Глубокая разрядка литий-ионного аккумулятора и восстановление после нее

Полная разрядка – это использование всей энергии, накопленной в аккумуляторной батарее. Цикл разряда завершается, когда полностью растрачивается энергия, необходимая для полноценной работы. Обычно после завершения цикла разрядки в литиевых аккумуляторах должно оставаться около 5% заряда, поскольку при снижении напряжения до определенного порога срабатывает защита от разряда. Однако в случае чрезмерного или «глубокого» разряда напряжение может упасть ниже критического значения, что вредно для батареи. Иногда она может полностью «потерять емкость», появятся трудности с повторной зарядкой.

Как правильно заряжать аккумуляторные батареи LiFePO4 (LFP)

Переразряд литиевой батареи

Глубоко разряженный литий-ионный аккумулятор нельзя оставлять в таком состоянии на долгое время. Если напряжение падает ниже безопасного порога, то медь токоприемника анода может раствориться в электролите. Во время зарядки множество ионов меди прилипнет к аноду, что приведет к образованию дендритов, которые в будущем могут стать причиной внутреннего короткого замыкания. Исправная литиевая батарея защищается от чрезмерной разрядки с помощью контроллера (платы BMS).

Саморазряд

Неиспользуемые Li—Ion аккумуляторы могут саморазряжаться на 1,5-2% в месяц, при низких температурах скорость саморазряда увеличивается. Чтобы избежать чрезмерного разряда при длительном хранении, производители устанавливают схему защиты, которая автоматически отключает аккумулятор при напряжении элемента от 2,2 В до 2,9 В. Фактические значения напряжения отключения зависят от типа литиевых элементов и настроек производителя.

В результате батарея может перейти в «спящий режим». Она станет непригодной для использования, поскольку стандартный режим зарядки не поможет ее «разбудить». Если вам все же удастся получить заряд, то емкость окажется настолько мизерной, что станет непригодной для использования.

Влияние температуры

Эксперименты с Li—Ion аккумуляторами показали, что внезапной глубокой разрядке может способствовать резкое охлаждение после перегрева. Если перегретый аккумулятор полностью разряжался, а затем быстро охлаждался, то при подаче тока его сопротивление и температура аномально возрастали, а элементы теряли большую часть емкости. В результате эксперимента литий-ионные батареи достигали напряжения отключения всего за 10 минут.

В каких случаях свинцово-кислотные батареи лучше литий-ионных

Как избежать глубокого разряда при хранении

В рекомендациях по хранению все еще существует неопределенность. Новые литиевые батареи обычно поставляются заряженными на 30%. Многие производители просят хранить их заряженными на 40-50%, подзаряжая раз в два-три месяца. Другие производители советуют полную зарядку с последующим хранением в холодном месте. Однако известно, что полностью заряженная литий-ионная батарея потенциально опасна для хранения и транспортировки. В то же время, при комнатной температуре Li—Ion аккумуляторы можно хранить и при низком заряде.

Восстановление после глубокой разрядки

Прежде чем выбрасывать литий-ионный аккумулятор, который кажется потерявшим емкость или «севшим», попробуйте сначала его оживить. В некоторых зарядных устройствах предусмотрен режим «восстанавливающего» или «пробуждающего» заряда, который выводит глубоко разряженные батареи из спячки. В этом режиме зарядное устройство подает небольшой ток, который дает контроллеру понять, что можно начинать обычную зарядку.

Для этого понадобятся:

защитные очки, перчатки;
вольтметр;
зарядное устройство с поддержкой восстанавливающего режима заряда.

Отключите источник питания оборудования, в котором находится аккумуляторная батарея, извлеките ее из оборудования. Измерьте напряжение ячеек с помощью вольтметра. Если напряжение значительно ниже номинального (например, 1,5 В вместо 3,7 В), то, возможно, она находится в спящем режиме. Подключите ее к зарядному устройству, выберите режим восстанавливающей зарядки. Учитывайте, что глубокая разрядка в течение недели делает шансы на восстановление минимальными.

Если специального зарядного устройства нет, то можно сначала использовать более низковольтное зарядное устройство. Радикальным способом считается удаление контроллера, блокирующего зарядку. Самостоятельно заниматься этим не стоит, следует обратиться в ремонтную службу.

Больше статей, обзоров и рекомендаций на нашем Дзен-канале! Переходите и присоединяйтесь к сообществу профессионалов

Материалы сайта не подлежат использованию кем-либо, в какой бы-то ни было форме, включая воспроизведение, распространение, переработку, не иначе как с письменного разрешения редакции Forklift.Blog. Использование материалов сайта без разрешения его владельца является нарушением авторских прав и преследуется по закону.

Темы этой статьи:

Тяговые АКБ

Литий-ионные АКБ

Автор статьи: Энергинский К.А.
Специалист по аккумуляторной технологии
Автор-эксперт в области литий-ионных аккумуляторов

Опубликовано: 19 November 2023