Как проверить саморазряд аккумулятора автомобиля правильно

Потенциальных проблем, способных возникать при эксплуатации автомобиля, достаточно много. Часть из них непосредственно связаны с источником питания, то есть с аккумуляторной батареей.

Неоднократно в практике автомобилистов случалось так, что они оставили на ночь машину в гараже или на стоянке, а с утра, пытаясь, как обычно, завести двигатель, ничего не получалось.

Проблема кроется в том, что происходит саморазряд. То есть АКБ теряет свою мощность, ёмкость. Важно понимать, что это такое, почему так происходит и можно ли проверить параметры саморазряда. А при необходимости и устранить провоцирующие факторы.

Содержание

1. Понятие о саморазряде
2. Каким бывает саморазряд, и почему он возникает
3. Как выполнить проверку
4. Допустимые значения
5. Меры профилактики

Понятие о саморазряде

Первым делом следует разобраться с самим понятием саморазряда.

Саморазрядом называют явление, в случае протекания которого ёмкость АКБ постепенно снижается во время бездействия транспортного средства.

Это происходит именно в условиях разомкнутой бортовой сети. В теории ни один из потребителей, если не считать ту же сигнализацию, ток не потребляет. А если и протекают процессы утечки тока, то показатели минимальные, и они никак не могут за короткий промежуток времени полностью посадить аккумулятор.

Чтобы лучше понять, что такое саморазряд авто аккумулятора, нужно углубиться в протекающие процессы. АКБ является накопителем электроэнергии во время заряда, которую батарея отдаёт при запуске двигателя и питании потребителей, если генератор не активен.

Такое стало возможным за счёт возникающих внутри АКБ электрохимических реакций. Происходит взаимодействие между положительными и отрицательными электродами, погружёнными в жидкую или гелеобразную среду, которая называется электролитом.

Между зарядом и разрядом есть промежуток бездействия АКБ. Это когда машина стоит в гараже или на стоянке, зажигание выключено, как и все потребители.

Несмотря на бездействие, течение электрохимических реакций не останавливается.

На активность протекающего саморазряда влияет одновременно несколько факторов:

• общее техническое состояние АКБ;
• степень износа батареи;
• температура окружающей среды;
• чистота корпуса;
• чистота клемм;
• качество и уровень электролита.

Стоит учитывать, что свои оптимальные характеристики АКБ демонстрирует при температуре 15–20 градусов Цельсия. При падении температуры на 1 градус сокращается ёмкость на 1 Ач.

Если температура повышается, это ускоряет саморазряд, что обусловлено увеличением интенсивности реакций из-за нагрева. А вот при охлаждении саморазряд почти прекращается, хотя ёмкость всё равно падает.

Каким бывает саморазряд, и почему он возникает

Просто так ток саморазряда появиться не может. Есть определённые причины, из-за которых происходит потеря заряда у автомобильного аккумулятора.

Сам этот процесс бывает 2 типов:

1. Поверхностный саморазряд. Довольно часто бывает так, что на морозе или при сильной жаре достаточно быстро происходит сильный саморазряд автомобильного аккумулятора. В этом случае провоцирующими факторами выступают загрязнения, пыль, залитый электролитом или водой корпус, окислившиеся контакты. В итоге появляется токопроводящая поверхностная плёнка, по которой и протекает саморазряд. В этой ситуации показатели утечки тока будут незначительными. Проблему можно решить, просто очистив контакты и удалив все загрязнения.
2. Внутренний саморазряд. Он может происходить под влиянием окислительно-восстановительных реакций, протекающих внутри корпуса. Протекают они самопроизвольно между электродами.

Интересно, что саморазряд более активно протекает в отношении минусового электрода, где происходят реакции растворения свинца (Pb) и выделяется водород. А вот на минусе этот процесс не такой интенсивный. Это связано с протеканием реакций между оксидом свинца и кислотой, входящей в состав электролита.

По мере увеличения плотности электролита реакции становятся более интенсивными. Если автомобилист нарушит рекомендации и доведёт плотность до 1,3–1,32 г/см³ вместо требуемых 1,27 г/см³, саморазряд усилится примерно на 30–40%.

Также внутренний саморазряд усиливается, когда применяется электролит низкого качества, в его составе присутствуют примеси. Из-за этого электролит рекомендуется брать только у проверенных производителей. А дистиллированную воду и вовсе стоит покупать в аптеках. В автомагазинах и на АЗС часто продают подделки, обычную водопроводную воду.

Чтобы на саморазряд не влияли температуры, при длительном хранении стоит выбирать сравнительно прохладное место, а саму батарею предварительно полностью зарядить. Не забудьте также очистить корпус.

Чаще всего интенсивный саморазряд обусловлен такими причинами:

• АКБ банально старая, выработала свой ресурс;
• последствия сульфатации;
• оставленные во время стоянки включённые потребители;
• есть утечка тока из-за проблем с электрооборудованием;
• на батарее имеется заводской брак;
• аккумулятор пережил слишком много полных разрядов.

Установить причину поможет комплексная диагностика. Автомобилисту также следует проверить текущие параметры утечки.

Как выполнить проверку

Если такая проблема наблюдается, тогда потребуется обязательно узнать силу тока протекающего саморазряда АКБ. Причём сделать это можно своими руками. Достаточно иметь в своём распоряжении исправный мультиметр.

Есть простые и понятные всем способы диагностики.

Чтобы проверить текущий саморазряд у вашего аккумулятора, вооружитесь мультиметром и приступайте к работе. Минус с АКБ следует предварительно снять.

Для начала стоит перевести диагностический прибор в режим вольтметра. Один щуп соединяется с минусом, а другим просто проведите по корпусу. Если утечка есть, тогда на экране появятся соответствующие значения. При таком сценарии причина наверняка в загрязнениях на корпусе.

Теперь прибор переводится в режим вольтметра. Предел нужно поставить на 10 А. Один щуп идёт на плюсовую клемму АКБ, а второй – на минусовой провод, который вы предварительно сняли.

Смотрите, что показывает мультиметр. Если это около 0,02–0,06 А, с саморазрядом всё хорошо, значения в пределах нормы. Если же нет, и много тока уходит в неизвестном направлении, придётся заняться диагностикой. Проще всего определить утечку путём поочерёдного отключения предохранителей и реле из блоков. Как только после изъятия очередного элемента показатели на мультиметре стабилизируются, вы будете знать, в каком потребителе кроется проблема.

Допустимые значения

Поскольку саморазряд является потерей электроэнергии за определённый отрезок времени, важно учитывать показатели нормы саморазряда аккумуляторов на автомобилях.

Нормальные значения определяются при условии отсутствия неблагоприятных факторов, а также при соблюдении параметров влажности и температуры. Температура должна быть от 5 до 15 градусов, а влажность низкой. Сама батарея чистая и полностью заряженная.

Саморазряд для новых и подержанных АКБ будет разным. Новые батареи медленнее теряют энергию. То же самое можно сказать при сравнении необслуживаемых и обслуживаемых АКБ. У последних потери будут больше.

Что же касается того, какой саморазряд воспринимают как нормальный для автомобильных АКБ, то здесь обычно приводят значения в процентах.

• для давно эксплуатируемых АКБ нормой будет потеря 1–1,7% ёмкости за день простоя;
• если батарея сильно изношена, потери могут увеличиваться до 2–3%;
• новые обслуживаемые аккумуляторы теряют до 1%, но не более 10% за 2 недели хранения;
• необслуживаемые АКБ могут терять по 1–2% за неделю.

Если на АКБ не воздействует никакая нагрузка, то есть источник питания просто хранится в гараже, тогда нормальный срок сохранения ёмкости составляет 100–140 дней.

Если своевременно заниматься профилактическими работами и обслуживанием, батарею можно будет хранить по 1–2 года без существенных изменений её характеристик.

Покупать АКБ, изготовленные более 6 месяцев назад, не рекомендуется.

Неизвестно, в каких условиях хранился аккумулятор, и придерживались ли продавцы всех требований и правил длительного содержания источников питания.

Меры профилактики

Для устранения такой проблемы как саморазряд должна быть известна сама причина, из-за которой эти процессы выходят за рамки нормальных показателей. Существует достаточно простой способ снизить потерю электроэнергии АКБ.

Для этого нужно лишь придерживаться нескольких правил. И тогда быстрый разряд вашему аккумулятору грозить не будет. Да, если есть какие-то проблемы в электроцепи автомобиля, сначала выполняется их устранение и только потом всё остальное.

Суть профилактики утечки тока сводится к следующему:

• старайтесь всегда поддерживать АКБ в чистоте;
• перед хранением корпус очищайте и удаляйте любую влагу;
• по возможности, пока батарея не используется, периодически смахивайте с неё пыль;
• выбирайте сравнительно прохладное место с небольшим уровнем влажности, но не держите аккумулятор при отрицательной температуре;
• если батарея обслуживаемая, используйте компоненты (дистиллят и электролит) только высокого качества.

Хотя саморазряд является естественным процессом для бездействующих аккумуляторов, порой показатели утечки выходят за рамки нормальных значений. И в этой ситуации требуется найти причину и попытаться её устранить.

что это такое, его последствия, допустимые значения саморазряда

Саморазряд аккумулятора часто бывает причиной, из-за которой невозможно завести автомобиль.

Несмотря на естественность, он,  как правило, возникает в результате действия внешних и внутренних факторов.

Саморазряд аккумулятора: знакомимся ближе

Производители аккумуляторных батарей закладывают еще с конвеера определенные параметры — такие как емкость и нагрузка заряда.

Если аккумулятор  значительное время не используется, а находится на хранении, происходит химическая реакция, которая приводит к снижению заряда.

Если описать подробно, то происходит расщепление отрицательного электрода с выделением водорода. Выделяют следующие виды разряда аккумулятора: допустимый и электролитный.

При допустимом разряде нормальным считается потеря не больше 10% зарядка от емкости на временном промежутке, не превышающем 15 дней.

В случае с электролитным разрядом имеют место быть коррозия и повреждение пластин, когда небольшие фрагменты которых оседают на дно, замыкают пластины и приводят к разряду батарею.

Кроме этого, существенное влияние на разряд АКБ влияют температура окружающей среды (при сильных морозах или жаре расщепление электрода усиливается) и степень длительной нагрузки на аккумулятор со стороны электрооборудования автомобиля (например, электроприкуриватель, подключенные приборы и т.п.).

Последствия саморазряда аккумулятора

Саморазряд вызывает негативные последствия —  такие как потерю емкости, снижение характеристик аккумулятора, потерю характеристик пускового тока.

Один глубокий разряд отнимает у аккумуляторной батареи до 3% ее емкостного объема. Десять таких разрядов — уже 30%.

Это вызовет неспособность завести двигатель автомобиля и неспособность к накоплению заряда батареей, то есть, идет речь полной утрате АКБ своих полезных эксплуатационных свойств и характеристик.

Зарядка АКБ не в полном объеме, тоже чревато сказывается на ее работоспособности. Во-первых, на пластинах более интенсивно происходит процесс сульфатации; во-вторых, возникает высокий риск замерзания источника питания.

Очень важно также избегать процесса увеличенной потери напряжения, который приводит к потере емкости и сильной коррозии пластин.

Для автовладельца не трудно будет выявить «симптом» данной коррозии, если обратить внимание на темный цвет электролитической жидкости. Важно помнить, что «прикуривание» аккумуляторных батарей от случайных устройств может привести к деформации пластин или, вообще, к взрыву.

Саморазряд –удел всех типов аккумуляторов

Процессу естественного саморазряда подвержены абсолютно все типы аккумуляторных батарей, будь то автомобильные или бытовые (привычные батарейки), будь то кислотные, щелочные, литий-ионные, никель-кадмиевые или никель-металлогидридные.

Для эффективного хранения АКБ  советуют так называемый «сухой» метод, когда не происходит наполнения электролитической жидкостью с последующим окислением электрода.

Естественно, такой метод подойдет тем батареям, конструктивные особенности которых позволят это сделать. В качестве общей рекомендации нужно всегда ознакамливатся с датой производства аккумулятора.

Свинцово-кальциевые АКБ – обладатели низкого саморазряда

Как уже упоминалось ранее в статье, АКБ без электролитической жидкости обладают неограниченным сроком хранения. К сожалению, такого рода батареи производители уже не хранят в наше время.

Из линейки представленных в наше время на рынке источников питания самые низкие показатели естественного саморазряда имеют необслуживаемые свинцово-кальциевые аккумуляторы. Кроме этого, этот вид батарей характеризуется еще увеличенным сроком эксплуатации. Рабочими жидкостями в них являются кислота и дистиллированная вода с добавлением всевозможных добавок-ингибиторов.

Перед началом использования АКБ после покупки или после длительного хранения нужно в обязательном порядке проверить уровень напряжения.

Сделать это достаточно просто. Для этого нужно направить переключатель на тестере в положение “V” DC — измерение напряжения постоянного тока и приложить щупы к клеммам.

Также важно при этом протестировать батарею на случай утечки электрического тока. Для этого нужно один щуп приложить к клемме, а вторым поводить по корпусу источника питания. Если утечка существует, то тестер это покажет. Причина, по которой это имеет место, быть проста: загрязнение АКБ или подтеки электролитической жидкости.

Для проведения измерения силы тока проводятся аналогичные манипуляции. Отличным будет лишь то, что на тестере (мультиметре) нужно перевести переключатель в положение “A” и приложить щупы к клеммам. Диапазон допустимых значений в рабочей исправной батарее будет в пределах 0,02-0,06 Ампер.

В случае наличия утечки тока значения на мультиметре будут гораздо большие. Автовладельцу надо обнаружить причину утечки и устранить.

Допустимые значения саморазряда

Нормальным (допустимым) уровнем саморазряда принято считать показатель в пределах не больше 1% от емкости АКБ в первые дни ее эксплуатации. Уже примерно через два месяца использования возникает большая вероятность наступления глубокого разряда. А еще через четыре месяца — вероятность полной потери заряда. Для продления срока полезной эксплуатации источника питания важно соблюдать правила хранения:

• поддерживать необходимый температурный режим (от +15 до +20 градусов по Цельсию) и избегать попадания влаги;
• поддерживать чистоту и защиту от грязи и пыли (особенно между электродами).

Допустимым уровнем саморазряда для б/у аккумуляторов есть значения в пределах до 2% от их емкости. В случае с поврежденным или изношенным источником питания известны случаи саморазряда в пределах до 4% за сутки.

Вам необходимо:

• всегда поддерживать необходимое количество дистиллированной воды;
• в случае если источник питания будет долго храниться и не использоваться, нужно сразу после снятия с автомобиля обеспечить максимальный уровень заряда;
• периодически (раз в 30 дней) проводить мониторинг уровня напряжения;
• проводить зарядку аккумулятора только токами малой силы для обеспечения более глубокого и сильного восстановления заряда (например, если емкость батареи 80 Ампер*час, то необходимый ток для зарядки — 8 Ампер).

Важно помнить, что в случае временного отсутствия эксплуатации АКБ, ей надо время от  времени регенерировать заряд с целью избежания полной потери заряда.

А что если показатель саморазряда выше допустимых значений?

Если выявлен показатель саморазряда выше нормы, для его снижения используются те же действия, что были уже упомянуты выше. Более высокий уровень саморазряда накладывает много ограничений и неудобств на эксплуатацию автомобиля.

Так, в летнее время будут трудности с запуском двигателя и работой электроприборов, если заряд меньше 50% от емкости АКБ, а в зимнее — 75%.

Производители и бывалые автомобилисты советуют воздержаться от использования АКБ при достижении уровня заряда указанных граничных значений. Игнорирование данных рекомендаций чревато запуском необратимых процессов повреждения источника питания.

Хотите что-нибудь добавить или поделиться своим опытом использования аккумуляторных батарей? Напишите об этом в комментариях.

BU-802b: Что делает повышенный саморазряд?

Все аккумуляторы подвержены саморазряду. Саморазряд — это не производственный брак, а характеристика аккумулятора; хотя плохие методы изготовления и неправильное обращение могут усугубить проблему. Саморазряд является постоянным и необратимым.

На рис. 1 показан саморазряд в виде утечки жидкости.

Рисунок 1: Эффекты высокого саморазряда ^[1]
Саморазряд увеличивается с возрастом, циклами и повышенной температурой. Утилизируйте аккумулятор, если саморазряд достигает 30 процентов за 24 часа.

Величина электрического саморазряда зависит от типа батареи и химического состава. Первичные элементы, такие как литий-металлические и щелочные, лучше всего сохраняют накопленную энергию и могут храниться в течение нескольких лет. Среди перезаряжаемых аккумуляторов свинцово-кислотные имеют один из самых низких показателей саморазряда и теряют всего около 5 процентов в месяц. Однако по мере использования и старения залитая свинцовая кислота накапливает осадок в отстойнике, что вызывает мягкое короткое замыкание, когда это полупроводящее вещество достигает пластин (см. BU-804a: Коррозия, осыпание и внутреннее короткое замыкание)

Потеря энергии асимптотическая, это означает, что саморазряд максимален сразу после зарядки, а затем снижается. Аккумуляторы на основе никеля теряют 10–15 % своей емкости в первые 24 часа после зарядки, затем 10–15 % в месяц. На рис. 2 показана типичная потеря батареи на основе никеля во время хранения.

Рисунок 2: Зависимость саморазряда от времени ^[1]
Саморазряд максимален сразу после зарядки и постепенно снижается. На графике показан саморазряд батареи на основе никеля. Системы на основе свинца и лития имеют меньший саморазряд.

NiMH и NiCd относятся к перезаряжаемым батареям, имеющим самый высокий саморазряд; они нуждаются в подзарядке перед использованием, если их поместить на полку на несколько недель. Высокопроизводительный NiCd имеет более высокий саморазряд, чем стандартные версии. Кроме того, саморазряд увеличивается с использованием и возрастом, чему способствует образование кристаллов (память). Регулярные циклы полной разрядки позволяют контролировать память (см. BU-807: Как восстановить батареи на основе никеля)

Литий-ионная батарея саморазряжается примерно на 5 процентов в течение первых 24 часов, а затем теряет 1–2 процента в месяц; схема защиты добавляет еще 3 процента в месяц. Неисправный сепаратор может привести к повышенному саморазряду, который может превратиться в путь тока с выделением тепла и, в крайнем случае, вызвать тепловой пробой. С точки зрения саморазряда свинцово-кислотные аккумуляторы аналогичны литий-ионным.

Таблица 3 обобщает ожидаемый саморазряд различных аккумуляторных систем.

Аккумуляторная система	Расчетный саморазряд
Литий-металл первичный	10% через 5 лет
Щелочной	2–3% в год (срок годности 7–10 лет)
Свинцово-кислотные	10–15 % за 24 часа, затем 10–15 % в месяц
На основе никеля	Литий-ионный, никель-кадмиевый, никель-металлогидридный
Литий-ионный	5 % в течение 24 часов, затем 1–2 % в месяц (плюс 3 % для цепи безопасности)

Таблица 3: Процент саморазряда в годах и месяцах
Первичные батареи имеют значительно меньший саморазряд, чем вторичные (перезаряжаемые) батареи.

Саморазряд всех химических элементов батареи увеличивается при более высокой температуре, и скорость обычно удваивается каждые 10°C (18°F). Заметная потеря энергии происходит, если аккумулятор остается в горячем автомобиле. Большое количество циклов и старение также увеличивают саморазряд всех систем. Никель-металлогидридный аккумулятор выдерживает 300–400 циклов, в то время как стандартный никель-кадмиевый выдерживает более 1000 циклов, после чего повышенный саморазряд начинает снижать производительность. Саморазряд старой батареи на основе никеля может стать настолько высоким, что батарея выйдет из строя из-за утечки, а не из-за нормального использования (см. BU-208: Показатели цикличности, демонстрирующие взаимосвязь емкости, внутреннего сопротивления и саморазряда)

При нормальных условиях саморазряд литий-ионных аккумуляторов достаточно устойчив в течение всего срока службы; однако полная зарядка и повышенная температура вызывают увеличение. Эти же факторы влияют и на продолжительность жизни.

Кроме того, полностью заряженный литий-ионный аккумулятор более подвержен поломке, чем частично заряженный. В таблице 4 показан саморазряд литий-ионных аккумуляторов за месяц при различных температурах и состояниях заряда. Высокий саморазряд при полной зарядке и высоких температурах стал неожиданностью (см. BU-808: Как продлить срок службы литиевых батарей)

Тип	0 ° С (32 ° F)	25 ° С (77 ° F)	60 ° С (140 ° F)
Полная зарядка	6%	20%	35%
40–60% заряда	2%	4%	15%

Таблица 4. Саморазряд литий-ионных аккумуляторов в месяц при различных температурах и состояниях заряда
Саморазряд увеличивается с повышением температуры и более высокой SoC.

Литий-ионный аккумулятор не должен разряжаться ниже 2,50 В/элемент. Схема защиты выключается, и большинство зарядных устройств не будут заряжать аккумулятор в этом состоянии. Программа «разгона», применяющая слабый зарядный ток для пробуждения схемы защиты, часто восстанавливает полную емкость аккумулятора (см. BU-803a: «Как разбудить спящий литий-ионный аккумулятор»)

Существуют причины, по которым литий-ионные аккумуляторы перестают работать при разряде ниже 2,50 В/элемент. Медные дендриты растут, если клетке позволяют находиться в состоянии низкого напряжения дольше недели. Это приводит к повышенному саморазряду, что может поставить под угрозу безопасность.

Механизмы саморазряда также должны соблюдаться при производстве. Они варьируются от коррозии до примесей в электродах, что отражается в вариациях саморазряда не только от партии к партии, но и от ячейки к ячейке. Качественный производитель проверяет саморазряд каждого элемента и отбраковывает те, которые не соответствуют допускам.

Регулярная зарядка и разрядка вызывают нежелательное отложение металлического лития на аноде (отрицательном электроде) литий-ионного аккумулятора, что приводит к потере емкости из-за истощения запасов лития и возможности возникновения внутреннего короткого замыкания. Внутреннему короткому замыканию часто предшествует повышенный саморазряд, и эта область требует дальнейших исследований, чтобы выяснить, какие уровни саморазряда могут представлять опасность, которая может привести к тепловому выходу из строя. Нежелательное отложение лития также увеличивает внутреннее сопротивление, что снижает нагрузочную способность.

На рис. 5 сравнивается саморазряд нового литий-ионного аккумулятора с аккумулятором, подвергшимся принудительному глубокому разряду, и аккумулятором, полностью разряженным, закороченным в течение 14 дней и затем перезаряженным. Ячейка, которая подвергалась глубоким разрядам выше 2,50 В на ячейку, показывает немного более высокий саморазряд, чем новая ячейка. Наибольший саморазряд наблюдается у элемента, хранившегося при нулевом напряжении.

Рис. 5: Саморазряд новых и находящихся под нагрузкой литий-ионных аккумуляторов ^[2]
Элементы, которые подвергались воздействию глубоких разрядов и хранились при 0 В, демонстрируют более высокий саморазряд, чем новые элементы.

На рис. 6 показан саморазряд свинцово-кислотного аккумулятора при различных температурах окружающей среды. При комнатной температуре 20°C (68°F) саморазряд составляет примерно 3% в месяц, и аккумулятор теоретически можно хранить 12 месяцев без подзарядки. При высокой температуре 30°C (86°F) саморазряд увеличивается, и через 6 месяцев потребуется перезарядка. Падение заряда батареи ниже 60 процентов SoC в течение некоторого времени приводит к сульфатации (см. также BU-702: Как хранить батареи) 9Рис. 6. Саморазряд свинцово-кислотного аккумулятора в зависимости от температуры В тепле заряжайте чаще.

---

Артикул

^[1] Предоставлено Cadex
^[2] Источник: TU München
^[3] Источник: Power-Sonic.0225 Аккумуляторы в портативном мире — справочник по перезаряжаемым батареям для не инженеров », который можно заказать на Amazon.com.

Миф или факт: литий-ионные батареи саморазряжаются после полной зарядки

Перейти к содержанию Миф или факт: литий-ионные аккумуляторы саморазряжаются после полной зарядки

Хотя литий-ионные батареи разряжаются после полной зарядки, это не так плохо, как вы думаете. Скорость саморазряда минимальна и не вызовет никаких проблем при использовании в реальных условиях.

Однако об этом нужно помнить при хранении батареи или в пик летней жары. Если вы новичок в мире перезаряжаемых аккумуляторов, вы можете быть удивлены, узнав, что литий-ионные аккумуляторы саморазряжаются после полной зарядки. Это не всегда дано с другими типами батарей, такими как никель-кадмиевые (NiCd) или свинцово-кислотные. В этой статье мы рассмотрим, почему это происходит и как это влияет на то, как вы используете аккумулятор.

Что такое саморазряд?

Когда батарея находится в состоянии разомкнутой цепи, явление самопроизвольного потребления накопленной энергии называется саморазрядом батареи, также известным как емкость аккумулятора. То есть при определенных условиях окружающей среды способность аккумулятора накапливать энергию сохраняется.

Теоретически электроды аккумулятора в состоянии заряда находятся в термодинамически нестабильном состоянии, и внутри аккумулятора самопроизвольно протекают физические или химические реакции, приводящие к потере химической энергии аккумулятора.

Саморазряд также является одним из важных параметров для измерения производительности батареи. Факторы и размеры саморазряда различных типов аккумуляторов одинаковы. Скорость саморазряда литиевых аккумуляторов немного лучше, чем у свинцово-кислотных аккумуляторов, и значительно лучше, чем у никель-металлогидридных аккумуляторов.

Когда литий-ионный аккумулятор не используется, он теряет часть своего заряда. Это известно как саморазряд, и это естественный процесс, который происходит со всеми батареями. Исследования показывают, что батареи разряжаются еще быстрее, если они не используются должным образом или хранятся в неоптимальных условиях.

Саморазряд влияет на то, как вы можете использовать аккумулятор и как долго вы можете хранить его до истечения срока службы. Хорошей новостью является то, что есть некоторые вещи, которые вы можете сделать, чтобы замедлить скорость саморазряда и получить больше от вашей ионно-литиевой батареи, независимо от того, как часто вы планируете ее использовать. Вот основные сведения о саморазряде литиевых батарей.

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

Дизайн литиевой батареи Скачать электронную книгу (2M, 20 страниц, PDF)

Почему происходит саморазряд?

1.

Микрокороткое замыкание

Микрокороткое замыкание — это утечка небольшого электрического тока в батарею. В результате аккумулятор выходит из строя и перестает работать должным образом. Это может произойти, если батарея намокнет, в ней есть растворитель электролита или вода, или если к ней прикасаются другие мелкие электрические компоненты, такие как проводка. Это также происходит, когда батарея перезаряжена.

2. Температура:

При высоких температурах интенсификацию саморазряда батареи можно обобщить по следующим причинам:
Стабильность слоя SEI ухудшается и ломается, а на регенерацию SEI расходуется больше лития.
Высокая температура вызывает более быстрое растворение металла положительного электрода；

Электроны более активны и легко участвуют в побочных реакциях отрицательного электрода/электролита；

Активность электролита повышается, и побочные реакции между электролитом и электрод напрягается.

Температура не влияет на саморазряд литиевой батареи или литиевого элемента.
Можно ожидать, что саморазряд, как правило, будет удваиваться на каждые 10°¢ подъема.

3. Электролитические растворители

Электролитические растворы иногда имеют высокую концентрацию растворителей и используются для ускорения химических реакций в лабораториях. Эти растворы содержат сильные кислоты, такие как соляная кислота (HCl), которые могут растворять некоторые неполярные твердые вещества, такие как пластик, резина и даже стекло, что может привести к утечке из внутренних батарей устройств бытовой электроники, таких как сотовые телефоны, планшеты и ноутбуки.

4. Влага

Наиболее распространенной причиной саморазряда литиевых батарей является влага. Растворитель электролита или вода в аккумуляторе растворяются влагой, создавая дисбаланс в электролите аккумулятора. Когда это произойдет, произойдет короткое замыкание и утечка ионов лития, что приведет к пожару.

SOC:

При одинаковой температуре емкость батареи в условиях высокого SOC снижается быстрее. Это связано с тем, что в условиях высокого SOC отрицательный электрод находится в состоянии, богатом литием, что облегчает формирование электронно-ионно-электролитного комплекса, усугубляющего обратимый саморазряд батареи.

Сколько времени требуется аккумулятору для саморазряда？

Саморазряд интересен тем, что он нелинейный со временем. Это означает, что скорость саморазряда данной батареи будет меняться с течением времени. Скорость саморазряда также сильно зависит от температуры. Чем горячее батарея, тем быстрее она саморазряжается. Большинство литий-ионных аккумуляторов имеют скорость саморазряда от 0,5 до 3% в месяц. Это означает, что литиевая батарея будет терять от 0,5 до 3% заряда в месяц. При более низких температурах скорость разряда резко возрастает.

Литий-ионные батареи саморазряжаются со скоростью около 0,5-3% в месяц, в зависимости от химического состава батареи, окружающей среды, BMS и т. д. Поразительно, они разряжаются очень быстро, пока они еще полностью заряжены. Для полностью заряженной литиевой батареи или литиевого элемента она потеряет 5-10% своего заряда в течение следующего месяца, пока не достигнет уровня заряда 80%. при SOC от 30% до 80% батарея имеет наиболее стабильную производительность, скорость саморазряда составляет около 0,5% или даже меньше.

Однако при использовании литий-ионного аккумулятора при низкой или высокой температуре он будет разряжаться гораздо быстрее. Вы можете почувствовать, что если ваш телефон нагревается, он быстро умирает. как было сказано ранее, вы можете ожидать, что саморазряд обычно будет удваиваться на каждые 10 ° C. Это связано с тем, что литий-ионный аккумулятор будет быстро разряжаться, когда он выходит из среды с наилучшей производительностью 5-45 ° C. Итак, это означает, что если температура вашего устройства или батареи слишком высокая или слишком низкая, батарея разряжается очень быстро.

Как мы видели выше, литий-ионные аккумуляторы саморазряжаются, даже если они полностью заряжены. Это означает, что они расходуют часть своего заряда, даже когда ничего не питают. Если полностью зарядить литий-ионный аккумулятор, а затем не использовать его, он начнет разряжаться.

Это связано с тем, что электролит внутри литий-ионного аккумулятора состоит из органических соединений. Эти соединения со временем разлагаются, когда батарея полностью заряжена, и они также разрушаются, когда батарея заряжается.

Вот почему литий-ионные батареи на самом деле сконструированы с напряжением ниже требуемого напряжения отключения. Это означает, что батарея будет израсходовать часть своего заряда ниже 3,6 В и не выйдет из строя из-за перезарядки.

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

Дизайн литиевых батарей Дизайн Электронная книга Скачать (2M, 20 страниц, PDF)

Лучший способ продлить срок службы литиевых батарей — хранить их в прохладном, сухом месте. В качестве рекомендации, 25 градусов лучше всего подходят для хранения литиевых батарей и наименьшей скорости саморазряда.

Более высокая температура и уровень влажности ускоряют саморазряд, а более низкие замедляют его. После того, как вы использовали литиевую батарею и зарядили ее, не оставляйте ее подключенной к сети.

Батареи, постоянно подключенные к сети, будут саморазряжаться намного быстрее, чем если бы они были отключены от сети. Если вы используете литиевую батарею в устройстве, убедитесь, что она полностью заряжена, прежде чем убрать ее.

Вы также можете продлить срок службы батареи, используя функцию отключения при низком напряжении (LVC). Это автоматически отключит батарею, когда она достигнет определенного уровня. Всегда используйте аккумуляторы с хорошей конструкцией BMS.

Наконец, вы должны проверить свои батареи на отметке в один год, чтобы убедиться, что они все еще держат заряд. Если это не так, замените их, прежде чем они станут пожароопасными.

Литий-ионные аккумуляторы саморазряжаются, даже если они полностью заряжены. Это означает, что мы, как потребители, должны будем следить за тем, как долго вы оставляете полностью заряженную батарею неподключенной ни к чему.

Есть две основные вещи, с которыми нам, возможно, придется столкнуться в случае саморазряда литий-ионных аккумуляторов в качестве потребителей.

Первая проблема связана с длительным хранением батарей. Если вы полностью зарядите литий-ионный аккумулятор, а затем не будете использовать его в течение длительного времени, он потеряет свой заряд. Это означает, что если полностью зарядить литий-ионный аккумулятор, а затем не использовать его в течение 6 месяцев или года, он потеряет значительную часть заряда.

В зависимости от уровня заряда аккумулятора, когда вы его убираете, он может сильно разрядиться. Если вы хотите хранить литий-ионный аккумулятор в течение длительного периода времени, вам следует хранить его при напряжении ниже 3,6 В. Это предотвратит слишком большую потерю заряда аккумулятора.

Вторая проблема с саморазрядом литий-ионных аккумуляторов связана с их зарядкой. Когда вы полностью заряжаете литий-ионный аккумулятор, он теряет определенное количество заряда, даже когда он подключен к зарядному устройству. Количество заряда, которое батарея теряет во время зарядки зарядным устройством, обычно довольно низкое. Тем не менее, это то, что вы должны иметь в виду при зарядке аккумуляторов.

Если вы хотите избежать саморазряда литий-ионных аккумуляторов при полной зарядке, вам следует избегать их полной зарядки. Если вы заряжаете свои батареи только до 90-95% их емкости, тогда они не будут так сильно саморазряжаться. Это связано с тем, что при таком уровне заряда батареи не будут так сильно ломаться из-за перезарядки. Это то, что вы должны иметь в виду при зарядке аккумуляторов.

Однако,

Важно отметить, что литий-ионные аккумуляторы саморазряжаются, даже если они не полностью заряжены. Это означает, что лучше заряжать аккумуляторы только до 90-95% их емкости, чем полностью заряжать их и позволять им саморазряжаться до 10%.

Если коротко, то нет.

Саморазряд — это естественный процесс, происходящий во всех типах аккумуляторов. Невозможно предотвратить это.

Однако есть несколько шагов, которые можно предпринять, чтобы ограничить его влияние. Первое, что вы можете сделать, это зарядить аккумуляторы только до 90-95% их емкости. Это уменьшит саморазряд, который происходит, когда они полностью заряжены. Еще одна вещь, которую вы можете сделать, это хранить батареи при напряжении ниже 3,6 В. Это предотвратит их потерю слишком большого заряда с течением времени. Вы также можете хранить аккумуляторы в прохладном месте, например, в бардачке автомобиля. Это уменьшит влияние саморазряда в жаркие летние месяцы.

Заключение

Литий-ионные аккумуляторы саморазряжаются после полной зарядки, но это не так плохо, как вы думаете. Скорость саморазряда минимальна и не вызовет никаких проблем при использовании в реальных условиях. Вы можете замедлить скорость саморазряда, заряжая батареи только до 90-95% их емкости. Вы также должны защищать свои батареи от тепла, потому что это приведет к их более быстрой саморазрядке. Если вы хотите максимально продлить срок службы литий-ионных аккумуляторов.