Що необхідно знати про літій-іонні акумулятори?

В останні роки, акумуляторний інструмент, все більше стає популярним. Багато виробників, використовуючи найсучасніші досягнення, випустили на ринок акумуляторний інструмент для самих різних напрямків, виключно надійний, з великою тривалістю роботи і такий же потужний, як і мережевий електроінструмент. Великий крок в цьому напрямку зробила і компанія Bosch.

Багатьом уже знайомі переваги акумуляторних дрилі-шуруповерта, гайковерта, перфоратора, кутової шліфувальної машини, лобзика, газонокосарки. Автономна робота інструменту дає додаткові можливості і економію часу. Впровадження літій-іонних технологій у виробництві акумуляторів, стало великим кроком в розробці нових моделей електроінструменту. Високоякісні, літій-іонні батареї, мають низький внутрішній опір і забезпечують максимальну віддачу енергії. Кожен виробник намагається поліпшити свої розробки, впроваджуючи передові нововведення. Як приклад, фірма Bosch впровадила в своїх інструментах ефективну електронну систему захисту акумулятора, "Electronic Cell Protection" (ECP), що дозволило оптимізувати енергоспоживання при зарядці і при використанні. Система забезпечує надійний захист акумулятора від перевантаження, повного розряду і перегріву. Інструмент став ще потужнішим, надійніше і функціональніша.

Власники акумуляторного інструменту іноді відчувають певні труднощі при пошуку інформації про правильну експлуатацію акумуляторів. Більшість сучасних пристроїв забезпечені акумуляторами на літієвої основі, літій-іонними або літій-полімерними, тому надалі мова буде йти саме про них і про принципи їх роботи в акумуляторному інструменті. Характеристики літій-іонних акумуляторів принаймні в кілька разів перевищують аналогічні показники нікель-кадмієвих та нікель-метал-гідридних акумуляторів, які використовувалися раніше. Вони виробляють приблизно вдвічі більше енергії на питому одиницю ваги, ніж попереднє покоління удосконалених нікель-метал-гідридних (NiMH) акумуляторів.

Літій-іонні акумулятори (Li-ion) добре характеризують себе при роботі на великих токах, що важливо і необхідно при використанні їх в акумуляторному інструменті. Вони мають досить низький саморозряд (1,5 - 3% на місяць), значну ємність і терміни служби, але вимагають дуже жорсткого слідування певним правилам експлуатації.

Умовно, ці правила можна розділити на дві групи:

1. Які не залежать від користувача
2. Залежать від користувача

До першої групи входять основні правила заряду і розряду акумуляторів, які контролюються вбудованим в акумулятор або безпосередньо в електроніку управління інструментом, BMS захисного контролера. Захисна схема, не допускає заряду-розряду нижче точки повернення і контролює температуру елемента. Однак навіть ця схема не зможе захистити акумулятор, якщо ви залишите батарею повністю розрядженою на тривалий час.

Як це працює?

1. В силу хімічних особливостей, елемент (ячейка) літієвого акумулятора все своє життя повинен перебувати в стані, при якому його напруга не перевищує 4,2 вольта і не опускається нижче 2,7 вольта. Такі напруги є показниками максимального і мінімального робочого заряду.

2. Кількість енергії, що віддається акумулятором при його розряді від 4,2 до 2,7 вольт - це є його ємність. За допомогою вбудованої електроніки, виробники іноді обмежують максимальну і мінімальну напругу, що продовжує життя самого акумулятора, але при цьому його загальна ємність знижується.

3. Якщо з якихось причин, відбувається перезаряд або перерозряд, і напруга на акумуляторі виходить за межі зазначені вище, термін його життя драматично зменшується. Такі процеси є дуже згубними для акумулятора.

4. Вбудовані в акумуляторний блок BMS контролери, відстежують напруга на кожному елементі (ячейці) акумулятора і контролює температуру. Тому у справному стані контролер ніколи не дозволяе під час заряду напрузі стати більше 4,2 вольт, і опуститися нижче мінімального розряду 2,7 вольта. У деяких моделях інструментів Bosch, в самих акумуляторних блоках, для зменшення їх ціни, плати управління можуть бути відсутні. У такому випадку ці функції обов'язково виконує контролер в зарядному пристрої та в електроніці управління електроприладами. В акумуляторних інструментах преміум серії, щоб зберегти характеристики і тривалу працездатність акумуляторів, можуть використовувати одночасно обидва варіанти контролера.

Друга група, це правила експлуатації, на які безпосередньо впливає сам користувач, тим самим збільшуючи або зменшуючи термін життя акумуляторів.

Ці правила такі:

1. Потрібно намагатися уникати частих повних розрядів літієвих батарей. Не доводити акумулятор до мінімального заряду, а також до стану, коли обладнання саме вимикається, ну а якщо таке сталося не залишайте батарею на довго розрядженою. Всупереч думці, що склалася, Li-ion акумулятори, на відміну від NiMH і NiCd не володіють "ефектом пам'яті", тому так звані "тренування" нового літієвого акумулятора не має сенсу. Li-ion акумулятор готовий до роботи вже з першого підключення.

2. Не потрібно боятися частих підзарядок, в тому числі і часткових, коли повний заряд не досягається. Літій іонному акумулятору це не шкодить. В середньому термін експлуатації коливається від 500 до 1000 робочих циклів заряду і розряду. Надалі ємність знижується до 80% від максимальної. При великих навантаженнях і підвищенні робочих температур понад 40 ° С градусів, зниження ємності може статися вже після 300-500 циклів. Циклами вважаються тільки повні 100% заряд і наступний розряд до 0%. Наприклад, заряджаючи акумулятор при його 50-процентному розряді, буде "зарахована" тільки половина циклу, і втрата ємності відбудеться пізніше.

3. Перезаряд шкодить літієвим акумуляторам не менш, а навіть більше, ніж глибокий розряд. Слід пам'ятати, що незважаючи на те що контролер контролює максимальний рівень заряду, є один нюанс. Добре відомо, що напруга і ємність акумуляторів залежить від температури. Так, якщо, наприклад, ми зарядили акумулятор при кімнатній температурі і отримали заряд 100%, то при виході на мороз і його охолодженні, ступінь зарядженості акумулятора може знизитися до 80% і нижче. Але може бути і зворотна ситуація. Акумулятор, заряджений при низькій температурі до 100%, і будучи нагрітий до кімнатної температури, підніметься в напрузі і стане зарядженим, умовно кажучи до 105%, а це для нього дуже несприятливо.

4. Категорично забороняється заряджати літієві акумулятори не призначеними для цього зарядними пристроями без систем захисту і контролю температури. Це може призвести до вибуху і займання.

5. Літієві акумулятори старіють, навіть якщо не використовуються, а просто лежать на полиці. Це неминучий процес, і до того-ж досить сильно залежить від умов використання та зберігання. Ідеальні умови для тривалого зберігання акумулятора, це перебування поза устаткування з зарядом приблизно 50-60% і плюсовою температурою 5-8 ° С. При повному заряді і температурі вище кімнатної, процес старіння прискорюється в 2-3 рази.

Купити літій-іонний акумулятор "про запас" це неправильна ідея, точно також як "економія" його ресурсу.

6. Не допускайте надмірного нагріву акумулятора, наприклад, в результаті безперервних і тривалих навантажень. При нагріванні понад 70 ° С, відбувається руйнування іон-провідного захисного шару, металізація літію та інші несприятливі хімічні процеси, як наслідок швидке скорочення терміну служби, вихід акумулятора з ладу.

7. Літіеві акумулятори ДУЖЕ НЕ ЛЮБЛЯТЬ ЗАМОРОЖУВАННЯ. При низьких температурах ефективність будь-яких акумуляторів різко падає. У той час як NiCd продовжують працювати до -40 ° C, акумулятори NiMH і Li-ion при заморожуванні елементів до -20 ° C, припиняють функціонувати. Слід пам'ятати, що при мінусовій температурі, заряджати Li-ion акумулятори заборонено. Зберігання Li-ion акумуляторів при температурі нижче -6 ° C може вивести їх з ладу.

Однозначно що літій іонні технології вже міцно увійшли в наше життя. Виробники безперервно вдосконалюють характеристики літій-іонних акумуляторів, йде постійний пошук і вдосконалення матеріалів електродів і складу електроліту. Паралельно робляться зусилля для підвищення безпеки акумуляторів як на рівні самих елементів живлення, так і на рівні керуючих електричних схем. Все більше і більше ці технології знаходять застосування в багатьох сферах побуту, в електроприладах і машинобудуванні і звичайно ж в будівельному інструменті.

Копіювання матеріалу дозволено з посиланням на сайт: bosch-tech.net.ua

© Pavlovich