Как продлить срок жизни литиевого аккумулятора в 10 раз

Обычный литиевый аккумулятор имеет срок жизни 250-500 циклов и в устройствах, которые используют постоянный заряд и разряд, аккумуляторы деградируют уже через год.

Мало кто знает, что любой литиевый аккумулятор может проработать на порядок дольше.

Номинальное напряжение литиевых аккумуляторов (в частности стандарта 18650, именно они на моей заглавной фотографии, и именно они используются в огромном количестве устройств от пауэрбанков до электроавтомобилей и от ноутбуков до электроинструментов) 3.7 вольта, но это не означает, что такое напряжение постоянно на контактах аккумулятора.

Почти все устройства заряжают аккумуляторы до 4.2 В и в процессе разряда напряжение на них падает от 4.2 до 3.0 В (а иногда и до 2.7 В).

В таком режиме аккумуляторы работают без серьёзного снижения ёмкости от 250 до 500 циклов.

Немногие знают о том, что напряжение заряда 4.2 В когда-то по слухам было выбрано фирмой SONY ради того, чтобы «выжать» из аккумуляторов максимум ёмкости и, возможно, чтобы ограничить количество циклов (привет, искусственное устаревание!).

Но совсем не обязательно заряжать аккумуляторы именно до этого напряжения. На сайте Battery University можно найти очень интересную статью о том, как продлить срок жизни литиевых аккумуляторов, а в этой статье есть вот такая табличка.

Снижение пикового зарядного напряжения на 0.1 В на элемент удваивает срок его службы, при этом каждые 70 мВ снижения пика зарядного напряжения уменьшают общую емкость на 10 процентов.

Всё это означает, что если любой литиевый аккумулятор каждый раз заряжать не до 100%, а до 60, его срок жизни вырастет до 2400-4000 циклов, то есть фактически в 10 раз.

Там, где ёмкость аккумулятора не очень важна (например у того же робота-косилки, который всё равно заезжает подзаряжаться на базу после нескольких часов покоса и не имеет никакого значения как часто он будет это делать) увеличение ресурса на порядок было бы очень ценным, но производители почему-то это не используют.

Если заряжать аккумулятор до 80%, количество циклов вырастет приблизительно втрое — до 850-1500, что тоже неплохо.

Замечу, что при необходимости аккумулятор, постоянно заряжающийся до 80%, можно иногда заряжать до 100%, при этом никакого резкого сокращения ресурса от этого не случится.

Кстати, я встречал ноутбуки, у которых в настройках BIOS была опция продления ресурса аккумулятора при которой они всегда заряжались только до 80% и в случае ноутбука это очень разумно, ведь при каждом включении в сеть аккумулятор ноутбука начинает заражаться, и при ежедневном использовании аккумулятора, заряжающегося до 100%, вряд ли хватит даже на пару лет.

Есть ещё один плюс «недозарядки» литиевых аккумуляторов. Как известно, литиевые аккумуляторы очень сильно горят (например, при механическом повреждении). Интенсивность горения напрямую зависит от уровня заряда (в своей статье «Как сделать любые литиевые аккумуляторы пожаробезопасными» я показывал, как один и тот же аккумулятор очень интенсивно горит, когда он полностью заряжен до 4.2В и лишь дымит при напряжении 3.65 В). Соответственно, чем больше «недозаряжен» аккумулятор, тем более он пожаробезопасен.

На самом деле есть очень много техники с литиевыми аккумуляторами, где снижение ёмкости ради увеличения ресурса кажется весьма оправданным, вот только производители не торопятся делать зарядку до 60-80%.

Наверняка многие спросят, можно ли как-то сделать так, чтобы аккумуляторы существующей техники «недозаряжались» для продления ресурса. Увы, всё не так просто и даже если каждый день отслеживать зарядку смартфона и отключать зарядное устройство, когда заряд достигнет 70-80%, не факт, что количество циклов жизни аккумулятора радикально вырастет. Всё дело в том, что когда смартфон (и любое другое устройство) показывает, что зарядка дошла до 80%, напряжение на аккумуляторе УЖЕ достигло 4.2В. Литиевый аккумулятор заряжается следующим образом: сначала зарядное устройство обеспечивает стабильный ток заряда, при этом напряжение на аккумуляторе растёт. Затем, когда напряжение достигает максимального (те самые 4.2 В), напряжение остаётся постоянным, а ток снижается, и когда он достигает 5% от номинального, процесс заряда считается оконченным.

Для того, чтобы «правильно недозаряжать» аккумулятор, нужно, чтобы зарядное устройство не подавало на аккумулятор напряжение выше 3.9 В для 60%, 4.0 В для 70% и 4.05 В для 80%. У некоторых зарядных устройств внутри есть подстройка максимального выходного напряжения, но далеко не у всех, при этом замечу, что у большинства устройств зарядное устройство встроено в сам прибор (в частности у любого смартфона зарядное устройство встроено, а то, что в народе называют «зарядкой» на самом деле стабилизированный источник питания, а не зарядное устройство).