Что будет с батарейками на морозе
Перейти к содержимому

Что будет с батарейками на морозе

  • автор:

Батарейки на морозе

В сегодняшней статье мы представляем вам короткое и немного необычное исследование — изучение работы четырёх разных типов элементов питания формата AA при температуре -15 °C. На дворе зима, и хоть «русской суровой» её в этом году можно назвать лишь условно, тема работы батареек при отрицательных температурах, на наш взгляд, актуальна. Тем более, что рассматривать мы будем не столько продукцию разных фирм, сколько разные типы элементов питания — то есть отличающиеся друг от друга электрохимией.

В том, что батарейки и аккумуляторы на морозе теряют ёмкость, нет ничего удивительного: внутри у них находится электролит, от температуры которого зависит и подвижность ионов, и скорость протекания химических реакций — а значит, эффективность работы элемента питания. Разные типы элементов имеют разный состав электролита и, соответственно, по-разному реагируют на снижение температуры. Сегодня мы и попробуем эту разницу увидеть на практике.

Исследование наше будет заключаться в измерении ёмкости четырёх элементов питания при двух температурах — +23 °C и -15 °C. В тестировании приняли участие:

щелочные батарейки Duracell Turbo;
литиевые одноразовые (неперезаряжаемые) батарейки Energizer Ultimate Lithium;
никель-кадмиевые аккумуляторы GP 100AAKC (паспортная ёмкость 1000 мА*ч);
никель-металлгидридные аккумуляторы Sanyo HR3U (паспортная ёмкость 2700 мА*ч).

Обращаем ваше внимание, что литиевые элементы — это одноразовые батарейки формата AA с рабочим напряжением 1,5 В, а не перезаряжаемые литий-ионные аккумуляторы, чьё напряжение обычно равно 3,6 или 3,7 В. Хотя последние при сильном охлаждении также страдают — и это известно, пожалуй, всем владельцам мобильных телефонов, которые вынуждены были когда-либо подолгу разговаривать зимой на улице — в нашем тесте они не приняли участие по двум причинам. Во-первых, в промышленных устройствах Li-ion аккумуляторы обычно альтернативы не имеют, устройство может использоваться только с одной конкретной моделью аккумулятора. Во-вторых, в нашем распоряжении не было как Li-ion аккумуляторов, удобных для подключения к нашей тестовой нагрузке, так и отдельного зарядного устройства для них.

Также стоит уточнить, что при охлаждении до -15 °C потеря ёмкости аккумуляторов и батареек — временная, после нагрева обратно до комнатной температуры их характеристики полностью восстанавливаются. Для необратимого повреждения большинство типов аккумуляторов, включая литий-ионные, требуется охладить ниже -40 °C.

В статье мы будем говорить только о разрядке аккумуляторов при низких температурах. Зарядку же их всегда лучше выполнять при температуре не ниже +10 °C.

Постановка эксперимента

Тестирование батареек и аккумуляторов проходило в два этапа: сначала мы провели измерение их ёмкости при разряде постоянным током 500 мА (примерно такую же нагрузку на элементы питания создаёт фотоаппарат или фонарик с лампочкой накаливания) при нормальной комнатной температуре (23 °C), после чего зарядили аккумуляторы, заменили батарейки — и повторили эксперимент при тех же условиях, за исключением температуры.

В результате мы получили два набора данных, разница между которыми была только в температуре окружающего воздуха, при которой эти данные получались.

Нужная температура создавалась при помощи инкубатора Sanyo MIR-253 — 254-литрового термошкафа, способного сколь угодно долго поддерживать внутри себя любую заданную температуру в диапазоне от -20 до +50 °C. Температура в нём устанавливается с точностью до 1 °C, а чтобы она была одинакова по всему объёму инкубатора, он снабжён вентилятором. Мощный компрессор позволяет инкубатору остыть от комнатной температуры до -15 °C всего лишь за полтора часа.

Для разрядки элементов питания постоянным током использовалось уже известное нашим читателям устройство , представляющее собой 4-канальный стабилизатор тока. В ходе процесса напряжения всех четырёх элементов питания фиксировались самописцем Velleman PCS10 , каждый из каналов которого предварительно калибровался для получения максимально возможной точности измерения.

Чтобы изучить влияние холода только на сами батарейки, но не на нашу установку, блок с батарейками был подключён к ней с помощью гибкого 40-сантиметрового шлейфа, проходящего через специальное отверстие в стенке инкубатора. Таким образом, условия разряда в первом и втором экспериментах не отличались ничем, кроме температуры окружающего батарейки воздуха.

Непосредственно перед экспериментом аккумуляторы заряжались с помощью универсального зарядного устройства Sanyo NC-MQR02.

Изначально инкубатор был установлен на температуру +5 °C. За полтора часа до начала измерений в него были помещены батарейки, а температура изменена на -15 °С. Примерно за час инкубатор остыл до заданного уровня (табло на фотографии выше показывает текущую температуру воздуха внутри инкубатора), через полчаса после этого батарейки были подключены к находящейся снаружи инкубатора нагрузке — и эксперимент начался.

Таким образом, тестировавшиеся элементы питания успели остыть ниже нуля градусов ещё до начала разрядки. Это было сделано специально, чтобы смоделировать ситуацию, когда, скажем, вы отправляетесь гулять с фотоаппаратом, и к моменту, когда вы захотите сделать снимок, батарейки в нём уже успеют остыть. В случае, если батарейки пробыли на морозе несколько часов, потеря ёмкости может оказаться ещё более значительной, чем в нашем эксперименте.

Эксперимент продолжался до полной разрядки последней из батареек, дверца инкубатора при этом открывалась дважды на несколько секунд, чтобы извлечь разрядившиеся Ni-Cd и Ni-MH аккумуляторы — температура в инкубаторе при этом поднималась примерно на градус-полтора, но, благодаря мощному холодильному агрегату, быстро возвращалась обратно.

Итоги тестирования

Для начала — график разряда протестированных элементов питания при комнатной температуре:

Аккумулятор Sanyo HR3U (паспортная ёмкость 2700 мА*ч) на постоянном токе 500 мА мы уже тестировали ранее , а вот про остальные три элемента стоит сказать отдельно.

Никель-кадмиевый (Ni-Cd) аккумулятор GP 100AAKC полностью подтвердил свои паспортные данные — при обещанной производителем ёмкость 1 А*ч в нашем тесте он смог отдать 1,03 А*ч. Аккумулятор хорошо держит напряжение в течение почти всего процесса разрядки.

Одноразовая литиевая батарейка Energizer Ultimate Lithium в очередной раз подтвердила свои отличные характеристики — ёе ёмкость, в отличие от более привычных щелочных батареек, весьма мало зависит от разрядного тока. Ранее мы уже тестировали её при разряде током 750 мА, и получили примерно тот же результат — около 3 А*ч. К слову, паспортная ёмкость Ultimate Lithium как раз трём ампер-часам и равна. Батарейка хорошо держит напряжение до последнего момента, после чего быстро «просаживается».

Щелочная батарейка Duracell Turbo (также тестировавшаяся нами ранее, но на других токах — 250 и 750 мА) звёзд с неба не хватает: хотя при разряде до 1,0 В её ёмкость в ампер-часах оказалась одинакова с Ni-Cd аккумулятором, но вот напряжение она держит плохо, так что при пересчёте в ватт-часы батарейка займёт последнее место в рейтинге. Шансы на конкуренцию с Ni-Cd аккумулятором у неё есть разве что в случае, когда питаемое устройство может работать от напряжения 0,9 В или ниже, но на конкуренцию с литиевыми батарейками или Ni-MH аккумуляторами при таком разрядном токе — шансов уже нет никаких. Впрочем, этот вывод не нов, щелочные батарейки мы уже тестировали и об их непригодности для устройств со сколь-нибудь серьёзным энергопотреблением говорили.

Теперь посмотрим на результаты, полученные на элементах питания, охлаждённых до -15 °C. Оси графика имеют такой же масштаб, как и выше:

Во-первых, у всех элементов снизилось напряжение — примерно на 0,1 В у Ni-Cd аккумулятора и литиевой батарейки, и немного больше, на 0,15 В, у Ni-MH аккумулятора.

Во-вторых, все элементы сократили свою ёмкость, кроме того, у Ni-MH аккумулятора и литиевой батарейки графики стали более пологими, теперь их напряжение плавно снижается с самого начала процесса разряда, а не держится на постоянном уровне.

В-третьих, отдельно стоит сказать о щелочной батарейке — как наглядно видно из графика, при температуре -15 °C она попросту неработоспособна: под нагрузкой её напряжение падает ниже 1 В примерно за четверть часа, далее у батарейки хоть и открывается ненадолго «второе дыхание» (напряжение вдруг начинает расти), но ситуацию оно не спасает никоим образом. О конкуренции даже с относительно малоёмкими Ni-Cd аккумуляторами более не идёт и речи.

Диаграмма с емкостями протестированных элементов в ампер-часах лишь подтверждает сказанное — щелочная батарейка при сильном охлаждении практически перестаёт работать, её ёмкость на нагрузке 500 мА упала до 0,14 А*ч.

Весьма интересно, что падение емкостей Ni-Cd и Ni-MH аккумуляторов вполне сравнимо, хотя традиционно считается, что Ni-Cd более устойчивы к холоду. То ли под холодом надо понимать температуры ниже -30 °C, то ли, возможно, стоит попробовать Ni-Cd аккумуляторы других производителей, но в нашем случае по абсолютной ёмкости среди аккумуляторов, несомненно, побеждает Ni-MH.

В общем же зачёте привычно лидируют литиевые батарейки Energizer — им и мороз нипочём. Ещё бы стоили они подешевле.

При пересчёте в ватт-часы разница емкостей при температурах +23 °C и -15 °C становится больше — сказывается тот факт, что при охлаждении у всех элементов питания снизилось рабочее напряжение. Впрочем, расстановка сил не меняется: щелочные батарейки на морозе не годны практически ни на что, Ni-Cd аккумулятор теряет примерно половину ёмкости, а лучше всех держится одноразовая литиевая батарейка.

И, наконец, самая наглядная диаграмма: потеря ёмкости в процентах при охлаждении до -15 °C относительно ёмкости при +23 °C.

Щелочная батарейка Duracell Turbo демонстрирует катастрофический результат — падение на 87 %. Боюсь, если летом во многих фотоаппаратах щелочных батареек хватает на десять-двадцать снимков, то зимой — хорошо, если объектив-то удастся выдвинуть.

Чуть меньше чем вдвое снизилась ёмкость Ni-Cd аккумулятора — увы, чуда не произошло, и по абсолютной ёмкости обогнать он смог лишь щелочную батарейку, в общем зачёте оказавшись на третьем месте.

Весьма неплохо выдерживает мороз Ni-MH аккумулятор: его ёмкость падает примерно на треть, но номинальное её значение достаточно велико, чтобы остатка хватило на уверенное второе место. Таким образом, по крайней мере для эпизодического использования при температурах до -15 °C менять Ni-MH на Ni-Cd смысла нет никакого.

И, наконец, лучший результат — у одноразовых литиевых батареек, падение ёмкости которых при охлаждении на 38 градусов составило всего лишь около 20 %. К сожалению, их высокая стоимость (в московских магазинах — более 70 рублей за штуку на момент подготовки статьи) не позволяет широко использовать их вместо аккумуляторов.

Сформулируем вкратце выводы:

щелочные батарейки при отрицательных температурах работают крайне плохо, падение ёмкости при охлаждении у них лишь немного не дотянуло до десятикратного;
для техники со сравнительно большим энергопотреблением для периодического использования при температурах до -15 °C лучшим выбором являются обычные Ni-MH аккумуляторы;
для техники с малым энергопотреблением (например, заоконные беспроводные датчики домашних метеостанций), а также техники, которая должна долго храниться при низких температурах с батарейками в комплекте (например, ручной фонарик в неотапливаемом гараже) лучшим выбором являются одноразовые литиевые батарейки Energizer Ultimate Lithium, несмотря на их высокую стоимость;
какого-либо смысла в использовании Ni-Cd аккумуляторов с точки зрения эпизодической работы при температурах до -15 °C мы обнаружить не смогли.

P.S. То, что аккумуляторы или батарейки способны работать на морозе, ещё не значит, что устройство, в которое они установлены, также рассчитано на отрицательные температуры. Сверяйтесь с руководством пользователя!

Другие материалы по данной теме

Тестирование Ni-MH аккумуляторов формата AA
Тестирование батареек формата AA
Методика тестирования аккумуляторов и батареек

Морозостойкие батарейки

Подскажите, пожалуйста, какие батарейки формата АА и ААА могут нормально работать при отрицательных температурах?

23-3-2021 18:05 maestro233
алкалиновые — все +- одинаково, с просадкой.

щелочные — непригодны в принципе.

никельметаллгидридные аккумуляторы такого формата будут более морозостойкими, но их надо заряжать, и по
токоотдаче они будут уступать топовым алкалиновым батарейкам.

рулить будут литиевые батарейки, но стоят они конски.

23-3-2021 19:11 Pavel_A

Originally posted by maestro233:

алкалиновые — все +- одинаково, с просадкой. щелочные — непригодны в принципе.

А алкалиновые и щелочные это не одно и то же?

Аккумуляторы ni-mh есть, но у них саморазряд приличный, для моих целей не пойдут.

23-3-2021 19:11 Ivan1983

Все батарейки и аккумуляторы на морозе ухудшают свои свойства, могу посоветовать использовать в купе с повербанком устройство (GPS навигатор или эхолот?). И повербанк прятать в тепло.

В -40 полностью заряженный акб 1200 mAh на экшн камере садиться за 3-10 минут. Хотя летом снимает 80-90 минут. В паре с повербанком из 4х 18350 и в -40 может снимать 6-8 часов. Больше просто не доводилось.

23-3-2021 20:14 HARON
рулить будут литиевые батарейки, но стоят они конски.

Морозостойкий литий ещё поискать придётся.
23-3-2021 20:44 DIZZI
Originally posted by HARON:

Морозостойкий литий ещё поискать придётся.

Литий-тионилхлорид низкие температуры, высокая емкость, большие сроки хранения, но маленькие токи разряда. Конкретно у меня работают в пультах ДУ уже 3-4 года, думаю еще лет на 20 хватит В деревне зимой бываю наездами, там они самое то.

23-3-2021 21:22 maestro233
А алкалиновые и щелочные это не одно и то же?

верно. сорян, имел ввиду не щелочные, а солевые.
23-3-2021 21:24 maestro233
для моих целей не пойдут.

так вы озвучьте цели.. я это все прохоидл во время увлечения фотографией, нужно было питать вспышку, а там и токи были критичны, и емкость, и морозостойкость.
а вам куда?

23-3-2021 22:12 СергейК76
Originally posted by maestro233:

рулить будут литиевые батарейки, но стоят они конски.

вы шутите литий мороза пипец как боится, а если оставить длительно то потом полноценно к жизни можно не возратить

23-3-2021 22:15 xwing

СергейК76:

вы шутите литий мороза пипец как боится, а если оставить длительно то потом полноценно к жизни можно не возратить

Не боятся литиевые мороза.

23-3-2021 22:24 СергейК76
xwing:

Не боятся литиевые мороза.

эх толмача бы еще , а насчет того что не бояться оставь свой тел на ночь при нуле хотя бы а на утро глянь как не боится он

23-3-2021 22:26 xwing
СергейК76:

эх толмача бы еще , а насчет того что не бояться оставь свой тел на ночь при нуле хотя бы а на утро глянь как не боится он

Батарею и аккумулятор давай не будем путать. «оr» значит «или». Цыфры перевести?

-40ºF to 140ºF or -40ºC to 60ºC

23-3-2021 22:29 Ivan1983
СергейК76:

эх толмача бы еще , а насчет того что не бояться оставь свой тел на ночь при нуле хотя бы а на утро глянь как не боится он

В машине постоянно лежит экшн камера, стедикам, повербанки, запасные 18650 для фонарика. У нас почти два месяца -40 было, повербанки работали вообще без проблем, экшн камера после месяца в авто, без доп подзарядки работала в доме нормально.

У кореша айфон, охотимся вместе, я его весной спрашиваю
— Жека! Ты чего телефон с собой в засидку не взял? Здесь ведь связь есть, пофоткать можно!
— Да он разряжается моментом, даже кармане в куртки!

Так что литий ионные тоже разные бывают ИМХО.

23-3-2021 22:31 СергейК76
xwing:

Батарею и аккумулятор давай не будем путать.

ну тогда ТС купить таких батарей и опробовать , аккум точно сдохнет при морозе

23-3-2021 23:01 Ursvamp

Кто-то тестил энергизер на морозе, литиевый — работает. Он дорогой, но долгий, и срок хранения огромный.

23-3-2021 23:16 СергейК76

Ursvamp:
Кто-то тестил энергизер на морозе, литиевый — работает. Он дорогой, но долгий, и срок хранения огромный.

23-3-2021 23:38 HARON
СергейК76:

ну тогда ТС купить таких батарей и опробовать , аккум точно сдохнет при морозе

Батареи литиевые хорошо мороз держат и срок годности большой. А аккумуляторы на холод литиевые нужны специальные — они дороже и меньше емкость.

24-3-2021 07:36 СергейК76

Originally posted by Ivan1983:

машине постоянно лежит экшн камера, стедикам, повербанки, запасные 18650 для фонарика. У нас почти два месяца -40 было, повербанки работали вообще без проблем, экшн камера после месяца в авто, без доп подзарядки работала в доме нормально.

то что вы привели в пример там батарейки или аккумы, хорошо иксвинг уточнил разницу, тут тоже вспомнил что обычные батарейки типа дюраселя два года пролежали в фонаре в авто и работают, а морозы были по -29 а вот самсунг S10+ забытыий в авто при нуле капризно оживал на след день и то от специального прибора , на штатную зарядку не реагировал

24-3-2021 07:42 СергейК76
HARON:

Батареи литиевые хорошо мороз держат и срок годности большой. А аккумуляторы на холод литиевые нужны специальные — они дороже и меньше емкость.

надо глянуть , чет я у нас не встречал литиевых в продаже или не обращал внимания, тупо беру алкалайн: дюрасель или варту
а вообще кто понимает почему такая разница , вроде аккум это таже батарея тока многоразовая

24-3-2021 08:44 HARON
СергейК76:

надо глянуть , чет я у нас не встречал литиевых в продаже или не обращал внимания, тупо беру алкалайн: дюрасель или варту
а вообще кто понимает почему такая разница , вроде аккум это таже батарея тока многоразовая

Так формат другой. Например А123. Срок годности лет десять, в фонаре хватает надолго, две штуки ставятся вместо одного 18650 аккумулятора. В хороших фотомагазинах должны быть все форматы лития — и для сигналок, и для фотиков.

24-3-2021 08:50 Pavel_A
Originally posted by maestro233:

так вы озвучьте цели..

Питать беспроводной датчик движения сигнализации. Надо, что бы на морозе батарейка давала напряжение.
Точного потребления не знаю, но комплекта батареек в тепле хватает больше чем на год. То есть в режиме дежурства датчик потребляет копейки но присрабатывании подаёт радиосигнал. Сигнал — тоже потребляет копейки, потому что в день датчик срабатывает сотню раз, но батарейки все равно служат год.

24-3-2021 08:53 Pavel_A

В общем понял — солевые точно не подойдут. Алкалиновые должны работать.
Про литий особо не знаю. Пользуюсь только 16850 и 2032, но они 3 с лишним вольта, а мне нужны по 1.5 вольта.

24-3-2021 09:32 Ursvamp
Originally posted by Pavel_A:

мне нужны по 1.5 вольта.

Вот все характеристики: dns-shop.ru

Думаю что при -40 она тоже работать не будет.

24-3-2021 09:54 maestro233

Про литий особо не знаю. Пользуюсь только 16850 и 2032, но они 3 с лишним вольта, а мне нужны по 1.5 вольта.

так то аккумуляторы, чем вы пользуетесь, а я про литиевые батарейки. кмк на сигу или на пожрку я бы один раз раскошелился, там потребление небольшое, надолго хватит.
вот уже и ссылку вам дали.

24-3-2021 14:41 Pavel_A

На Ютьюбе тест кучи батареек. Ёмкость литиевых в 2 раза больше ёмкости алкалиновые. Но переплата за литиевые в 10 раз. Что-то мне кажется нет в них смысла.

24-3-2021 15:25 Ursvamp

Originally posted by Pavel_A:

Ёмкость литиевых в 2 раза больше ёмкости алкалиновые. Но переплата за литиевые в 10 раз.

Одна щелочная стоит 100 рублей, самая крутая. 90 мВт*ч при -15. Емкость на токе 250 mA до напряжения 1 V 1198 мВт*ч

Той же фирмы литиевая — 250 рублей. 2733 мВт*ч при -15. Емкость на токе 250 mA до напряжения 1 V 3367 мВт*ч

То есть емкость на морозе у литиевой в 30 раз больше, емкость в обычных условиях в 2,8 раза выше, емкость при токе в 1 А выше в 6,5 раз, а цена выше в 2,5 раза.

24-3-2021 16:10 xwing

Pavel_A:
На Ютьюбе тест кучи батареек. Ёмкость литиевых в 2 раза больше ёмкости алкалиновые. Но переплата за литиевые в 10 раз. Что-то мне кажется нет в них смысла.

Им просто нет хорошей альтернативы скажем в кодовых замках в неотапливаемых помещениях.

25-3-2021 12:34 SDR
xwing:

Не боятся литиевые мороза.

energizer.com

До -40 С

Ну да, ну да
Поэтому мобилы при -20 в руках отключаются

25-3-2021 12:44 Pavel_A

Originally posted by Ursvamp:

Одна щелочная стоит 100 рублей, самая крутая. 90 мВт*ч при -15. Емкость на токе 250 mA до напряжения 1 V 1198 мВт*ч

Щелочная стоит от 20-ти рублей, если не брать пафосные брэнды. А литиевая стоит от 100р.

Originally posted by xwing:

Им просто нет хорошей альтернативы скажем в кодовых замках в неотапливаемых помещениях.

Согласен, тут и срок службы важен и кратковременная мощность.
25-3-2021 13:07 maestro233
Ну да, ну да
Поэтому мобилы при -20 в руках отключаются

литиевые батареи и литиевый аккумулятор — разные вещи. к тому же когда аккумулятор изношенный.
Щелочная стоит от 20-ти рублей, если не брать пафосные брэнды. А литиевая стоит от 100р.

ну так поставил один раз и забыл, а не менять каждый месяц. цена вопроса в абсолюте небольшая.
25-3-2021 13:47 SDR
И ток они вырабатывают разный, сцуко
25-3-2021 15:17 Сорокдва

Алкалайновые будут тут в самый раз — датчик от погодной станции у меня живет круглогодично на улице с такими батарейками.
Батареек хватает на год с лишним.

25-3-2021 22:53 Ursvamp
Originally posted by Pavel_A:

Щелочная стоит от 20-ти рублей, если не брать пафосные брэнды.

Непафосная щелочная по емкости окажется как солевая.
26-3-2021 05:57 alexaa1
Ursvamp:

Непафосная щелочная по емкости окажется как солевая.

Второй раз пуржите.
Первый про температуру-при минусе емкость никуда не девается-просто она скажем так замерзает. Но и в замерзшем состоянии ток выдаваемый алкалиновой будет на порядок больше чем требуется датчику.

Второе-мерил емкость сраного Космоса АА за 10 рублей-выдало 2 амперчаса при нагрузке 0,1А.

Между дорогим Дюраселом и Космосом разница не в емкости, а во внутренем сопротивлении-дорогая батарека способна работать там где требуются большие разрядные токи-к примеру в фотоаппарате-Дюраселом отщелкается 40 фоток, Космосом 20, но все они сливают никелькадмиевому аккумулятора АА с того при тех 2а*часах отщелкается под сотню фоток.

26-3-2021 08:04 Pavel_A
Originally posted by Ursvamp:

Непафосная щелочная по емкости окажется как солевая

Я картинку испытаний прикрепил. Там четко видно, что это не так.

Originally posted by alexaa1:

но все они сливают никелькадмиевому аккумулятора АА с того при тех 2а*часах отщелкается под сотню фоток.

И его можно заряжать и пользоваться несколько лет. С детства в плеерах и фотках использовал аккумуляторы. В 90-х был удивлен, что аккумулятор стоимостью как две-три батарейки (АА Варта 600 мА.ч) работает больше этих дюраселов. Современные аккумуляторы по 2-3 А.ч. работают больше батареек и гораздо выгоднее.
Но аккумулятор, все же, подразумевает короткие циклы эксплуатации, а не что бы поставить и забыть на год.

Почему батарейка на холоде разряжается быстрее?

Когда на улице холодно, техника может подвести в самый неподходящий момент. Полностью заряженная батарейка гаджета вдруг оказывается почти на нуле. Причина в электролите — веществе, которое проводит электрический ток.

Батарея состоит из электродов, погруженных в электролит. Между электродами идет обратимая химическая реакция, в результате которой возникает электродвижущая сила, заставляющая батарею работать. При низких температурах электролит густеет и может кристаллизироваться, что уменьшает площадь его контакта с электродами. Следовательно, уменьшается скорость химических реакций окисления и восстановления. Контроллер батареи распознает это как снижение емкости и отображает ее разрядку. Однако не стоит думать, что на морозе батарея сразу сядет. Просто сократится продолжительность ее работы.

Если батарею с минимальным, казалось бы, зарядом перенести из холода в тепло, она еще поработает некоторое время. А вот зарядка батареи на холоде может привести к тому, что она выйдет из строя. На сей раз насовсем.

Температура, оптимальная для работы устройства, зависит от того, из чего сделана его батарея. Так, для литий-ионных рабочая зона колеблется от +2 до +25 °С, для литий-полимерных — от –20 до +35 °С, но такие батареи стоят дороже.

На сайте могут быть использованы материалы интернет-ресурсов Facebook и Instagram, владельцем которых является компания Meta Platforms Inc., запрещённая на территории Российской Федерации.

Литиевый аккумулятор на морозе

Литиевый аккумулятор на морозе

Литиевые АКБ, особенно Li-Ion, очень чувствительны к холоду. Они быстро разряжаются, могут выйти из строя при длительном нахождении на улице. Потеря емкости может быть серьезной, а заряжать батарею сразу после прихода домой нельзя. В холодное время наиболее подходящими вариантами выступают литий-железо-фосфатные АКБ, устойчивые к низким температурам. Но в теплое время эффективность работы таких батарей падает, а персональный электротранспорт чаще всего эксплуатируется именно в теплое время года. Поэтому стандартные литий-ионные АКБ остаются наиболее приемлемым вариантом.

Проблемы

На холоде литий-ионные АКБ показывают себя плохо, они теряют емкость, рабочий ресурс резко сокращается. Происходит это из-за снижения скорости движения ионов и протекания химических реакций, что приводит к падению уровня заряда примерно на 20%. Такое явление временное, в тепле показатели АКБ возвращаются в норму. Но это верно только для батарей, эксплуатируемых при температуре не ниже -40 градусов. В противном случае в АКБ происходят необратимые изменения, батарея выходит из строя. Рекомендуемый порог -20 градусов для литий-ионных АКБ, -30 градусов для литий-железо-фосфатных. Пользоваться аккумуляторами можно, но рекомендуется соблюдать правила зарядки и хранения, не забывать, что рабочий ресурс на холоде уменьшается.

Условия хранения

Хранить литий-ионные АКБ при минусовой температуре нельзя. При кратком пребывании на морозе показатели аккумулятора восстанавливаются, но при хранении от трех месяцев и больше происходят необратимые изменения, батарея становится непригодной к эксплуатации. Рекомендуемый уровень температуры хранения составляет +1/+25°С, допустимый – в пределах 0/+40°С.

Для хранения выбирается сухое помещение, уровень заряда надо поддерживать до 40%. Периодически устройство надо включать, проверять уровень заряда и напряжения, подаваемого на элемент питания. Если хранить АКБ с напряжением до 2 В на ЭП, то батарея будет непригодной к эксплуатации

Доступна ли зарядка литиевых батарей на морозе?

Заряжать Li-Ion при минусовой температуре нельзя. После эксплуатации гаджета зимой надо выдержать АКБ при комнатной температуре в течение 2-3 часов, после чего начать зарядку при температуре в пределах +10/+25°С. Прогрев батареи должен быть естественным, что гарантирует отсутствие перезаряда. Это продлевает жизнь аккумулятора, положительно сказывается на остаточном ресурсе.

Полезные советы

Продлить эксплуатационные сроки Li-Ion АКБ можно, используя следующие рекомендации:

• зарядка осуществляется только при плюсовой температуре, сразу после мороза подключать батарею к сети нельзя;

• после прихода с улицы надо подождать пару часов, затем можно начать зарядку;

• для зарядки применяются только оригинальные ЗУ;

• хранить АБ надо при комнатной температуре, на морозе или при жаре это делать не рекомендуется;

• при хранении длительное время надо соблюдать уровень заряда на уровне 35-50%;

• не допускается длительное нахождение АКБ в состоянии глубокого разряда;

• надо избегать перезаряда.

Защита батареи от мороза

Для использования при минусовой температуры более приспособлены литий-железо-фосфатные АКБ или литий-титанатные Li4Ti5O12 и LiFePO4. Однако последний вариант для персонального электротранспорта практически не используется, так как цена батареи высокая, установка такой АКБ экономически не выгодная. АКБ батареи LiFePO4, то есть литий-железо-фосфатный стоит меньше, к морозу он хорошо приспособлен, то есть гаджет можно смело эксплуатировать зимой. Дополнительная защита не нужна, батарея не теряет емкость. К другим преимуществам относятся:

• возможность работы при температуре -30 градусов;

• батарея устойчива к высокому заряду, нагреву;

• при хранении разрядка не требуется;

• в эксплуатации АКБ безопасна.

Литий-ионные, литий-кобальтовые, литий-марганцевые, литий-никель-марганец-кобальт-оксидные к низким температурам чувствительные. Но стоимость АКБ этих типов ниже, то есть для гаджетов устанавливаются обычно Li-Ion и прочие. В процессе эксплуатации нужна защита от минусовой температуры, АКБ оставлять долго на морозе нельзя, перед использованием рекомендуется защита термокейсом из термоизоляционных материалов. Такое решение предохраняет батарею от переохлаждения при выключении гаджета.

В холодное время года лучше показывают себя LiFePO4 АКБ, классические литий-ионные применять зимой при минусовой температуре не рекомендуется. Допускается установка и использование АКБ Li-Ion при температуре до -20 градусов, но только с термокейсом. Однако снижение дальности хода наблюдается даже при наличии защиты. Заряжать батарею при минусовой температуре нельзя, в помещении надо выдержать АКБ в течение 2-3 часов и только потом подключать к сети.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *