Срок службы автомобильного аккумулятора сколько лет служит авто АКБ

Срок службы аккумулятора автомобиля

Автомобильный аккумулятор является устройством, которое не предназначено для длительной эксплуатации. Для обычного кислотного АКБ 5-летний срок «трудовой жизни» является очень хорошим показателем качества, и говорит о грамотном подходе владельца машины к эксплуатации. По причине появления новых технологий в сфере производства батарей, а также материалов, которые выдерживают повышенные нагрузки и агрессивную среду химических реагентов, удалось значительно увеличить эффективный период использования автомобильных аккумуляторов.

Заявленный срок годности АКБ

Прежде чем новинка попадает на полки магазинов, производят её тестирование в лабораторных условиях. По различным показателям, полученным в результате подобных испытаний, производитель может судить о сроке годности изделия. Таким же образом происходит и выявление среднего срока службы автомобильных аккумуляторов. По результатам тестирования производители заявляют следующие сроки годности в зависимости от типа АКБ.

Bosch AGM тяговая

Сурьмянистые аккумуляторы

Они являются самыми устаревшими и ненадёжными из всех известных на сегодняшний день моделей. Основной причиной, по которой такие АКБ ещё продаются — это их низкая стоимость, а при грамотном обслуживании удастся значительно увеличить срок эксплуатации. Как правило, гарантия производителя на сурьмянистые батареи – 1 года, а заявленный срок эксплуатации около 3-5 лет.

Гибридные аккумуляторы

Основное отличие гибридных АКБ от сурьмянистых заключается в том, что отрицательные электроды изготовлены по кальциевой технологии, а положительные по малосурьмянистой, отсюда и маркировка – Sb-Ca. Гибридные изделия стоят дороже, но их нужно реже обслуживать и заявленный срок эксплуатации составляет до 5 лет.

Кислотно кальциевые

В кислотно-кальциевых (Ca/Ca) изделиях оба электрода изготавливаются из свинца, легированного кальцием. Благодаря использованию такой добавки, батарея прослужит не менее 5 лет, а при своевременной подзарядке срок эксплуатации может быть увеличен до 7-8 лет.

Необслуживаемые кислотно кальциевые

Если АКБ изготавливается по кальциевой технологии, то при зарядке такого устройства практически полностью отсутствует испарение электролита. Благодаря этой особенности многие производители делают батареи необслуживаемыми. Несмотря на отсутствие возможности самостоятельного контроля некоторых параметров, такие изделия являются очень практичными в эксплуатации и при правильном хранении и использовании способны прослужить 5-7 лет.

Тяговые батареи

Тяговые батареи могут иметь различные технологические особенности производства, но объединяет такие изделия повышенная стойкость к глубоким разрядам. Без каких-либо серьёзных последствия для работоспособности они могут выдерживать в зависимости от технологий от 150 до 400 глубоких разрядов. Заявленный производителем срок службы таких изделий составляет 5-10 лет (в зависимости от технологии), но по истечении этого времени батарея может быть использована с меньшей эффективностью.

Необслуживаемые AGM аккумуляторы отличаются повышенной стойкостью к глубоким разрядам. В их производстве используется специальное стекловолокно, которое пропитано электролитом. Им заполняет всё пространство между пластинами и корпусом, что позволяет значительно снизить негативные процессы и значительно увеличить срок годности. Заявленный производителем срок эксплуатации составляет не менее 5 лет, но при бережном обращении такой аккумулятор может прослужить более 10 лет.

EFB АКБ так же отличаются повышенной стойкостью к глубоким разрядам. Занимают место между AGM и необслуживаемыми аккумуляторами. Их изготавливают с применением последних достижений науки, поэтому срок годности составляет 5 – 7 лет с момента изготовления.

В гелевом аккумуляторе вместо жидкого электролита применяется желеобразная масса, поэтому в таком изделии пластины разрушаются значительно медленнее, чем в других моделях АКБ. Рекомендуемый эксплуатационный срок этого вида батарей для автомобиля составляет не менее 10 лет. АКБ по GEL технологии полностью необслуживаемые и прекрасно выдерживают до 400 глубоких разрядов.

Вне зависимости от типа аккумулятора, многие факторы способны сократить срок службы. Чтобы предохранить батарею от преждевременного выхода из строя необходимо точно знать, какие условия эксплуатации негативно отражаются на ее продолжительности жизни.

У каждого производителя используются свои особенности, разработки и технологии, поэтому важно внимательно изучить инструкцию по эксплуатации, что бы максимально эффективно использовать АКБ.

Что может сократить ресурс жизни аккумулятора

Условия эксплуатации аккумулятора, всегда влияют на продолжительность его жизни. К наиболее негативным факторам, значительно сокращающим ресурс батареи относятся:

  • Глубокие разряды.
  • Сильный перезаряд.
  • Повышенная тряска.
  • Эксплуатация в недостаточно заряженном состоянии.
  • Хранение в разряженном состоянии.
  • Не соблюдение правил эксплуатации (например, GEL АКБ не выносят температуры ниже -30 градусов, а необслуживаемые кислотно-кальциевые нельзя заряжать высокими токами).

Кроме этого следует очень осторожно эксплуатировать изделие в сильный холод. Если в аккумуляторе используется жидкий электролит и его плотность будет недостаточно высокой, то жидкость может замёрзнуть, что непременно приведёт к неработоспособности изделия.

Кислотно кальциевые АКБ Ca/Ca

Если зимой не подзаряжать батарею, то может случиться глубокий разряд. Это может произойти в результате выхода из строя генератора или реле-регулятора. Кроме этого глубокий разряд батареи можно получить в случае, если при неработающем двигателе длительное время были подключены потребители энергии, например, магнитола или габаритные огни.

Чрезмерный заряд батареи может также привести к негативным последствиям. Кроме повреждения пластин по причине чрезмерного нагрева, возможно разбрызгивание электролита в обслуживаемых АКБ. Также в таких батареях может произойти скопление горючих газов, которые могут взорваться, что приведёт к полному уничтожению аккумулятора, а люди, находящиеся поблизости, могут получить сильные травмы.

Чтобы не допустить перезаряда, необходимо подключать ЗУ к аккумулятору только на время, необходимое для восстановления электроёмкости устройства. Также следует отказаться от быстрого заряда аккумулятора большим током.

Если аккумулятор какое-то время не будет использоваться, на хранение его нужно отправить в полностью заряженном состоянии. Несоблюдение этого правила может привести к сильной сульфатации пластин, которая существенно снизит срок годности изделия.

Как продлить срок службы аккумулятора автомобиля

Срок годности аккумулятора, рекомендованный производителем, можно продлить, если в течение всего срока использования изделия соблюдать следующие правила:

  1. Следить за состоянием электрооборудования авто. Особенно большое внимание следует уделить генератору, ведь при неисправности этой детали вся нагрузка от потребителей электроэнергии ляжет на «плечи» батареи. Реле-регулятор также влияет на режим работы электрооборудования автомобиля. При неисправности этого элемента аккумулятор может получать постоянный недозаряд или сильный перезаряд.
  2. Вовремя менять ремень генератора и следить за его правильным натяжением. Если этого не делать, то ротор генератора будет вращаться с меньшей частотой, что не позволит обеспечить потребителей электроэнергии необходимым количеством электричества.
  3. Если АКБ является обслуживаемой, то время от времени следует проверять уровень электролита и его плотность. При уменьшении уровня жидкости оголяются свинцовые пластины, и они могут осыпаться.
  4. Заряжать батарею с использованием заводских моделей ЗУ. Желательно, чтобы такие устройства имели специальный тренировочный режим, который позволит значительно уменьшить образование сульфатов на поверхности свинцовых пластин.
  5. Все АКБ нужно время от времени протирать от влаги и грязи, так как из-за жидкости на корпусе могут коротить клеммы.
  6. Проверять на механические повреждения.

Чтобы автомобильная батарея прослужила долго, следует внимательно следить за её состоянием.

Блог Артема Краснова

Об автомобилях и не только

Когда и как менять аккумулятор

More in Полезное:

  • Пешеход грубо нарушал, но мог ли водитель его спасти? 03.08.2020
  • Долларовый привет: цены на автомобили продолжают расти 03.08.2020
  • Загадочный дублёр 30.07.2020
Читайте также:  Карьера в компании - China Window Окно в Китай

С первыми заморозками как правило возникают мысли: сдюжит ли аккумулятор еще одну зиму? Я разбирался, что убивает батарею, когда ее надо менять и как правильно выбрать новую.

В магазине вам с радостью предложат десяток вариантов, но для начала надо разобраться, нужно ли менять батарею вообще

Каков ресурс аккумуляторов и почему они выходят из строя?

Для новой машины вполне нормальным считается срок службы родной батареи на уровне 5-7 лет, но есть и тонкости.

Все батареи не любят глубокого разряда, точнее — длительного нахождения в разряженном состоянии. В результате начинается сульфатация электродов, и аккумулятор теряет свои свойства.

— Удивительно, но очень часто люди «убивают» батарею летом, — объясняет заместитель генерального директора компании «Цефей» Владимир Япринцев. — Например, приехали на озеро, включили музыку, фары, батарея подсела, но этого не чувствуется, потому что машина заводится с полоборота. Мы заметили: чем жарче летом, тем больше спрос на новые батареи после первых холодов. Напротив, в советские времена наши отцы использовали батареи по 12 лет, потому что в каждом гараже стояло зарядное устройство.

Чем чаще и чем сильнее аккумулятор находится в разряженном состоянии, тем меньше его ресурс.

Сезонный парадокс: небрежная эксплуатация летом оказывается хуже зимней. Летом проблемы незаметны, поэтому не устраняются сразу

Вторая проблема: чрезмерное напряжение зарядки вследствие неисправной бортовой электрики. При напряжениях выше 14,8 В начинается быстрое «выкипание» (гидролиз) электролита, причем для некоторых типов аккумулятора (например, малосурьмянистых) эффект выражен сильнее.

Разумеется, убить аккумулятор могут неисправные стартер или генератор и прочие элементы электрооборудования.

Если исключить описанные выше проблемы, как правило аккумуляторы служат много лет и их свойства снижаются постепенно.

Если батарею подверглась сильной разрядке, естественных возможностей генератора недостаточно, чтобы зарядить ее на 100%. Длительный недозаряд провоцирует разрушение пластин

Заряжается ли аккумулятор на машине?

Конечно, генератор заряжает батарею, однако для полного восстановления после сильного разряда требуется нечто большее. Есть два способа зарядить батарею: постоянным напряжением (как в автомобиле) и постоянным током (от внешнего устройства). Второй способ позволяет пополнить запас энергии на 100%, но требует времени: для грамотной зарядки как правило приходится оставлять аккумулятор в сервисе на сутки. Хорошая фирма предложит вам подменный за небольшую сумму, чтобы вы не остались без колес.

В целом, правило такое: если в силу каких-то причин вы серьезно разрядили батарею, для продления срока ее службы желательно в ближайшее время полностью ее зарядить устройством постоянного тока.

Аккумуляторы современных машин часто запрятаны так, что снять их без инструмента проблематично

Как проверить аккумулятор?

Симптомы умирающей батареи известны. Обычно это вялая работа стартера, притухающие приборы, низкое напряжение. Однако не нужно путать два явления: недозаряженную батареи и близкую к своей кончине.

Тестер выдал негативное заключение, но тщательная проверка аккумулятора показала, что его можно реанимировать и отложить замену как минимум на год

Например, часто рекомендации заменить аккумулятор выдают дилеры для сравнительно новых машин, прилагая распечатку со специального тестера. Но показания тестера не всегда правильно интерпретируются: если батарея разряжена, прибор может выдать негативное заключение, когда достаточно зарядить.

Для детальной проверки существует более точные тестеры, которые проверяют батарею под нагрузкой.

Тест под нагрузкой показал, что батарея способно поддерживать напряжение выше 9В — это считается нормальным, а значит, аккумулятор можно оживить.

Для полноты картины желательно изучить электролит. Специальным пробником его поднимают со дна секции и оценивают цвет: если началось разрушение электродов, жидкость приобретет бурые и темные оттенки. Кроме того, измеряют плотность — один из наиболее значимых параметров электролита. Зачастую батарею не нужно выбрасывать: достаточно долить воды и зарядить ее полностью. Серная кислота, напомним, в процессе работы не теряется.

Измерение плотности электролита и его цвета позволяет оценить состояние аккумулятора

Что такое необслуживаемые аккумуляторы?

Большая часть современных батарей относится к малообслуживаемым и необслуживаемым. Определить тип можно по буквенному обозначению в индексе: N – с нормальным расходом воды (встречаются редко), L – малым, VL – очень малым, VRLA – с малым расходом воды и регулирующим клапаном.

В обозначении аккумулятора видим индекс VL (показан стрелкой), на самой батареи — надпись «Необслуживаемая». Тем не менее, пробки для проверки электролита есть Часто пробки прячутся под планкой или этикеткой Открутить их можно специальным ключом или народными средствами Теперь можно проверить плотность электролита

Например, популярные батареи с индексом VL при нормальной эксплуатации на исправной машине не должны требовать долива воды в течение срока службы. В случае форс-мажоров, например, зарядкой слишком высоким напряжением, выкипание воды может ускориться, что потребует ее пополнения. Многие батареи, даже с индексом VL, имеют пробки для контроля электролита, что на самом деле удобно.

Данная батарея не имеет пробок для проверки и долива электролита

А у этой пробки скрыты декоративной планкой

Но есть отдельные модели и целые типы аккумуляторов (например, GEL или AGM), в которых пробок нет, поэтому за их состоянием нужно следить более тщательно — восстановить их работоспособность за счет пополнения или замены электролита уже не удастся.

Являются ли аккумуляторы взаимозаменяемыми?

К сожалению, стартерные батареи — это почти индпошив: габариты, способ крепление, расположение и форма клемм должны соответствовать вашему автомобилю. Для каждой конкретной модели есть ассортимент подходящих аккумуляторов, но взять любой не получится.

Пример аккумуляторов одной емкости, но разных размеров: под конкретный автомобиль нужно выбирать свой типоразмер. Есть специальные обозначения батарей, которые отражают их размеры и конфигурацию, но проще всего уточнить этот вопрос у продавцов Отличаться могут и клеммы: на снимке показаны толстые и тонкие. Это далеко не все виды, например, есть клеммы под болтовое крепление. Некоторые корейские автомобили требуют такую вот пяту для крепления батареи. В принципе, ее можно заменить специальным кронштейном.

Какие типы батарей бывают?

Все автомобильные батареи являются свинцово-кислотными: электроды выполнены из свинцового сплава, электролитом является раствор серной кислоты.

Технология Ca/Ca снижает расход воды

Чтобы уменьшит расход воды и сделать батарею мало- или необслуживаемой, используются электроды из сплава свинца и кальция. Если «кальциевый» электрод один, батарею часто называют гибридной или обозначают Ca+. Второй электрод в этом случае имеем добавление сурьмы. Это хороший и недорогой вариант для владельца, которой немного понимает в технике и готов периодически проверять состояние батареи.

«Чисто кальциевые» батареи имеют еще меньший расход воды, низкий саморазряд, но чувствительны к исправности электрооборудования машины и не любят глубоких разрядов.

Аккумулятор выполнен по технологии EFB. Отдельно отмечена его применимость для автомобилей с системой старт-стоп, но это не означает, что его нельзя установить на обычную машину

В аккумуляторах типа EFB используются рафинированные компоненты, что обеспечивает высокие показатели, но и требуют исправности автомобиля.

Аккумуляторы по технологии GEL или AGM имеют электролит не в жидком состоянии, а в «промежуточном»: в первом случае он загущен до геля, во втором впитан в стекловолоконную «губку». Обычно они дороги, но обеспечивают хорошие показатели, длительный ресурс и необслуживаемость.

Читайте также:  Вездеход Витязь, технические характеристики, видео как ездит по бездорожью

Как выбрать аккумулятор по цене?

Для каждого автомобиля предлагается целый ассортимент аккумуляторов, цена которых отличается в разы. Очень дешевые батареи (дешевле 3000 рублей, если рассматривать емкость 55 А*ч) хоть и имеют порой заманчивые характеристики, редко поддерживают их длительное время. Такие батареи если и берут, то перед продажей машины.

Покупая слишком дешевый аккумулятор, будьте готовы к тому, что его ресурс и параметры могут оказаться ниже, чем у среднеценовых изделий со сравнимыми характеристиками

Дорогие аккумуляторы по технологиям GEL и AGM чаще используют в недешевых иномарках, особенно с системами «Старт-Стоп» , которые повышают требования к ресурсу батареи и ее параметрам. Можно разориться и установить такой аккумулятор на среднеценовой автомобиль, другое дело, особенной необходимости в этом нет. Например, если автомобиль не заводится в силу неисправности электрообрудования или топливной системы, установка дорогого аккумулятора лишь замаскирует проблему, а в итоге, скорее всего, аккумулятор быстро потеряет свойства. Если же машина исправна, обычно достаточно батареи, сопоставимой по параметрам с родной.

Разумная цена аккумулятора емкостью 55-60 А*ч для среднестатистической машины составляет 3500-6000 рублей.

Емкость — один из самых раскрученных параметров батареи. В данном случае она прописана в явном виде и составляет 60 А*ч. Глазок-индикатор позволяет определить степень заряженности батареи, но точность такой «диагностики» в морозы невысока

Нужна ли повышенная емкость батареи?

Емкость батарей измеряется в ампер-часах и показывает запас энергии, который батарея способна запасти. Для среднестатистических автомобилей этот параметр как правило находится в диапазоне 50-80 А*ч.

В некоторых обозначениях аккумуляторов емкость зашифровывают, приплюсовывая к ней 500. Число 560 в данном случае обозначает емкость 60 А*ч. На ряде японских батарей емкость отмечена в неявном виде

При подборе батареи емкость не обязательно выдерживать строго, и зачастую есть соблазн установить аккумулятор большей емкости. Стоит ли? Противопоказаний к этому нет, однако более емкая батарея не облегчит запуск, если проблема, например, в плохих свечах или загрязненных форсунках. Да, аккумулятор позволит сделать больше число попыток пуска, но для батареи экстремально долгие запуски не полезны.

— Выбрать батарею большей емкости можно ради другого, — считает Владимир Япринцев. — При прочих равных у нее больше пусковые токи, а они очень сильно влияют на холодный старт двигателя.

Почему важен пусковой ток?

Если емкость батареи — это запас энергии, то пусковой ток отражает способность аккумулятора эту энергию отдавать, причем именно в мороз.

Очень важный параметр: ток холодной прокрутки. В данном случае он составляет 550А по стандарту EN. Испытания проводятся при -18 градусах Цельсия.

Стандартов измерения пускового тока несколько: наиболее популярным у продаваемых в России батарей является EN (ему соответствует ГОСТ Р 53165-2008 ). У стандарта DIN условия тестирования жестче, поэтому значение пускового тока ниже. Есть еще американский стандарт SAE/CCA, где условия самые либеральные, поэтому и значения пускового тока выше. При сравнении двух батарей убедитесь, что их пусковые токи оценивались в рамках одного стандарта.

Премиум-батарея с пусковым током 815 А (EN). Обратите внимание, что как таковая емкость у нее отнюдь не рекорда — всего 50 А*ч. Тем не менее, такой аккумулятор хорошо подходит для холодных пусков

— Выбрать батарею с большим пусковым током, в принципе, разумно для тех, кто часто запускает автомобиль в сильный мороз, — объясняет Владимир Япринцев. — Если говорить обывательским языком, стартер будет бодрее крутить мотор, пуск произойдет раньше, расход энергии аккумулятором снизится, меньше будут риски разрядить его.

Но и переплачивать за дорогущую батарею с колоссальными пусковыми токами необходимости нет: в конце концов, качество пуска зависит от дюжины параметров (состояния двигателя, масла, режима езды и т. д.), и важнее, чтобы они были сбаланисированы.

У этого аккумулятора пусковой ток — 710 А, но по стандарту CCA (SAE), поэтому при переводе в стандарт EN получаем порядка 640А.

Нужно ли смотреть дату выпуска батареи?

Да, это не повредит. Хранение батареи перед продажей допустимо до 1 года, но при условии, что специалисты розничного центра поддерживаю ее заряд. В целом лучше покупать свежий аккумулятор, выпущенный в этом сезоне.

Нередко дату выпуска кодируют в таком вот виде, указывая неделю и смену цифрами, а год — литерами. Расшифровать дату можно с помощью сайта производителя или продавца-консультанта. Часто дата выбита на корпусе и плохо видна, но она должна быть обязательно

Вредят ли батарее затяжные пуски?

Да, глубокие разряды из-за трудных пусков не полезны для аккумулятора, и по уму требуют его последующей подзарядки от внешнего устройства постоянного тока.

В сильные холода специалисты не рекомендуют крутить стартер дольше 10 секунд без перерыва.

— Дело ведь не только в батарее, — говорит Владимир Япринцев. — Например, подшипник стартера — это как правило медная втулка, которая попросту может перегреться и износиться из-за попыток слишком долго крутить стартер. Очень многие люди приходят за новым аккумулятором потому, что в какой-то момент сдался стартер, закоротил и вывел из строя батарею. Поэтому правило такое: крутим 10 секунд, даем минуту на отдых. Потом снова. Если не запускается с 3-4 попытке, а температура не экстремальная, нужно искать причину.

Аккумулятор в смартфоне: почему он стареет?

Константин Иванов

Каждый из нас замечал, как велика разница между тем, как держит заряд новенький смартфон и как – аппарат, проживший год или больше. И если ваше устройство служит вам уже довольно долго, оно может не жить от одной зарядки и полного дня. Почему так происходит?

Аккумулятор: как это работает?

Никакой магии здесь нет, только электричество. Для того, чтобы понять, почему теперь вам чаще требуется заряжать смартфон, вначале надо в самых общих чертах разобраться, как вообще работает аккумулятор.

Электричество, как и любая энергия – это не то, что можно просто взять и создать. То, что мы называем «производить электричество», это всего лишь перевод одного вида энергии в другой. В аккумуляторе используется химическая реакция, чтобы создать электрический заряд, который со временем может быть измерен. Для создания этого заряда могут использоваться различные материалы, и они дадут различный результат. В наших смартфонах используются аккумуляторы на основе лития, поскольку они производят достаточно энергии при приемлемой стоимости.

Внутри аккумулятора смартфона вы найдете три важных для нашего разговора компонента. Это отрицательный электрод (называется анодом и обычно делается из графита), положительный электрод (называется катодом и сделан из сплава лития и других металлов) и раствор электролита. Реакция, которая происходит с участием этих трех компонентов, проста в своей основе и позволяет использовать их для накопления энергии. Когда вы заряжаете электроды (в процессе использования зарядного устройства), ионы лития получают положительный заряд и притягиваются к отрицательно заряженному электроду. Когда вы снимаете смартфон с заряда, эти ионы лития начинают терять свой положительный заряд и перестают притягиваться к отрицательно заряженному электроду. Чем дольше вы тратите энергию заряженной батареи, тем больше увеличивается количество ионов лития, которые лишены заряда. Так происходит до момента, когда заряженных ионов не остается в количестве, достаточном для того, чтобы аккумулятор выдавал хоть какую-то энергию, и тогда он оказывается разряженным. Затем мы снова ставим смартфон на зарядку, и цикл повторяется.

Читайте также:  BMW РОЛЬФ-Премиум Химки; – Химки – Автосервисы

«Цикл» здесь является очень важным понятием. Аккумуляторы создаются для того, чтобы сохранять энергию, и измерить срок их службы в единицах времени очень сложно. Например, у вас батарея прослужит два года, а у кого-то – всего полгода, потому что она будет по-разному использоваться. Так что мы можем только предполагать, сколько проживет аккумулятор, а срок этот будет измеряться в циклах заряда. Обычный аккумулятор в смартфоне разработан так, чтобы выдержать около 500 – 600 циклов (цикл определяется как заряд полностью разряженного аккумулятора до 100% и затем разряд его до нуля). Заряд наполовину рязряженного аккумулятора, а потом разряд его до 50% — это неполный цикл, вот почему вам рекомендуют заряжать смартфон до того, как он разрядится в ноль, а также не советуют пытаться одурачить систему таким образом и отодвинуть наступление того самого, 500-го цикла. Конечно, это так не работает, поскольку ваш аккумулятор не ведет подсчет циклов заряда. Пять сотен – это приблизительная оценка.

Однако срок службы может измеряться в циклах, принимая во внимание то, что происходит, когда вы заряжаете батарею, и то, как это влияет на последующие циклы заряда, количество энергии, которое аккумулятор может накопить, и возможное напряжение.

Заклятые враги – окисление и энергоэффективность

Электромобили – уже реальность, а аккумуляторы, которые в них используются, безумно дороги. Поэтому проводилось множество исследований на тему того, почему литий-ионные батареи деградируют со временем. Результаты применимы и к менее дорогим (но все же недешевым!) батареям наших смартфонов. И виной всему химические изменения, которые происходят во время зарядки.

Итак, мы знаем, что при заряде аккумулятора ионы лития получают положительный заряд и притягиваются к отрицательному электроду. По мере того, как притягивается все больше и больше заряженных ионов, увеличивается разность потенциала между положительным и отрицательным электродом, известная как напряжение. Когда она достигает определенного значения, аккумулятор считается полностью заряженным. Когда аккумулятор разряжается, происходит противоположный процесс: разность потенциала уменьшается, пока не достигнет нуля, поскольку на отрицательном электроде больше не остается положительно заряженных ионов. Но это не означает, что отрицательный электрод остается таким же, каким был до начала процесса.

Электроды окисляются. Точно так же вода и воздух заставляют железо ржаветь. Литий, графит и соли электролита заставляют электрод окисляться. Когда каждый положительно заряженный ион отделяется от анода, он оставляет после себя микроскопический слой частиц, который химически соединен с графитовым анодом. Это частички, состоящие из атомов оксида лития и карбоната лития, ни у одного из этих веществ нет таких же химических или электрических свойств, что у графита. Этот слой мешает во время цикла заряда/разряда, меняя разность потенциала (напряжение) и количество заряженных ионов, которые способен привлечь электрод. Очевидно, изменения будут заметными. Если вы продолжите использовать аккумулятор и заряжать его, как вы обычно это делаете, наступит момент, когда он не сможет накопить достаточно энергии, чтобы включить ваш смартфон.

Различные виды сплавов лития, как и различные соли, которые используются в растворе электролита, оказывают влияние на то, насколько много таких частичек остается на электроде, но материалы, которые обеспечивают более чистый цикл, необязательно являются самыми лучшими, поскольку они не могут обеспечить достаточного накопления энергии. В смартфонах нам требуются аккумуляторы с большой емкостью и малым расходом энергии, поскольку они безопаснее, чем более мощные батареи, и стоят меньше, а нам требуется, чтобы они обеспечивали энергией наши устройства как можно дольше. В электрическом транспорте можно использовать очень емкие и очень мощные аккумуляторы, поскольку они защищены прочным корпусом, с меньшей вероятностью будут повреждены, а машине между зарядками потребуется проехать большое расстояние. Однако стоимость замены аккумулятора для автомобиля Tesla модели S – $12 000. Частично причина такой цены кроется в стоимости материалов, которые требуются для изготовления литий-никель-кобальт-алюминий-оксидного аккумулятора, в отличие от обычного литий-кобальтового аккумулятора в смартфоне, который не рассчитан на такое же количество циклов.

Напряжение имеет значение

Один из важнейших факторов, влияющих на количество циклов, которые может проработать литий-ионный аккумулятор, это его напряжение. Телефоны и автомобили – не единственная область применения литиевых батарей, в США в 2015 Департамент энергетики потратил много времени и средств, чтобы разобраться, чем связаны проблемы и как их решить – ведь в спутниках используются аккумуляторы на основе лития и солнечные элементы. И помимо конструкции аккумулятора, негативным фактором, влияющим на срок службы, оказалось номинальное напряжение заряда и номинальное напряжение самого аккумулятора.

Химический процесс, благодаря которому работает литиевый аккумулятор, приводит к деградации анода, как говорилось выше. Но если вы заряжаете аккумулятор под напряжением более 3.9 В, похожая деградация происходит и с катодом, что наполовину сокращает срок службы аккумулятора. Напряжение заряда и напряжение аккумулятора по сути являются одним и тем же, поскольку возбуждаются все компоненты батареи, а кроме того, зарядка вызывает нагревание, и чем больше напряжение заряда, тем больше будет нагрев. Нагревание, которое происходит, когда возбуждающее аккумулятор напряжение превышает 3.9 В, усиливает деградацию катода.

Другими словами, напряжение, которое требуется для современного телефона, чтобы быстро зарядить его батарею, делает проблему нерешаемой. Это видно любому, кто использует дрель на батарейках. 12 или 14-вольтовые батарейки в инструменте даже близко не живут столько же, сколько те, что используются в наших телефонах. Они имеют большее напряжение, заряжаются под большим напряжением, они намного горячее и заметно портятся всего лишь через несколько циклов. Это те же самые простые аккумуляторы на основе лития, как и в телефоне, поскольку если использовать материалы, как в батареях Tesla S, это будет слишком дорого, и долго они не прослужат. К счастью, большая часть материалов идет в переработку, и мы не тонем в батареях от электроинструмента, в которых литий стоит дороже золота.

Хорошая новость: компании, которые производят литиевые аккумуляторы, стараются улучшить ситуацию. Тот, кому удастся создать батарею, которая сможет служить заметно дольше, заработает много денег. А нам остается только заряжать наши телефоны тогда, когда они в этом нуждаются, и понимать, что нет никакого заговора производителей аккумуляторов с целью заставить нас чаще покупать новые устройства.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector