Литий-ионный аккумулятор Palo 9V в формате «Кроны» (6F22): что с ним не так и почему с этим можно жить

Сначала немного забегу вперёд: хотя на аккумуляторе крупным шрифтом написано «9 V», такого напряжения на этом аккумуляторе нет и быть не может. Но это — не единственное, что в нём «не так». Подробности — далее в обзоре.

Теперь — немного теории.

Самые лучшие и прогрессивные на сегодня аккумуляторы — литий-ионные (и их различные модификации).

Они могут использоваться как в устройствах, изначально спроектированных под такие аккумуляторы (например, в смартфонах), так и в устройствах, спроектированных под «обычные» батарейки в качестве замены таковых.

Но в последнем случае возникает проблема. Номинальное напряжение литий-ионного аккумулятора составляет 3.7 Вольт (±0.1 В), а напряжение стандартных батареек — совсем не такое. Для одиночных цилиндрических батареек оно составляет 1.5 В, а для многоэлементной «Кроны» — 9 В.

Как сделать аккумулятор на 9 В из элементов по 3.7 В?

Если соединить последовательно два элемента, то напряжение будет ниже 9 В; а если соединить три элемента — то существенно выше (можно сжечь питаемую аппаратуру). В общем, вариант с тремя элементами полностью исключается. Остаётся вариант с двумя элементами. Именно он и осуществлён в тестируемом аккумуляторе Palo номинальной ёмкостью 650 мАч.

Цена обозреваемого аккумулятора Palo 9V на Алиэкспресс на дату обзора с доставкой в Россию — около $6.7.

Упаковка и внешний вид аккумулятора Palo 9V в формате «Кроны»

Аккумулятор пришел упакованным в прочную пластиковую коробочку (на фото показана в открытом виде). Вид со стороны контактов ничем принципиальным от обычной «Кроны» не отличается:

(все фотографии в обзоре кликабельны)

А вот вид сзади отличается существенной деталью — наличием порта микро-USB для зарядки аккумулятора.

Рядом с портом микро-USB расположено небольшое отверстие. Но оно предназначено не для вентиляции или тому подобных целей, а для видимости внутреннего светодиода, индицирующего процесс зарядки:

По окончании зарядки цвет светодиода меняется с красного на синий.

Заряжается аккумулятор от любой телефонной зарядки на 5 Вольт с кабелем микро-USB.

 Технические испытания литий-ионного аккумулятора Palo 9V

Начнём с самого главного теста: разряда полностью заряженного аккумулятора на нагрузку с целью проверки его ёмкости и съёмки кривой разряда.

Начальное напряжение полностью заряженного аккумулятора составляет 8.4 В (без нагрузки).

Это в точности соответствует напряжению двух заряженных секций по 4.2 В.

Напряжение в 4.2 В является максимально-допустимым напряжением для стандартных литий-ионных аккумуляторов  с номиналом 3.7 В (номинал примерно соответствует заряду на 50%).

Для разряда использовался обычный резистор номиналом 20 Ом, что даёт стартовый ток разряда 420 мА.

Для измерения ёмкости использовался обычный USB-тестер.

 И вот, результаты теста ёмкости на разряд:

Здесь мы пришли ко второму пункту из серии «что с ним не так»: ёмкость составила не 650 мАч, как указано на корпусе аккумулятора, а только 483 мАч.

Что тут можно сказать?! Это — типичный случай для китайских производителей, которые часто включают в технические параметры «рекламный запас». :)

Кривая разряда снималась осциллографом DSO150 (обзор), установленным в режим сверхмедленной развёртки: 500 секунд на деление (!). А что, так можно было?! Да, можно. :)

Посмотрим на график разряда (сфотографирован с экрана осциллографа, т.к. скришоты он сделать не позволяет):

График показывает типовую картину разряда на резистивную нагрузку, за исключением небольшого ускорения падения напряжения ближе к концу разряда.

При достижении напряжения чуть ниже 6 В кривая разряда резко обрывается до нуля.

Это — результат срабатывания защиты аккумулятора от переразряда; что оцениваем как исключительно положительный факт.

Таким образом, в аккумуляторе установлен полноценный контроллер с защитой как от перезаряда, так и от переразряда.

Осталось проверить защиту от перегрузки.

Она тоже есть, и работает. Защита срабатывает при токе нагрузки в 2.3 А, и в результате ток падает до нуля.

Но самовосстановления после снятия нагрузки (или устранения короткого замыкания) не происходит: напряжение на выходе остаётся нулевым.

Для восстановления работоспособности аккумулятора достаточно его «подтолкнуть», подключив его на зарядку на несколько секунд.

Такую особенность надо иметь в виду пользователям, и не допускать случайных замыканий аккумулятора. Иначе придётся немного, но при этом незапланированно, «повозиться».

 Последнее испытание — на зарядку:

Итого, в процессе зарядки в аккумулятор было закачано 976 мАч; а время зарядки с нуля составило 2 часа 7 минут.

Тут может возникнуть вопрос — почему закачано было так много (976 мАч) по сравнению с тем, что было отдано (483 мАч)?

Это связано с тем, что внутри аккумулятора стоит повышающий DC-DC преобразователь, чтобы можно было от источника с напряжением 5 В зарядить аккумулятор до 8.4 В.

Соответственно, «по принципу трансформатора», чтобы зарядить аккумулятор на каждый 1 мАч, приходится взять от источника с напряжением  5 В примерно 1.5 мАч. К тому же, КПД преобразователя не может быть 100%.

Максимальный ток в процессе заряда составил 0.49 А; что подтверждает пригодность для подзарядки аккумулятора абсолютно любого телефонного зарядного устройства с напряжением 5 В и выходом USB.

 Почему с этим можно жить?

Итак, испытания закончились; и при этом было выявлено несоответствие двух параметров заявленным (напряжения и ёмкости). Как с этим смириться?

Разберёмся сначала с напряжением.

Все устройства, предназначенные для работы с батарейками «Крона», работают не обязательно строго при напряжении 9 В, а в некотором диапазоне напряжений; поскольку у настоящей «Кроны» напряжение в начале службы выше 9 В, а в конце — ниже.

Диапазон допустимых напряжений  у каждого устройства — свой.

Например, я проверил у своего мультиметра DT9205A, при каком напряжении он начинает «жаловаться», что батарейка села. Оказалось, что при напряжении 7.2 В.

При таком значении допустимого напряжения можно рассчитывать на использование ёмкости аккумулятора примерно на 50% от имеющейся (до начала «жалоб» мультиметра на пониженное напряжение питания). Но и даже с этими жалобами он может ещё некоторое время нормально проработать (по крайней мере, дотянет до конца дня, после чего можно будет поставить аккумулятор на зарядку).

Теперь разберёмся с ёмкостью.

Здесь тоже можно использовать тот же пример применения (в мультиметре), поскольку применение батареек типа «Крона» в измерительных приборах — наиболее распространённое.

 Потребление мультиметра составляет 2.3 мА. Таким образом, при полезном использовании аккумулятора в 50% своей ёмкости (483 мАч/2), время работы мультиметра составит 105 часов. Очень неплохо и вполне применимо.

Хуже будет ситуация для устройств с более высоким потреблением. Например, упомянутый выше осциллограф DSO150 тоже питается напряжением 9 В, но его реальный ток потребления составляет 85 мА.

Таким образом, он сможет проработать только около 3-х часов. В большинстве случаев работать с осциллографом тоже можно будет, но после каждого применения аккумулятор целесообразно будет подзаряжать.

 Конкуренты

Если привести в качестве конкурента не аналогичный аккумулятор, отличающийся только наименованием; а «стратегического противника», то можно упомянуть аккумулятор ZNTER на 9 В в том же формате «Кроны»:

Он отличается тем, что построен на одноэлементном Li-ion аккумуляторе с напряжением 3.7 В; а напряжение 9 В получается за счет встроенного повышающего DC-DC преобразователя. То есть, по своей сущности это — полноценный повербанк (power bank), выполненный в корпусе батарейки.

 Благодаря такой схемотехнике он имеет идеальную прямоугольную кривую разряда (т.е. постоянно 9 В в течение всего времени разряда с мгновенным падением до нуля в конце).

Такая кривая разряда — идеальна с точки зрения теории химических источников тока; но не совсем идеальна с точки зрения реальной жизни. Прибор, в котором используется такой аккумулятор, не сможет обнаружить по падению напряжения истощение заряда, и никак не сможет об этом предупредить потребителя. Выключение прибора может оказаться для потребителя внезапным (если он не подзарядил своевременно аккумулятор).

Зато использование ёмкости аккумулятора будет 100%-ным. Но при этом сам номинал его ёмкости — меньше, чем у протестированного аккумулятора (400 мАч против 650 мАч).

Цена такого аккумулятора — выше, чем у протестированного Palo, примерно на 2 доллара.

Итоги и выводы

 Как это часто бывает у наших китайских товарищей, заявленные характеристики протестированного устройства не совсем совпали с реальными.

Тем не менее, в большинстве случаев аккумулятор вполне применим по своему основному назначению, т.е. для замены батарейки «Крона». Большое число допустимых циклов перезарядки литий-ионных аккумуляторов сделает своё доброе дело: аккумулятор прослужит долго верой и правдой.

 Недостатков у аккумулятора два: напряжение и ёмкость оказались ниже заявленных.

Но и достоинств тоже хватает:

— схемотехника на основе литий-ионных аккумуляторов с большим числом циклов заряда/разряда;

— наличие полноценного контроллера с защитой от перезаряда, переразряда и перегрузки по току;

— возможность заряда от любого стандартного телефонного зарядного устройства;

— возможность подзарядки без полного извлечения аккумулятора из устройства (достаточно приподнять часть с разъёмом микро-USB).

Цена аккумулятора Palo 9V на Алиэкспресс на дату обзора с доставкой в Россию — около $6.7  проверить актуальную цену и/или купить. Как всегда, цена может меняться; а также надо иметь в виду, что если у какого-то другого продавца цена окажется ниже, то тоже можно брать — товар одинаковый.