Зарядка влияет на срок службы батареи?

Преамбула:

Я предполагаю стандартный тип литий-ионного (LiIon) аккумулятора, который используется в подавляющем большинстве ноутбуков и аналогичного оборудования. Литий-полимерный (LiPo) для практических целей то же самое.
Литий-феррофосфат (LiFePO4) относится к тому же семейству, что и LiIon, но имеет некоторые фундаментальные отличия, которые означают, что эти ответы применимы лишь частично. Отдельно могу прокомментировать LiFePO4.

Я предполагаю «нормальные» условия окружающей среды — скажем, от 10°C до 35°C, если не указано иное. Я могу прокомментировать результаты вне этого диапазона.

Я предполагаю, что батарея (или элемент) не была глубоко разряжена ниже обычно рекомендуемого минимального уровня разрядки. Все правильно спроектированное оборудование не допускает глубокого разряда ниже минимально рекомендуемого уровня. Это может привести к повреждению или разрушению батареи, поэтому требуется особая осторожность, чтобы восстановить батарею из этого состояния, если это возможно. Я могу прокомментировать это в конце.

Я буду использовать термин «батарея» для обозначения ячейки или батареи (= N ячеек), когда текст относится к любой из них. Если я имею в виду конкретно 1 ячейку, я буду использовать «ячейку».

Ответы:

Принудительная зарядка-зарядка даже после достижения 100% резервного аккумулятора.

• Вы не можете «принудительно зарядить» литий-ионный элемент, пока не превысите конструктивные параметры максимальной скорости зарядки и максимального напряжения зарядного терминала. Аккумулятор обычно заряжается расчетным током до тех пор, пока не будет достигнуто максимальное напряжение на клеммах, а затем ему разрешается принимать любой ток, который требуется для задействованной химии, до тех пор, пока не будет достигнута предварительно заданная точка отсечки с пониженным током.

Два параметра, которые влияют на срок службы и зарядную емкость, — это максимальное используемое напряжение на клеммах и % от максимального тока, до которого вы позволяете току упасть до прекращения зарядки. Уменьшение максимального напряжения на клеммах и/или ограничение падения тока перед прекращением зарядки увеличит срок службы элемента за счет накопительной емкости в обоих случаях (более высокий конечный ток = более длительный срок службы и более низкая абсолютная емкость).

Вот очень информативная диаграмма, предоставленная Университетом аккумуляторов, в которой сведено в таблицу влияние на емкость различных напряжений конечной точки и точки отключения зарядки. например, традиционное максимальное напряжение заряда составляет 4,2 В. Когда это напряжение ячейки достигнуто, ячейка имеет 85% или максимальную емкость. Если зарядка происходит при 1C, то это происходит примерно за 85% x 1 час =~ 50 минут. Если позволить зарядке продолжаться еще 180-50 = 230 минут, емкость будет 100%, а зарядный ток будет близок к нулю - скажем, 1% от макс. Если оставить зарядное устройство подключенным, эффект дополнительной зарядки будет минимальным, НО может привести к выходу из строя аккумулятора. Отключение зарядного устройства при первом достижении 4,2 В уменьшит доступную емкость на 15%, НО увеличит срок службы элемента более чем на 15%.

Зарядка только после полной разрядки аккумулятора.

Это худший вариант.

Лучше заряжать понемногу и часто с более полной батареей.
Лучше всего перезарядить до точки 1, достигнув 4,2 В.

Зарядка параллельная во время работы.

Хороший. Зарядное устройство может заряжать аккумулятор и управлять компьютером, если его мощность достаточна - это почти всегда относится к зарядным устройствам, поставляемым с компьютером. Если нет, это замедлит скорость разряда.

НО, Лучший

Заряжайте до напряжения отключения в соответствии с таблицей выше.
Отключите аккумулятор и включите компьютер от сети.
Это лучшая точка для поддержания батареи.
Батарея достигнет максимального календарного срока службы.

Добавлены комментарии:

Производители стараются выпускать зарядные устройства, мощность которых близка к максимальной. Это продлевает срок службы, что способствует «потребительскому опыту» [tm].
Это также значительно сокращает доступный срок службы батареи, что не так заметно для пользователей. Это увеличивает количество аккумуляторов, которые необходимо покупать по ценам на уровне аксессуаров в течение всего срока службы оборудования. Это расширяет возможности производителя и торгового посредника :-).

Несмотря на то, что производители могли бы прекратить зарядку, не достигнув полной емкости, и хотя некоторые из них могут урезать зарядку несколько раньше в заключительной части цикла зарядки, «уменьшающей ток», большинство из них не снижают емкость настолько, насколько это желательно в течение длительного времени. жизнь.

В ноутбуках OLPC используются элементы LiFePO4 или NimH. Ограничивая заряд и разряд NimH, чтобы не включать верхние 10% и нижние 10% емкости, они получают 2000 циклов от NimH-ячейки !!! Такими методами можно расширить LiIon.

Наилучший срок службы при заданном конечном напряжении достигается за счет прекращения зарядки при достижении «пьедестала» напряжения. Согласно приведенной выше таблице, это дает 85% емкости при Vподогреве = 4,2 В и 75% при Vподогреве = 4,0 В.

Батареи, когда они не используются, служат дольше всего при хранении в конце точки постоянного тока / начала точки постоянного напряжения.

Зарядка во время работы была рассмотрена выше. Прекращение дальнейшей разрядки аккумулятора является важным преимуществом. Чрезвычайно высокая температура не переносится ионно-литиевыми элементами, но температуры до 40°С переносятся без особых проблем.

Зарядка ниже 0 градусов обычно не допускается.
Если вам НЕОБХОДИМО зарядить литий-ионный аккумулятор при температуре ниже нуля, сначала используйте энергию для нагрева аккумулятора до 0 C или выше, а затем зарядите его.

Разрядка при температуре от -10 до -30 (в зависимости от марки) может быть разрешена, поскольку емкость значительно снижается при падении температуры.

Принудительная зарядка-зарядка даже после достижения 100% резервного аккумулятора.

Я предполагаю, что вы имеете в виду щекотную зарядку: держать зарядное устройство подключенным, чтобы батарея оставалась на 100%. Это действительно не лучшее, что вы можете сделать с литий-ионной батареей, но производитель действительно позаботился об этом: 100% на индикаторе батареи соответствует ок. 80% того, что теоретически возможно с литий-ионными батареями. Существует компромисс между емкостью и долговечностью.

Зарядка только после полной разрядки аккумулятора.

Обычно люди считают, что полный цикл (зарядка только в разряженном состоянии, а затем полностью) продлевает срок их службы. Хотя это справедливо для аккумуляторов на основе никеля, все современные аккумуляторы для ноутбуков также литий-ионные. Полный цикл — это самое худшее, что вы можете сделать с такой батареей, потому что они ненавидят быть как пустыми, так и полными. Они служат дольше всего, когда хранятся наполовину заряженными. Тем не менее, рекомендуется проводить полный цикл батареи раз в 6 месяцев для повторной калибровки индикатора батареи, поскольку емкость со временем уменьшается, и показания могут стать неправильными.

Зарядка параллельная во время работы.

Зарядка во время работы ничем не отличается от зарядки аккумулятора от электричества. Но тепло от ноутбука добавляется к теплу от зарядки. Тепло — это то, что литий-ионные аккумуляторы ненавидят больше всего. Это сократит их срок службы. Однако, если батарея хорошо изолирована термически, это не должно быть проблемой.