-120 А. Проволоку необходимо надежно скручивать.
3. Полученный элемент помещают в подходящий корпус и фиксируют в нем. Если коробка небольшая, то проволоку несколько раз сгибают так, чтобы витки не касались друг друга. Параллельное соединение должно быть надежным, что обеспечивается изолирующими цилиндрами, которые устанавливают на изгибы.
4. Концы скрутки припаивают к контактам на выходе, а снаружи — к соединительным проводам.
5. Подключают вольтметр.
6. Крепят на концы соединительного кабеля зажимы, которые потом подсоединяют к аккумулятору.

Когда устройство будет готово, можно проводить измерения в домашних условиях.

От чего зависит текущая емкость АКБ

В процессе эксплуатации удельная емкость АКБ меняется. Сначала пластины разрабатываются, поэтому показатели вместимости высокие. После этого прибор начинает работать стабильно, значение не отходит от одного уровня. Затем емкость начинает уменьшаться из-за изнашивания пластин.

На вместимость влияют активные материалы, конструкция электролитов, электродов, их температура и концентрация, амортизация батареи, величина разрядного и пускового тока, содержание налета в электролитах и прочие факторы.

Снижение начинается при увеличении разрядного тока. Если АКБ разряжают специально, то устройство теряет меньше вместимости, чем при плавном режиме с низким уровнем тока. Это позволяет зафиксировать на корпусе показатели для разного времени разряжения.

Емкость одинаковых аккумуляторов редко меняется. Низкие показатели характерны для небольших промежутков разрядки, а высокие — для больших временных отрезков.

Значение вместимости начинает меняться, когда повышается температура электролитов. Если из-за этого превышаются допустимые нормы, то срок службы снижается. Высокая температура электролитов понижает их вязкость, и они попадают в действующую массу. При этом сопротивление начинает расти.

Способы восстановления

Данные способы малоэффективны ввиду того, что физические свойства АКБ уже нарушены на 30-70%, но могут пригодиться в случае крайней необходимости.

С помощью специального ЗУ

Для восстановления литиевых аккумуляторов необходимо устройство Imax b6. Активировав необходимый режим выставить напряжение 3.7 В с зарядом 1 А. Подъем напряжения укажет на удачное восстановление части емкости.

Используя аккумулятор другого смартфона

Подвести контакты обоих аккумуляторов друг к другу соблюдая полярность, закрепить. Соединить плюс с плюсом на сторонней батареи, так же соедините минусовые. Элемент питания начнет нагреваться. Через 5 минут можно воспользоваться восстановленным АКБ.

С помощью резистора и оригинального ЗУ

Понадобиться:

• резистор от 330 Ом до 1 кОм;
• ЗУ от телефона.

Подключить минус от сетевого адаптера к минусу батарее, плюс вывести через резистор к плюсу. подать питание. Спустя 12-15 минут проверить показатели, заряд должен достичь 3 В.

Как восстановить после глубокого разряда

• Рекомендуем воспользоваться так называемой «лягушкой», об этом способе чуть ниже.
• Реанимация батареи штатным ЗУ в таком случае возможно при отпаивании защитной системы.

При вздутии корпуса

Деформированная батарея непригодна к применению, однако можно попытаться починить ее.

Мы рекомендуем не использовать данный метод в домашних условиях, так как это может быть опасно! Делаете все на свой страх и риск! При этом, шансы на восстановление минимальны.

В аккумуляторе, между верхней частью корпуса и платой контактов нужно проколоть колпачком с помощью иглы. При этом из тела батареи начнут выходить газы. После этого нужно установить крышку на место: выровнять геометрию корпуса и припаять датчик на место.

Как понять, что телефон не запускается из-за аккумулятора?

Если вы зарядили свой смартфон, но он все равно не включается, то проблема может быть не в аккумуляторе. Попробуйте зарядить телефон от другого ЗУ (другой розетки). Если и после этого аппарат не подаёт признаков жизни, то дело скорей всего в самом телефоне.

Как «толкнуть» АКБ при глубоком разряде

Часто случается, что телефон попросту не заряжается из-за глубокой разрядки. Например, устройство пролежало без использования от 3 месяцев до 2 лет.

В этом случае вам поможет так называемая лягушка. Поместите батарею в устройство, и спустя немного времени индикаторы покажут начало заряда. После 20-30 мин, можете вставить аккумулятор обратно в телефон заряжать обычным способом.

Как оживит батарею с помощью заморозки?

Завернув элемент питания в полиэтилен поместите ее в холодильник на 12 часов, после чего нагрейте до состояния комнатной температуры. Таким способом восстановится часть реальной емкости, необходимой для зарядки от сети.

Когда не стоит заниматься восстановлением

• Не стоит пытаться реанимировать вздувшуюся или деформированную батарею, такая деталь может запросто лопнуть или взорваться, повредив контакты телефона. Лучше замените на новый сразу, подобрав по параметрам и размеру.
• Если родной АКБ совсем не держит заряд, не более 10-20 минут в рабочем состоянии.

Вопросы о выборе аккумулятора

В Сетиии в статистике поиска можно найти следующие частые вопросы, на которые я сейчас и дам ответ.

Безопасен ли литий-ионный аккумулятор

Неисправности и случайные повреждения литий-ионных аккумуляторов встречаются очень редко. Поэтому такую технологию можно считать очень безопасной. Даже на фоне еще большей безопасности литий-полимерных батарей она все равно очень и очень высокая, а случаи, о которых пишут в прессе, случаются один раз на десятки миллионов устройств. Так что можно не переживать. Особенно, если вы избегаете сильной жары и повреждения корпуса аккумулятора.

 

Безопасны ли литий-полимерные батареи

В первую очередь безопасность литий-полимерных батарей достигается за счет отсутствия внутри жидкого электролита. Поэтому такой аккумулятор более устойчив к температурам и механическому воздействию. В итоге — да, он безопасен. Он даже более безопасен, чем литий-ионный аккумулятор.

Можно ли утилизировать литий-ионные аккумуляторы

Не только можно, но и нужно утилизировать любые аккумуляторы. Это чертовски вредная штука, которая даже в одиночку может нанести сильный вред окружающей среде. Сейчас батареи принимают в очень большом количестве мест, включая торговые центры, офисные здания и супермаркеты. Сдав туда батареи или сломанный телефон, вы без преувеличения сделаете большой вклад в экологию.

Можно ли утилизировать литий-полимерные батареи?

Сказанное про литий-ионные батареи относится и к литий-полимерным. Их тоже обязательно надо утилизировать. Это важно и правильно. Не стоит думать, что одна батарейка ничего не решит. В ней слишком много вредной химии, которая попадет в почву, а это и овощи, которые вы едите, и вода, которую вы пьете. Лучше переработать.

Подведем итоги

Итак, мы рассмотрели, как измерить фактическую емкость аккумуляторной батареи смартфона. Какой способ выбрать – зависит от вас. Но важно учесть, что приложения могут давать сбои, а фактические измерения посредством специальных приборов таких минусов лишены, поэтому более точны. В любом случае для получения актуальных данных следует выполнить полный цикл зарядки, то есть полностью разрядить и зарядить батарею.

Источники

• https://www.syl.ru/article/186154/new_emkost-akkumulyatora-telefona-akkumulyator-povyishennoy-emkosti
• https://amperof.ru/sovety-elektrika/proverit-emkost-akkumulyatora-multimetrom.html
• https://AndroidInsider.ru/polezno-znat/chem-otlichayutsya-batareii-telefonov-i-kakuyu-luchshe-vybrat.html
• https://zen.yandex.com/media/neovolt/3-sposoba-proverit-emkost-akkumuliatora-smartfona-bez-specialnyh-navykov-5f3534f29a6d9d71223fe75d
• https://batteryk.com/kak-izmerit-emkost-akkumulyatora
• https://3batareiki.ru/akkumulyatory/emkost-akkumulyatornoj-batarei
• https://androfon.ru/battery/kak-proverit-emkost-akkumuljatora
• https://ExpertLand.ru/telefon/proverit-emkost-akkumulyatora
• https://FB.ru/article/287459/kak-uznat-emkost-akkumulyatora-telefona—poshagovaya-instruktsiya-osobennosti-i-otzyivyi
• https://ProAkkym. ru/telefon/kak-proverit-jomkost-akkumuljatora-telefona
• https://IstochnikiPitaniy.ru/akkumulyatory/telefonnye/uznat-emkost.html
• https://SmartPhonus.com/%D0%B5%D0%BC%D0%BA%D0%BE%D1%81%D1%82%D1%8C-%D0%B0%D0%BA%D0%BA%D1%83%D0%BC%D1%83%D0%BB%D1%8F%D1%82%D0%BE%D1%80%D0%B0-%D0%BD%D0%B0-android-%D1%82%D0%B5%D0%BB%D0%B5%D1%84%D0%BE%D0%BD%D0%B5/
• https://Tvoy-Android.com/kak-proverit-sostoyanie-batarei-android-smarfona/
• https://samsung-galaxy.mobi/kak-opredelit-emkost-akkumulyatora-telefona/
• https://androidguid.ru/apps/akkumulyator/proveryaem-emkost-akkumulyatora-telefona-na-android.html

Как измерить емкость литий-ионного аккумулятора?-battery-knowledge

• Лучший литиевый аккумулятор 18650

• Цилиндрическая литий-ионная батарея

• Руководство по лучшим литий-ионным батареям

• Руководство по лучшим батареям LiPo

• Лучшее руководство по батареям Lifepo4

• Руководство по эксплуатации литиевой батареи 12 В

• Литий-ионный аккумулятор 48 В

• Подключение литиевых батарей параллельно и серии

• Лучший литий-ионный аккумулятор 26650

15 ноября 2019 г.    Просмотр страницы：4445

Литий-ионный аккумулятор/литий-ионный аккумулятор — это перезаряжаемый аккумулятор, который обычно используется в портативной электронике, такой как смартфоны и электромобили. Удивительно то, что литий-ионные батареи оказывают заметное влияние на специальные и военные приложения. Есть несколько преимуществ литий-ионных аккумуляторов по сравнению с другими аккумуляторными технологиями, доступными на рынке. Это включает в себя отсутствие эффекта памяти, высокую плотность энергии и низкий саморазряд.

Нет сомнений в том, что эти аккумуляторы большой емкости станут одним из основных продуктов в электронике. Вот почему вы должны иметь общее представление о том, как измерить емкость литий-ионной батареи.

От смартфонов до электромобилей, у каждого пользователя есть одна проблема, и это время работы. Разработчики систем пытаются максимизировать время работы, используя один из двух способов: спроектировать систему с батарейным питанием, которая потребляет электричество более эффективно, чтобы продлить срок службы батареи, или максимально увеличить количество энергии, доступной для системы с батарейным питанием. Когда дело доходит до максимизации мощности батареи, вы можете использовать меньшую батарею большой емкости или большую батарею.

Поскольку на сегодняшний день большинство систем с батарейным питанием являются портативными, необходимо учитывать их размер и вес. Таким образом, большая батарея не является решением. Когда дело доходит до сборки батареи, вам нужно построить батарею с высокой емкостью.

Итак, давайте узнаем, как измеряется емкость литий-ионного аккумулятора —

Как измеряется емкость литий-ионного аккумулятора?

Аккумулятор состоит из ячеек. Кроме того, элементы размещаются последовательно для увеличения доступного напряжения или параллельно для увеличения доступного тока. Поэтому аккумуляторы большой емкости состоят из элементов большой емкости.

Емкость литий-ионных аккумуляторов измеряется в ампер-часах (Ач). 1 ампер-час означает, что вы можете потреблять от своей батареи ровно 1 ампер в течение 1 часа.

Таким образом, ампер-часы являются результатом произведения ампер-часов. Точно так же один ампер-час означает, что вы можете потреблять два ампера в течение получаса или четверть в течение четырех часов.

На самом деле, емкость Ач является оценкой накопленных кулонов. Если вы посмотрите на единицы измерения в ампер-часах, то поймете, что один ампер равен одному кулону в секунду. Умножение ампер на время даст вам кулоны. По спецификации один час равен 3600 секундам; это означает, что один ампер-час равен 3600 ампер-секунд или 3600 кулонов/секунду X секунд, что составляет 3600 кулонов накопленного заряда в литий-ионном элементе.

Имейте в виду, что вы можете определить емкость меньших элементов в миллиампер-часах (мАч). Например, литий-ионный аккумулятор 18650 будет хранить примерно 3 Ач (или 3000 мАч).

Еще один способ определения емкости ячейки — в ватт-часах (Втч), что является емкостью и оценкой накопленной энергии. Если вы посмотрите на единицы, то один ватт означает один джоуль в секунду. Умножение ватт на время даст вам джоули.

Типичным способом описания или определения емкости литий-ионных аккумуляторов является их зарядная емкость (Ач). Когда дело доходит до измерения емкости Ач, вы должны начать с полностью заряженного элемента. Если мы посмотрим на самый простой подход к измерению емкости элемента, то он потребляет постоянный ток X ампер до разряда. Ячейка разряжается, когда напряжение на ячейке достигает EODV (конечное напряжение разряда).

Чтобы провести практическое измерение, вам необходимо применить фиксированную нагрузку постоянного тока «X ампер» и запустить часы. Когда напряжение достигает конца напряжения разряда, нужно остановить часы и допустим, что это Т часов.

После этого, умножив значение постоянного тока X ампер на T измеренное время, получим измеренную емкость — X * T Ah.

Сколько ячеек в литий-ионной батарее?

Как мы уже говорили ранее, батарея состоит из ячеек. А ячейки могут располагаться параллельно или последовательно в зависимости от конфигурации. Простой ответ на вопрос — сколько ячеек присутствует в литий-ионной батарее, заключается в том, что это зависит от напряжения. Однако максимальное значение равно 12. Ни для кого не секрет, что аккумуляторные элементы на основе лития великолепны и на рынке представлено большое разнообразие. Когда дело доходит до наиболее распространенных аккумуляторных элементов для ноутбуков, никто не может превзойти элемент 18650. 9Аккумулятор 0005

18650 производится многими организациями, в том числе частными фирменными организациями, а также государственными, такими как Sony, LG, Samsung и т. д. Это цилиндрический литий-ионный аккумулятор на 3,6 В, не имеющий эффекта памяти. Он легкий и обладает высокой плотностью энергии.

Некоторые производители могут использовать 3,6 В, а некоторые — 3,7 В. Что касается батареи ноутбука с напряжением 10,8 В, то номинальное напряжение составляет 3,6 В. Следовательно, разделив 10,8 В на 3,6 В, мы получим 3 последовательно соединенных элемента. Если емкость аккумулятора 8800 мАч, то разделив емкость на 2200 мАч т.е. номинальную емкость, вы получите 4 ячейки параллельно.

Таким образом, у вас есть три ячейки в ряду X четыре параллельно равные двенадцати ячейкам в сумме.

Как быстро измерить емкость литий-ионной батареи?

Ну нет быстрого способа определить емкость литий-ионного аккумулятора. Емкость обычно указывается на аккумуляторе, и именно так его измеряют, когда он новый. По мере того, как компоненты батареи израсходованы, напряжение немного снижается. Когда срок службы батареи подходит к концу, ток и напряжение падают. Поскольку кривая разряда такой батареи довольно плоская, определение остаточной емкости путем определения напряжения является сложной задачей. Тем не менее, вы должны попробовать способ, упомянутый выше в посте.

Вы также можете воспользоваться доступным на рынке оборудованием для тестирования литий-ионных аккумуляторов для точного измерения емкости аккумулятора.

• Предыдущая статья： Как сделать литиевую батарею?
• Следующая статья： Лучший литий-ионный аккумулятор 18650 2019, руководство 18650

Популярные категории

Индивидуальные решения

• Схема конструкции батареи 11,1 В 6600 мАч портативного сверхзвукового диагностического набора B

• Схема резервного питания 7,4 В 10 Ач медицинского инфузионного насоса

• Решения для литий-ионных аккумуляторов 25. 6V 38.4Ah AGV

Аккумуляторы

— Как измерить емкость литий-ионного аккумулятора

Оценка полного заряда — это простая часть.

• Метод (a) Полностью заряженная литий-ионная одноэлементная батарея будет иметь напряжение холостого хода около 4,2 В*. (От 4,1 до 4,2 нормально. 4,0 не совсем там. 4,3 — немного высоковато.) В некоторых камерах используются две ячейки — вдвое больше ожидаемого напряжения. Ноутбуки и другие более крупные устройства используют 3 или более ячеек. Напряжение должно быть кратно вышеуказанному напряжению. [*Есть варианты, допускающие более высокое напряжение. Если вы не УВЕРЕНЫ, что это относится и к вам, предположите, что это не так. Неправильный ответ может быть «расстраивающим».
  (т. е. N x (от 4,1 до 4,2 В))

• Метод (b) Используйте зарядное устройство хорошего качества (например, поставляемое производителем камеры или известного качества) с индикатором зарядки.

  Поместите «заряженный аккумулятор в зарядное устройство». В зависимости от того, как долго он заряжался в последний раз, индикатор зарядки должен либо мигать, либо, возможно, гореть в течение минуты или двух, а затем погаснуть.

  Извлеките аккумулятор из зарядного устройства. Подождите 10 секунд. Поместите аккумулятор обратно в зарядное устройство. Индикатор зарядки должен очень коротко мигнуть и погаснуть.

Оценить мощность сложнее, но не сложно.

(a) вы можете получить некоторую индикацию , для номинально одинаковых батарей, от веса. Значительная часть веса литий-ионной батареи приходится на активно задействованные компоненты, как электрические, так и механические (сепараторы, проводники, электролит и (конечно) металлический литий. Две батареи одинаковой номинальной емкости должны иметь одинаковый вес. Я предполагаю, что Разница 10% 9 мая0056 из-за случайности и конструкции, но помимо этого я бы подозревал. Для больших и тяжелых батарей этот тест будет работать лучше, чем для очень маленьких батарей.

Для интереса, для элементов AA NimH это отличный показатель. Современные аккумуляторы большой емкости AA с заявленной емкостью 2500 мАч + должны быть в пределах двадцати граммов — скажем, 26 граммов плюс, а некоторые — чуть более 30 граммов. Все, что меньше 20 граммов, является полным провалом, а все, что 25 граммов или меньше, вызывает подозрения.

(b) Для любой точности необходимо разрядить аккумулятор до «конечной точки» и измерить емкость. Никакой другой разумно доступный вам метод недоступен. Существуют и другие методы, такие как измерение изменения напряжения за заданное время при заданной нагрузке и попытка оценить, где вы находитесь на кривой разряда. Это трудно сделать правильно и требует опыта и степени удачи. Измерение времени разряда «проще».

Лучше всего использовать нагрузку постоянного тока, которую можно очень легко сделать, например, с помощью LM317 и одного резистора, но пока я предполагаю, что вы не хотите этого делать. Спросите, если интересно.

Следует использовать разрядный резистор, для разрядки которого требуется не менее одного часа. Вы можете использовать двигатель, лампу, камеру или… но у резистора есть некоторые преимущества.

R минимум ~= (Cells_in_battery x 4000) / мАч

например, если у вас есть 1-ячеечная батарея (Voc=~4,2 В) емкостью 1500 мАч, тогда 92/R = (4 x количество элементов)/R

, например, для указанного выше одного элемента и резистора 3 Ом минимальная номинальная мощность составляет

• 4 x 1/3 = 1,333 Вт.

Используйте резистор мощностью 2 Вт или выше.

Метод:

Я опишу это кратко, так как не знаю вашего уровня опыта. Это может быть легко следовать или трудно. Если сложно, задавайте дополнительные вопросы.

• Прикрепите временные провода к клеммам аккумулятора. Две канцелярские скрепки, согнутые на конце, лежат на клемме плоско и доступны и удерживаются грузом или лентой. Провода, вставленные в разъем, недоступны в открытом доступе. Некоторые батареи не будут обеспечивать питание, пока вы не дадите им секретное рукопожатие. но большинство будет.

Аккумулятор с доступными клеммами.

Внизу: Доступ к терминалам сложнее. Две булавки для шитья одежды или два провода могут работать здесь , НО НЕ ЗАКОРАЧИВАТЬ ВМЕСТЕ!!! ЕСЛИ ВАМ НЕ УДОБНО ДЕЛАТЬ ЭТО, НЕ ДЕЛАЙТЕ ЭТОГО.

• Постоянно контролировать напряжение батареи. Мультиметр подключен к проводам аккумулятора и настроен на соответствующий диапазон.

http://t2.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcR4lcHSRViGF_kk58tbzmBWf9G11VxLY3J45qj0lW-_spRMZIiDNg

• Подсоедините резистор к выводам аккумулятора. Запустите таймер. Следите за напряжением. Остановитесь на 3,2 В на ячейку. НЕ РАЗРЯЖАЙТЕ НАПРЯЖЕНИЕ НИЖЕ 3 В НА ЭЛЕМЕНТ. ОСТАНОВИТЬСЯ НА 3,2 В — «ХОРОШАЯ ИДЕЯ». Литий-ионный аккумулятор может быть серьезно поврежден в результате очень глубокого разряда. Установите таймер. НЕ оставляйте это запущенным и уходите.

Внизу: типичная кривая разряда литий-ионного 1-элементного аккумулятора.

Лучше всего сделать это с оригинальными и клонированными батареями и сравнить время.

• Метод (c) Самый простой :-).

Использовать камеру. Установите видео или синхронизированные фотографии. Обратите внимание на время начала и окончания кадра. Сравнивать.

Основные преимущества:

---

Меня только что кто-то попросил исключить из списка о схеме LM317, о которой я упоминал, для разряда постоянным током. Вот пример. Я скопировал это с очень полезной и актуальной веб-страницы по управлению светодиодами — здесь, а они, в свою очередь, скопировали это из таблицы данных LM317.

Запрос вне списка сказал

• Вы упомянули способ определения емкости аккумулятора с помощью LM317. Мне нужно проверить литий-ионный аккумулятор емкостью около 1700 мАч.
  Что вы мне порекомендуете для измерения такой емкости батареи в разумные сроки вроде 3-4 часов.

Батарея емкостью 1700 мАч будет разряжена за 3 часа на 1700/3 =~ 570 мА и за 4 часа на 1700/4 ~= 425 мА. Таким образом, используя около 500 мА и наблюдая, сколько времени это займет, вы получите меру емкости батареи.
Ток нагрузки 3 в цепи выше равен 92 х 2,5 или около 0,7 Вт.
Резистор мощностью 1 Вт, вероятно, переживет это, лучше использовать резистор мощностью 2 Вт или 5 Вт.
LM317 будет рассеивать V_LM317 x I = (Vbattery — Vref) x I = (4,2-1,25) x 0,5 = ~ 1,5 Вт. Так что радиатор, кусок алюминия или другого теплопроводного материала на LM317 будет «хорошей идеей». Я использую 4,2 В для напряжения батареи. Он будет падать по мере разрядки батареи.

Обратите внимание, что во многих случаях литий-ионный аккумулятор емкостью 1700 мАч можно безопасно разряжать со скоростью до 1C — в этом случае = 1700 мА. Безопаснее C/2 = 850 мА. Фактическая максимально допустимая скорость должна быть установлена ​​производителем. Используйте Imax = C/2, если данные недоступны. Как правило, это безопасно, но «осторожно, emtor» / «YMMV» … . При использовании более высокой скорости рассеивание мощности на резисторе и LM317 будет выше, и потребуются изменения. Некоторые LM317 выдерживают макс. 1А. Некоторые выдерживают 1,5А. (Некоторые меньшие упаковки <1A). См. техпаспорт. LM350 — это старшая версия LM317, работающая на несколько ампер.

Конечное напряжение батареи должно быть конечным напряжением, которое вы будете использовать в своей системе. Согласно моим комментариям выше, оно НЕ ДОЛЖНО БЫТЬ ниже 3,0 В, чтобы предотвратить повреждение батареи, а выше — безопаснее. Вам нужно либо внимательно следить за этим, если вы останавливаете выброс вручную, либо настроить систему автоматического отключения. Как вы это сделаете и как вы определите время периода разрядки, зависит от вас.

Измерение емкости ячейки | Electronic Design

Загрузите эту статью в формате PDF.

От сотовых телефонов до электромобилей каждый пользователь беспокоится о времени работы. Разработчики систем усердно работают над тем, чтобы максимально увеличить время работы, используя один из двух подходов: спроектировать систему с батарейным питанием так, чтобы она эффективно потребляла электроэнергию, чтобы батареи работали дольше, или максимизировать количество энергии, доступной для системы с батарейным питанием. Чтобы максимизировать доступную мощность батареи, вы можете использовать большую батарею или меньшую батарею большой емкости. Поскольку большинство систем с батарейным питанием портативны, следует учитывать вес и размер. Таким образом, использование батареи большего размера несколько противоречит цели меньшего и легкого.

Итак, при сборке батареи лучше всего построить батарею большой емкости. Батарея состоит из элементов, соединенных последовательно для увеличения доступного напряжения и параллельно для увеличения доступного тока. Таким образом, аккумуляторы большой емкости строятся из элементов большой емкости. Сегодня литий-ионный элемент является основным элементом для большинства приложений с батарейным питанием, с отличным балансом размера, веса, доступного тока, емкости и стоимости.

Емкость литий-ионного аккумулятора

Литий-ионные элементы или любые другие элементы в этом отношении имеют емкость, измеряемую в ампер-часах (Ач). Для справки, один ампер-час означает, что вы можете потреблять один ампер из ячейки в течение одного часа. Итак, ампер-часы — это произведение ампер-часов. Точно так же 1 Ач также означает, что вы можете потреблять 2 А в течение 0,5 часов или 0,25 А в течение четырех часов.

Ач емкость, по сути, является мерой накопленных кулонов. Глядя на единицы, участвующие в ампер-часах, один ампер равен 1 кулону в секунду. Если умножить ампер на время, то получится кулон. Учитывая, что один час равен 3600 секундам, тогда 1 Ач равен 3600 ампер-секундам или (3600 Кл/сек) × секунды, что равняется 3600 кулонам накопленного заряда в элементе. Обратите внимание, что для меньших ячеек вы можете найти их емкость, измеренную в миллиампер-часах (мАч). Например, типичный литий-ионный элемент 18650 будет хранить около 3 Ач или 3000 мАч.

1. На рисунке показан профиль разряда литий-ионного элемента. Верхняя линия представляет собой зависимость напряжения от времени, начиная с момента полного заряда и продолжая до тех пор, пока не будет достигнуто напряжение конца разряда (EODV). Во время этого разряда ток постоянен. Измеряемое время представляет собой продолжительность времени, необходимого для разрядки. Емкость элемента – это площадь под кривой разряда.

Вы также можете измерить емкость ячейки в ватт-часах (Втч). Мощность Wh является мерой накопленной энергии. В единицах измерения один ватт равен одному джоулю в секунду. Если вы умножите ватты на время, вы получите джоули. Учитывая, что один час равен 3600 секундам, тогда 1 Втч равен 3600 ватт-секундам или (3600 джоулей/секунду) × секунды, что равно 3600 джоулей энергии, запасенной в клетке.

Однако типичным способом описания емкости литий-ионных аккумуляторов является их зарядная емкость, или Ач. В оставшейся части этой статьи я буду рассматривать емкость исключительно в Ач.

Чтобы измерить емкость Ач, начните с полностью заряженного элемента. Самый простой способ измерить емкость элемента — подать постоянный ток X ампер, пока он не разрядится. Ячейка считается разряженной, когда напряжение на ячейке достигает конечного напряжения разряда (EODV).

Для практических измерений просто подключите фиксированную нагрузку постоянного тока X ампер и запустите часы. Чтобы быть уверенным в потребляемом токе, не полагайтесь на точность уставки нагрузки постоянного тока. Вместо этого измерьте ток, потребляемый нагрузкой. Мы назовем этот измеренный ток Х ампер. Постоянно измеряйте напряжение на ячейке. Когда напряжение достигает EODV, часы останавливаются. Допустим, это T часов (рис. 1) .

Теперь просто умножьте значение постоянного тока X ампер на измеренное время T. Результатом будет измеренная емкость X × T А·ч. Емкость — это площадь под кривой зависимости тока от времени. В этой простой измерительной установке кривая зависимости тока от времени представляет собой не кривую, а прямую линию. Следовательно, площадь под кривой рассчитывается просто как X × T.

Факторы, влияющие на точность измерения емкости

В приведенном выше примере мы измеряли три параметра: ток, время и напряжение. Измерение времени может быть выполнено с предельной точностью, поэтому ошибка в измерении времени вряд ли окажет серьезное негативное влияние на измерение емкости.

Точность измерения напряжения важна, поскольку возможность измерения напряжения — это то, что останавливает часы. Плохое измерение напряжения может привести к преждевременной остановке часов, что приведет к заниженному измерению емкости. Точно так же плохое измерение напряжения может привести к слишком поздней остановке часов, что приведет к завышению емкости. Хорошей новостью является то, что напряжение ячейки медленно меняется со временем. Таким образом, ошибку измерения напряжения можно уменьшить, используя более длительное время интегрирования цифрового мультиметра, чтобы уменьшить шум, который может помешать правильному измерению напряжения. Поскольку напряжение меняется медленно, безопасно использовать более длительное время интегрирования.

Точность измерения тока является доминирующим фактором при определении погрешности измерения емкости Ач. Плохая точность измерения тока будет означать плохое измерение емкости Ач. Чтобы получить четкое представление о качестве измерения емкости в Ач, посмотрите характеристики текущего измерения, которое вы делаете.

Определение точности измерения емкости

При измерении емкости будет погрешность измерения емкости в виде коэффициента усиления в % от измерения емкости плюс погрешность в мАч на час измерения.

2. Keysight Advanced Power System (APS) — это семейство источников питания постоянного тока, состоящее из 24 моделей на 1000 Вт (вверху) и 2000 Вт (внизу). Эти источники питания могут как обеспечивать питание, так и действовать как нагрузка постоянного тока, обеспечивая при этом очень высокую точность измерения тока. Для получения дополнительной информации посетите сайт www. keysight.com/find/APS.

Рассмотрим пример измерения емкости с помощью источника питания Keysight APS 1000 Вт, модель N7950A, рассчитанного на 9 В и ±100 А (рис. 2) . Этот источник питания является двухквадрантным, что означает, что он может как отдавать (положительный ток до +100 А), так и потреблять ток (отрицательный ток до –100 А). Это делает его отличным инструментом для зарядки и разрядки элементов.

При разрядке элемента или втекающем токе N7950A действует как электронная нагрузка постоянного тока (e-нагрузка), поэтому его можно использовать для измерения емкости элемента с использованием описанного выше метода. Примечание. В оставшейся части этой статьи я буду называть этот двухквадрантный источник питания электронной нагрузкой, поскольку мы используем его в качестве электронной нагрузки для разрядки элемента для измерения емкости элемента.

Теперь, продолжая пример, мы измерим емкость большой ячейки, через которую мы можем получить постоянный ток 5 А. Эта большая ячейка представляет собой ячейку мешочного типа, используемую в электромобилях, возможно, с емкостью 10 Ач или выше (рис. 3) .

Спецификация точности измерения тока N7950A составляет 0,05 % + 3 мА в диапазоне от 0 до 10 А. Помните, ранее я сказал, что не имеет значения, на каком уровне постоянного тока установлен ток, потому что мы будем использовать измерение тока, чтобы точно определить, какой ток потребляется от ячейки. N7950A также имеет точность временной развертки 0,01%.

3. Крупноформатные литий-ионные аккумуляторы были разработаны для использования в электромобилях. Большие мешочные ячейки могут иметь емкость от 10 Ач до 40 Ач и выше. Для сравнения в правом верхнем углу фото показаны типичные цилиндрические ячейки 18650.

Чтобы определить коэффициент усиления погрешности измерения емкости, нам нужна сумма точности усиления измерения тока, равной 0,05 %, и погрешности временной развертки, равной 0,01 %. Следовательно, коэффициент усиления измерения емкости будет составлять 0,06% от измерения емкости. Таким образом, если мы измерим емкость 10 Ач, то коэффициент усиления 0,06% даст погрешность (0,06% × 10 Ач) = 6 мАч.

Теперь давайте посмотрим на фиксированный срок. APS в нижнем диапазоне имеет погрешность смещения 3 мА. Это говорит о том, что за период интегрирования будет ошибка 3 мА. В результате на каждый час измерения будет погрешность 3 мАч. Переводя это в более простую форму для расчета, это будет 0,833 мкАч на каждую секунду измерения.

Итак, складываем все вместе:

• Электронная нагрузка имеет точность измерения тока 0,05% + 3 мА.
• Электронная нагрузка имеет емкость точность измерения 0,06% + 0,833 мкАч/сек
• Мы измеряем ток 10 А в течение 1 часа, потому что требуется 1 час, чтобы ячейка достигла своего EODV, что «останавливает часы» при измерении емкости.
• Это будет емкость 10 Ач.
• Погрешность увеличения емкости будет составлять 0,06 % от 10 Ач или 6 мАч.
• Условие смещения емкости будет составлять 0,833 мкАч/сек в течение 3600 секунд = 3 мАч.
• Суммарная погрешность емкости составит 6 мАч + 3 мАч = 9 мАч погрешности при измерении емкости 10 Ач в течение 1 часа.

Как рассчитать емкость и время работы литий-ионного аккумулятора 18650

Емкость зависит от тока нагрузки — Аккумуляторы имеют номинальную емкость, но их реальная емкость зависит от потребляемого от них тока.

Емкость зависит от типа используемой батареи, тока нагрузки, температуры и возраста элемента. Емкость литий-ионных аккумуляторов может быть снижена на целых 25% при высоком токе (рейтинг C) и рабочей температуре по сравнению с заявленной емкостью. Производители обычно публикуют данные о емкости, когда нагрузка составляет C/5 или одну пятую от номинальной мощности. Когда вы пытаетесь определить емкость в ваших условиях использования, требуется немного больше инженерных работ.

Аккумуляторы имеют внутреннее сопротивление, которое снижает емкость и время работы при высоких токах нагрузки. Базовые калькуляторы аккумуляторов не учитывают снижение емкости. Лучшее решение — генерировать эмпирические данные о циклах при желаемом токе или использовать усовершенствованный калькулятор батареи, учитывающий уникальный профиль импеданса элемента.

Емкость ячейки 101:

Что такое номинальная емкость ячейки? Опубликованная номинальная емкость литий-ионной батареи — это емкость элемента, когда ток нагрузки составляет одну пятую от номинальной емкости (C Rate). Когда ток изменяется от C/5, емкость будет изменяться из-за скоростей химических реакций, включая химический эффект, называемый концентрационной поляризацией.

Какова емкость ячейки при увеличении тока нагрузки? Если ток нагрузки превышает одну пятую номинальной мощности, мощность и время работы уменьшаются. Емкость ячейки будет меньше номинальной .

Какова емкость ячейки при уменьшении тока нагрузки? Если ток нагрузки ниже номинальной мощности, мощность и время работы увеличиваются. Емкость ячейки будет больше номинальной .

 

Четыре метода расчета емкости и времени работы аккумулятора

Метод 1. Стандартные калькуляторы аккумуляторов

Стандартные онлайн-калькуляторы аккумуляторов используют формулу

Преимущества стандартных калькуляторов аккумуляторов. для времени выполнения. Вы можете поэкспериментировать с нашим стандартным калькулятором здесь.

Ограничения стандартных калькуляторов аккумуляторов — эта формула является лишь приближением , потому что он использует одинаковую номинальную мощность независимо от тока нагрузки. Фактическая емкость ячейки зависит от тока нагрузки.

 

Метод 2 —

Используйте лист технических данных ячейки Кривая разряда

Используйте лист технических данных ячейки (например, этот для ячейки MoliCell ICP103450DA 2200 мАч) для конкретной ячейки, которую вы оцениваете. Используйте кривую разряда для аппроксимации емкости при желаемом токе нагрузки, затем используйте формулу Время работы = емкость при токе нагрузки/ток нагрузки

Преимущества кривых разряда. Когда кривые разряда доступны, они обеспечивают более точный расчет времени работы, поскольку они основаны на эмпирических данных.

Ограничения кривых расхода — даже если поставщики предоставляют спецификации, они могут быть не самыми полезными. Например, LG INR 21700 M50LT и Samsung NR21700-50E — очень популярные литий-ионные аккумуляторы 21700 емкостью ~4900 мАч. Их технические паспорта содержат только емкость элемента при стандартной скорости разряда, равной одной четвертой номинальной емкости (известной как C/5). Кроме того, кривые разряда показывают только несколько различных профилей нагрузки. Для профилей нагрузки, которые не отображаются, мощность может быть только приблизительной. Они показывают только емкость свежей батареи и не показывают, как емкость десегрегируется с течением времени.

Способ 3. Использование расширенного калькулятора литий-ионных аккумуляторов

Расширенные калькуляторы времени работы аккумуляторов учитывают внутренний импеданс, используя эмпирические данные о циклах элементов, чтобы обеспечить более точный расчет времени работы. Каждая клетка имеет уникальный химический профиль, который фиксируется в ходе клеточного цикла и загружается в базу данных. Расширенный калькулятор использует профиль импеданса ячейки для расчета емкости при токе нагрузки. Вы можете воспользоваться нашим расширенным калькулятором литий-ионных аккумуляторов 18650.

Преимущество передовых калькуляторов аккумуляторных батарей. Расширенные калькуляторы аккумуляторных батарей — отличный способ получить быстрый ответ. Вы можете экспериментировать со сценариями «что, если» и одновременно сравнивать разные ячейки.

Ограничения калькуляторов Advanced Battery Pack Calculators. Для Advanced Battery Pack Calculators требуется большая база данных данных о циклах элементов. Часто рассматриваемая ячейка может не входить в набор данных. Результат основан на математической модели и, следовательно, имеет некоторое отклонение от реальной емкости. Поэтому продвинутые калькуляторы батарейных блоков лучше всего использовать для инженеров, которые хотят понять, как разные батареи ведут себя в различных условиях нагрузки.

Метод 4. Использование эмпирических данных о циклах элементов

Самый точный способ определить время работы элемента — выполнить цикл нескольких элементов на анализаторе батарей в тех же условиях, в которых будет использоваться элемент. Анализаторы могут работать с переменными токами, нагрузками постоянного тока, нагрузками постоянной мощности и импульсными токами. Полученные данные обеспечат как кривую напряжения во времени, так и отклонение от ячеек внутри партии.

Преимущества эмпирических данных циклов клеток. Данные циклов дают наиболее точные результаты. Циклирование батареи сотни раз также может предоставить данные о том, как происходит десегрегация емкости по мере использования. Используя термокамеру, можно проводить циклические исследования при различных температурах.

Ограничения эмпирических данных о циклах клеток. Самым большим ограничением являются время и стоимость. Для получения данных о циклах ячеек, особенно при низких токах, могут потребоваться недели или месяцы.

Роуз предлагает услуги лабораторного тестирования. Мы предлагаем первый цикл бесплатно! Чтобы узнать больше, свяжитесь с нами для получения услуг лабораторных испытаний.

 

Пример: ячейка MoliCell ICP103450DA 2200 мА·ч

MoliCell ICP103450DA — очень популярная призматическая ячейка. Его номинальная емкость составляет 2200 мАч. Как видно из приведенных ниже характеристик скорости разряда, эта емкость составляет всего 0,44 А, что составляет одну пятую от номинальной емкости. При нагрузке 0,44А батарея будет иметь емкость 2200 мАч и время работы 5 часов (2200 мАч разделить на 440 мА)

Источник: MoliCell

Что если мы увеличим ток нагрузки до 4А? Что будет со временем выполнения?

• Метод 1: Использование стандартного калькулятора батареи — Если мы используем формулу стандартного калькулятора батареи, мы используем номинальную емкость 2200 мАч, вычисляем время работы как 2200 мАч, деленное на 4000 мА, и делаем вывод, что время работы равно 0,55. часов или 33 минуты. Это только приближение.
• Метод 2: использование кривой разряда 9 с листом технических данных ячейки0006

Как видно из графика и даташита, при нагрузке 4А емкость аккумулятора снижается до ~1980 мАч. Таким образом, время работы составит 1980 мАч, деленное на 4000 мАч, что составляет ~0,4950 часа или ~29,7 минуты. Емкость уменьшилась, потому что большой ток увеличивает внутреннее сопротивление.

Ответ метода 1 отличается примерно на 11 %

• Метод 3: использование калькулятора аккумуляторных батарей

Калькуляторы аккумуляторных батарей Advance используют эмпирические данные. В лабораторных условиях емкость может быть ближе к 1982 мАч. Таким образом, время работы составит 1982 мАч, деленное на 4000 мАч, что составляет ~0,4955 часа или ~29,7 минуты. Емкость уменьшилась, потому что большой ток увеличивает внутреннее сопротивление.

Метод 2 дает результат, аналогичный методу 3, поскольку в обоих случаях используются эмпирические данные

• Метод 4: использование эмпирических данных цикла клеток

В лабораторных условиях емкость может быть ближе к 1982 мАч. Таким образом, время работы составит 1982 мАч, деленное на 4000 мАч, что составляет ~0,49.55 часов или ~ 29,7 минут. Емкость уменьшилась, потому что большой ток увеличивает внутреннее сопротивление.

Методы 2, 3 и 4 дадут аналогичные результаты, поскольку они используют эмпирические данные

 

Заключение

Базовый калькулятор батареи — отличный способ получить приблизительный расчет времени работы от батареи с первого прохода. Поскольку ток нагрузки колеблется в пределах одной пятой от номинальной мощности, расчет становится менее точным. Лучший способ рассчитать время работы — использовать эмпирические данные, уникальные для ячейки, поскольку каждая ячейка имеет свой нелинейный профиль импеданса. Эмпирические данные можно получить с помощью таблицы технических данных, расширенных калькуляторов аккумуляторных батарей 18650 или циклов элементов.

Как рассчитать время работы от батареи

Перейти к содержимому

Как рассчитать время работы от батареиDNK POWER2022-09-09T08:01:23+00:00

При проектировании устройства с аккумулятором внутри возникает слишком много вопросов.

Босс просто хочет дешевую и маленькую батарею с ним, но без дополнительной информации о том, как долго конечный пользователь хочет, насколько мала она может быть.

в этой статье мы покажем вам:

1 Как рассчитать время работы конкретной батареи?
2 Как рассчитать емкость батареи?
3 Калькулятор емкости аккумулятора (инструмент для мгновенного расчета)
4 Калькулятор времени работы от аккумулятора
5 Как преобразовать ватты в амперы или амперы в ватты или вольты в ватты

Готовы к дизайну батареи?
Поехали.

В идеальном/теоретическом случае время будет следующим: Время(Ч) = Емкость(Ач)/Ток(А).

Если емкость указана в ампер-часах, а ток в амперах, время будет в часах (зарядка или разрядка).

Запутались?

Итак, как рассчитать, на сколько хватит батареи?

Отбросьте, как долго проработает батарея калькулятора, и давайте посмотрим на реальный случай: батарея емкостью 10 Ач, выдающая 1 А, продержится 10 часов. Или при подаче 10А это будет длиться всего 1 час, или при подаче 5А это будет длиться всего 2 часа.

Другими словами, вы можете иметь «любое время», если, умножив его на ток, вы получите 10 Ач (емкость аккумулятора).

Это так просто.

, чтобы больше не было путаницы в том, как рассчитать срок службы батареи.

Для аккумулятора 18650 2500 мАч (2,5 Ач) с устройством, потребляющим 500 мА (0,5 А), у вас есть:

2,5 Ач/0,5 А = 5 часов не будет работать до 0 вольт в качестве источника питания (если оно упадет до нуля, у него будет более короткий срок службы батареи или даже разрядится батарея, если ее не зарядить вовремя), то есть ваша схема перестанет работать при заданном напряжении до полной разрядки аккумулятора.

см. ниже таблицу разрядки

она не обнуляется (полностью пуста)

Следовательно, нам потребуется умножить на 0,8-0,9 для расчета:

это 2,5Ач/0,5А*0,9=4,5 часа

Если вы знаете только ватты, вы заметите, что каждое устройство использует ватты для определения своих основных характеристик.

Лампа накаливания 5 Вт,

Ноутбук 20 Вт,

Мотор 100 Вт,

Уличный фонарь на солнечных батареях 200 Вт

Вот лишь некоторые из них.

Теоретически это:

Время разрядки = Емкость батареи * Напряжение батареи/Ватт устройства.

Скажем, 5 Ач*3,7 В/10 Вт = 1,85 часа

С КПД 90 % для литий-ионных/литий-полимерных аккумуляторов. Тогда
Время разрядки = Емкость батареи * Вольт батареи * 0,9 / Ватт устройства

5 Ач * 3,7 В * 0,9/10 Вт = 1,66 часа

Поясним на других примерах:

для батареи 1800 мАч 3,7 В для питания a50 Цифровое устройство 3,7 В 10 Вт, как рассчитать время работы?

для устройства 3,7 В 10 Вт, рабочий ток будет 10÷3,7 = 2,7027A = 2702,7 мА
Теоретически это: 1800 мАч ÷ 2702,7 мА = 0,666 ч = 40 мин
В действительности это: 1800 мАч ÷ 2702,7 мА*0,9 = 36 мин.

Краткие примечания: 1 А = 1000 мА (мА — ток, мАч — емкость)

Или вы можете использовать 3,7 В * 1,8 А-ч (1800 мА-ч) * 0,9/10 Вт = 0,599 ч = 36 мин

Другой пример: 12 В Аккумулятор 60 Ач для питания 220 В 100 Вт освещения
Время работы: 12 В*60 Ач*0,9/100 Вт=6,48 ч

Хотите узнать больше: загрузите нашу электронную книгу по дизайну аккумуляторов.

Дизайн литиевой батареи Дизайн Электронная книга Скачать (2M, 20 страниц, PDF)

Как рассчитать емкость батареи

?

Все будет довольно сложно, так как батарея будет иметь другую форму (изогнутую, круглую, прямоугольную и т. д.) и разный ток разряда (5C, 30C или даже до 100C) или даже требования к температуре (например, низкотемпературная батарея). .

расстроены?

У нас есть 2 способа узнать емкость аккумулятора.

давайте начнем с простых способов
1 Получение емкости батареи на основе размера
если размер указан или может быть проверен линейкой, мы можем получить емкость батареи. Размер литий-полимерной батареи оказывает большое влияние на ее емкость , это толщина, ширина и длина батареи. Материал и технология производства будут влиять на емкость липоклеток.
Фактическая емкость будет очень сложной, но, к счастью, у нас есть простая и быстрая формула расчета.

Емкость= Толщина*Ширина*Длина*K

K= мА·ч/мм³, параметр в диапазоне 0,07–0,12. для общего расчета примем 0,1

возьмем 103450 элемент батареи например (Т=10мм, Ш=34мм, Д=50мм)
это 10*34*50*0.1=1700, на самом деле это около 1800 мАч или больше.

что о 603450 (также называется 063450 603450LP)?
это 6*34*50*0.1=1020 на самом деле будет около 1050мАч

2 Определение емкости батареи по плотности энергии

Литиевая батарея обычно поставляется в виде мешочка или цилиндрической формы.

в цилиндрической форме для каждого размера указана емкость:

как для литиевой батареи 18650: 2000 мАч, 2600 мАч, 3000 мАч, 3350 мАч, 4050 мАч место позволяет, цилиндрические аккумуляторные элементы всегда будут вашим первым соображением на столе. Они находятся на полке и поэтому имеют короткое время выполнения заказа и небольшой минимальный объем заказа.

, чтобы мы могли быстро получить емкость батареи (максимальную емкость) на основе плотности энергии батареи. для литиевой батареи это будет 100-265 Втч/кг или 250-670 Втч/л.

Плотность энергии различных типов аккумуляторов

Допустим, какой будет емкость аккумулятора при 11,1 В 7 кг

это будет 7 кг * 265 Вт·ч/кг = 1855 Вт·ч примечание: выше являются максимальной емкостью, так как для аккумуляторной батареи включены BMS и кабели.

Онлайн-размер калькулятор батареи

емкость меньше 500-2000 мАч

Толщина (мм)

Ширина (мм)

Длина (мм)

(MAH). 2000 мАч до 10000 мАч

Толщина (мм)

Ширина (мм)

Длина (мм)

емкость (MAH)

Установки:

. в ячейках толщины
2 Если емкость не находится в пределах указанного диапазона емкости, попробуйте другой калькулятор
3 емкость, если для справки, учитывая размер, толщину, ширину, материал, напряжение, емкость все равно будет сильно отличаться друг от друга.

Калькулятор времени работы батареи (Калькулятор срока службы батареи)

Как долго будет работать моя батарея, это большой вопрос для многих конечных пользователей и даже для некоторых инженеров-электронщиков.

У нас есть простой калькулятор времени работы от батареи, который подскажет, как долго будет работать ваша батарея.

Время работы от батареи = Емкость батареи в мАч / Ток нагрузки в мА

Давайте посмотрим на один реальный пример

Как долго проработает батарея емкостью 2000 мАч для мобильного телефона с током 100 мА? Как рассчитать срок службы моего мобильного телефона?
Сможете ли вы это сделать?

это 2000 мАч/100 мА = 20 часов

Срок службы батареи = емкость батареи (мАч) / ток нагрузки (мАч)

работает на устройстве 0,1 Ач, это 0,5 Ач/0,1 Ач

Или 500 мАч/100 мАч = 5 часов

если на батарее указана информация о ватт-часах, переведите ее в мАч формула работает для всех вольт, включая перезаряжаемую батарею 12 В

Допустим, солнечная литиевая батарея 12 В 100 Ач будет использоваться для устройства 12 В 30 А
расчет времени работы батареи будет
100 Ач/30 А = 3,3 часа

Здесь мы приходим к некоторым важным выводам

1 при преобразовании батареи с тем же вольтом и тем же Ач или мАч, вы можете использовать формулу и просто учитывать вольт
2 Чтобы проверить, как рассчитать срок службы батареи будет длиться долго, трудная часть будет определить потребление устройства, так как оно постоянно меняется
3 Независимо от того, пытаетесь ли вы найти калькулятор времени работы аккумуляторной батареи 12 В или 24 В или 36 В, это фактически не повлияло на нашу формулу. о том, как определить время работы для каждого устройства или батареи.

Хотите узнать больше: загрузите нашу электронную книгу по дизайну аккумуляторов.

Дизайн литиевой батареи Дизайн Электронная книга Скачать (2M, 20 страниц, PDF)

Как преобразовать ватты в ампер или ампер в ватты или вольты в ватты?

Вы не можете конвертировать ватты в амперы, ОДНАКО, если у вас есть хотя бы два из следующих трех: амперы, вольты или ватты, то недостающее можно рассчитать.

Следующие уравнения можно использовать для преобразования между амперами, вольтами и ваттами.

Преобразовать ватт в AMP
Преобразовать усилители в ватты
Преобразовать ватт в вольт
.
Основное уравнение: Ампер = Вт/В
Например: 12 Вт/3 В = 4 А
100 Вт/12 В = 8,33 А
500 Вт/36 В = 13,88 А * Вольт
Например, 2 ампера * 100 вольт = 200 ватт
3 А (3000 мАч) * 3,7 В = 11,1 Вт
0,5 А (500 мАч) * 5 В = 2,5 Вт

Преобразование ватт в вольты Например, 100 ватт/10 ампер = 10 вольт
150 Вт/5 А=30 В
500 Вт/5 А=100 В

Преобразование вольт в ватты
Основное уравнение: ватты = амперы * вольты
Например, 3 ампера * 15 ватт = 91 3 вольта 1A*5V=5W
10A*24V=240W

Преобразование вольт в ампер при фиксированной мощности
Основное уравнение: Ампер = Вт/Вольт
Например, 100 Вт/10 В = 10 А фиксированная мощность
Основное уравнение: Вольты = Вт/А
Например: 48 Вт/8 Ампер=6 Вольт
100 Вт/10 А=10 В
1000 Вт/10 А=100 В

Аккумуляторная батарея 4

9

Родственные литиевые аккумуляторы

18650 Литиевые аккумуляторы

Аккумулятор GPS

Литий-полимерный аккумулятор

Аккумулятор для видеонаблюдения

Литиевая батарея для электровелосипеда

Блок питания для ноутбука

Аккумулятор 48 В

Резюме

Контактная информация

Электронная почта: sales@dnkpower. com Тел : +86 755 36827358 Моб:+86 189 4877 2006 Факс: +86 755 61605250

Руководство по проектированию аккумуляторов

BU-904: Как измерить емкость

Емкость — главный показатель работоспособности батареи, но оценить ее на лету сложно. Традиционный цикл зарядки/разрядки/зарядки по-прежнему остается наиболее надежным методом измерения емкости аккумулятора. В то время как портативные батареи могут быть перезаряжены относительно быстро, полный цикл больших свинцово-кислотных батарей нецелесообразен для измерения емкости.

SAE (Общество автомобильных инженеров) определяет емкость стартерной батареи по резервной емкости (RC). RC отражает время работы в минутах при устойчивом разряде 25А. DIN (Deutsches Institut für Normung) и IEC (Международная электрохимическая комиссия) маркируют батарею в Ач при типичном уровне разряда 0,2C (5 ч) для стартерных аккумуляторов. Аккумулятор емкостью 60 Ач будет разряжаться при 12 А. Точного преобразования RC в Ah не существует, но наиболее распространенная формула — RC, деленная на 2 плюс 16. Краткий метод — деление RC на 1,9..

Метод разрядки

Можно было бы предположить, что измерение емкости по разрядке является наиболее точным методом, но это не всегда так, особенно для свинцово-кислотных аккумуляторов. Даже при использовании высокоточного оборудования в среде с контролируемой температурой и соблюдении установленных стандартов заряда и разряда между идентичными тестами возникают различия. Это не совсем понятно, за исключением понимания того, что батареи — это электрохимические устройства, обладающие человеческими качествами. Наш уровень IQ также меняется в зависимости от времени суток и других условий. Химические вещества на основе лития и никеля обеспечивают более стабильные результаты разряда, чем свинцово-кислотные.

Лаборатории Cadex проверили 91 стартерную батарею с различными уровнями производительности, и результаты были представлены на рис. 1 . Горизонтальная ось X представляет батареи от слабых до сильных, а вертикальная ось Y отражает емкость. Тесты проводились в соответствии со стандартами SAE J537: применялась полная зарядка и 24-часовой отдых, после чего следовал регулируемый разряд 25 А до 10,50 В (1,75 В на элемент). Результаты в ромбах представляют Test 1 . Испытание было повторено в идентичных условиях, и емкости, указанные в квадратах, характеризуют Тест 2 . Тесты Test 1 и 2 , выполненные с разницей всего в несколько дней, различаются в среднем на +/- 15 процентов по емкости. Аналогичные расхождения наблюдаются и в других лабораториях.

Рисунок 1: Колебания емкости при двух идентичных испытаниях заряда/разряда 91 стартерной батареи ^[1]
SAE J537

При оценке результатов испытаний аккумуляторов задается вопрос: «С каким стандартом сравниваются показания?» Если использовать классический цикл заряда/разряда, который имеет большие погрешности, то современные технологии испытаний не имеют эталона, и ученые могут задаться вопросом: «Какой метод более точен, метод разряда/заряда или другие развивающиеся технологии?» Это правильный вопрос, поскольку появляются ненавязчивые технологии, которым требуется всего несколько секунд для проверки батареи.

Неинвазивный метод

Spectro ™ (от Cadex) использует мультимодельную спектроскопию электрохимического импеданса (EIS), которая проверяет состояние батареи за считанные секунды с помощью процесса сканирования. Неинвазивная технология сочетает EIS со сложным моделированием для оценки емкости, CCA и SoC с помощью матриц, также известных как справочные таблицы. Вот как это работает:

В аккумулятор подается синусоидальный сигнал нескольких частот напряжением в несколько милливольт. После цифровой фильтрации выделенный сигнал формирует график Найквиста, на который накладываются различные электрохимические модели. Spectro™ выбирает наиболее подходящие модели; неподходящие реплики отбраковываются. Затем слияние данных сопоставляет значения ключевых параметров для получения оценок мощности и CCA. Рисунок 2 иллюстрирует запатентованный процесс в упрощенном виде.

F Рисунок 2: Spectro™ сочетает EIS со сложным моделированием для оценки емкости батареи и улучшения измерений CCA слияние данных сопоставляет значения ключевых параметров для оценки пропускной способности и CCA.

Сюжет Найквиста был изобретен Гарри Найквистом (1889–1976) в Bell Laboratories. Он представляет частотную характеристику линейной системы, отображающую как амплитуду, так и фазовый угол на одном графике с использованием частоты в качестве параметра. Горизонтальная ось X графика Найквиста показывает реальный импеданс в омах, а вертикальная ось Y представляет мнимый импеданс (см. BU-9).07: Тестирование литиевых батарей)

Емкость в сравнении с CCA

Стартерные батареи имеют два разных значения: CCA и емкость. Эти два чтения различны; одно не может предсказать другое, и корреляция между ними почти отсутствует, за исключением, возможно, конца срока службы батареи (см. BU-806, Отслеживание емкости и сопротивления батареи как части процесса старения)

Большинство экспресс-тестеров смотрят на внутреннюю сопротивления и сделать аппроксимацию CCA. Измерение сопротивления батареи относительно просто, но само по себе это не может предсказать емкость, а также не может сказать, когда заменить батарею, поскольку характеристика окончания срока службы в первую очередь связана с емкостью. Большинство стартерных аккумуляторов запускают двигатель с очень небольшой емкостью; внезапный сбой может произойти, когда емкость упадет ниже 30 процентов.

Модель Randles

Некоторые тестеры аккумуляторов, включая Spectro™, отображают «Высокое сопротивление» при повышении омического сопротивления, что обычно связано с тепловым повреждением. Работающая стартерная батарея отражает однозначное значение мОм, которое представлено R1 в модели Рэндлса справа (см. BU-902: Как измерить внутреннее сопротивление). Батареи с высоким сопротивлением имеют двузначные показания, и их можно вызванные этими условиями:

1. Низкий уровень электролита (см. BU-804c: Потеря воды, расслоение кислоты и заряд поверхности)
2. Расслоение электролита (см. BU-804c: Потеря воды, расслоение кислоты и заряд поверхности)
3. Сульфатирование электродов (см. BU-804b: Сульфатация и способы ее предотвращения)
4. Плохие или изношенные сварные соединения пластин и стоек коллектора
5. Растрескивание пластины коллектора, коррозия (см. BU-804a: Коррозия, осыпание и внутреннее короткое замыкание)
6. Плохое соединение аккумуляторной батареи на зажимах или внутри батарея

R1 представляет собой сопротивление электролита, на которое влияют пункты 1 и 2 выше. Пункты с 3 по 6 относятся R1 характеризует электролитостойкость, создаваемую низким содержанием электролита и/или кислотным расслоением, как это отражено в пунктах 1 и 2 вышеперечисленных условий. Позиции с 3 по 6 относятся к сульфатации, коррозии и контактному сопротивлению от клемм батареи к электродам, а также от электродов к электролиту.

Параллельная цепь R2/C представляет сопротивление и скорость передачи заряда. Это означает, что требуется энергия, необходимая для преодоления потенциального барьера на границе раздела электрод-электролит, который активирует ион внутри электролита, что приводит к перемещению электронов от электрода к клеммам. У плохой батареи барьерное сопротивление выше, чем у хорошей батареи большой емкости. Ветвь R2/C содержит секрет оценки производительности и отличается от более механических условий, зафиксированных в R1.

Возможность разделения отдельных компонентов в модели Randles, как это делает Spectro™, позволяет улучшить оценку аккумуляторов, что сокращает количество замен аккумуляторов, особенно в течение гарантийного периода. «Высокое сопротивление» отличает батарею с низким уровнем заряда от батареи с настоящим дефектом. Тест можно провести с частичной зарядкой.

«Насколько точны показания?» — спрашивают автомеханики. Это зависит от батареи. Неисправность можно с уверенностью диагностировать только при наличии явных симптомов. Новая батарея или батарея, которая находилась на хранении, может стать исключением при оценке емкости. Наилучшие результаты достигаются с «рабочей» батареей, снятой с эксплуатации. Точность также зависит от качества матрицы (см. БУ-905: Тестирование свинцово-кислотных аккумуляторов, матрица).

Хотя показания емкости и CCA четко указаны на аккумуляторе, эти значения не всегда верны.