Саморазряд аккумулятора: причины, норма, как уменьшить

Бездействие машины сопровождается потерей ёмкости источника питания. Саморазряд автомобильного аккумулятора представляет собой неизбежное явление, вызванное как внутренними, так и внешними причинами. Скорость процесса бывает разной, причём во многом она зависит от обслуживания. Повлиять на него возможно и рекомендуется это делать для сохранения работоспособности батареи.

Содержание:

• 1 Что такое саморазряд и основные факторы его возникновения
• 2 Как лучше хранить аккумулятор?
• 3 Причины саморазряда аккумулятора автомобиля
• 4 Аккумуляторы с низким естественным саморазрядом
• 5 Допустимый размер саморазряда
  • 5.1 Короткое видео по теме

Что такое саморазряд и основные факторы его возникновения

Изначально АКБ при производстве рассчитан на определённую ёмкость или максимальное количество получаемого электричества. Когда внешняя цепь разомкнута, то есть прибор не эксплуатируется и находится вне автомобиля, эта характеристика ухудшается. С точки зрения химических реакций саморазряд аккумулятора — это результат растворения свинца положительного электрода с выделением водорода, сопровождающийся потерей электрического заряда. На катоде явление менее выражено и происходит из-за взаимодействия серной кислоты с оксидом металла. Сопровождается последнее выделением кислорода. Причины саморазряда аккумулятора заключены в его собственном устройстве. Это значит, что процесса не избежать. Изменить возможно только его время протекания. Скорость расхода энергии зависит от нескольких условий:

• Длительное хранение вне автомобиля увеличивает ток саморазряда.
• Примеси и загрязнения в рабочей жидкости способствуют растворению свинца на положительной пластины. Чаще всего причиной тому служит использование недистиллированной воды.
• Эксплуатируемый более трёх лет аккумулятор разряжается быстрее нового.
• Температура выше +5^°С способствует дополнительной потере энергии.
• Наиболее частые причины утечек на приборы – это загрязнения и влага корпуса АКБ.
• Разрушение электродов.

Как лучше хранить аккумулятор?

Содержать источник питания в помещении можно двумя способами. Первый – «сухой». Аккумулятор не заправляется электрохимической жидкостью. Недостаток один – окисление свинца пластин от воздуха и влаги. Происходит это медленнее, чем процессы в залитой раствором АКБ. При таких условиях хранение легче и продлевается срок службы прибора. Предназначен такой метод для обслуживаемых батарей. Второй – «мокрый». В этом случае источник питания, полностью заправленный электролитом, с максимальным напряжением «запаковывают». Благодаря последнему жидкость не испаряется и при этом не работает. Чаще всего так содержатся аккумуляторы с низким саморазрядом или необслуживаемые. Тут есть ряд минусов.

• Сульфатация анода и катода.
• Вероятность протекания вещества к свинцовым решёткам.
• При длительном бездействии  кислота оседает.
• Примеси в элементах.

Причины саморазряда аккумулятора автомобиля

Бездействующий АКБ сам теряет ёмкость естественным образом за счёт упомянутых ранее реакций. Существуют ещё три типа самопроизвольного разряда аккумулятора. Во-первых, при эксплуатации происходит загрязнение поверхности прибора. Под влиянием влаги или антифриза этот слой соединяет электроды, становясь проводником токов. Величина последних достаточно мала, но при длительном простаивании даже под слабым воздействием разряжается аккумулятор довольно существенно. Во-вторых, анод и катод со временем изнашиваются. В результате образуется осадок из осыпавшейся с них активной массы. При этом разряжается аккумулятор из-за накапливания этого вещества, которое может замкнуть электроды. Такой процесс является естественным следствием работы батареи, поэтому он неизбежен. В-третьих, причиной саморазряда автомобильного аккумулятора становятся неисправные источники. Наличие внешних потребителей снижает ёмкость, если они запитываются за счёт батареи машины постоянно. Это скорее косвенный фактор. Однако, он способен нанести значительный урон, в зависимости от того, за какое время будет использоваться электроэнергия.

Аккумуляторы с низким естественным саморазрядом

Даже идеальные условия не смогут ничего сделать с естественным уменьшением ёмкости. Минимальная потеря электроэнергии неизменна. Она зависит исключительно от компонентов элементов прибора. Выходом послужат аккумуляторы с низким саморазрядом. Меньшая скорость процессов в них обусловлена использованием токоотводов с невысоким содержанием сурьмы или её заменой на кальций, что наглядно демонстрирует график.

Важно! В самых лучших условиях хранения потери электроэнергии не избежать. Но его возможно контролировать и уменьшать, если знать что за меры и при каких обстоятельствах рекомендуется принимать. К последним относится проверка напряжения как минимум один раз в месяц. Оно должно быть в пределах нормы. Если обнаружилось падение, то необходимо подзарядить батарею для сохранения её работоспособности.

АКБ со свинцово-кальциевым сплавом изготавливаются в виде необслуживаемых аккумуляторов. Дело в том, что в них снижен ток саморазряда и расход воды в рабочей жидкости. В результате многие производители выпускают приборы без отверстия для долива. Но такой тип требует усиленного контроля за электрооборудованием, так как необходимо поддерживать напряжение. Рабочие растворы без примесей обеспечивают низкий ток саморазряда в источниках питания. В их составе присутствуют только чистая кислота и дистиллированная вода. Это правило действует как при производстве, так и при эксплуатации. Также для уменьшения негативного эффекта в электролит добавляют органические ингибиторы.

Допустимый размер саморазряда

Расход электроэнергии должен составлять минимум при отсутствии неблагоприятных факторов и соблюдении правильных условий. Этот показатель зависит от срока эксплуатации прибора, а также от её типа – традиционного или необслуживаемого. Норма достигается при соблюдении температуры окружающей среды в пределах от +5 до +15^°С и отсутствии влажности. При этом батарея должна быть чистой и заряженной до максимума. Величина падения напряжения будет разной для подержанных и новых батарей. Если АКБ эксплуатировался длительное время, то минимальный саморазряд автомобильного аккумулятора составит от 1 до 1,7%. Точное число зависит от срока службы источника питания. Есть вероятность и более быстрой потери ёмкости у очень старых АКБ. В новых батареях уменьшение не должно превышать 1%. То есть, за две недели оно будет в пределах 10%, а в необслуживаемых приборах – до 2%. При нормальных условиях хранения АКБ традиционного типа, работающий не более трёх лет, полностью потеряет напряжение через 100 или 140 дней. Чтобы обеспечить этот уровень и низкий ток саморазряда надо своевременно обслуживать батарею. Необходимо принимать следующие меры:

• поддерживать чистоту;
• доливать дистиллированную или деионизированную воду;
• насухо протирать аккумулятор автомобиля в случае пролива электролита;
• перед отключением заряжать до максимума;
• контролировать уровень напряжения не реже одного раза в месяц во время бездействия.

Потеря ёмкости уменьшается сведением к минимуму негативных факторов и обслуживанием. Также ток саморазряда зависит от типа батареи. АКБ с малосурьмяными или свинцово-кальциевыми сплавами дольше аналогов сохраняют напряжение в идентичных условиях. В период бездействия одним из самых важных можно считать поддержание напряжения, так как его снижение до нуля ведёт к сокращению срока службы аккумулятора автомобиля.

Короткое видео по теме

Оценка статьи:

Загрузка…

Поделиться с друзьями:

Твитнуть

Поделиться

Плюсануть

Поделиться

Отправить

Класснуть

Линкануть

Запинить

Причины, Норма, Как проверить и Исправить

Часто автовладельцы не могут завести транспортное средство по причине саморазряда аккумулятора. Этот процесс является естественным и происходит как по внешним, так и по внутренним причинам.

Содрежание

• Что такое саморазряд аккумулятора
• Чем он опасен и к чему может привести
• Какие аккумуляторы подвержены саморазряду
• У каких аккумуляторов самый низкий уровень саморазряда
• Как замерить уровень саморазряд
• Какой уровень саморазряда является нормой
• Что делать при уровне саморазряда выше нормы

Что такое саморазряд аккумулятора

Выпускаясь с завода производителя АКБ рассчитана на определенную емкость и некоторое количество получаемого электричества. Но в процессе хранения батареи без эксплуатации, начинается растворение отрицательного электрода. Выделяется водород, а АКБ теряет заряд электрического тока.

На положительном, этот процесс происходит за счет растворения оксида металла в серной кислоте. Но здесь он менее выражен.

Разряд аккумуляторной батареи может быть:

• нормальным, когда в течении пятнадцати дней АКБ теряет менее 10 процентов своей максимальной емкости;
• электролитный. Когда разрушаются пластины, а частицы износа оседают на дно. Эти частицы могут замыкать пластины и спровоцировать разряд;
• эксплуатационный. На батарее собирается пыль, пропитанная влагой или антифризом, которая создает мост между электродами. При данном процессе автовладелец может не ощущать, что происходит разряжение АКБ, но оно есть.

На этот процесс влияет также температура, например, на сильном холоде или жаре темп, происходящего внутри батареи растворения электрода, может увеличиваться.

На саморазряд могут оказывать влияние, включенные приборы в прикуриватель, когда в машине никого нет в течении длительного времени, автомобильные часы и т.д.

Чем он опасен и к чему может привести

Любой тип саморазряда приводит к потере емкости, снижению электрического тока при включении зажигания, к ухудшению общих свойств АКБ автомобиля. Это происходит из-за следующих причин, которые появляются в процессе:

• глубокий разряд батареи отнимает у нее по 3 процента общей емкости. При 10 глубоких разрядах потеря емкости составит 30 процентов. При этих данных автовладелец не сможет завести транспортное средство;
• при окислении разрушаются стенки пластин. Опять же батарея не сможет накапливать электрический ток, в результате она станет непригодна для использования.

Пониженный напряжение не позволит зарядить АКБ. В результате процент заряда заполнится только наполовину. Это очень опасно в холодное время года. Сульфатация пластин в таких условиях происходит быстрее. Еще одной опасностью недозаряженной АКБ является замерзание в сильные морозы, так как плотность сильно понижена.

А также не должно происходить повышенной утечки напряжения. Из-за этого процесса уменьшается емкость, а пластины осыпаются. Автовладелец может определить, что начался процесс осыпания пластин, по темному цвету электролита.

Внимание! Не рекомендуется прикуривать АКБ от нестандартных устройств. В таких случаях возможен взрывы моноблока или деформация пластин.

Какие аккумуляторы подвержены саморазряду

Саморазряду подвержены не только АКБ на авто. Естественный разряд происходит как у обычных батареек на часы или пульты дистанционного управления, так и у щелочных, кислотных, литий-ионных, ni-cd и ni-mh.

Самыми идеальными условиями для хранения считаются «сухой» способ. Батарея не заливается электролитом. Процесса окисления не происходит. А значит шанс купить уже наполовину разряженный АКБ уменьшается.

Важно! При покупке необходимо обращать внимание на дату производства.

У каких аккумуляторов самый низкий уровень саморазряда

Как уже было сказано в прошлом блоке, аккумуляторы без электролита не имеют ограниченного срока хранения. Но сейчас так батареи производители уже не хранят.

Поэтому с самым низким естественным саморазрядом будут АКБ со свинцово-кальциевым сплавом. Они изготавливаются в виде необслуживаемых устройств.

В таких батареях используется только чистая кислота и дистиллированная вода. В электролит производителем добавляются различные ингибиторы. Такие АКБ имеют увеличенный срок службы.

Как замерить уровень саморазряд

При покупке аккумулятора или после долгого хранения необходимо проверить напряжение и емкость. Автовладелец может сделать это следующим способом:

1. Взять мультиметр и перевести ручку в положение Вольтметра или «V».
2. Один из двух щупов устройства приложить к клемме.
3. Другим провести по корпусу.
4. При утечке электрического тока, аппарат покажет, что присутствует напряжение на корпусе. Это происходит из-за загрязнения или подтеков электролита.

Чтобы измерить силу тока в аккумуляторе автовладельцу нужно будет сделать следующее:

1. Перевести ручку мультиметра в положение измерения силы тока.
2. Выставить на максимальное значение – 10 Ампер.
3. Одним щупом прикоснуться к минусовой клемме.
4. Удерживая первый щуп на клемме, вторым прикоснуться к положительной клемме на батарее.
5. Дисплей мультиметра покажет максимальное значение силы тока, которое выдает аккумулятор при работе.

На рабочей АКБ значение будет равно 0,02 – 0,06 Ампера. В этом случае сильного разряда не происходит. Если же аккумулятор где-то пропускает ток, то цифра на дисплее поднимется. Автовладельцу в этом случае нужно будет найти место утечки заряда и ликвидировать.

Для этого необходимо отключить все питающиеся электрическим током от АКБ устройства в машине. Проверить еще раз. Если значение пришло в норму, то батарея – рабочая. Если нет – искать другие причины утечки.

Какой уровень саморазряда является нормой

Саморазряд при нормальных условиях должен составлять 1 процент потери от полной емкости батареи в первые дни. По истечении 60 дней может наступить глубокий разряд батареи. А через сто сорок дней электрический заряд может полностью исчезнуть.

Нормальными условиями хранения считаются:

• температура не выше 20 градусов по Цельсию со знаком плюс и не ниже + 15С;
• сухое помещение;
• на поверхности между электродами отсутствует грязь, пыли и другие элементы, которые могут создать условия для быстрого разряда батареи.

Если АКБ был в употреблении, то для таких устройств нормой считается 2 процента потери. При совсем плохом аккумуляторе – 4 процента утечки тока за ночь.

Обратите внимание! Если АКБ не используется, то лучше его иногда подзаряжать во избежание полного разряда.

Что делать при уровне саморазряда выше нормы

Чтобы избавиться от признаков саморазряда во время стоянки АКБ на хранении нужно соблюдать следующие правила:

• поддерживать чистоту корпуса;
• доливать дистиллированную воду;
• вытирать насухо АКБ, если нечаянно был пролит электролит;
• перед отсоединением от авто обязательно зарядить по максимуму;
• проверять напряжение один раз в 30 суток.

При повышенном уровне саморазряда, чтобы его снизить также применяют описанные выше процедуры. К тому же запрещается эксплуатировать батареи, у которых заряд ниже 75 процентов в холодное время года. А летнее время – ниже 50 процентов.

Если не соблюдать любое из описанных правил, то это приведет к полному разряду аккумуляторной батареи. Запустятся необратимые процессы, после которых восстановить батарею будет невозможно.

Заряжать необходимо малыми токами. Таким образом автовладелец увеличит глубину и степень заряда. Например, если емкость батареи равно 60 ампер в час, то необходим ток в 6 А для зарядки.

Остались вопросы или есть что добавить? Тогда напишите нам об этом в комментариях, это позволит сделает материал более полным и точным.

Как проверить саморазряд аккумулятора автомобиля правильно

В процессе эксплуатации машины могут возникнуть разные неприятности. Они касаются двигателя, подвески, рулевого управления, электрики или электроники.

Некоторые неисправности имеют прямое отношение к аккумуляторной батареи. Это элемент, главной задачей которого является запуск двигателя. Также АКБ берёт на себя роль источника энергии, пока генератор отдыхает.

Многие сейчас вспомнят себя. С вечера, вернувшись с работы, машину оставили на стоянке или возле дома, закрыли, включили сигнализацию и отправились домой отдыхать. С утра подошли к авто, попытались завести двигатель, а в ответ прозвучала тишина.

Причина в том, что батарея села, и не исключён сильный саморазряд. При саморазряде АКБ теряет свою ёмкость, и у неё не хватает мощности, чтобы запустить мотор.

Содержание

1. Что это такое
2. Разновидности и причины возникновения
3. Диагностика саморазряда
4. Какие значения являются допустимыми
5. Как минимизировать саморазряд

Что это такое

Для начала нужно понять, что такое саморазряд авто, а точнее его аккумулятора.

Саморазряд — это явление, при котором ёмкость постепенно падает при стоянке и бездействии машины.

Саморазряд возникает тогда, когда бортовая электросеть разомкнута. В таком состоянии, если рассматривать вопрос теоретически, никакие потребители не забирают ток. А если и берут, то в минимальных количествах. Та же сигнализация работать без источника энергии не будет. Но она отбирает настолько мало, что при всём желании за одну ночь посадить батарею не сможет.

Схема бортовой сети автомобиля

Аккумулятор является устройством, которое накапливает и отдаёт электроэнергию. При запуске двигателя и проворачивании стартера идёт отдача. Но когда включается мотор и начинает функционировать генератор, последний заряжает АКБ.

Энергия накапливается за счёт протекающих внутри батареи электрохимических процессов. Положительные и отрицательные электроды погружены в рабочую жидкость, и они взаимодействуют друг с другом.

Между процессами отдачи заряда и его получением есть промежуток. Это те самые стоянки в гараже или под окнами дома. То есть зажигание выключили, и ни один из потребителей не работает.

Но хотя машина и стоит, не двигается и ничего в ней не работает, течением электрохимических реакций продолжается.

То, насколько активно аккумулятор будет терять заряд, зависит от:

• общего технического состояния АКБ;
• износа батареи;
• температуры воздуха;
• чистоты корпуса;
• состояния клемм;
• уровня и качества электролита.

Оптимально свинцово-кислотные аккумуляторы работают в температурном диапазоне 15-20 градусов Цельсия. Снижение температуры на 1 градус влечёт за собой падение ёмкости на 1 Ач.

Под влиянием высокой температуры скорость и интенсивность реакций усиливается. А на холоде саморазряд минимизируется, хотя параллельно идут потери ёмкости.

Разновидности и причины возникновения

Из ничего ток саморазряда не появляется. Нужны причины, провоцирующие факторы, чтобы начала потеря заряда со стороны автомобильного аккумулятора.

Процессы бывают 2 типов.

• Поверхностный. Такой саморазряд возникает на морозе и при высокой температуре. Причём происходит всё быстро, и характеристики аккумулятора постепенно снижаются. Причиной выступают загрязнения на корпусе, пролитый электролит, окисления на контактах и пр. Это ведёт к появлению токопроводящих плёнок на поверхности. По ним течёт саморазряд. В этой ситуации достаточно почистить контакты и удалить грязь.
• Внутренний. Куда более серьёзный и опасный саморазряд. Он будет происходить из-за окислительно-восстановительных реакций внутри АКБ. Это самопроизвольные процессы между разнозаряженными электродами.

Интересно и то, что саморазряд активнее протекает на минусовом электроде. Там растворяется свинец и выделяется водород. На минусе процесс менее интенсивный.

Когда повышается плотность в составе электролита, то усиливается и потеря заряда. К примеру, если плотность окажется на уровне 1,31 г/см³ вместо рекомендуемых 1,27, то сила саморазряда увеличится на 30-50%.

Ещё одной причиной внутреннего саморазряда, а также его усиления, выступает заливка электролита плохого качества, с примесями.

Чтобы батарея не пострадала от температур, при её длительном хранении рекомендуется выбрать прохладное место. Причём саму АКБ лучше перед этим зарядить до конца.

То есть основными причинами саморазряда, который выходит за рамки нормы, являются:

• старые, изношенные аккумуляторы с выработанным ресурсом;
• влияние сульфатации;
• включённые потребители при стоянке;
• проблемы с электрооборудованием;
• заводской брак;
• чрезмерное количество полных разрядов, пережитых АКБ.

Выявить причину можно путём проведения комплексных диагностических мероприятий.

Диагностика саморазряда

Теперь будет полезно узнать о том, как проверить возможный саморазряд аккумулятора, вооружившись обычным мультиметром.

Если заметили характерные признаки саморазряда АКБ, описанные выше, можно узнать, откуда и какой ток теряет батарея.

• Сначала снимите с батареи минусовую клемму. Можно вообще её извлечь из подкапотного пространства. Мультиметр переведите в режим измерения напряжения, то есть в режим вольтметра.
• Соедините один щуп с минусовой клеммой, а второй поднесите к корпусу. Если есть утечка, то на дисплее появятся цифры.
• Далее переведите устройство в режим амперметра. Пределы должны быть от 0 до 10 А. Один щуп на плюс батареи, а второй на снятый минус.
• Если мультиметр показывает буквально 0,02-0,06 А, то саморазряд в норме. Он есть, но за рамки допустимых значений не выходит. Если же цифры больше, то есть энергии куда-то уходит. Нужно понять, куда именно.

Существует простой способ проверки. Для этого нужно найти блок предохранителей и реле. Каждый из них поочерёдно извлекается. Параллельно нужно следить за показателями на приборе. Когда при очередном извлечении вы заметили, что параметры стабилизировались, причина найдена. Остаётся только решить эту проблему.

Какие значения являются допустимыми

Определить нормальные значения саморазряда можно при условии, если неблагоприятные факторы не влияют. Плюс важно соблюдать требования по температуре окружающей среды и влажности. Температура 5-15 градусов Цельсия, а влажность низкая. Батарею нужно очистить от загрязнений, а также зарядить на 100%.

Саморазряд отличается в зависимости от того, новая батарея или старая. Новые АКБ менее интенсивно теряют заряд. Ещё в этом компоненте выигрывают необслуживаемые источники энергии. У обслуживаемых аналогов потери больше.

Но нужно ответить на вопрос о том, какой саморазряд воспринимается как нормальный для АКБ. Специалисты выделяют такие цифры:

• Если аккумулятор эксплуатируется давно, то за день простоя он может терять от 1 до 1,7% своей ёмкости.
• При сильном износе потери энергии могут превышать 2-3%.
• Новые аккумуляторы обслуживаемого типа могут терять не более 1% за день простоя. Потери за 2 недели не должны превышать 10% от ёмкости.
• Для необслуживаемых новых аккумуляторов нормой саморазряда называют 1-2% от ёмкости за неделю бездействия.

При условии, что никакая нагрузка не подключена, всё исправно и машина находится в гараже с умеренной температурой и влажностью, то нормальный период сохранения ёмкости, позволяющей в итоге запустить двигатель, составляет 100-140 дней.

Условно, если соблюдены условия, можно оставить машину в гараже на несколько месяцев, затем вернуться, провернуть ключ в замке зажигания, и мотор без проблем заведётся.

При выполнении профилактических работ, а также за счёт периодического обслуживания, аккумуляторы могут бездействовать 1-2 года. И их характеристики от этого существенно не пострадают.

Не стоит покупать автомобильные аккумуляторы, если со дня их изготовления прошло более 6 месяцев.

Объясняется это тем, что далеко не все продавцы соблюдают требования по хранению, обслуживанию и поддержанию АКБ в работоспособном состоянии.

Как минимизировать саморазряд

Понятно, что не существует способ, позволяющий полностью исключить саморазряд. Естественная причина его возникновения объясняет это. Но для устранения избыточно потери ёмкости АКБ существуют свои решения и рекомендации.

Обычным автомобилистам советуют придерживаться нескольких довольно простых правил. Тогда быстрый саморазряд не станет причиной проблем с утренним безуспешным запуском двигателя.

На устранение избыточной потери ёмкости влияют такие действия:

• поддержание АКБ в состоянии чистоты корпуса и клемм;
• удаление любых загрязнений и влаги даже перед непродолжительным хранением;
• периодическое смахивание пыли;
• выбор прохладного и не сильно влажного места для содержания АКБ;
• исключение хранения батареи в условиях отрицательной температуры;
• использование электролита и дистиллированной воды высокого качества при обслуживании.

И хотя саморазряд является естественным процессом при бездействии автомобильного аккумулятора, при выходе показателей за пределы допустимого нужно принять меры.

Естественная утечка забирает минимум тока и ёмкости. Нужно набраться терпения, чтобы аккумулятор сел.

Но если утечка сильная, что показывают простые тесты мультиметром, тогда нужно найти причину и попытаться её устранить.

С каким максимальным током утечки вы сталкивались? В чём была причина? Как сумели с ней справиться? Насколько саморазряд мешает нормальной эксплуатации автомобиля?

Отвечайте на вопросы, а также делитесь личным опытом.

Подписывайтесь, оставляйте комментарии и рассказывайте о нас своим друзьям!

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 уменьшается. 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.

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)

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 выходят за допустимые пределы.

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.

Когда литий-ионный аккумулятор не используется, он теряет часть своего заряда. Это известно как саморазряд, и это естественный процесс, который происходит со всеми батареями. Это происходит еще быстрее, если батарея не используется должным образом или хранится 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 Дизайн Электронная книга Скачать (2M, 20 страниц, PDF)

1. Микрокороткое замыкание

Микрокороткое замыкание — это место, где электрический ток просачивается в крошечную 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 резюмировать по следующим причинам: потребляет больше лития.

Повышается активность электролита, усиливаются побочные реакции между электролитом и электродом.

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.

Саморазряд интересен тем, что он не зависит от времени. 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 5 до 10% в месяц. Это означает, что полностью заряженная батарея будет терять от 5 до 10% своего заряда в месяц. При более низких температурах это число будет увеличиваться.

Саморазряд литий-ионных аккумуляторов составляет около 5-10% в месяц. Однако они делают это, пока они еще полностью заряжены. Таким образом, когда вы полностью зарядите аккумулятор, он потеряет 5-10% своего заряда в течение следующего месяца, пока не достигнет 80% заряда. Однако, когда вы используете литий-ионный аккумулятор, он будет разряжаться гораздо быстрее. Это связано с тем, что литий-ионный аккумулятор будет разряжаться до тех пор, пока не достигнет напряжения отключения. Это означает, что если напряжение отсечки вашего устройства составляет 3,6 В, то аккумулятор будет разряжаться до тех пор, пока не достигнет 3,6 В. В этот момент батарея перестанет разряжаться, но не начнет снова заряжаться.

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.

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. Аккумуляторы SLA являются отличным примером этого.

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 вам нужно следить за тем, как долго вы оставляете полностью заряженную батарею неподключенной ни к чему.

Саморазряд литий-ионных аккумуляторов при полной зарядке имеет два основных последствия.

Первая проблема связана с длительным хранением аккумуляторов. 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 — 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 количество саморазряда, 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.

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.

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

Дизайн литиевой батареи Дизайн Электронная книга Скачать (2M, 20 страниц, PDF)

Литий-ионные аккумуляторы

DNKPOWER2022-09-30T01:15:01+00:00

Категории

• Знание батареи
• Аккумулятор Новости
• ДНК
• Новости отрасли

Электронная книга о дизайне батареи

Последние сообщения

• Литий-ионный аккумулятор Состояние заряда
• Почему в литиевой батарее три этапа зарядки?
• Все, что вам нужно знать о плотности энергии литиевой батареи
• Все, что вам нужно знать о тройной литиевой батарее
• Как оценить срок службы литиевой батареи

Саморазряд литий-ионного аккумулятора • EVreporter

Что такое саморазряд?

Саморазряд батареи вызывается внутренними реакциями в батарее, которые уменьшают накопленную энергию без какой-либо связи с внешней цепью. Другими словами, батарея теряет энергию, хранящуюся в ней самой, из-за своего внутреннего поведения, даже когда подключенное приложение не требует энергии. Поскольку состояние заряда (SoC) напрямую связано с напряжением холостого хода батареи (OCV), саморазряд приводит к снижению SoC, что приводит к снижению OCV батареи.

Саморазряд бесспорен, и он происходит в любом типе системы (аккумулятора), которая накапливает энергию. Однако вызывает беспокойство скорость, с которой происходит саморазряд. Это одна из причин, по которой суперконденсаторы не используются в электромобилях. Суперконденсаторы имеют высокий саморазряд до 50% в месяц. Тогда как литий-ионные аккумуляторы имеют саморазряд до 5% в месяц. Но эти значения могут меняться в зависимости от класса ячеек.

Какое значение имеет саморазряд?

Классификация

Саморазряд является важным параметром, когда литий-ионные элементы проходят сортировку во время производства элементов. Однако многие практики не знают о параметре саморазряда и склонны проверять только значения емкости, OCV и IR, чтобы понять качество элемента в процессе сборки аккумуляторной батареи. Давайте обсудим характеристики саморазряда популярного типа элементов, используемых многими индийскими компаниями по сборке аккумуляторных батарей. Для этого упражнения возьмем параметры градации саморазряда цилиндрической ячейки LFP. Аккумулятор необходимо зарядить до номинального напряжения 3,2 В, а затем выдержать при температуре 45°C в течение десяти дней. На этом этапе напряжение падает примерно до 3,17 В. После этого проводят испытание на саморазряд, выдерживая элемент в течение 30 дней в стандартных условиях. Основываясь на их оценках, можно сделать следующие наблюдения. В ячейке класса падение напряжения будет менее 30 мВ. В ячейке с отрицательным классом падение напряжения будет составлять от 30 мВ до 9 мВ.0 мВ. В ячейке класса B может наблюдаться падение напряжения более чем на 90 мВ. Приведенные выше значения приведены только для справки и основаны на техническом упражнении, проведенном автором с конкретным производителем ячеек. Эти значения могут изменяться в зависимости от производителя элемента и условий хранения для саморазряда. Приведенные выше значения также будут различаться для каждого типа клеточной химии.

Оценка качества элемента будет означать следующее:

Класс A > класс A минус > класс B

Параметр саморазряда элемента часто упускают из виду, но он является критическим фактором при оценке элементов. Многие компании сразу переходят к классификации емкости, а затем к классификации OCV и IR, но малоизвестный факт заключается в том, что классы A и A-минус могут иметь очень похожие значения емкости, OCV и IR, а различающим фактором между ними является саморазряд. . Это означает, что компания может думать, что покупает элементы класса А, но на самом деле они получают элементы класса А-минус, поскольку саморазряд не учитывается.

Балансировка

Использование элементов класса A необходимо для серьезных применений, таких как электромобили и долговременные системы хранения энергии. Элементы класса А имеют наименьшие различия между собой, и их можно использовать в аккумуляторных батареях с большим количеством параллельных соединений. Такие пакеты по-прежнему не имеют проблем с балансировкой при старении. Вот почему автомобили Tesla почти никогда не сталкиваются с проблемами балансировки.

Аккумуляторы класса А-минус можно использовать в сценариях медленной зарядки и маломощного разряда, например, в небольших солнечных батареях, поскольку медленная зарядка дает системе BMS больше времени для балансировки элементов. Им нужно время для балансировки, потому что разница между ячейками с минусом выше, чем у ячеек с оценкой А. Целесообразно использовать элементы класса А-минус в аккумуляторной батарее с небольшим количеством параллельных соединений. Если элементы A-минус используются в аккумуляторных батареях с большим количеством параллельных соединений, аккумуляторная батарея может испытывать проблемы с балансировкой после нескольких сотен циклов. Элементы класса B не подходят для использования в аккумуляторных батареях с любым количеством параллельных соединений. Это связано с тем, что различия между элементами класса B могут быть очень высокими и вызывать много проблем с балансировкой в ​​аккумуляторной батарее.