Аккумулятор умирает и резко перестал работать: тайны Li-ion

Почему внезапно «умирает» аккумулятор в телефоне и гаджетах? Узнайте, что стало причиной, почему аккумулятор резко перестал работать.

Дело же в циклах, верно?

500 циклов служит батарея у iPhone согласно официальной Apple. Возраст и большое количество заряд-разрядов убивают Li-ion аккумулятор с электрохимической системой LCO (литий-кобальтовая, она у всех гаджетов).

Но что воздействует на аккумулятор в течение этих циклов? Почему некоторые аккумуляторы умирают раньше 500 циклов? Очевидно таинственные причины не связаны с дисбалансом в сверхъестественном мире.

Очевидно таинственные причины не связаны с дисбалансом в сверхъестественном мире.

Мы подготовили список, с которым вы сможете самостоятельно разобраться в самых, на первый взгляд, непонятных инцидентах.

Самые распространённые причины смерти аккумулятора

Чаще всего в быстрой деградации ёмкости и повышении внутреннего сопротивления литий-ионных и литий-полимерных аккумуляторов виноваты:

• • экстремальные температуры,
• • перезаряд (зона предельного напряжения 4-4,2 В на элемент),
• • чрезмерно низкий заряд (глубокий разряд до менее 2,75 В на ячейку).

Электрохимическую природу связанных с этим проблем мы рассказывали в отдельной статье. Если интересна научная сторона вопроса, то обязательно изучите.

Воздействие температур

Будь то слишком жарко или слишком холодно, длительное воздействие предельных для технологии Li-ion/Li-Polymer температурных условий плохо сказывается на сроке службы батареи. Например, при использовании смартфона вы можете руководствоваться рекомендованными диапазонами.

Старайтесь по возможности держать АКБ при температурах 0°..+35°C.

Чрезмерно высокий заряд

Еще одним важным фактором, способствующим потере ёмкости батареи и росту внутреннего сопротивления, является удерживание высокого уровня заряда. Например, когда аккумулятор продолжает оставаться на зарядке после того, как уже достиг своей полной ёмкости (если производителем не предусмотрен алгоритм защиты от микроциклов).

С одной стороны, встроенная защита позволяет избежать перезаряда. С другой — длительное сохранение в аккумуляторе напряжения выше 4 В на ячейку (кроме LFP и LTO) негативно сказывается на ожидаемом сроке службы.

Давайте аккумулятору хотя бы немного поработать (разряжаться).

Чрезмерно низкий заряд

Напряжение ниже номинального может привести к повреждениям поверхностных материалов. Для каждой электрохимической системы у Li-ion и Li-polymer нижняя граница напряжения своя.

Во избежание риска короткого замыкания вследствие негативных химических процессов из-за глубокого разряда в коммерческих ячейках предусмотрена защита от низкого напряжения с размыканием цепи. Если такой «страховки» нет, то ячейка так и называется «без защиты».

Старайтесь держать уровень заряда на литиевых аккумуляторах выше уровня сигнала о низком заряде (обычно 15-20%) и не оставляйте их разряженными на долгое время.

Редкие причины («таинственные»)

Помимо распространённых источников проблем случаются ситуации, когда аккумулятор вышел из строя в малоизвестных, редких или непонятных обстоятельствах:

• • физическое повреждение;
• • коррозия;
• • статическое электричество;
• • производственный брак.

Вот, что нужно знать об этих потенциальных проблемах и предпринимать для их устранения при необходимости.

Физическое повреждение

Одна из самых неочевидных, но часто встречающихся причин внезапного выхода из строя аккумулятора в гаджетах — его физическое повреждение.

В практике наших клиентов случалось, что раздавливался один из углов ячейки после ударов или падений самого гаджета. Например, при замене старого аккумулятора мастер в сервисе не нанёс клейкую ленту на новую ячейку. В результате она болтается внутри корпуса электронного устройства и ударяется о стенки внутреннего лотка.

В результате повреждения слои катода, анода и сепаратора спрессовываются. Спустя какое-то время они начинают связываться, взаимодействовать и деградировать в результате нежелательных химических реакций (усугубляет их образование SEI).

Добавить к этой проблеме неблагоприятные условия (перегрев, зарядка в мороз, чрезмерный заряд или низкое напряжение) и получим вздутие на литий-полимерных ячейках (в основном как раз используются в гаджетах). В некоторых обстоятельствах вздувшаяся батарея протыкается с последующим коротким замыканием и тепловым разгоном.

Если после падения гаджета аккумулятор стал неадекватно себя вести (внезапно выключается, быстро разряжается, греется), то замените его.

Коррозия

Наименее известная причина выхода из строя аккумуляторов является коррозия. Если в схему контроллера попадёт влага или, например, морская вода, то это может привести к необратимому повреждению и, в конечном итоге, к полной разрядке аккумулятора.

Не допускайте попадания воды внутрь электроники и зачищайте контакты от окислов, не пользуйтесь электроникой в условиях высокой влажности, если производитель не предусмотрел защиту от влаги.

Статическое электричество

При воздействии статического электричества на электронику внутри её цепи могут образовываться так называемые блуждающие токи, негативно воздействующие не только на химию аккумулятора [исследование Тайваньского университета]. Прежде всего под удар нежелательных электрических разрядов попадает защитная плата, контроллер, BMS-устройство батареи.

В помещении откройте окно, используйте увлажнитель или ионизатор воздуха, поместите устройство в антистатический пакет, если рядом работают наводящие радиоприборы.

Производственные дефекты (брак)

Небольшой процент (около 10 изделий на миллион [исследование в PDF]) всех произведённых литий-ионных аккумуляторов имеет какой-либо дефект. Производственный брак делает ячейки более склонными к выходу из строя.

Дефекты встречаются самые разные. Начиная от плохого контроля качества во время производства до проблем с материалами, используемыми в сборке.

В нашей 14-летней практике на тестовых стендах были случаи, когда выявлялись проблемы в контактах контроллеров, поверхностных материалах электродов, недоработки в медной фольге и так далее.

Брак аккумуляторов есть у всех, даже у таких гигантов, как Apple и Samsung — все проблемы решаются гарантией и корректировкой производственного оборудования.

***

Теперь вы знаете обо всех потенциальных причинах выхода из строя литий-ионных и литий-полимерных аккумуляторов. Они могут варьироваться от распространённых и всем известных до редких и неожиданных.

Одна из наиболее таинственных причин, почему аккумулятор умирает — его давнее физическое повреждение, которое прогрессирует и в конечном итоге приводит к выходу из строя, когда вы уже и думать об инциденте забыли.

Коррозия или статическое электричество тоже редкие проблемы. Но когда они всё же происходят, то важно как можно скорее предпринять корректирующие действия, чтобы предотвратить дальнейшие повреждения и потенциальный отказ аккумуляторной батареи.

Узнайте, чего ещё боятся литий-ионные аккумуляторы:

6 причин

Вы знаете другие ситуации, когда аккумулятор в электронике внезапно умирал? Пишите в комментарии. Мы ждём ваши сообщения и ВКонтакте @NeovoltRu.

Подпишитесь на нашу группу, чтобы узнавать новости из мира автономности гаджетов, об их улучшении и прогрессе в научных исследованиях аккумуляторов. Мы также ведём насыщенный блог в «Дзене» и на Medium — заходите посмотреть.

Теги: Li-Ion Li-Poly Зарядка Проблема Уход Необычное Смартфоны Телефоны Планшеты База знаний

Причины преждевременного выхода из строя аккумулятора телефона

Если вы стали замечать, что телефон разряжается всего за несколько часов и он требует зарядки несколько раз в день, значит цикл вашей батареи израсходован и ее пора заменить на новую. Если вашему мобильному телефону больше года, наверняка вы стали замечать, что время работы аккумулятора сократилось. Срок службы определяется циклами зарядки. Это период, за который емкость аккумулятора будет полностью разряжена, а затем он полностью заряжается, что не обязательно означает одну зарядку. Производитель Apple приводит в качестве примера одного цикла зарядки, использование АКБ на половину, далее полную зарядку и на следующий день опять по циклу 50%, потом 100% зарядки.

После определенного количества циклов зарядки производительность аккумуляторов ухудшаться поэтому стоит задумывать о замене аккумулятора на устройстве вашего смартфона.

Конечно, наиболее явным признаком того, что необходима замена аккумуляторной батарейки гаджета, является резкое сокращение срока эксплуатации. Если телефон разряжается быстрее, чем 10-часовая отметка, при этом вы не используете интенсивно телефона, например, транслируете или играете на нем, подумайте о его замене.

Случайные отключения — если вдруг телефон стал отключаться на 30 или даже 50%, это симптом того, что ухудшилось состояние аккумулятора. Связано это с устареванием литий-ионного аккумулятора, то есть ваш смартфон, постоянно перезагружается, как только достигает определенного порогового значения.

Проверить состояние аккумулятора можно с помощью различного программ, например AccuBattery или Battery Life. Эти утилиты проверяют расчетную емкость батареи с текущими параметрами и дают отчет о том, какой процент потери был у аккумулятора за сверхурочное время. Сделать проверку просто, нужно зарядить телефон после установки утилите, а дальше приложение самостоятельно проведет тестирование. Хорошая новость в том, что вы можете сделать это, даже если телефон без съемного аккумулятора!

Как заменить аккумуляторную батарею в мобильном телефоне

Заменить аккумулятор смартфона раньше было так же просто, как выключить телефон, вынуть старый аккумулятор и вставить новый. Если в вашем смартфоне все еще есть съемный аккумулятор, это все, что вам нужно сделать.Большинство современных смартфонов Android поставляются с несъемными батареями, поэтому задача усложнилась. Это отнюдь не невозможно, но может оказаться довольно затруднительно.

Если вы хотите выполнить замену батареи самостоятельно, вам придется разобрать смартфон, отсоединив экран и другие детали, прежде чем добраться до аккумулятора. Поскольку большинство деталей склеены, вам также придется удалить, а затем повторно нанести клей. Не пытайтесь сделать это, если у вас нет нужных инструментов, иначе вы можете повредить свой телефон. Основные из них, которые вам понадобятся это — инструмент для разборки телефонов (медиатор или металлическая лопатка), пинцет, клей и отвертки. Замена клея также обязательна.

Если у вас уже есть необходимые инструменты и вы нашли подходящее руководство для вашей модели смартфона, важно сначала снизить уровень заряда батареи до 25 процентов. Заряженные литий-ионные аккумуляторы могут загореться или взорваться при случайном проколе. Если аккумулятор вздулся при открытии устройства, не приступайте к замене, особенно если у вас нет опыта. Вместо этого отнесите телефон в специализированную ремонтную мастерскую или проверенным частным мастерам по ремонту.

Замена батареи может быть довольно сложной из-за большого количества клея, который нужно будет повторно нанести, возьмем, к примеру, Samsung Galaxy S7. Вам также необходимо будет отсоединить и снова подсоединить блок громкоговорителя. Если вы не будете осторожны при этом, вам может потребоваться разобрать телефон еще раз, чтобы подключить его. Другие телефоны требуют отключения еще большего количества деталей. Замена батареек своими руками также обычно приводит к потере гидроизоляции.

Итак, если вам кажется, что у вас нет терпения или навыков, лучше всего отнести смартфон или отправить его по почте в авторизованный сервисный центр. И в заключение, приведем основные причины сокращения срока работы батареи.

Основные причины преждевременного выхода из строя АКБ мобильных устройств

1. Нарушение температурного режима эксплуатации устройства:
   • перегрев на солнце;
   • переохлаждение в зимний период;

2. Интенсивность использования устройства, повышенная нагрузка на АКБ:

• плохая мобильная связь, выход приемопередатчика на предельную мощность;
• игры;
• соц. сети;
• интернет сёрфинг и т.п.

• использование не оригинальных зарядных устройств;
• оставление подключенного зарядного устройства на ночь;
• несоответствие параметров питающей сети.

• частые падения;
• попадание влаги внутрь корпуса;
• механические повреждения, нарушение целостности.

• выход из строя цепей заряда;
• чрезмерное потребление от АКБ в результате выхода из строя микросхем и узлов.

Проблемы с запуском? Как определить, что это аккумулятор или генератор

Если ваш автомобиль не заводится, это обычно вызвано разряженной или разряженной батареей, ослабленными или корродированными соединительными кабелями, неисправным генератором или проблемой со стартером. Может быть трудно определить, имеете ли вы дело с проблемой аккумулятора или генератора. Вот как узнать, кто виноват.

Признаки неисправной батареи

Если пуск двигателя вялый, например, ваш автомобиль с трудом заводится холодным утром, он запускается неравномерно или при попытке запуска отсутствует звук и внутреннее освещение, подозревайте неисправную батарею, ослабленное или корродированное соединение или электрическая розетка. Разряженная батарея с видимой коррозией на клеммах, вероятно, повреждена.

Если запуск от внешнего источника работает, значит проблема с аккумулятором. Но вам также нужно выяснить, просто ли это в конце своей жизни или есть основные проблемы. Разряженный или разряженный аккумулятор может быть вызван неисправным генератором. Это также может быть результатом дополнительного потребления дополнительных огней, предохранителей, звуковых систем, сигнализаций и т.п.

Запланировать бесплатную проверку батареи

Признаки неисправного генератора

Некоторые из вещей, на которые следует обращать внимание, это отсутствие запуска и проблемы с запуском, затемнение света и проблемы с выходом стереосистемы. Если ваш автомобиль заводится, но глохнет во время движения, вероятно, аккумулятор не заряжается из-за неисправного генератора. Визжащий звук, исходящий от двигателя, который становится громче при включенных сливах, таких как обогреватель или звуковая система, может быть причиной ваших подшипников генератора.

Еще один предательский сигнал — включить AM-радио на малую цифру без музыки, а затем включить двигатель. Если вы слышите визг или звук становится нечетким, когда вы нажимаете на газ, ваш генератор, вероятно, неисправен.

Если автомобиль не заводится или не заводится, но фары все еще работают, обратите внимание на проблемы со стартером или другими частями двигателя.

Если на вашем автомобиле горит индикатор проверки двигателя или аккумулятора, это может указывать на проблему с автомобильной системой зарядки, или если ваш автомобиль запускается от внешнего источника и сразу же останавливается, это может указывать на то, что генератор неисправен. Важно обратиться к специалисту для постановки правильного диагноза.

Что делают аккумулятор и генератор

Автомобильный аккумулятор обеспечивает большой электрический заряд, который проходит через систему запуска и включает некоторые шестерни, чтобы запустить автомобиль. Как только автомобиль заведется, генератор посылает ток обратно для подзарядки аккумулятора во время движения. Он подает питание для электроники вашего автомобиля, когда вы едете, и гарантирует, что нужное количество заряда возвращается к аккумулятору.

Если ваш автомобиль не заводится

Приведенные выше общие признаки должны помочь определить, что именно идет не так.

Если вы не хотите проводить диагностику самостоятельно, запустите двигатель (и оставьте автомобиль в рабочем состоянии) и вызовите техника для проверки вашей электрической системы. Необходимо проверить как пусковую, так и зарядную системы.

Проверка стандартных аккумуляторов с жидкостными элементами должна включать проверку уровня жидкости, контактов (клеммы, отмеченные + и -) на предмет коррозии, а также кабелей на предмет плотного соединения и отсутствия коррозии.

Необходимо провести электронный тест батареи, который дает больше информации, чем стандартный тест под нагрузкой. Он измеряет напряжение и ток холодного пуска (CCA). (Проверка аккумулятора и оплата в Les Schwab Tyres бесплатны. )

В магазине также следует проверить выходное напряжение и ток генератора, а также проверить наличие признаков неисправных диодов, компонентов, которые преобразуют электрический ток из переменного (переменный ток) в постоянный (постоянный ток). Если пришло время заменить его, а ваш автомобиль был оснащен энергоемкими вторичными аксессуарами, такими как аудиосистема, спросите, нужен ли вам генератор большей мощности.

Если генератор работает нормально, поиск проблемы переместится на другие части системы запуска и зарядки.

Неисправен генератор?

Возможно, батарея повреждена. Поскольку генератор переменного тока регулирует, сколько электрического тока возвращается к аккумулятору во время перезарядки, аккумулятор может перегреться из-за перезарядки. Это сокращает ожидаемый срок службы и может сделать его ненадежным. Спросите, нужна ли вам замена, если вы ремонтируете генератор переменного тока.

Если неисправна ваша батарея, она не повредит генератор.

Пять основных причин выхода из строя батареи ИБП – качественные решения для электропитания

Отказ батареи является основной причиной большинства аварий ИБП. Но, несмотря на уязвимость аккумуляторов к преждевременному выходу из строя, вы не должны становиться жертвой. Мы рассмотрим пять основных причин преждевременного выхода из строя аккумулятора и способы его предотвращения.

Аккумуляторы ИБП

— это электрохимические устройства, способность которых накапливать и отдавать энергию со временем постепенно снижается. Независимо от того, насколько хорошо вы обслуживаете, храните и используете свои батареи, они все равно потребуют замены по истечении срока службы.

Общий срок службы стандартной свинцово-кислотной батареи с клапанным регулированием (VRLA) составляет от трех до пяти лет. Однако существует ряд экологических, химических и связанных с пользователем факторов, которые могут существенно повлиять на срок службы батареи. Это основные ошибки, которых следует избегать, чтобы продлить срок службы батареи вашего ИБП.

Факторы, вызывающие преждевременный отказ батареи

Ничего нельзя сделать, чтобы предотвратить окончание срока службы батареи. Тем не менее, избегание следующих ошибок может помочь обеспечить максимальную продолжительность жизни.

1. Неправильное хранение неиспользуемых аккумуляторов – Даже когда аккумулятор не используется, его срок службы начинает уменьшаться. Это связано с тем, что свинцово-кислотные батареи автоматически разряжают небольшое количество энергии.

Чтобы продлить срок службы батареи, мы рекомендуем заряжать ее каждые три-четыре месяца хранения. Если вы этого не сделаете, вы можете увидеть необратимую потерю емкости всего за шесть месяцев. Вы также можете продлить срок хранения неиспользуемой батареи, храня ее при температуре 50°F (10°C) или ниже.

2. Высокая температура окружающей среды – Номинальная емкость каждой батареи основана на температуре окружающей среды 77°F (25°C). Любые изменения, но особенно повышенная температура, могут повлиять на производительность и срок службы. Как правило, на каждые 15 °F выше рекомендуемой температуры окружающей среды ожидаемый срок службы батареи сокращается на 50 процентов. Регулярные проверки технического обслуживания могут помочь обнаружить точки перегрева и проверить надлежащую вентиляцию.

3. Перезарядка — После того, как ИБП работает от батареи во время сбоя питания, батарея перезаряжается для использования в будущем. Это событие называется циклом разрядки. Когда батарея установлена, ее номинальная емкость составляет 100 процентов. Однако каждая разрядка и последующая перезарядка немного снижает емкость аккумулятора.

4. Несоответствующее напряжение холостого хода – Каждый производитель аккумуляторов указывает диапазоны зарядного напряжения для своей собственной конструкции элемента. Если аккумулятор постоянно заряжается за пределами этих параметров, это может привести к значительному повреждению.

Недостаточный заряд или низкое напряжение могут привести к образованию кристаллов сульфата на пластинах батареи. Эти кристаллы со временем затвердевают и уменьшают доступную емкость батареи.

Перезарядка при слишком высоком напряжении подзарядки может привести к избыточному выделению водорода и кислорода, а также к внутреннему высыханию, которое при ускорении может привести к тепловому разгону, что может привести к отказу или даже пожару и взрыву.

5. Неправильное применение батареи – Аккумуляторы ИБП изготавливаются специально для ИБП, точно так же, как другие батареи изготавливаются специально для соответствующих устройств. Аккумуляторы ИБП предназначены для обеспечения чрезвычайно высокой скорости передачи энергии в течение короткого времени, как правило, до 15 минут.

И наоборот, другие аккумуляторы, такие как аккумуляторы телекоммуникационных и распределительных устройств, рассчитаны на более длительные периоды времени, обычно от четырех до восьми часов. Если пользователь запускает телекоммуникационное приложение с батареей ИБП, это заставит батарею работать намного дольше, чем предполагалось. Это может привести к перегреву и выходу из строя пластин аккумулятора.

Наиболее распространенным видом отказа батареи VRLA является обрыв цепи, чаще всего вызванный высыханием элемента. В системах ИБП обычно используется ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО подключенная аккумуляторная система для подачи высокого тока на системную шину постоянного тока ИБП. Если одна ячейка в цепочке откроется, это прервет ток во всей цепочке. Короче говоря, всего одна неисправная батарея может вывести из строя всю вашу инфраструктуру.

Как регулярное техническое обслуживание ИБП предотвращает выход из строя батарей

Профилактическое техническое обслуживание включает в себя визуальный осмотр, проверку напряжения батареи, сканирование тепловизионного изображения для проверки наличия горячих или ненормальных условий и повторную проверку крутящего момента на клеммных соединениях батареи. Если тесты выявят какие-либо нарушения, мы сможем определить, насколько критична ситуация и есть ли смысл заменить батареи.