Аккумулятор разрядился в ноль что делать: Можно ли восстановить аккумулятор автомобиля своими руками (личный опыт)

Содержание

Можно ли восстановить аккумулятор автомобиля своими руками (личный опыт)

Поговорим: можно ли восстановить аккумулятор автомобиля, если он полностью разрядился. Стоит ли в данной ситуации покупать новый или можно продолжать эксплуатировать старую батарею. Личный опыт.

Что делать со старым АКБ

Если аккумулятор автомобиля разрядился, например из-за не выключенных фар, то его можно восстановить. Достаточно пустить машину от внешнего источника, т.е. прикурить от другого автомобиля и проехать какое-то расстояние.

Если дело происходит не зимой, то аккумулятор при периодических поездках вернет свой заряд. Лучше всего он восстанавливается при езде по трассе и минимум включенных потребителей энергии. При езде по городу с частыми остановками и короткими поездками — заряд восстанавливается медленно. А если дело происходит зимой — может не до конца зарядиться.

Эксплуатация частично разряженного аккумулятора летом не сулит неприятностей. Во время движения он заряжается, а за ночь не успевает разрядиться. Хотя, если его проверить на работоспособность, то уровень заряда окажется меньше 50%.

Другое дело, эксплуатация машины зимой, когда аккумулятор быстро разряжается. С наступлением морозов он может полностью разрядится. В данной ситуации, большинство автолюбителей предпочтёт покупку новой батареи, но существует другое решение проблемы.

Личный опыт

Из личного опыта было приобретено зарядное устройство и предпринята попытка восстановить старый АКБ, разряженный до нуля. Батарея поставлена на ночь заряжаться, а утром зарядка составляла сто процентов — горела индикация полной зарядки (зеленая лампочка на крышке).

Заново заряженный аккумулятор справился с работой. За зиму он ни разу не «сел», причем машина ночевала под открытым небом, когда температура доходила до -30. Даже после недельной стоянки, он не разряжался. Это при том, что в предыдущую зиму, разряжался после двух дней простоя на морозе и ему был вынесен вердикт «на замену».

Если аккумулятор автомобиля частично обслуживаемый — тут проще. Нужно с помощью ареометра (прибора для измерения плотности) проверить уровень «дистилята» и сравнить его уровень с минимальным. По мере необходимости, залить в него дистиллированную воду. Обычную категорически запрещено заливать. Далее ставим на стационарную зарядку и после проверяем на работоспособность.

Другой вариант — отдать аккумулятор на зарядку в специальный сервис. В чём отличия? Разница — в мощном оборудовании, которое в зависимости от состояния батареи обеспечит любой теоретически возможный режим заряда, например определенным током или при определенном напряжении. В идеале процесс должен быть комбинированным, сочетая оба режима. Поэтому предпочтительней отдать аккумулятор на зарядку в специальные фирмы.

Подведём итог. Если аккумулятор полностью разрядился до нуля, не спешите его выбрасывать — сначала попробуйте зарядить (в домашних условиях или в сервисе) и после проверить. Возможно, его можно восстановить.

Аккумулятор разрядился и не заряжается. Что делать?

Аккумулятор разрядился и не заряжается. Что делать?

С таким вопросом сталкиваются многие люди, которые так или иначе используют аккумуляторные батареи. Конечно, однозначно на этот вопрос можно ответить только после проведения тщательно диагностики АКБ специалистами, но кое-что можно сделать и самостоятельно не используя сложные дорогостоящие диагностические устройства.

Частой причиной того, что аккумулятор разрядился и не заряжается, является даже не сам аккумулятор, а зарядное устройство, которым пытаются его зарядить и вот в чем тут дело:

Определить наличие АКБ, зарядное устройство может только по наличию напряжения между клеммами. Более того, это напряжение должно быть выше определенной границы. Уровень этого минимального порога у разных зарядок различный и как правило может начинаться от 9-10В. Таким образом, если напряжение между клеммами АКБ ниже этих 9-10 Вольт, зарядное устройство его просто не увидит, поэтому и не начнет заряд.

Что же делать в такой ситуации?

Наиболее очевидный вариант оживления АКБ, это найти зарядное устройство без подобных защит – как правило это самые дешевые зарядные устройства, которые просто создают напряжение между клеммами на акб 14.5 Вольт и начинают накачивать ток. Однако тут нужно быть очень внимательным, поскольку если начать заряжать глубоко разряженный аккумулятор сразу большим током, это может его окончательно убить. Поэтому начинать оживление аккумулятора нужно с малых токов существенно меньше обычного зарядного тока, который составляет 1/10С (1/10 емкости акб). Так например аккумулятор в 60Ач, можно начать оживлять током в 1-2А.

Итак порядок следующий:

· Для начала нужно обычным вольтметром замерить напряжение между клеммами АКБ – это даст нам понимание текущего состояния АКБ.

· Далее через небольшие промежутки времени 10-15 минут нужно отключать зарядное устройство и проверять меняется ли напряжение на АКБ. Если напряжение увеличивается, значит заряд идет. Таким образом, мы постепенно поднимаем напряжение до уровня 9-10 Вольт

· Дальше можем подключить уже любое другое, более эффективное зарядное устройство, которое уже и выполнит окончательный заряд.

Что делать если у вас нет самого простого зарядного устройства?

Выход есть. Нужно параллельно к нашему «больному» аккумулятору, подключить «здоровый».

Напоминаем, какие бывают типы подключения АКБ, вы можете посмотреть ТУТ.

После того как мы соединили «Плюсы» и «Минусы» двух аккумуляторов, зарядное устройство гарантированно увидит эти аккумуляторы при подключении.

Дальше как и в предыдущем варианте, нужно небольшими токами давать заряд на соединенные аккумуляторы и периодически проверять напряжение на «больном» АКБ, пока оно не поднимется до того уровня, чтобы зарядное устройство могло увидеть его отдельно от «здорового».

ВАЖНО! При данном способе нужно внимательно следить, чтобы во время заряда соединенных аккумуляторов, «здоровый» АКБ не грелся – т.к. при таком способе есть риск его закипания. Если вы почувствуете рукой, что один из аккумуляторов нагрелся так, что обжигает руку, необходимо прекратить процедуру и все же обратиться к специалистам.

Конечно, глубокие разряды вредны для аккумуляторов, но как показывает практика, после такой процедуры оживления, аккумуляторы могут служить еще достаточно долго, потому, что не всегда успевают пройти необратимые процессы, из-за которых срок службы АКБ сокращается.

И, напоследок, некоторые причины, из-за чего может произойти такой глубокий разряд:

1) Банально, но самая популярная причина, что подключили малую нагрузку, например светодиодную ленту, и забыли отключить.

2) Некоторые ИБП и инверторы имеют собственное потребление, и, в отсутствии внешнего питания и подключенных потребителей, могут достаточно глубоко разряжать АКБ не отключаясь автоматически. Как правило, современные ИБП имеют защиту от глубокого разряда АКБ, и при низком уровне заряда они отключаются, но все же такая причина не редкая.

3) Токи утечки – это потери энергии, которые могут произойти из-за неправильного заземления, загрязненных клемм, особенностей приборов подключенных к АКБ. Даже маленькая потеря в 1-2Вт, может за некоторое время разрядить аккумулятор практически до нуля.

Если у вас остались вопросы или вы хотите подобрать оборудование так, чтобы не сталкиваться с подобными проблемами – обращайтесь к нашим специалистам. Мы будем рады вам помочь!

Что делать, если сел аккумулятор :: Autonews

Если аккумулятор сел, то машину оживить все еще можно: есть несколько проверенных способов завести мотор, но не стоит забывать о нюансах. Во-первых, не все из них удобны. Во-вторых, не все подходят для машин с любым типом коробки передач. Конечно, больше всего шансов оживить машину с «механикой» и передним приводом. Рассмотрим все варианты, как запустить двигатель, когда аккумулятор уже не подает признаков жизни.

«Прикурить» от донора

Самый надежный способ оживить автомобиль с разрядившимся аккумулятором — использовать энергию исправной машины. Для этого второй автомобиль нужно поставить рядом (прямо «бампер в бампер»), открыть капоты и соединить проводами батареи двух машин. Не ошибитесь!

Правильный порядок действий:

1) Заглушить двигатель донора и выключить зажигание.

2) Красный провод присоединить сначала к положительной клемме донора, потом — к разряженной АКБ.

3) Один конец черного провода подключить к «массе» своего автомобиля (например, к блоку цилиндров двигателя или кузову), а второй — к отрицательной клемме донора.

4) Можно заводить. После запуска нужно отключить провода строго в обратной последовательности — такой порядок уменьшит вероятность короткого замыкания при неаккуратном обращении с проводами.

Фото: Global Look Press

Толкнуть или завести на буксире

Оба варианта подходят только для машин с механической коробкой и основаны на принципе проворачивания двигателя от колес. Все, что нужно — это второй исправный автомобиль и крепкий трос, но для разгона вполне хватит и двух взрослых людей.

Порядок действий такой:

1) Соединить две машины буксировочным тросом, включить зажигание, выжать сцепление и включить третью передачу, не отпуская сцепления.

2) Водитель буксира должен натянуть трос, плавно тронуться с места и разогнать машины до скорости около 20 км/ч.

3) Водитель буксируемого автомобиля должен плавно отпустить сцепление и в случае успешного запуска подать сигнал ведущему для остановки.

Примерно те же правила действуют и в случае с помощниками, но скорость будет ниже, поэтому может понадобиться несколько попыток.

Воспользоваться веревкой или тросом

Передне- или заднеприводную машину с механической коробкой можно завести еще одним экзотическим способом, полагаясь на силу одного человека. Для этого понадобится длинный плоский трос и домкрат.

Порядок действий:

1) Необходимо зафиксировать машину стояночным тормозом, поднять ее домкратом со стороны одного из двух ведущих колес и вывернуть колеса в сторону.

2) Нужно намотать трос на колесо так, чтобы, потянув трос на себя, заставить колесо вращаться против часовой стрелки.

3) Поставить автомобиль на третью передачу, включить зажигание и резким движением попытаться с помощью троса раскрутить колесо.

4) Если двигатель получится запустить, колесо станет вращаться само по себе, и нужно будет сразу включить нейтральную передачу. Межосевой дифференциал передаст весь крутящий момент на висящее в воздухе колесо, что предотвратит самопроизвольное движение машины.

Использовать пуско-зарядное устройство или бустер

Пуско-зарядные устройства бывают разных типов: от больших промышленных до компактных карманных бустеров. Самые мощные варианты подключаются к электросети, но могут работать и совершенно автономно. Достаточно подключить клеммы устройства к аккумулятору, включить зажигание и запустить двигатель.

Карманный бустер работает так же, как запасной аккумулятор для мобильного телефона, и заряжать его нужно заранее. Такое устройство выдает высокий ток, но надолго его заряда не хватит, поэтому помочь оно может только в тех случаях, когда машина исправна, а на запуск мотора не хватает совсем немного. Кроме того, бустеры не всегда могут помочь с пуском двигателей большого объема и дизелей. Пользоваться им так же просто: нужно подключить «крокодилы» бустера к клеммам аккумулятора, включить зажигание и завести двигатель.

Фото: Global Look Press

Использовать мощное зарядное устройство

Помните огромные гаражные устройства для зарядки аккумуляторов? Такой агрегат может помочь, но есть один нюанс: быстро зарядить аккумулятор он не сможет, но за сравнительно небольшой срок сможет передать достаточно энергии для успешного запуска.

Главное, что нужно будет сделать, — установить на зарядном устройстве высокую силу тока до 10% емкости аккумулятора. Например, АКБ емкостью 55 ампер-часов нужно заряжать током в 5,5 ампера. В таких условиях батарея автомобиля подзарядится всего за 15 минут.

Важно! Заряжать аккумулятор нужно, отсоединив его от бортовой сети автомобиля. Кроме того, такой способ подзарядки негативно влияет на продолжительность жизни батареи.

Использовать аккумулятор от шуруповерта

Есть и более нестандартные способы запуска мотора. Например, если батарея шуруповерта или другого инструмента имеет напряжение больше 12 вольт, ее тоже можно использовать для помощи.

Действовать нужно так:

1) Подключить к клеммам батареи провода либо изготовить из подручных материалов переходник для стандартных проводов.

2) Большой пусковой ток такая батарея обеспечить не в силах, но за несколько минут она сможет немного пополнить заряд автомобильного аккумулятора.

3) Через 15-20 минут попробуйте запустить мотор.

Фото: drive2.ru / ALEXXXANT

Согреть аккумулятор водой

Слышали советы, что аккумулятор перед запуском нужно прогревать кратковременным включением дальнего света фар? Так вот это не более чем байка. Но можно прогреть аккумулятор в домашних условиях — это дает заметный эффект в холодное время года.

Батарею придется снять, отнести домой, поставить в ванную или глубокий таз, который нужно наполнить горячей водой до уровня верхней крышки АКБ. Через 15 минут батарея станет теплой, а через полчаса прогрева даже почти разряженный аккумулятор сможет дать достаточно тока для запуска двигателя.

Использовать алкоголь

Самый экзотический способ оживить севший аккумулятор связан с использованием спиртосодержащих жидкостей. Они заливаются в банки аккумулятора и вызывают химическую реакцию. С необслуживаемыми батареями этот способ не работает.

Лучше всего использовать сухое вино с невысокой концентрацией спирта и отсутствием сахара. Более крепкий алкоголь придется разбавить. В каждый блок батареи заливается по 30 мл вина. Химическая реакция понизит внутреннее сопротивление АКБ, напряжение батареи станет выше, и у автомобилиста появится шанс запустить двигатель. Увы, после этой процедуры аккумулятор придется выбросить.

Что делать: смартфон разрядился и не заряжается

Запомните: никогда не разряжайте в ноль современные гаджеты. В принципе, в этом нет ничего опасного. Опасен глубокий разряд, в который могут войти литийионные и литийполимерные аккумуляторы. И это не смертельно, но оживить такой гаджет не так просто. Мне пока не удалось (удалось с помощью перепрошивки).

Полгода назад нам надо было доехать до ночлега где-то в Крыму. В качестве навигатора я использовал смартфон Highscreen Power Five EVO. Я подключил его к бортовой сети автомобиля, но смартфон разряжался быстрее, чем заряжался. Наконец, он выключился и отказался заряжаться. Даже от родного зарядного устройства. К счастью, после того, как телефон полежал два дня, он начал снова начал заряжаться.

На днях смартфон разрядился при таких же обстоятельствах. Теперь он лежит передо мной и отказывается заряжаться. Я перепробывал два разных зарядника, четыре кабеля. Пытался заряжать от компьютера. Все тщетно. Оставлял на зарядке на ночь — безуспешно.

В современных гаджетах есть защита от глубого разряда: при достижении какого-то минимального порога устройство автоматически отключается. Поэтому в принципе можно спокойно доводить телефон или планшет до нуля процентов. Он выключится сам, оставив необходимый заряд. Но в моем случае он не мог отключиться, так как продолжал заряжаться. Из-за того, что ток заряда был меньше тока разряда, аккумулятор смартфона ушел в глубокий разряд. Где и пребывает по сей день. Контроллер заряда, похоже, отключил цепь питания и не дает заряжаться.

Если у вас съемный аккумулятор, можно вытащить его из смартфона, подключить смартфон к зарядке и минут через 10-15 вставить батарею. Зарядка должна начаться. Можно зарядить аккумулятор отдельно с помощью «лягушки». Можно попробовать приложить два провода к клеммам аккумулятора для прямого заряда и подать 3,7-4,2 В (если не знаете, как это делать, сами не пробуйте). Вам нужно зарядить батарею всего на 5-10%, а потом заряжать ее привычным образом

Увы, в Highscreen Power Five EVO аккумулятор несъемный. Его можно вытащить, но классических клемм тут нет — питание подается с помощью тонкого шлейфа. Сам я, похоже, с этим не справлюсь. Придется обращаться к специалистам. Была бы обычная съемная батарея, попробовал бы зарядить с помощью «лягушки» (универсального зарядного устройства).

Как оказалось, ожививить смартфон удалось с помощью перепрошивки.

По каким причинам может разрядиться автомобильный аккумулятор

В этом разделе мы собрали ответы на самые популярные вопросы о непонятной разрядке АКБ.

Почему аккумулятор теряет заряд?

С наступлением морозов аккумулятор просто умер – всего через 2-3 дня простоя машины. После полной зарядки прошло ещё три дня, и снова заряд на нуле. Автомобилем в это время не пользовался вообще, поэтому не думаю, что дело в генераторе. Решил, что проблема в АКБ: поменял батарею, и снова – три дня, аккумулятор в нуле. Ни горящих лампочек, ни забытых фар – никаких потребителей энергии. Почему так происходит?

Ответ:

Судя по описанию, дело в системе электрооборудования – вероятно, где-то есть утечка. Нужно проверить систему при помощи амперметра (величина тока от 10 A). На время тестирования отключите всю электрику и всё освещение в автомобиле, не забудьте про сигнализацию.

Если электрооборудование в порядке, амперметр покажет ток на уровне 20-30 мА (конкретные значения зависят от особенностей схемы электрики Вашего автомобиля). Эти токи являются нормой и на состояние АКБ не влияют, даже если машина бездействует 1-2 месяца. Если в машине есть дополнительная электроника – например, бортовой компьютера – потребление может вырасти до 50 мА, тогда машину лучше не оставлять без дела больше чем на 3 недели летом или 10 дней зимой. Иначе АКБ может разрядиться до уровня, когда заряда на старт двигателя после простоя не хватит.

Если видите ток выше 50 мА, явно есть утечка, обратитесь в сервис.

Почему на заведённом автомобиле сел аккумулятор?

Поехали на дачу и попали в длительную пробку. Было очень жарко, включили кондиционирование, ещё магнитола работала. Сам автомобиль почти не двигался, всё время стоял на «D». 5 часов так «простояли», потом притормозил у магазина – и не смог завестись. Как только прикурили, стартовал без проблем. В чём дело, из-за чего аккум сдох?

Ответ:

В описанной ситуации разрядка аккумулятора – это норма. Генератор способен зарядить АКБ только при работе двигателя на высоких или средних оборотах, а для использованных вами приборов средние нагрузки выглядят так:

Кондиционер расходует 24 A;
Ближний свет фар – 9 A;
Магнитола – 3 A.

Всего за 5 часов всё перечисленное «съело» 180 Aч. А ведь ещё работали свечи и другое электрическое оборудование машины. Генератор в режиме пробки с нагрузкой не справился, и компенсировать нехватку энергии пришлось за счёт АКБ, поэтому она и разрядилась.

Что будет с АКБ при долговременном разряде (срок – от месяца). И как реанимировать батарею?

Ответ:

Любые свинцово-кислотные АКБ очень негативно относятся к глубоким разрядам (до 30% ёмкости и менее). При возникновении подобной ситуации настоятельно рекомендуем как можно быстрее поставить батарею на зарядку.

При глубоком разряде активная масса АКБ превращается в диэлектрик PbSО4 – это белый сульфат свинца. В случае, если аккумулятор находится в разряженном виде продолжительное время, кристаллы этого вещества растут в размерах и становятся более прочными, что провоцирует осыпание сульфатов. А потом – при зарядке АКБ в обыкновенном режиме – начнётся разогрев и, соответственно, активное газовыделение.

Чтобы избежать таких проблем, после глубокого разряда батарею заряжают слабым постоянным током – до тех пор, пока напряжение и плотность электролита не стабилизируются. Использование такого режима даёт возможность восстановить ёмкость АКБ до 80-90%. В случае, если разряженная АКБ простояла без нагрузки месяц, рекомендуем попробовать зарядку на протяжении нескольких дней с использованием тока 0.5-1A. И ни в коем случае не доливайте электролит или воду, если их уровень в норме (в пределах 15-20 миллиметров над верхним краем электродов).

Если заряжать в таком режиме, то через какое-то время во всех ячейках начнётся газовыделение – это значит, что АКБ зарядилась на 70-80%. И, к сожалению, даже в случае успешной подзарядки аккумулятор будет иметь достаточно низкие характеристики, которых для нормальной работы машины не хватит.

Батарея разрядилась в ноль и не заряжается

Что делать: смартфон разрядился и не заряжается

Подробности Категория: железо Опубликовано 27.04.2017 11:00 Автор: Зорыч Просмотров: 13593

Аккумулятор разрядился и не заряжается. Что делать?

Некоторые зарядные устройства имеют защиту, на случай того, если включить зарядное устройство и не подключить к нему аккумуляторную батарею для подзаряда. Поэтому чтобы зарядное устройство начало генерировать ток и направлять его для заряда, оно, это зарядное устройство, должно увидеть на своем выходе аккумулятор. Определить наличие АКБ, зарядное устройство может только по наличию напряжения между клеммами. Более того, это напряжение должно быть выше определенной границы. Уровень этого минимального порога у разных зарядок различный и как правило может начинаться от 9-10В. Таким образом, если напряжение между клеммами АКБ ниже этих 9-10 Вольт, зарядное устройство его просто не увидит, поэтому и не начнет заряд.

Что же делать в такой ситуации?

Итак порядок следующий:

Что делать если у вас нет самого простого зарядного устройства?

Выход есть. Нужно параллельно к нашему «больному» аккумулятору, подключить «здоровый».

Напоминаем, какие бывают типы подключения АКБ, вы можете посмотреть ТУТ.

После того как мы соединили «Плюсы» и «Минусы» двух аккумуляторов, зарядное устройство гарантированно увидит эти аккумуляторы при подключении. Дальше как и в предыдущем варианте, нужно небольшими токами давать заряд на соединенные аккумуляторы и периодически проверять напряжение на «больном» АКБ, пока оно не поднимется до того уровня, чтобы зарядное устройство могло увидеть его отдельно от «здорового».

И, напоследок, некоторые причины, из-за чего может произойти такой глубокий разряд:

За ночь смартфон совсем разрядился и теперь никак не начнет заряжаться.Как восстановить работу смартфона?

Автор публикации

Достижение получено 24.08.2018

Похожее:

Когда мне в руки попадает такой телефон тот, который, например, долгое время лежал разряженным, и он не заряжается ни в какую. Сестра принесла телефон, который провалялся разряженным более 4 лет. Я включил на зарядку на сутки, и он не зарядился. Тогда я решил проверить его свойства заряда. Я вытащил батарейку и подключил к штырям заряда тестер. Надо заметить, что там всегда три контакта, но реально для заряда всего два зуба крайних – один плюс, другой минус на этих контакты должны быть приблизительно 3,6 Вольта или чуть больше. Если напряжение нет, значит телефон неисправен. Однако на том телефоне было напряжение неисправен аккумулятор.

Литиевые аккумуляторы характерны тем что они очень боятся глубокого разряда и не важно где они находятся в телефоне планшете или в ноутбуке. Они могут разрядиться так, что потом не заряжается. Что в этом деле можно исправить? Нужно внешнее зарядное устройство. Обычно я беру любой зарядник 5 Вольт. Если этот зарядник ненужный, отрезаю у него гнездо зачищаю проводки и измеряю какой из них плюс, какой минус и на аккумуляторе тоже выясняю какой плюс, какой минус. На некоторых написано, на некоторых можно понять, прозвонишь что в моем телефоне корпус? Корпус естественно будет минус. Итак, мне известно какой плюс какой минус на телефоне, а на проводе я их пометил.

Я измеряю тестером напряжение на телефонном аккумуляторе. Если оно чуть больше 2 Вольт – это критическое напряжение при котором аккумулятор просто физически не может зарядиться. Тогда я аккуратно пальцами удерживаю проводки, подключаю их к аккумулятору и контролирую пальцами же тепло аккумулятора если он начинает сильно греться, то я быстро отключаю. Но обычно этого не происходит он немножко греется я его заряжаю минуты и 3 – 5 когда как. Зачем измерять тестером обычно напряжение достигает 3,1 вольта. Это вполне приемлемое напряжение.

Теперь вставив в телефон аккумулятор я радостно вскрикиваю, потому что телефон начинает включаться, но пишет: «аккумулятор разряжен», – но это уже не важно. Теперь остаётся подключить зарядку, и он начинает заряжаться. Таким образом я восстановил японский планшет который провалялся в какого-то парня, но никак не могу включиться и не заряжался. Ноутбучный аккумулятор, который также провалялся в коробке долгое время и не заряжался ни в какую.

А на телефонах, у меня телефонов валяется всяческих всевозможных девайсов более 10 штук, я тоже восстанавливал аккумуляторы, чтобы посмотреть, как они работают. Дух опознания двигал мной. На самом деле в сервис-центре для этой цели существует специальный зарядник с регулируемым напряжением. Они кстати продаются в магазинах и кому не жалко пару тысяч руб может приобрести его. Заряжать все аккумуляторы от пальчиковых до автомобильных. Некоторые зарядники именно такого свойства.

Но большинстве случаев как пишут выше просто телефон завис. Вчера работала сегодня не заряжается. Значит нужно вытащить из него батарейку подождать минут 20 пока все конденсаторы в телефоне разрядится, и он не сбросит всё даже дату. Вставить батарейку назад и попытаться его зарядить. В 99% случаях он будет заряжаться. Что делать если аккумулятор несъемный? Реально такого не бывает. Несъемных аккумуляторов не существует! Все аккумулятор съёмные. Просто некоторые сделаны так, что снятие его довольно затруднительно. Иногда для этого требуется выкручивать определенные винтики.

Но фактически если есть желание, любой аккумулятор можно извлечь из корпуса телефона или какого-нибудь хитрого ноутбука. Также его можно подзарядить внешним источником питания, и он будет работать. Если конечно он не угроблен окончательно.

Телефон Android полностью разрядился и не заряжается с 0

Сейчас мы рассмотрим причины почему ваш телефон Андроид полностью разрядился в 0 и не заряжается после этого (не включается). Зачастую, проблема кроется в нехватке мощности зарядного устройства (сам «кубик» или кабель). Но. есть и другие варианты, о которых ниже.

Данная статья подходит для всех брендов, выпускающих телефоны на Android 10/9/8/7: Samsung, HTC, Lenovo, LG, Sony, ZTE, Huawei, Meizu, Fly, Alcatel, Xiaomi, Nokia и прочие. Мы не несем ответственности за ваши действия.

Внимание! Вы можете задать свой вопрос специалисту в конце статьи.

Не хватает мощности

Ситуация следующая: телефон разрядился в 0 и не получается его «поднять» для рабочего состояния. Скорее всего не хватает мощности зарядного устройства. Можно попробовать подождать минут 5-10-15-30, но не во всех случаях это помогает.

У каждого аккумулятора есть рекомендуемая мощность тока в Амперах для зарядного устройства (ЗУ). Именно поэтому важно использовать оригинальное ЗУ. А если оригинального нет, то стараться подобрать схожее по характеристикам.

Если оригинальное зарядное устройство потеряли, то почитайте спецификацию в описании вашего телефона на каком-нибудь сайте-обзорнике и посмотрите какое по силе тока зарядное устройство рекомендуется использовать. Либо сходите в салон связи и попросите продавцов подобрать вам подходящее.

Когда «запустите» свой телефон, то можете можете воспользоваться бесплатной утилитой Ampere для диагностики. С ее помощью можно определить, поступает ли на телефон зарядка, а также там отображается сила тока. Данное приложение не функционирует с некоторыми моделями смартфонов.

Инструкция по использованию приложения Ampere:

Далее о проблемах, которые будут связаны с самим телефоном. В некоторых случаях может понадобиться помощь мастера по ремонту.

Читайте Телефон Android долго заряжается

Проблемы с аккумулятором

Износ

Телефон может перестать заряжаться из-за износа аккумулятора. При износе батарея теряет свою емкость, что может привести к вздутию и возгоранию устройства.

Проверить батарею можно визуально. Инструкция для съемного аккумулятора:

Стенки АКБ должны быть ровными без выпуклостей.
Контакты должны быть не окисленными.
Проверьте аккумулятор мультиметром. Если при 100% зарядке мультиметр демонстрирует менее 3.7 В, то АКБ начала изнашиваться. Если устройство показывает мене 2.7 В, необходимо срочно менять батарею.

Инструкция для несъемного аккумулятора:

Ощутимый нагрев телефона. Если мобильный девайс нагревается при использовании и при зарядке, то АКБ изношена.
Давление изнутри на крышку. Также некоторые устройства публикуют сообщения на экране, что батарея изношена.

Если вы обнаружили, что батарея на смартфоне изношена, ее необходимо заменить. Это решит проблемы с отсутствием зарядки в некоторых случаях.

Полная поломка батареи

После длительной разрядки аккумулятор вообще никак не реагирует на подключение к зарядке. Если вы постоянно используете телефон 2 – 3 года подряд, то ее емкость снижается, а зарядка длится очень долго.

Если батарея отработала свой ресурс и существенно потеряла емкость, то восстановить ее невозможно. Особенно если используются современные литиевые АКБ. Для решения проблемы нужно только заменить аккумулятор на новый.

Влага

Если ваш телефон Андроид не имеет сертификата IP68, то попадание влаги может отразиться на работе АКБ. Очень часто гаджет перестает заряжаться после этого, что говорит о наличии влаги внутри порта.

Первоочередные действия:

Также необходимо посмотреть на аккумулятор, есть ли на нем влага. Убираем с контактов чужеродные частицы, которые также в себе могут содержать влагу.

Пройдитесь зубочисткой по контактам телефона и батареи. Если контакты матовые, их следует зачистить.

Вздутие

Аккумулятор телефона может вздуться по следующим причинам:

В корпус девайса попала вода.
Заводской брак.
Падение телефона.
Использование неоригинального ЗУ.
Неисправная зарядка.
Износ аккумулятора.

Наиболее популярным способом решением проблемы является самостоятельная реабилитация АКБ. Для этого корпус батареи необходимо проткнуть для выхода газа. Этот метод очень опасный и может привести к замыканию пластин и взрыву АКБ с выбросом токсичных веществ.

В некоторых аккумуляторах имеются специальные разъемы, по которым выходит газ. С целью не навредить себе и гаджету можете обратиться к квалифицированным специалистам. В большинстве случаев после вздутия приходится заменить аккумулятор.

Советы для профилактики поломки аккумулятора

Если вы хотите избежать проблемы, когда телефон разрядился и не заряжается, стоит придерживаться таких инструкций:

Применяйте родное ЗУ, а не дешевые китайские аналоги.
Ни используйте телефон Андроид во время его зарядки. В этой ситуации вы посадите АКБ и можете повредить гнездо для штекера и шнур.
Когда вы не используете адаптер, вынимайте его из розетки. В противной ситуации он будет подвержен перепадам напряжения.
Ни пользуйтесь смартфоном на сильной жаре (пляж под прямыми лучами) и холоде (крайне низкие температуры на улице).

Профессионалы рекомендуют равномерно заряжать смартфон, его не нужно постоянно оставлять на зарядке. Также не нужно постоянно заряжать устройство на 100%. Почему, читайте в статьи Телефон Android долго заряжается

Методы разряда батареи

— Battery University

Узнайте, как определенные разрядные нагрузки сокращают срок службы батареи.

Назначение батареи — накапливать энергию и высвобождать ее в желаемое время. В этом разделе исследуется разряд при различных скоростях C и оценивается глубина разрядки, на которую батарея может безопасно перейти. В документе также наблюдаются различные сигнатуры разряда и исследуется время автономной работы при различных схемах загрузки.

Электрохимическая батарея имеет преимущество перед другими устройствами накопления энергии в том, что энергия остается высокой в течение большей части заряда, а затем быстро падает по мере истощения заряда.Суперконденсатор имеет линейный разряд, а сжатый воздух и маховик накопителя являются противоположностью батареи, поскольку вначале выдают самую высокую мощность. На рисунках 1, 2 и 3 показаны смоделированные разрядные характеристики накопленной энергии.

Большинство перезаряжаемых аккумуляторов могут быть кратковременно перезаряжены, но это должно быть непродолжительное время. Срок службы батареи напрямую зависит от уровня и продолжительности нагрузки, которая включает заряд, разряд и температуру.

Любители дистанционного управления (ПДУ) — это особая категория пользователей батарей, которые максимально увеличивают терпимость к «хрупким» высокопроизводительным батареям, разряжая их со скоростью 30 ° С, что в 30 раз превышает номинальную емкость. Столь же захватывающим может быть вертолет с дистанционным управлением, гоночный автомобиль или скоростной катер; срок службы пакетов будет коротким. Баффы RC хорошо осведомлены о компромиссе и готовы как заплатить цену, так и столкнуться с дополнительными рисками безопасности.

Чтобы получить максимальную энергию на единицу веса, производители дронов обращаются к элементам с высокой емкостью и выбирают Energy Cell.Это контрастирует с отраслями, требующими больших нагрузок и длительного срока службы. Эти приложения относятся к более надежным элементам Power Cell с меньшей емкостью.

Глубина разряда

Свинцово-кислотные разряды до 1,75 В / элемент; система на никелевой основе до 1,0 В / элемент; и большинство литий-ионных до 3,0 В / элемент. На этом уровне расходуется примерно 95 процентов энергии, и если бы разряд продолжался, напряжение быстро упало бы. Чтобы защитить аккумулятор от чрезмерной разрядки, большинство устройств не допускают работу сверх указанного напряжения в конце разряда.

При снятии нагрузки после разряда напряжение исправного аккумулятора постепенно восстанавливается и повышается до номинального напряжения. Различия в сродстве металлов в электродах создают этот потенциал напряжения, даже когда батарея разряжена. Паразитная нагрузка или высокий саморазряд препятствуют восстановлению напряжения.

Высокий ток нагрузки, как в случае сверления бетона с помощью электроинструмента, снижает напряжение батареи, и порог напряжения конца разряда часто устанавливается ниже, чтобы предотвратить преждевременное отключение.Напряжение отключения также следует снижать при разрядке при очень низких температурах, так как напряжение аккумулятора падает, а внутреннее сопротивление аккумулятора увеличивается. В таблице 4 показаны типичные значения напряжения в конце разряда для батарей различного химического состава.

Конец разгрузки

Номинал

Литий-марганцевый

3,60 В / элемент

Литий-фосфат

3.20 В / ячейка

Свинцово-кислотный

2,00 В / элемент

NiCd / NiMH

1,20 В / элемент

Нормальная нагрузка

Тяжелая нагрузка или
низкая температура

3,0–3,3 В / элемент

2,70 В / элемент

2.70 В / ячейка

2,45 В / элемент

1,75 В / элемент

1,40 В / элемент

1,00 В / элемент

0,90 В / элемент

Таблица 4: Номинальное и рекомендованное напряжение в конце разряда при нормальной и большой нагрузке. Более низкое напряжение в конце разряда при высокой нагрузке компенсирует большие потери.

Чрезмерная зарядка свинцово-кислотного аккумулятора может привести к образованию сероводорода, бесцветного, ядовитого и легковоспламеняющегося газа, который пахнет тухлыми яйцами. Сероводород также возникает при разложении органических веществ в болотах и сточных коллекторах и присутствует в вулканических газах и природном газе. Газ тяжелее воздуха и скапливается на дне плохо вентилируемых помещений. Сначала сильное обоняние со временем притупляется, и жертвы не замечают наличия газа. (См. BU-703: Проблемы со здоровьем, связанные с батареями.)

Что представляет собой цикл разряда?

Под циклом разрядки / зарядки обычно понимается полная разрядка заряженной батареи с последующей подзарядкой, но это не всегда так. Батареи редко полностью разряжаются, и производители часто используют 80-процентную формулу глубины разряда (DoD) для оценки батареи. Это означает, что доставляется только 80 процентов доступной энергии, а 20 процентов остается в резерве. Перезагрузка батареи при неполной разрядке увеличивает срок службы, и производители утверждают, что это ближе к полевому представлению, чем к полному циклу, потому что батареи обычно перезаряжаются с оставшейся некоторой запасной емкостью.

Не существует стандартного определения того, что представляет собой цикл разряда. Некоторые счетчики циклов добавляют полный счет, когда батарея заряжена. Интеллектуальной батарее может потребоваться 15-процентная разрядка после зарядки, чтобы соответствовать требованиям цикла разрядки; что-либо меньшее не считается циклом. Батарея в спутнике имеет типичную DoD 30-40 процентов до того, как батареи будут заряжены в течение спутникового дня. Новый аккумулятор электромобиля может заряжаться только до 80 процентов и разряжаться до 30 процентов. Эта полоса пропускания постепенно расширяется по мере того, как батарея разряжается, чтобы обеспечить одинаковое расстояние вождения. Избегание полной зарядки и разрядки снижает нагрузку на аккумулятор. (См. Также BU-1003: Электромобиль.)

Гибридный автомобиль использует только часть емкости во время разгона перед подзарядкой аккумулятора. Запуск двигателя транспортного средства потребляет менее 5 процентов энергии от стартерной батареи, и это также называется циклом в автомобильной промышленности. Ссылка на количество циклов должна быть сделана в контексте соответствующей обязанности.

Ссылка на цикл разряда или количество циклов не одинаково хорошо относится ко всем приложениям батарей.Одним из примеров, когда подсчет циклов разряда не отражает точно состояние жизни, является запоминающее устройство (ESS). Эти батареи дополняют возобновляемые источники энергии от ветровой и фотоэлектрической энергии, доставляя кратковременную энергию, когда это необходимо, и накапливая, если ее избыток. Время между зарядкой и разрядкой может быть в миллисекундах; типичный уровень заряда аккумулятора составляет 40–60%. Вместо подсчета циклов можно использовать подсчет кулонов как средство измерения износа.

Последнее обновление 09.08.2019

* Пожалуйста, прочтите комментарии *

Комментарии предназначены для «комментирования», открытого обсуждения среди посетителей сайта.Battery University отслеживает комментарии и понимает важность выражения точек зрения и мнений на общем форуме. Однако при общении необходимо использовать соответствующий язык и избегать спама и дискриминации.

Если у вас есть предложение или вы хотите сообщить об ошибке, воспользуйтесь формой «свяжитесь с нами» или напишите нам по адресу: [email protected]. Нам нравится получать от вас известия, но мы не можем ответить на все запросы. Мы рекомендуем размещать свой вопрос в разделах комментариев, чтобы Battery University Group (BUG) могла поделиться им.

Предыдущий урок Следующий урок

Или перейти к другой артикуле

Батареи как источник питания

аккумуляторов — безопасно ли разряжать Li-Ion до 0 В?

Опустить идеальную батарею до нуля вольт безопасно невозможно. Аккумулятор не может опуститься до нуля вольт из-за внутренней химии. При стандартном использовании вы не можете упасть ниже 2 вольт, даже если вы соединили клеммы вместе.Батареи будут варьироваться от 3,8 до 2,4 В на элемент. При падении напряжения внутреннее сопротивление увеличивается. Чем выше внутреннее сопротивление, тем меньше ток короткого замыкания. Я лично не уверен, что такое минимально возможное безопасное напряжение для литий-ионного элемента, но когда напряжение приближается к этому нижнему пределу, ток упадет почти до нуля. Смотрите в конце этого поста более подробное доказательство этого.

ПРИМЕЧАНИЕ. Сказанное выше верно для идеального аккумулятора в идеальном мире. На самом деле, вы быстро повредите аккумулятор после короткого замыкания.В этот момент внутреннее сопротивление, ток и разница энергий между половинками перестанут иметь значение.

(я знаю, что этот график щелочной, я не смог найти диаграмму для литий-ионного аккумулятора, уверяю вас, он выглядит так же)

Безопасная батарея — это разряженная батарея и разряженная батарея, а разряженная батарея — это примерно 2 вольта.

Если вы снизили напряжение до нуля, я могу сказать вам, что вы сделали больше, чем просто нейтрализовали элементы, вы коренным образом изменили структуру батареи.Литий-ионные аккумуляторы чувствительны и привередливы. Я не мог догадаться, что именно происходит внутри батареи 0 В, но я могу доказать вам, что это никогда не произойдет (см. Конец), и тот факт, что это произошло, указывает на то, что ваша батарея сейчас находится в небезопасном состоянии.

Мне нравится то, что сказано в другом ответе: при 2 вольтах внутренняя энергия ~ 0. Это правда, и это хороший способ подумать об этом.

Что касается хранения, я понимаю, что хочу хранить их в безопасности. Если у вас есть опасения, вы можете защитить себя от двух вещей: дыма и огня.

Для защиты от паров хранить в хорошо проветриваемом помещении или в закрытом контейнере. Блокировка-н-блокировка работает хорошо.

Для защиты от огня хорошо подойдет шлакоблок с куском плитки или брусчатки сверху и снизу.

Что касается электрической энергии, я могу вам сказать, что, если вы не говорите о батарее для чего-то абсолютно массивного, электрическая энергия в батарее представляет относительно небольшую опасность. Больше всего вас должно беспокоить летучая природа химикатов.

Подводя итог, закорачивать батареи — плохая идея. Литий-ионные аккумуляторы рассчитаны на хранение от 2 до 4 вольт. Используйте их так, как они предназначены для использования.

РЕДАКТИРОВАТЬ: Хорошо, похоже, большая путаница возникает из-за индикаторов батареи, с которыми все мы, люди 21-го века, знакомы. Эти индикаторы батареи не являются индикаторами напряжения, и, хотя измерение напряжения является частью процесса, определить процент оставшегося заряда в вашей батарее непросто.Если вы использовали ноутбук 10 лет назад, возможно, вы помните, что индикаторы заряда батареи отслаиваются. Они были нестабильными, потому что подсчитать оставшееся время автономной работы абсолютно непросто, но я объясню это:

Шаг 1: Во-первых, нам нужно посмотреть количество тока, потребляемого телефоном в настоящее время, и напряжение на клеммах батареи.

Шаг 2: Мы можем использовать эту информацию для определения внутреннего сопротивления батареи. Когда внутреннее сопротивление достигает бесконечности, батарея полностью разряжена.Обратите внимание, что никогда не бывает . На это потребуется бесконечное количество времени. Тем не менее, ваш телефон знает, какие минимальные требования к напряжению и току необходимы для нормальной работы. Теперь, если мы представим, что внутреннее сопротивление — это резистор, встроенный в батарею, становится очевидным, что по мере роста значения этого резистора наступит точка, где \ $ V_ {батарея} — R_ {внутреннее сопротивление} I_ {минимальный ток}

Шаг 3: Теперь мы знаем, что внутреннее сопротивление имеет верхний предел, и мы знаем, что такое внутреннее сопротивление прямо сейчас, но выяснение того, на каком проценте времени работы от батареи мы находимся, все еще требует некоторой работы.Проблема в том, что внутреннее сопротивление не увеличивается линейно с потребляемой мощностью, а кривая, по которой оно следует, зависит от конкретной батареи, которую вы используете, нет двух абсолютно одинаковых батарей. Таким образом, ваш телефон постоянно отслеживает внутреннее сопротивление аккумулятора и выходную мощность и использует это, чтобы постоянно корректировать прогнозы срока службы аккумулятора.

Хотите доказательства? У вас когда-нибудь телефон оставался на 1% заряда батареи в течение 20 минут? Или иногда умирают на 2%? Вот и все. Это не точная наука, это оценка.И это определенно намного сложнее, чем просто измерение напряжения.

Батарея состоит из двух половинных ячеек. Одна полуячейка содержит растворенный и твердый реагент A, другая — растворенный и твердый реагент B. Перенос электронов от реагента A к реагенту B вызовет растворение A и связывание с солью и вызовет отделение B от соли и затвердеть. Для любой данной химической реакции существует определенное количество связанной энергии.

Водородный полуэлемент имеет потенциал 0 вольт, литиевый полуэлемент имеет потенциал -3.04 вольт, натриевая полуэлемент имеет -2,71 вольт. см. здесь для получения дополнительной информации.

Причина, по которой мы видим снижение напряжения по мере разряда батареи, заключается в том, что доступность химикатов в полуэлементе уменьшается, а это означает, что электронам будет труднее попасть из того места, где они находятся в одном полуэлементе, туда, где им необходимо другая половина ячейки. Представив, что у нас есть две половинные ячейки, каждая размером с банку, и один атом растворенного реагента A в одном и один атом твердого реагента B в другом, вы можете представить себе, что вы не получите чертовски много напряжения. , большая часть энергии реакции будет затрачена только на то, чтобы доставить электроны в нужное место.

Эта редкость реагентов при разряде батареи означает, что электроны должны выполнять больше работы, чтобы перейти от одной ячейки к другой. Это проявляется в увеличении на при внутреннем сопротивлении и снижении на на в ТОК за счет поддержания номинального напряжения. Полагаю, я мог бы неохотно допустить, что после миллиардов лет подключения возможно, что вы могли бы достичь нуля вольт, когда был использован каждый отдельный атом A, но внутреннее сопротивление в этой точке было бы тривиально огромным, а ток тривиально маленький.Достаточно сказать, что всего через несколько минут или часов у вас будет номинальное напряжение ~ 2 вольта.

Я чувствую необходимость уточнить, что я знаю, что это не соответствует эмпирическим данным (т.е. что напряжение можно сбросить до нуля, соединяя ячейки вместе). Я это понимаю. Аккумулятор перестает вести себя так, потому что он сильно поврежден.

Хорошо, у вас есть схема для постепенного отключения электроэнергии. Вы не можете, вернее, уже сделали. Как только он достигнет определенного нижнего предела (около 2 вольт), вы больше не сможете потреблять значительный ток от батареи.Остались только концентрации реагентов ppm, и их недостаточно для создания значительного тока. Измерьте сопротивление литий-ионной батареи при постоянном токе. Я поискал график в Интернете, все, что я нашел, это щелочные батареи, но график такой же для литий-ионных аккумуляторов. По мере того, как вы рисуете все больше и больше, внутреннее сопротивление будет достигать вертикальной асимптоты, возрастая до бесконечности.

Что на самом деле происходит после этого? Что происходит, когда вы пытаетесь получить от батареи больше энергии, чем она может дать на самом деле? Я не знаю.Слишком много переменных, чтобы точно предсказать возможные реакции, нарушения и т. Д. Все, что я могу вам сказать, это то, что в батарее есть ограниченный ток, но этот ток всегда будет иметь постоянное напряжение.

Идея о том, что питание всегда подается с постоянным напряжением, кажется вам беспокоит, поэтому я прошу вас думать об этом так: 2 9-вольтовые батареи имеют БОЛЬШЕ напряжения, чем автомобильный аккумулятор. Кроме того, вы можете подключить параллельно 100 автомобильных аккумуляторов и при этом получать только 12 вольт.

Это потому, что напряжение ячейки является функцией реакции: двух химических веществ, находящихся в ячейке. Если вы сделаете автомобильный аккумулятор размером с цилоцилиндр, это будет 2 вольта, потому что реакция — два вольта. Если бы вы сделали автомобильный аккумулятор размером с десять центов, это было бы 2 вольта, потому что реакция — два вольта. Поскольку данный электрон выделяет определенное количество энергии при движении из точки A в точку B.

Тем не менее, количество электронов, которое он способен вытолкнуть за один раз, является функцией размера и функцией емкости.По мере того, как батарея становится «мертвой», она сможет выталкивать все меньше и меньше электронов по мере того, как в ней заканчивается реагент. Через миллиард лет в нем не останется никаких реагентов, но реакция, которой не происходит, все равно будет реакцией на ~ 3 вольта.

Это выражается в единицах измерения вольт: $$ \ frac {N m} {C} $$

\ $ Nm \ $ — это единица работы. \ $ C \ $ — определенное количество электронов. Следовательно, вольт — это единица работы на электрон, величина, показывающая, сколько работы может совершить данный электрон.{12} \ $ электронов, каждый из них выполняет одинаковую работу. Таким образом, напряжение батареи уменьшается только потому, что она приобретает определенное внутреннее сопротивление, и электронам нужно будет проделать больше работы, чтобы добраться до клемм батареи. Реакция по-прежнему высвобождает ту же энергию из расчета на один электрон.

Я понимаю, что эту концепцию трудно понять и что существует сильная тенденция думать, что напряжение батареи связано с ее величиной и ее «полной» степенью в процентах. Тем не менее, это не точное отражение того, как работают батареи, и их работа в противном случае противоречит самым основам электрохимии.

Если на этом этапе вы все еще не убеждены, я должен посоветовать вам пройти курс по электрохимии, страница Википедии очень полезна, и я уверен, что существует бесконечный запас руководств YouTube по этому вопросу.

Cool. Но вопрос не в том, «можно ли это сделать безопасно?» Конечно, может быть, есть какой-то способ заставить литий-ионный аккумулятор работать при нулевом напряжении, не выделяя испарений (которые вы, к сведению, не сможете обнаружить, пока не заболеете от них).Вопрос не в том, возможно ли это сделать физически без взрывов, вопрос в безопасности. Хотя вы можете это сделать, и хотя может быть безопасным при некоторых обстоятельствах , нет более безопасного , чем просто оставить их на 2 вольта, и, я бы сказал, есть больше рисков. .

В конечном итоге решать вам, но я могу вспомнить множество причин, по которым разряжать батареи таким способом небезопасно, и не вижу в этом никакой пользы.

Проголосуйте за или отметьте правильно, если вы нашли этот ответ полезным

Как восстановить глубоко разряженный свинцово-кислотный аккумулятор

Многие современные зарядные устройства 12 В не включаются при попытке зарядить аккумулятор 12 В любого типа с очень низким напряжением холостого хода (OCV). Например, зарядное устройство, настроенное для зарядки 12 В, подключенное к аккумулятору 12 В с напряжением OCV менее 4 или 5 В, зарядное устройство определяет, что оно подключено к аккумулятору 6 В (а это не так), и поэтому не начинает заряд, потому что он настроен на зарядку 12 В.

Большинство свинцово-кислотных аккумуляторов достаточно хороши, чтобы принимать заряд, даже если их напряжение меньше 5,0 вольт. Пока выходное напряжение зарядного устройства не поднимается выше 15,0 вольт. Если зарядное устройство отказывается заряжать аккумулятор, следующая процедура должна позволить вам обойти цепь безопасности зарядного устройства и безопасно попытаться восстановить аккумулятор.

Примечание; Аккумуляторы, которые работали в течение длительного периода времени и обычно не заряжались до почти полного или почти полного заряда, или не использовались в течение длительного времени, будут выделять сульфатный оксид на пластинах и потребуют некоторого заряда циклы разряда для восстановления.В некоторых случаях, если условия сульфатирования хорошо развиваются, особенно с течением времени, может оказаться невозможным достичь 100% производительности.

Вам понадобится исправная 12-вольтовая батарея такой же емкости, как и разряженная, и десульфатор батареи Battery Extra EX01 12-150 или EX01 12-24-200.

1. Отсоедините батарею.
2. Подключите дополнительный аккумулятор к положительной и отрицательной клеммам разряженной батареи. Убедитесь, что переключатель сверхнизкого напряжения батареи находится в выключенном положении.
3. С помощью соединительных кабелей соедините положительную клемму исправной батареи с положительной клеммой разряженной батареи; затем подключите отрицательную клемму здоровой батареи к отрицательной клемме разряженной батареи.
4. Подключите зарядное устройство к разряженному аккумулятору и включите его.
5. Контролируйте напряжение разряженной батареи с помощью вольтметра Battery Extra, пока оно не покажет более 11,5 вольт.
6. Отсоедините соединительные кабели от исправного аккумулятора.
7. Продолжайте зарядку, пока зарядное устройство не выключится, убедитесь, что значение напряжения заряда не превышает 15.0В или то, что не греется на ощупь (более 40с). Если напряжение заряда превышает 15 вольт или батарея нагревается, прекратите зарядку.
8. Отсоедините зарядное устройство и оставьте аккумулятор на 4 часа, проверьте напряжение. Полностью заряженный аккумулятор показывает около 12,8 вольт, что указывает на полный заряд.
9. Оставьте дополнительный аккумулятор подключенным и используйте аккумулятор как обычно.
10. Для восстановления полной доступной емкости сульфатным батареям может потребоваться от 3 до 20+ циклов. На старых батареях это может быть не 100% от первоначальной номинальной емкости.

Слишком большая разрядка автомобильного аккумулятора может действительно убить его

Все рождается или создается со сроком годности. Живые существа умирают, неживые существа изнашиваются, а банка со сливочной кукурузой, которую вы держали в задней части кладовой с тех пор, как администрация Клинтона, не выпирает только потому, что рада вас видеть.

Ничто из этого не означает, что вы не можете сдержать волну энтропии какое-то время.Правильное питание и физические упражнения могут помочь вам прожить более долгую и здоровую жизнь, и, таким же образом, надлежащий уход и обслуживание аккумулятора вашего автомобиля могут помочь ему прослужить дольше, чем в противном случае.

Lifewire / Тим Лидтке

Конечно, это обоюдоострый меч. Точно так же, как актуарий может сказать вам точное количество минут, в течение которых еще одна затяжка этой сигареты сократит вашу жизнь, каждый раз, когда вы разряжаете аккумулятор автомобиля, вы сокращаете срок его службы, и это просто невозможно отменить. .Это просто результат науки о том, как работают автомобильные аккумуляторы.

Рабочие циклы и мертвые ячейки

Срок службы батареи обычно выражается в рабочих циклах. Этот же термин используется для всех типов батарей, поэтому нет конкретного определения для каждого приложения. Например, некоторые батареи предназначены для полного разряда, в то время как другие предназначены для постоянного поддержания определенного уровня заряда.

Поскольку традиционные свинцово-кислотные аккумуляторы относятся ко второй категории, «рабочий цикл» автомобильного аккумулятора состоит из определенного процента разряда, за которым следует полная зарядка, и срок службы продолжается.

Ничего из этого не должно быть проблемой, если под вашим капотом все работает должным образом. В нормальных условиях запуск автомобиля немного разряжает аккумулятор, но генератор будет заряжать его во время движения. Таким же образом, любая энергия, которую аксессуары вашего автомобиля используют во время вождения, должна подаваться генератором переменного тока, чтобы аккумулятор никогда не «циклически» работал глубже, чем он предназначен.

Когда что-то не работает должным образом, и батарея разряжается больше, чем задумано, тогда возникают проблемы.

Например, если вы оставите фары включенными на ночь и вернетесь к машине, которая не заводится, это пример слишком сильно разряженной батареи.

Аналогичным образом, если вы замечаете, что ваши фары или приборная панель тускнеют, загорается индикатор заряда или индикатор напряжения на приборной панели опускается ниже 14,2 вольт, это все индикаторы того, что генератор не заряжается должным образом. , что также может очень быстро привести к чрезмерной разрядке аккумулятора.

Что происходит при разрядке свинцово-кислотной батареи?

Свинцово-кислотные батареи не особенно впечатляют или неэффективны в том, что они делают, и они не сильно изменились за последние полтора столетия или около того с тех пор, как были изобретены. Базовая технология невероятно проста. Свинцовые пластины попарно подвешены в ванне с серной кислотой, которая действует как электролит.

У каждой пары пластин есть пластина, покрытая диоксидом свинца, и при подаче напряжения происходит химическая реакция.

Когда свинцово-кислотный аккумулятор разряжается, что происходит каждый раз, когда он обеспечивает питание для запуска двигателя, включения фар или запуска вашей модной автомобильной стереосистемы, пластины медленно покрываются сульфатом свинца. Это нормальный процесс, и при нормальных обстоятельствах он обратим.

Например, если вы слушаете радио в машине с выключенным двигателем, когда ваш пассажир выпрыгивает из машины, чтобы выполнить какое-то поручение, пластины внутри вашей батареи претерпят небольшое сульфатирование.Затем, когда вы запустите двигатель, аккумулятор перезарядится, и сульфатация обратится.

Идем глубже, чем предполагалось

Традиционные автомобильные аккумуляторы иногда называют «пусковыми аккумуляторами», потому что именно для этого они предназначены. Стартерным двигателям требуется огромная сила тока, и она должна быть выдана быстро .

Имея это в виду, свинцовые пластины в обычных автомобильных аккумуляторах должны быть как можно более тонкими, что обеспечивает максимальную площадь поверхности.Это, конечно, также то, что делает пластины настолько уязвимыми для сульфатирования.

Автомобильные зарядные системы обычно имеют около 14 вольт, а автомобильные аккумуляторы часто показывают около 13 вольт после полной и недавней зарядки. Имея это в виду, обычные автомобильные аккумуляторы считаются «полностью разряженными» при напряжении 10,5 вольт, что составляет всего около 80 процентов заряда.

Почему слишком сильно разряжать автомобильный аккумулятор?

Даже при том, что 80 процентов емкости остается, когда автомобильный аккумулятор падает примерно до 10.5 вольт, аккумулятор считается полностью разряженным, поскольку более глубокий цикл вызовет необратимое повреждение пластин из-за чрезмерного сульфатирования.

Хотя нормальное сульфатирование обратимо, чрезмерная разрядка аккумулятора или оставление его в разряженном состоянии приведет к кристаллизации мягкого сульфата свинца. В этот момент зарядка аккумулятора по-прежнему вызовет обратное действие сульфатации, но кристаллизованный сульфат свинца останется на пластинах. При нормальных обстоятельствах этот сульфат не может вернуться в раствор в электролите, что постоянно снижает доступную мощность батареи.

Другой вредный эффект образования кристаллизованного сульфата свинца заключается в том, что он эффективно сокращает срок службы батареи эмпирически измеримым способом. Если допустить слишком большую кристаллизацию, аккумулятор больше не сможет обеспечивать достаточную силу тока для запуска двигателя, и его придется заменить.

Что делать с разряженной батареей

Как только автомобильный аккумулятор был разряжен на ниже в состоянии полного разряда, повреждение было нанесено.Все, что вы можете сделать, это проверить уровень электролита и вставить его в устройство для подзарядки. Если это первый раз, когда аккумулятор разряжен, вы сможете полностью зарядить аккумулятор и продолжить его использование, но каждый раз, когда он разряжается ниже порогового значения 10,5 вольт, повреждение наносится.

Также важно отметить, что запуск от внешнего источника и последующее управление автомобилем с полностью разряженной батареей не подходят для батареи или для генератора переменного тока. Даже если вы будете ездить на нем в течение длительного времени и держать двигатель на высоких оборотах, крайне маловероятно, что вы сможете полностью зарядить таким образом аккумулятор.

Таким образом, аккумулятор будет эксплуатироваться в состоянии разрядки или близком к нему, что может вызвать дальнейшее сульфатирование. Генератору также сложно это сделать, поскольку он не предназначен для зарядки аккумуляторов из состояния полного разряда. Регуляторам напряжения генератора также требуется 12-вольтный вход для правильной работы.

Как избежать разрядки батареи

Лучший способ избежать разряда батареи до ее повреждения — это выполнять регулярный уход и обслуживание, которые часто позволяют выявить проблемы до того, как они начнут развиваться снежным комом.Паразитарные стоки также должны быть немедленно устранены и не должны сохраняться.

Например, если однажды утром вы заметили, что ваш автомобиль трудно завести, но вы не оставили фары включенными, возможно, где-то в системе есть слив. Ремонт до того, как батарея разрядится — или до того, как батарея разрядится несколько раз — сэкономит вам деньги в долгосрочной перспективе.

Спасибо, что сообщили нам!

Расскажите, почему!

Другой Недостаточно подробностей Трудно понять Объяснение разряда банка солнечных батарей

Откройте для себя пять причин, по которым происходит разряд батареи , и научитесь понимать кривую разряда батареи и различные стадии заряда солнечной батареи.

Что такое разряд аккумулятора?

Батарея — это электрический компонент, который предназначен для хранения в нем электрического заряда (или, другими словами, электрического тока). Когда к батарее подключена нагрузка, она потребляет ток от батареи, что приводит к ее разрядке. Разряд батареи можно понять как явление, при котором батарея разряжается на своего заряда. Чем больше ток, потребляемый нагрузкой, тем быстрее разряжается аккумулятор.

Разрядка аккумулятора в режиме ожидания?

Разряд аккумулятора также происходит при простое аккумулятора.Батарея считается бездействующей, когда она все еще подключена к нагрузке, но от нее не поступает ток. Напряжение свинцово-кислотной батареи в режиме ожидания (без подачи тока или зарядки) будет варьироваться в зависимости от того, насколько полностью заряжена батарея. На приведенном ниже графике представлены характеристики разряда (напряжение в зависимости от процента заряда) типичной свинцово-кислотной батареи 24 В, которая не заряжалась или от нее в течение нескольких часов потреблялся ток. Рисунок 1: Типичная кривая разрядки (напряжение в зависимости от заряда в%) для свинцово-кислотной батареи на 24 В

Пояснения к кривой нагнетания

Для примера свинцово-кислотной батареи 24 В, показанного на рисунке 1, батарея, которая заряжена на 100%, будет иметь выходное напряжение около 25.6 вольт. На стадии заряда 50% выходное напряжение аккумулятора составляет около 24 В. Как только батарея разряжена на 30%, скорость разряда батареи резко возрастает до полной разрядки .

Кривая разряда солнечной батареи для свинцово-кислотной батареи 24 В

Из приведенного выше графика можно увидеть следующее:

Диапазон от 80% до 100% дает выходное напряжение выше номинального, но оно быстро падает. Батарея может быть заряжена до 100%, если нагрузка требует кратковременного повышения напряжения.
Диапазон от 40% до 80% является наиболее стабильным диапазоном (падение примерно 0,5 В). Это означает, что в этом диапазоне аккумулятор будет медленно разряжаться и выдает номинальное выходное напряжение
Диапазон от 40% до 0% — самая нестабильная зона , в которой наблюдается внезапное падение напряжения. Батарея не должна идеально работать в этом диапазоне. Эксплуатация аккумулятора в этом диапазоне может повредить аккумулятор и значительно сократить срок его службы. Обычно инвертор программируется таким образом, что аккумулятор отключается, когда выходное напряжение составляет около 22 вольт.

Разрядная характеристика аккумулятора

Разные типы аккумуляторов (а иногда даже одного и того же типа) показывают разные разрядные характеристики . В общем, параметры, определяющие цикл разряда батарей:

Рабочая температура
Номинал подключенной нагрузки
Материалы, использованные при производстве аккумуляторов
Техническое обслуживание аккумуляторов
Цикл зарядки / разрядки

ОК разрядить аккумулятор до 0%?

Извините, мой пост был нацелен на OP.

Я отрезал часть, которую отправил для вас, и снова положил сюда.

Сообщите мне, если я что-то исказил. Мне непонятно, что такое «Tongue in Cheek» (циничный), а что нет.

Вы можете включить дрон без контроллера или приложения, и дрон будет медленно разряжать батарею ниже 3,0 В до 0 и разрушать батарею. Ничто не может этому помешать.

Приложение DJI не мешает вам делать глупые поступки, например нелегальные полеты, врезаться в объекты с отключенной функцией предотвращения столкновений, летать над водой на слишком малой высоте и врезаться в воду.

Это также не мешает вам слишком сильно разряжать батареи. Как вы думаете, почему их дроны падают с неба, если вы боретесь с автоматической посадкой при низком заряде батареи. В аккумуляторе недостаточно энергии для того, чтобы опоры вращались, а электроника работала.

В любом случае это ваши батарейки, обращайтесь с ними как хотите. Только не возвращайтесь сюда и не говорите, что ваши батареи повреждены и вы хотите, чтобы DJI заменил их по гарантии.

«откровенно опасный липокондиционер».

Вы снова запутались, думая, что LiPos должны быть полностью разряжены и полностью заряжены i.s. Цикл / кондиционирование, как никель-кадмиевые батареи. Могу вас уверить, что это не так. LiPos не имеют памяти.

шт. Вы неправильно понимаете Гарантию.

Да DJI предоставляет гарантию на производственные дефекты, дефекты и т. Д., А также на отсутствие неправильного использования своего продукта.

Ура, Брайан.

шт. Мой сын говорит мне, что мне трудно распознать цинизм. Он прав.

Еще один фактор, о котором я не упомянул, это то, что индикатор% в приложении неточен. Это зависит от того, будете ли вы следовать инструкциям, предоставленным DJI.

« Каждые 3 месяца полностью разряжайте аккумулятор и полностью заряжайте «. Это повреждает аккумулятор и требует цикла зарядки. 1 из 150.

Что он делает, он калибрует, сколько энергии в какие часы использовала аккумулятор в квартире до полной зарядки .. Затем это используется для калибровки% заряда.

Вы увидите, как в магазинах людей, которые сняли свои запасы, разряжаются батареи примерно до 80%, затем они начинают разряжаться со скоростью 1% в секунду, пока дрон не разбивается.

Это:

они постоянно разряжали свои батареи до низкого уровня заряда.
они не откалибровали свою батарею за 3 месяца.

За каждый цикл зарядки аккумулятор теряет небольшой процент своей емкости. Когда вы приближаетесь к 100 циклам, это довольно много и может ввести в заблуждение без калибровки.

Последнее уточнение: нанесенный ущерб можно выразить этим уравнением. D — Damage Done, Vr — относительное напряжение от стабильного состояния, выраженное в виде модульного числа (без -ve), а t — время, проведенное в этом состоянии.

Итак, D = VrT (2), это T в квадрате. Не могу сделать надстрочный индекс.

Ура

Я очень педантично отношусь к своим батареям. У меня есть много аккумуляторов Smart DJI и много других для моих вертолетов Helis, фиксированного крыла и самолетов EDF.

Посмотреть приложение 110247

Аналитика переразряда и старения литий-ионных элементов

Безопасность

Литий-ионные батареи (LIB) превратились в краеугольный камень в качестве источника питания при разработке портативных систем в основном из-за их удельной мощности и удельной энергии.¹ Их широкое использование в повседневной жизни наряду с их возможностью катастрофического отказа делает аспекты безопасности приоритетными. ² Некоторые из широко разрекламированных случаев отказов LIB привлекли внимание к потенциальным рискам для здоровья, которые могут возникнуть. Например, отказ аккумуляторов Samsung Galaxy Note 7 из-за производственных и конструктивных проблем привел к перегреву и возгоранию. ³ Другой инцидент произошел с Boeing 787 Dreamliner, когда самолет приземлился в Бостоне, и в кабине был обнаружен дым от вспомогательной силовой установки, переходящий в режим теплового разгона.⁴ В обоих этих инцидентах произошло непреднамеренное внутреннее короткое замыкание (ISC) батарей, которое привело к катастрофическому отказу и поставило под угрозу безопасность человека. ⁵ Внутреннее короткое замыкание может быть вызвано механическим, ⁶ тепловым, ⁷ и электрохимическим ⁸ злоупотреблением, обычно в исследовательских целях. Однако непреднамеренное внутреннее короткое замыкание может произойти по нескольким причинам и может включать в себя неправильное обращение со стороны пользователя или непреднамеренный запуск элемента выше (избыточный заряд) или ниже (избыточный разряд) безопасного окна напряжения.Чтобы предотвратить внутреннее короткое замыкание из-за перезарядки и чрезмерной разрядки, система управления батареями (BMS) поддерживает элемент в пределах рекомендованного диапазона напряжения и может контролировать элементы, чтобы обнаруживать неисправные элементы в батарее, прежде чем они станут проблематичными. ⁹ BMS также может гарантировать, что элементы будут заряжаться и разряжаться надлежащим образом, учитывая, что каждый элемент в батарее будет иметь разную емкость заряда и разряда. ¹⁰ Хотя хорошо известно, что конструкция BMS должна позволять мониторинг напряжений отдельных элементов / банков ячеек, не все конструкции батарей учитывают это.Дисбаланс электрической нагрузки влияет не только на электрохимические характеристики отдельных ячеек, но и на их тепловую реакцию. Jeevarajan et al. показали, что одиночная неуравновешенная ячейка в последовательной цепочке может привести к высоким температурам по всей цепочке и возможному катастрофическому событию. ^11,12 По этой причине важно не только хорошо контролировать LIB, но и хорошо понимать отказ, вызванный переразрядкой, и его последствия для безопасности.

Избыточный разряд

Избыточный разряд — это явление, которое происходит, когда элемент разряжается за пределы нижнего безопасного предела напряжения, определяемого химической связью электродов.¹³ Избыточный разряд является потенциальной проблемой для больших аккумуляторных блоков, поскольку элементы разряжаются с одинаковой скоростью, несмотря на разную емкость. Рассмотрим три литий-ионных элемента: два полностью заряженных и один с уровнем заряда 50% (SOC). Если они соединены последовательно, а затем подключены к электрической нагрузке, частично разряженный элемент полностью разрядится раньше двух других и будет вынужден реверсировать напряжение другими элементами, если нагрузка остается включенной. Хотя это не обязательно создает угрозу безопасности, это приводит к выходу электродов за пределы их нормального диапазона потенциалов и отрицательно сказывается на сроке службы.¹⁴ Lai et al. показали, что даже однократный сверхразряд, если он достаточно велик, может навсегда повредить LIB через ISC. ¹⁵ Jeevarajan et al. показали, что чрезмерная разрядка элемента в блоке аккумуляторных батарей, последовательная или параллельная, может распространять деградацию в окружающих элементах в результате компенсации чрезмерной разрядки элемента. ¹¹

Механизмы деградации, вызванной избыточным разрядом, на свежих клетках были ранее изучены. Maleki et al.показали, что переразряд является фактором, который приводит к набуханию литий-ионных карманных ячеек из-за разложения слоя интерфейса твердого электролита (SEI) и выделяемых из него газов. ¹⁶ Fear et al. показали, что чрезмерный переразряд приводит к растворению медного токосъемника (Cu) с анода и осаждению на катоде, сепараторе и поверхности анода. ¹⁷ Они обнаружили, что растворение Cu зависит от скорости C и происходит, когда полное напряжение ячейки становится отрицательным, а потенциал анода больше 3.54 В против Li / Li ⁺.

Цикл

LIB подвергаются деградации даже при нормальном циклическом режиме, как показано He et al. об их исследовании циклирования цилиндрических элементов A123 18650, которые снизили их емкость на 20% после 1750 циклов. ¹⁸ Основными механизмами разложения являются потеря запасов лития и активного материала, а также разрушение ионных и электронных элементов. ¹⁹ Побочные реакции, происходящие между графитом и электролитом, приводят к образованию пленки SEI на поверхности электродов.²⁰ SEI предотвращает дальнейшую коррозию графита и восстановление электролита, но его непрерывный рост со временем может повлиять на размер и структуру пор, смачиваемость электролита, контактное сопротивление отрицательного и положительного электродов, а также на пористость электрода. Литиевое покрытие — это еще одна побочная реакция, состоящая в осаждении металлического Li на поверхности анода. При непрерывном циклировании из-за уменьшения пористости графитового электрода и уменьшения кинетики из-за увеличения толщины SEI перенапряжение на аноде увеличивается, и распределение тока во время зарядки становится неоднородным.²¹ Это приводит к накоплению металлического Li на поверхности частиц и, следовательно, к анодному потенциалу ниже 0,0 В по сравнению с Li / Li ⁺. ²² Литиевое покрытие увеличивается при более низкой температуре ²³ из-за более медленной диффузии и увеличивается с увеличением скорости зарядки ²⁴, поскольку более высокие токи приводят к увеличению скорости реакции ионов лития на поверхности графитовых частиц и менее равномерной текущее распределение. Литиевое покрытие также приводит к нескольким проблемам безопасности, таким как внутреннее короткое замыкание и тепловой разгон.В экстремальных условиях изменения морфологии электродов из-за интеркаляции и деинтеркаляции сверх их обратимого предела вызывают механические напряжения, приводящие к структурному повреждению и растрескиванию.

Текущая работа

Несмотря на то, что существуют обширные исследования деградации, вызванной старением и избыточным разрядом, все еще существует пробел в знаниях о влиянии циклического использования LIB в условиях избыточного разряда. Целью данной работы является понимание механизмов деградации литий-ионных карманных ячеек при циклическом изменении уровня переразряда.Цель исследования — дать представление о возможном взаимодействии между растворением Cu из токоприемника и Li, нанесенным на графит. Взаимодействие между циклированием и избыточным разрядом характеризуется электрохимическими характеристиками всей ячейки и морфологическими изменениями электродов / сепаратора.

В данном исследовании используются коммерческие литий-ионные карманные элементы, полученные от известного поставщика, с катодом из оксида лития-кобальта (LCO) и графитовым (C) анодом с номинальной емкостью 5,0 Ач.Ячейка имеет 23 двухсторонних слоя графита, 22 двойных слоя LCO и два односторонних слоя с покрытием по краям. Сепаратор состоит из полипропилена / оксида алюминия (PP / Al ₂ O ₃). Электрохимические испытания проводят при температуре окружающей среды с помощью тестера аккумуляторных батарей (Арбин, БТ-2000). Частота дискретизации для всех тестов — 1 Гц.

Примеры исследований

Как описано ранее, продвижение ячейки на большую глубину разряда может вызвать растворение анодной медной подложки.Потенциал начала растворения меди зависит от соединения активного материала электродов, конфигурации ячейки и скорости разряда. Верхний предел напряжения для этого начала может быть получен путем разряда ячейки с низкой скоростью C, и он находится в диапазоне от -0,5 до -1,4 В. ¹⁷ Чтобы подтвердить потенциал окисления Cu для этого конкретного соединения электродных материалов, третий электрод встроен в ячейку. Небольшой электрод сравнения (RE), сделанный из медной проволоки с активным материалом титаната лития (LTO, Li ₄ Ti ₅ O ₁₂) на его уплощенном кончике, получают в соответствии с методом, предложенным Minter et al.²⁵ Процедура гарантирует наличие стабильного потенциала электрода сравнения (1,564 против Li / Li ⁺) на различных этапах переразряда, показанных на рис. 1a. Подготовка трехэлектродной ячейки и введение RE проводят в перчаточном боксе, заполненном аргоном (MBraun, H ₂ O <0,5 ppm, O ₂ <0,5 ppm). После того, как эталонный электрод включен и заряжен до 50% SOC, он вставляется в ячейку с медным проводом, выходящим из ячейки, и герметизируется эпоксидной смолой, чтобы избежать испарения электролита.Ячейка полностью заряжена до 4,2 В перед чрезмерной разрядкой со скоростью C / 10. Напряжение ячейки и электродные потенциалы контролируются одновременно, и результаты показаны на рис. 1а. Нормальное переключение происходит, когда элемент работает в пределах диапазона напряжений, рекомендованного производителем, то есть E = [4,2, 2,7] В. Этот диапазон представляет оптимальные электрохимические условия, при которых элемент будет обеспечивать наибольший срок службы при безопасной эксплуатации. Незначительный переразряд имеет место, когда элемент разряжается сверх нижнего рекомендованного предела отсечки, не достигнув точки обратного потенциала, т.е.е., E = [2,7, 0,0] В. Точка обратного потенциала представляет состояние, при котором потенциал анода становится больше, чем потенциал катода, как показано на рис. 1b. Возникновение обратного потенциала используется для различения условий слабого и глубокого переразряда.

Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рисунок 1. Выбор нижнего напряжения отсечки для испытания на старение в условиях переразряда.(a) Полное напряжение элемента, а также катодный и анодный потенциалы, измеренные во время переразряда до 150% DOD в трехэлектродном мешочном элементе, (b) явления деградации, связанные с каждой стадией переразряда. В условиях экстремального переразряда растворение меди и ее осаждение на поверхности катода приводит к остановке электролизера. На основе этих условий выбраны четыре нижних значения напряжения отсечки: 2,7 В (нормальный разряд), 1,5 В (небольшой переразряд), 0,0 В (возникновение обратного потенциала) и -0,5 В (глубокий переразряд).

Загрузить рисунок:

Стандартный образ Изображение высокого разрешения

Протокол цикличности

Тест цикличности разработан таким образом, что позволяет изучить совокупный эффект цикличности при различных уровнях переразряда. В соответствии с предварительным анализом разумно выбраны четыре нижних предельных напряжения: E _нижнее = 2,7, 1,5, 0,0 и -0,5 В. Случай с преобладанием старения, E = [2,7, 4,2] В, соответствует циклическому режиму в пределах диапазона напряжения, рекомендованного производителем. , где в основном должны происходить процессы литирования / делитирования Li ⁺ и постепенное загустение SEI.Второй случай состоит из условия небольшого переразряда, E = [1,5, 4,2] В, при котором ожидается делитирование вместе с разложением SEI. Возникновение обратного потенциала, E = [0,0, 4,2] В, выбрано в качестве третьего случая исследования. В этих условиях запасы лития из графита почти исчерпаны, и повреждение слоя SEI становится серьезным. Четвертый случай исследования состоит из состояния глубокого переразряда, то есть процесса разряда, выходящего далеко за пределы условия обратного потенциала, E = [−0.5, 4.2] V. Выбор этого условия важен, поскольку необходимо обеспечить цикличность. Предыдущие исследования показали, что существует порог DoD (глубина разряда), после которого элемент больше не может работать в цикле. ^17,26 Для этой ячейки пороговое напряжение соответствует глобальному минимуму напряжения из рис. 1b, E = -0,832 В (5,218 А · ч ≈ 104% DoD). Таким образом, при -0,5 В ячейка уже пересекла состояние обратного потенциала, не пересекая порог отключения ячейки. Цикл наряду с состоянием избыточного разряда состоит из циклического переключения элемента со скоростью C / 10 в пределах окна базового напряжения с последующими циклами со скоростью 1C в каждом из четырех описанных выше случаев.Начальная зарядка с низкой скоростью C в начале включена, чтобы обеспечить состояние полной зарядки в первом цикле. Старение при испытании на переразряд прекращается, когда элемент демонстрирует снижение емкости (CF) на 20% относительно номинальной емкости (5 Ач) или в случае сбоя заряда.

Внутреннее сопротивление элемента (IR) измеряется в конце заряда, R _{Int, C}, и разряда, R _{Int, D}, с использованием встроенной функции IR от аккумуляторной системы.Функция IR подает 10 импульсов тока с амплитудой тока 1С (5 А) в течение 100 мс. После каждой зарядки и разрядки ячейке дают возможность достичь теплового и электрохимического равновесия, оставляя ее в покое в течение 25 минут перед подачей последовательности импульсов. В каждом цикле оба значения IR собираются и используются для определения следующего безразмерного параметра.

Φ _R был ранее определен Juarez et al. как индикатор состояния здоровья (SoH). ²⁷ Внутреннее сопротивление принимает максимальные значения, когда элемент полностью заряжен и полностью разряжен.Между двумя крайними значениями SOC внутреннее сопротивление уменьшается и имеет кривую, подобную ванне. По мере того, как ячейка ухудшается, IR в двух экстремальных условиях будет увеличиваться, и Φ _R будет учитывать эти изменения.

Температура ячейки и окружающей среды регистрируется с помощью термопары Т-типа (Omega), прикрепленной к поверхности ячейки пакета. Тепловыделение оценивается по тепловому отклику ячейки с использованием метода обратной теплопередачи, предложенного Mistry et al. ²⁸ Детали расчета и метод аналогичны описанным Juarez et al.об их исследовании старения в условиях разных крайностей завышения цен. ²⁷

Разрушающий физический анализ

В конце жизненного цикла ячейки подвергаются разрушающему физическому анализу (DPA) в наполненном аргоном перчаточном боксе для дальнейшего понимания механизмов отказа. Инертная среда помогает сохранить доказательства деградации, индуцированной на каждом из компонентов клетки, для дальнейшего анализа. Описание пошаговой процедуры извлечения электродов и сепаратора можно найти в Приложении.Все ячейки открыты в полностью разряженном состоянии, чтобы снизить риски ISC. Сначала делается фотографическое свидетельство отдельных электродов. Затем репрезентативные образцы от электродов и сепаратора собираются и анализируются с помощью методов сканирующей электронной микроскопии (SEM) (Hitachi S4800) и энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии (EDS). Ускоряющее напряжение 30 кВ и ток 10 мк А используются для получения изображений электродов на сканирующем электронном микроскопе. Ускоряющее напряжение 10 кВ, 5 мк А и условия низкого вакуума используются для получения СЭМ-изображений сепараторов.

Циклические характеристики

Протокол, используемый для старения ячеек в условиях переразряда, проиллюстрирован на Рис. 2a с профилем циклирования, соответствующим ячейке, циклически меняющейся в диапазоне напряжений [0,0, 4,2] В. более низкое напряжение отсечки от 2,7 до 0,0 В занимает короткое время, т. е. достигается очень небольшая дополнительная мощность. График также показывает неравномерное повышение температуры между процессами заряда и разряда. В нормальных условиях цикла температура в конце разряда выше, чем в конце процесса зарядки, в основном из-за разной скорости внедрения лития в графит и LCO.²⁹ В этом случае разница между максимальными температурами во время разрядки и зарядки составляет примерно 20 ° C.

Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рис. 2. Долговременные характеристики ячеек, выдержанных в различных условиях переразряда. (a) Типичный протокол цикла, соответствующий ячейке, состарившейся при возникновении состояния обратного потенциала, E = [0,0, 4,2] В. (b) Сравнение срока службы цикла на основе разрядной емкости.Емкость и кулоновский КПД для (c) случая с преобладанием старения, 2,7 В; (г) случай небольшого переразряда, 1,5 В; (e) случай возникновения обратного потенциала, 0,0 В; и (е) случай глубокого переразряда, −0,5 В.

Загрузить рисунок:

Стандартное изображение Изображение высокого разрешения

Влияние изменения нижнего порога на продолжительность цикла отражается на графике уменьшения мощности, рис. 2b. Начальная разрядная емкость для каждой из четырех ячеек показывает незначительное увеличение с 5,00 Ач до 5,33 Ач, когда нижнее напряжение отсечки увеличивается с 2.От 7 до -0,5 В. Количество циклов включения элемента также значительно уменьшается при уменьшении более низкого напряжения. На рисунках 2c – 2f показаны зарядно-разрядная емкость (Q) и кулоновский КПД ( η ) для продолжительности цикла для четырех исследованных условий циклирования. На каждом графике показан очевидный цикл, в котором ячейка начинает разлагаться с большей скоростью, на основе более быстрого исчезновения емкости и максимальной кулоновской эффективности. Ячейка, которая была циклична в рекомендуемом диапазоне напряжений, потеряла 20% своей номинальной емкости после 287 циклов, рис.2c. После 165 циклов кулоновский КПД показывает неустойчивую тенденцию из-за деградации, происходящей внутри ячейки. Точно так же для случая 1,5 В общее количество циклов сокращается до 220, рис. 2d, и нестационарный кулоновский КПД возникает на 145-м цикле. В обоих случаях основным механизмом деградации является утолщение SEI. Предыдущие исследования связывали нестабильность кулоновской эффективности с началом литиевого покрытия, вызванным ограничениями транспорта электролита, связанными с закупоркой пор из-за SEI.³⁰ Значительное сокращение общего количества циклов происходит, когда ячейка переводится в состояние реверсирования. Ячейке, работающей при напряжении 0,0 В, требуется всего 28 циклов для достижения 20% CF, рис. 2e, и ячейка начинает разлагаться быстрее сразу после 8 циклов. Жизненный цикл сокращается еще больше до 14 циклов для случая глубокого переразряда при -0,5 В, рис. 2f, в котором элемент деградирует быстрее после 6 циклов. Тест был остановлен после того, как элемент вышел из строя из-за внутреннего короткого замыкания. Несмотря на то, что в элементе одновременно происходит осаждение лития и растворение меди, возможной причиной отказа элемента является его набухание, которое в конечном итоге приводит к прямому контакту между электродами.

Оценка SoH имеет большое значение для аспектов безопасности приложений первичного использования LIB и их способности перерабатывать и использовать во вторичном применении. ³¹ В отличие от предыдущих работ, настоящий анализ фокусируется на аналитическом определении момента, когда деградация усиливается и SoH распадается. Первоначальной попыткой является дифференциальный анализ параметров жизненного цикла из рис. 2c – 2f. Во-первых, разрядная емкость и кулоновская эффективность подбираются с использованием полиномов третьего и шестого порядка, соответственно, до вычисления производной подгоночных кривых.Точка перегиба (d ² Q / dN ² = 0) из кривых дифференциальной емкости, рис. 3a – 3b, указывает точку, в которой скорость замирания емкости увеличивается. Аналогичным образом точка максимума дифференциальной кулоновской эффективности (d η / dN = 0) может быть интерпретирована как индикатор SoH. До этого момента низкая кулоновская эффективность связана с уменьшением запасов лития, вызванным образованием SEI. ³² Как только элемент пересекает точку максимума, η снова уменьшается из-за накопленной деградации и возможного появления литиевого покрытия.Плоский параболический тренд кулоновской эффективности дает множественные нули, обнаруженные на кривых d η / dN, рис. 3c – 3d. Из всех возможных нулей наиболее близким к циклу, показанному на рис. 2, является тот, который выбран в качестве начала для более быстрой деградации.

Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рис. 3. (a), (b) Дифференциальная емкость и (c), (d) дифференциальная кулоновская эффективность для продолжительности цикла ячеек, выдержанных в условиях избыточного разряда.Точки перегиба дифференциальной емкости можно интерпретировать как начало быстрой деградации. Цикл, в котором происходит обострение деградации, является ближайшим к циклу, показанному на рис. 2. Максимальная кулоновская эффективность, представленная нулями, используется в качестве индикатора SoH.

Загрузить рисунок:

Стандартный образ Изображение высокого разрешения

Несмотря на то, что ИК ранее использовался для исследования влияния сопротивления на деградацию и снижение емкости, ³³ его зависимость от SOC может повлиять на полученные выводы.ИК-излучение максимизируется, когда элемент полностью заряжен и полностью разряжен, и уменьшается между ними. ³⁴ При нормальных условиях цикла значения R _{Int, C} и R _{Int, D} почти равны, как показано на рис. 4a, на протяжении всего срока службы. По мере увеличения нижнего напряжения отсечки на рис. 4b – 4d, заряд IR остается квазипостоянным и увеличивается только в конце срока службы. Между тем, ИК разряда показывает значительное увеличение в начале теста, которое зависит от степени переразряда и уменьшается по мере старения элемента из-за миграции Cu от анода к катоду.Из рис. 4a – 4d. Во-первых, значение IR зависит не только от SOC, но и от величины напряжения отсечки; и, во-вторых, ИК не всегда значительно увеличивается с возрастом.

Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рис. 4. Эволюция внутреннего сопротивления заряда / разряда с циклическим изменением и числом деградации для ячеек, выдержанных при различных уровнях переразряда, E _ниже = (a) 2.7 В, (б) 1,5 В, (в) 0,0 В и (г) -0,5 В. Увеличение нижнего напряжения отсечки увеличивает ИК в конце процесса разряда, в то время как ИК в конце заряда остается постоянный. Ускоренная деградация происходит, когда Φ _R увеличивается с большей скоростью.

Загрузить рисунок:

Стандартный образ Изображение высокого разрешения

На основе обоих значений IR, третье устройство оценки SoH, Φ _R, определенное уравнением. 1, рассчитан и показан на рис. 4a – 4d. В начале испытания на старение элементы, циклически включенные в безопасном окне напряжения, удовлетворяют условию, что R _{Int, D}> R _{Int, C} и, следовательно, Φ _R <0.Определение Φ _R = 0 как начало усугубленной деградации имеет смысл, если клетки перезаряжены, так как R _{Int, C} увеличивается быстрее, чем R _{Int, D} и в какой-то момент R _{Int, C}> R _{Int , Д}. ²⁷ Для переразряженных элементов, 0,0 и -0,5 В, R _{Int, D} R _{Int, C}, отсюда Φ _R 0. Даже если аккумулятор деградирует быстрее, Φ _R может не обязательно равняется нулю, рис. 4c – 4d, и его нельзя использовать для оценки в качестве справки.Вместо этого впадина на кривой Φ _R представляет начало усугубленной деградации на фиг. 4a – 4b. После этого момента Φ _R повышается с большей скоростью, потому что ухудшение качества соты увеличивает R _{Int, C}. Указанный цикл на рис. 4c – 4d выбирается на основе точки, в которой Φ _R резко увеличивается из-за падения R _{Int, D}. Сравнение трех показателей SoH показано на рис. 4e. Прогнозы, сделанные для Φ _R, лучше соответствуют фактическому началу деградации, особенно для 2.Ячейки 7 и 1,5 В. Для ячеек, выдержанных в условиях обращения, все три предиктора, dQ / dN, d η / dN и Φ _R, близки к фактической точке отказа.

Прогнозы цикла, сделанные с помощью числа деградации, Φ _R, используются в качестве справочного материала для дальнейшего изучения электрохимических (рис. 5) и термических (рис. 6) изменений во время цикла. Профили напряжения и температуры представлены для пяти циклов, соответствующих первому циклу (0% CF), последнему циклу (20% CF) и циклу, в котором начинается более быстрое ухудшение (прогноз Φ _R), и еще двум циклам между ними. три очка.

Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рис. 5. Профили напряжения заряда / разряда при различных уровнях деградации для (а) случая с преобладанием старения, 2,7 В; (б) случай небольшого переразряда, 1,5 В; (c) случай возникновения обратного потенциала, 0,0 В; и (d) случай глубокого переразряда, -0,5 В. Кривые дифференциального напряжения получают путем дифференцирования полиномиальных подгоночных кривых 7-го порядка, связанных с каждой из кривых напряжения.Проскальзывание горизонтальных пиков на кривых дифференциального напряжения указывает на скорость потери емкости.

Загрузить рисунок:

Стандартный образ Изображение высокого разрешения

Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рисунок 6. Температурные профили для процесса заряда / разряда при различных уровнях деградации для (а) случая с преобладанием старения, 2,7 В; (б) случай небольшого переразряда, 1,5 В; (c) случай возникновения обратного потенциала, 0.0 В; и (d) случай глубокого переразряда, -0,5 В. Кривые тепловыделения получены с помощью метода обратной теплопередачи. Максимальная температура во время процессов заряда и разряда увеличивается по мере старения элемента и ухудшается из-за уменьшения нижнего напряжения отсечки. Горизонтальное проскальзывание пиков указывает на потерю емкости при циклическом движении, а вертикальное проскальзывание представляет собой эффект деградации на ячейку.

Загрузить рисунок:

Стандартный образ Изображение высокого разрешения

Профили напряжения заряда и разряда для четырех анализируемых ячеек показаны на рис.5a – 5d. Кривые разряда показывают, как емкость медленно уменьшается до достижения прогнозируемого цикла Φ _R. Как только ячейка пересекает этот цикл, емкость уменьшается более быстрыми темпами. Например, элементу 1,5 В требуется 131 цикл, чтобы снизить его емкость с 5,12 до 4,78 А · ч, рис. 5b. Когда деградация ускоряется, требуется всего 89 циклов, чтобы снизить его емкость с 4,78 до 3,97 Ач. Циклическое переключение ячейки в условиях реверсирования, как в ячейках 0,0 и -0,5 В, значительно увеличивает скорость CF, рис.5c – 5d. Например, элементу −0,5 В требуется всего 14 циклов, чтобы снизить его емкость с 4,80 до 3,02 Ач. Сравнение кривых заряда / разряда для ячеек 2,7 и -0,5 В не показывает каких-либо существенных различий. Только кривая разряда для последнего цикла (3,02 Ач) от элемента -0,5 В показывает небольшое изменение тенденции в конце разряда. Быстрое падение напряжения в основном связано с быстрым ростом потенциала анода и разложением слоя SEI.

Кривые дифференциального напряжения (dV / dQ) на рис.5e – 5h получены путем дифференцирования подгоночных кривых полиномов 7-го порядка, связанных с каждой из кривых напряжения. Пики dV / dQ можно интерпретировать двумя разными способами; либо как переход между фазами в электродах, либо как изменение сопротивления во времени в зависимости от SOC. Результаты для заряда и разряда показаны в зеркальном отображении для облегчения интерпретации графиков. С точки зрения фазового перехода пики dV / dQ соответствуют фазовым переходам, происходящим в графите на протяжении всего процесса заряда / разряда.³⁵ Небольшие пики от ячейки, разряженной до 2,7 В, указывают на медленный фазовый переход, рис. 5e. По мере старения клетки интенсивность пика увеличивается (вертикальное проскальзывание) из-за неравномерного литирования и одновременного присутствия нескольких фаз. Наиболее характерной чертой явления старения является горизонтальное смещение пиков. ^36,37 Величина проскальзывания увеличивается с увеличением нижнего напряжения отсечки, рис. 5г – 5ч. Сравнение кривых dV / dQ между процессами заряда и разряда подтверждает тот факт, что побочные реакции происходят только во время сверхразряда, т.е.е., независимо от нижнего напряжения отсечки, графики dV / dQ для зарядки аналогичны, рис. 5д – 5ч. Графики dV / dQ также представляют временное изменение IR. В двух полностью заряженных и полностью разряженных состояниях dV / dQ становится больше, подтверждая тот факт, что внутреннее сопротивление больше на этих двух крайних значениях. Величина внутреннего сопротивления увеличивается по мере старения элемента, особенно в конце жизненного цикла из-за разложения / преобразования SEI и растворения / осаждения меди, вызванных сверхразрядом.

Температурный отклик

Отклик на приращение температуры, T _ячейка -T _inf, для кривых заряда / разряда, показанных на рис. 5a – 5d используется для оценки тепловыделения, рис. 5e – 5h, для процесса заряда / разряда. Замечено, что повышение температуры при разряде всегда больше, чем при зарядке. Температурный промежуток возникает из-за того, что энтропийное тепло является эндотермическим в конце заряда и экзотермическим во время разряда.С другой стороны, необратимая жара в обоих случаях всегда экзотермична. Во время заряда CV температура падает из-за затухающего приложенного тока.

Максимальная температура, наблюдаемая для элементов, разряженных до элементов 2,7 и 1,5 В в первом цикле испытания на старение, составляет 21,6 ° C и 18,5 ° C соответственно, рис. 6a – 6b. Температура, наблюдаемая для клетки, состарившейся при возникновении реверсивного потенциала, составляет 41.0 ° C, но эта температура наблюдается в последнем цикле (рис. 6c).Когда ячейка приводится в непрерывное реверсивное состояние, газы, выделяющиеся из-за разложения электролита, увеличивают внутреннее давление и вызывают разбухание ячейки и дополнительное повышение температуры. Набухание влияет не только на пакет, но и на конфигурацию сборки электродов / сепаратора. В ячейке, разряженной до -0,5 В, перемещение или разделение электродов внутри могло также вызвать внутреннее короткое замыкание из-за контакта между катодным и анодным электродами.Температура, зарегистрированная на поверхности ячейки, показывает максимальную температуру до 106,0 ° C, соответствующую повышению температуры на 83,63 ° C, рис. 6d. И снова максимальная наблюдаемая температура приходится на последний цикл. Тепловые результаты означают, что если ячейка циклируется выше начала обратного потенциала, максимальная температура будет иметь место в первом цикле, когда оба активных материала доступны для реакции. Однако, если ячейка циклически повторяется около или до состояния реверсирования, то деградация и побочные реакции будут приводить к повышению температуры.

Чтобы дополнить термический анализ, графики тепловыделения оцениваются из обратной задачи теплопередачи с использованием профилей температуры окружающей среды и ячейки, рис. 6e – 6h. Сравнение графиков dV / dQ и тепловыделения показывает некоторое сходство. Связь между обоими результатами — внутреннее сопротивление. Одним из основных факторов необратимого тепла является джоулев нагрев ( i ² R _Int), который зависит от приложенного тока и внутреннего сопротивления элемента.Во время процесса зарядки выделяемое тепло остается квазипостоянным, поскольку внутреннее сопротивление не изменяется. В случае процесса разряда для ячеек 2,7 и 1,5 В максимальное тепловыделение происходит в начале разряда, и его величина уменьшается по мере старения элемента, рис. 6e – 6f. Аналогичная тенденция наблюдается в клетках, состарившихся в условиях обращения, рис. 6г – 6ч; однако на этот раз выделяемое тепло становится более крутым в конце разряда. Это означает, что дополнительный режим разложения, такой как SEI и разложение электролита и чрезмерное растворение меди, являются причинами быстрого повышения температуры.

DPA

Термические и электрохимические результаты могут быть подтверждены физическим осмотром компонентов ячейки. На рисунках 7a – 7d показано окончательное состояние четырех ячеек после того, как их емкость снизилась на 20%. Поскольку ячейка 2,7 В не вздулась, она не включена в этот рисунок. По мере увеличения более низкого напряжения увеличение объема ячейки становится более значительным, что указывает на образование газа в результате разложения электролита и электрода LCO. ³⁸ Рис. 7a – 7b.В случае элемента с напряжением -0,5 В на левой стороне пакета, показанном на рис. 7c, можно наблюдать небольшое пятно обугливания. Непрерывный цикл в условиях реверсирования приводит к повторяющимся пробоям и переформированию слоя SEI, разложению электролита, растворению меди и расслоению анода, все это приводит к образованию газов, расширяющих ячейку. Скопление газа создает эффект пузырьков, который вызывает физическое разделение между электродами и деформацию сборки электродов / сепаратора.Образование медных и литиевых перемычек между электродами приводит к внутреннему короткому замыканию, которое нагревает элемент изнутри. Несмотря на то, что температура увеличивается до 106,0 ° C, ячейка не переходит в режим теплового разгона. Ячейка вентилировалась через левый и правый края, вызывая обугленное пятно и вмятину в ее центре. Результаты для трехэлектродного элемента с чрезвычайно сильным переразрядом также включены как часть анализа, рис. 7d, чтобы понять разницу между повторяющимся переразрядом элемента и однократным экстремальным переразрядом.Даже несмотря на то, что чрезвычайно сильно разряженная ячейка мертва в конце теста, никаких признаков набухания не обнаружено, поскольку разложившийся слой SEI никогда не восстанавливается. Это подчеркивает важный момент, что избыточный разряд сам по себе является доброкачественным состоянием, но может превратиться в проблему в сочетании с последующей зарядкой. Взаимодействие между механизмами деградации старения и чрезмерного разряда создает угрозу целостности ячейки и здоровью оператора.

Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рисунок 7. Разрушающий физический анализ в условиях переразряда в конце жизненного цикла. (a) — (c) Состояние ячейки до проведения теста DPA. (d) Трехэлектродная ячейка с чрезмерным переразрядом используется в качестве эталона для анализа DPA. (e) — (g) LCO и (i) — (l) графитовые электроды, и (m) — (p) образцы сепаратора, полученные после вскрытия клеток.

Загрузить рисунок:

Стандартный образ Изображение высокого разрешения

Поскольку ячейка имеет 23 слоя с двусторонним покрытием для каждого из электродов, а также два разделителя, было бы непрактично включать весь набор фотографических свидетельств.Вместо этого репрезентативный образец с катода LCO, рис. 7e – 7h; графитовый анод, рис. 7и – 7л; и сепаратор, рис. 7м – 7ч включены сюда. Перед анализом состарившихся элементов, компоненты трехэлектродного элемента, которые подверглись экстремальному переразряду, были проверены, чтобы установить базовый уровень для условий, при которых преобладает переразряд. Поскольку элемент чрезмерно разряжен, графитовый анод чрезмерно делитирован до тех пор, пока запас лития не истощится. Затем SEI начинает разлагаться, чтобы отдать больше электронов, что восстанавливает ионы Li ⁺, присутствующие в электролите на катоде LCO.³⁹ Когда потенциал анода превышает ~ 3,54 В относительно Li / Li ⁺, токосъемник Cu начинает окисляться, и ионы Cu начинают мигрировать к катоду, и они осаждаются на поверхностях катода и сепаратора. ^17,40 Отложение меди с характерным бронзовым цветом можно наблюдать на электроде LCO и сепараторе, показанном на рис. 7h и 7p соответственно. Графитовый электрод сильно переразряженной ячейки напоминает графитовый электрод, который был разряжен до нормального разрядного напряжения, рис.7л. В случае чрезмерного переразряда, рис. 7e, элемент не может быть снова заряжен, потому что осаждение меди внутри приводит к короткому замыканию элемента.

В случае состаренных ячеек не обнаружено видимой деградации ни на одном из электродов для ячеек 1,5 В, рис. 7e – 7i, только на сепараторе видны коричневатые пятна, в основном из-за микрокороток, вызванных редкими пятнами гальванического покрытия Li. Для ячейки 0,0 В больше микрокороток наблюдается на всех трех компонентах, рис. 7f, 7j, 7n. Идея о том, что избыточный разряд способствует образованию покрытия из лития, может показаться нелогичным, поскольку осаждение лития происходит во время зарядки.Однако ухудшение, вызванное процессом сверхразряда, увеличивает IR элемента, и во время процесса зарядки повышенное перенапряжение может привести к понижению анодного потенциала ниже нуля и способствовать образованию Li-покрытия. ⁴¹ В случае старения элемента в условиях реверсирования, элемент -0,5 В, осаждение меди на катоде и сепараторе электрохимически блокирует графитовый электрод во время процесса избыточного разряда. Во время зарядки заблокированный катод вызывает неравномерное литиирование анода, и при непрерывном цикле в конечном итоге происходит литирование.Комбинация Cu на поверхности катода и металлического Li на аноде вызвала короткое замыкание ячейки. Внутреннее короткое замыкание становится настолько сильным в элементе -0,5 В, что вызывает обугливание графитового электрода, рис. 7k, и расплавление сепаратора, особенно вокруг центра элемента, рис. 7o. После плавления полипропилена из сепаратора он прилипает к электродам LCO, что затрудняет отделение электрода от сепаратора, рис. 7г, 7o.

SEM / EDS

Фактическая деградация клеточных компонентов дополнительно исследуется путем извлечения репрезентативных образцов и анализа их морфологии, рис.8–10, и состав, таблицы I и II. Морфология свежего графитового электрода показана на рис. 8а. Перед любым циклом внутренние слои частицы пластинчатого графита хорошо определяются. Состав электрода в основном состоит из углерода из активной частицы и проводящей добавки. Присутствие алюминия обусловлено керамическим покрытием сепаратора, таблица I. Когда литий интеркалирует / деинтеркалирует во время нормального цикла, промежутки покрываются тонкой пленкой SEI, которая становится толще со старением, рис.8b. Слой SEI состоит из смеси различных соединений, таких как фторид лития (LiF), гидроксид лития (LiOH), карбонат лития (Li ₂ CO ₃), оксид лития (Li ₂ O) и алкил лития. карбонат (ROCO ₂ Li, RCOLi). ⁴² Образование этих соединений увеличивает содержание кислорода и фтора и снижает процентное содержание углерода. Для ячейки, которая подвергалась непрерывным разрядам до 1,5 В, дендриты заселяют поверхность электрода.Несмотря на то, что EDS не может обнаруживать мелкие элементы, такие как водород или литий, присутствие лития может быть подтверждено, когда высокореакционная природа лития приводит к образованию оксида лития, когда он реагирует с кислородом воздуха. Таким образом, покрытие Li увеличивает содержание кислорода и снижает содержание углерода, как показано в таблице I. Небольшой процент кобальта на графитовом электроде указывает на незначительную миграцию кобальта от катода к аноду во время процесса зарядки.Когда более низкое напряжение снижается до 0,0 В, литиевое покрытие и рост SEI ухудшаются, рис. 8d. Элементный состав электрода показывает дальнейшее увеличение содержания в нем кислорода, фтора и кобальта все еще можно обнаружить, см. Таблицу I. Примечательной деталью этого электрода является присутствие меди. Во время начальных циклов потенциал анода может быть недостаточно высоким для растворения токосъемника, но по мере старения элемента и увеличения внутреннего сопротивления медный токоприемник начинает растворяться.Одновременное присутствие осаждения Cu и Li увеличивает вероятность возникновения внутреннего короткого замыкания. В ячейке, выдержанной в условиях обращения, наблюдается совокупный эффект всех механизмов деградации, таких как образование газов, набухание ячейки и внутреннее короткое замыкание. В случае непрерывного разряда элемента до -0,5 В поверхность электрода покрыта остатками обугливания и расплавленным сепаратором, как показано на рис. 8e. Обугливание увеличивает содержание углерода; а разложение SEI снижает содержание кислорода, см. Таблицу I.Наконец, графитовый электрод от сильно разряженной ячейки имеет морфологию, аналогичную свежей ячейке. Фактически, отсутствие интеркалированного лития, расплавленного сепаратора и меди делает внутренние слои частицы графита более различимыми. Что касается состава, чрезвычайно сильно разряженный анод имеет такое же содержание углерода, что и свежий элемент, и, как и ожидалось, присутствует Cu из токоприемника, но нет кислорода. Результат подтверждает идею о том, что, когда запасы анодного лития истощаются, SEI разлагается, чтобы обеспечить мощность, требуемую внешней нагрузкой.

Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рис. 8. Микрофотографии образцов графитовых электродов, извлеченных из состаренных ячеек при различных более низких напряжениях отсечки. (а) Чистый электрод. (b) Случай с преобладанием старения характеризуется ростом SEI. (c) Случай с небольшим переразрядом характеризуется наличием покрытия Li и дальнейшим утолщением SEI. (d) Возникновение случая обратного потенциала демонстрирует различную морфологию Li-покрытия, покрывающего поверхность электрода.(e) Случай глубокого переразряда показывает обугливание на поверхности частицы, вызванное ISC. (f) Электрод с экстремальным переразрядом показывает только частицы графита без каких-либо отложений или следов слоя SEI. Масштаб для всех изображений 10 мкм м.

Загрузить рисунок:

Стандартный образ Изображение высокого разрешения

Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рис. 9. Микрофотографии образцов электродов LCO, извлеченных из состаренных ячеек при различных более низких напряжениях отсечки.Никаких доказательств разрушения не обнаружено в образцах, соответствующих (а) нетронутому электроду и (б) ячейке с преобладанием старения. (c) Случай небольшого переразряда показывает разреженные частицы LCO с ранним наличием трещины. (d) — (e) Растрескивание частиц LCO происходит преимущественно в переразряде ячеек в условиях реверсирования из-за электрохимического пропитывания. (f) Электрод LCO из ячейки с экстремальным переразрядом показал характерное осаждение Cu на его поверхности. Масштаб для всех изображений 10 мкм м.

Загрузить рисунок:

Стандартный образ Изображение высокого разрешения

Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рис. 10. Микрофотографии образцов сепаратора, извлеченных из состаренных ячеек при различных значениях напряжения отсечки. (a) Сепаратор изготовлен из полипропилена с керамическим слоем Al ₂ O ₃. Сторона PP обращена к электроду LCO, а Al ₂ O ₃ обращена к графитовому.(b) Разделитель гильз с преобладанием старения не показывает признаков деградации. (c) Случай с небольшим переразрядом показывает некоторые отложения в керамическом слое из-за ISC. (d) Случай возникновения обратного потенциала показывает большее присутствие отложений в основном на слое Al ₂ O ₃. (e) Интенсивный ISC от ячейки, выдержанной в условиях глубокого переразряда, вызывает обугливание и расплавление сепаратора. (f) Ячейка с экстремальным переразрядом не показала какой-либо значительной деградации на стороне Al ₂ O ₃, но она действительно показала инкрустацию LCO с нанесенной на нее Cu.Масштабная линейка отличается на каждой панели, чтобы улучшить репрезентативные детали деградации.

Загрузить рисунок:

Стандартный образ Изображение высокого разрешения

Таблица I. Состав электродов, извлеченный из испытания EDS графитовых и LCO-электродов при различных напряжениях переразряда для образцов, показанных на рис. 8 и 9 ^{^a)}.

E _нижний [V]	Анод							Катод
	С	O	F	Al	-P	Cu	Co	С	O	F	Al	-P	Cu	Co
FC	95.9	0,0	1,8	1,4	0,9	0,0	0,0	31,9	18,7	5,3	4,0	0,0	0,0	40,1
2,7	76,4	18,5	3,2	1,4	0,5	0,0	0,0	31,3	18,8	6,8	5,3	0,3	0.0	37,5
1,5	69,2	25,2	3,9	0,8	0,7	0,0	0,2	31,5	19,4	8,3	2,5	0,8	0,0	37,4
0,0	48,6	39,6	8,5	1,2	1,2	0,9	0,1	36,4	22.8	10,2	1,9	0,5	0,0	28,1
-0,5	71,4	12,1	14,4	0,6	0,9	0,6	0,0	34,4	24,7	9,8	2,1	1,0	0,1	27,9
EO	86,1	0,0	8,3	1,7	1.6	2,3	0,0	0,0	11,3	1,7	14,6	0,3	64,1	8,0

^a) Указанные значения соответствуют мас. % каждого элемента, обнаруженного в образцах.

Таблица II. Состав электродов, полученный при испытании сепаратора EDS при различных напряжениях переразряда для образцов, показанных на рис. 10 ^{^a)}.

E _нижний [V]	Сепаратор
	С	O	F	Al	-P	Cu	Co
FC	0,0	41,2	9,5	47,9	1,3	0,0	0,0
2.7	8,8	43,9	1,5	45,1	0,6	0,0	0,1
1,5	27,1	37,8	3,4	28,1	1,3	0,0	2,3
0,0	7,0	50,4	3,1	38,6	0,8	0,0	0,2
-0,5	27.4	58,0	8,5	4,6	1,1	0,2	0,2
EO	0,0	21,2	7,3	17,3	2,4	24,9	26,9

^a) Указанные значения соответствуют мас. % каждого элемента, обнаруженного в образцах.

Морфология свежего катода показана на рис. 9а. Его состав подтверждает, что LCO является активным материалом, и у него есть алюминиевый токоприемник.На этом рисунке четко определены активная частица LCO и вторичная фаза (связующее и проводящая добавка). Если клетка выдерживается при нормальных условиях, рис. 9b, никаких значительных изменений морфологии и состава, таблица I, на микрофотографии и в результатах EDS не наблюдается, соответственно. Редкие пятна с растрескавшимися частицами LCO обнаруживаются, когда ячейка слегка переразряжена, рис. 9c. Тяжелое растрескивание частиц LCO происходит, когда ячейки сокращаются до 0,0 и -0,5 В из-за чрезмерного литиирования катода, рис.9d – 9e. Другими словами, при нормальных условиях разряда ионы лития мигрируют от анода к катоду, занимая одно из доступных и соответствующих родительских участков LCO. Однако, если ячейка сильно разряжена, частица LCO не может выделить все восстанавливаемые ионы Li ⁺ из электролита в соответствующий слой Li в октаэдрической структуре. Таким образом, активная частица начинает набухать и при непрерывном циклическом движении в конечном итоге трескается. ⁴³ Структурная дезинтеграция частиц LCO не только увеличивает сопротивление переносу в твердой фазе, но также снижает сохранение емкости.^40,44 Что касается состава, содержание Co уменьшается с уменьшением напряжения в конце разряда. При растрескивании частиц обнажается внутренняя часть частиц LCO и повышается содержание кислорода. Наконец, электрод LCO из сильно разряженной ячейки показывает отложение меди на своей поверхности, рис. 9f. Отложения меди мешают полному обнаружению электрода LCO при оценке состава. Сепаратор этой ячейки изготовлен из полипропилена, обращенного к электроду LCO, и покрытия из оксида алюминия, обращенного к графитовому электроду, рис.10а. Состав, указанный в таблице II, соответствует стороне оксида алюминия. Полипропилен, (C ₃ H ₆) _n, сторона сепаратора показывает только содержание углерода. В случае ячейки 2,7 В не обнаружено значительных изменений по сравнению с сепаратором, рис. 10b, за исключением небольшого присутствия углерода и кобальта. Микрокоротки становятся видимыми в элементе, разряженном до 1,5 В, в виде отложений на стороне оксида алюминия, рис. 10c, и это более очевидно на элементе, разряженном до 0.0 В, рис. 10г. Отложения, поступающие с анода, содержат остатки SEI и Li-покрытия, которые увеличивают содержание кислорода и снижают процентное содержание Al. В случае разряда элемента до -0,5 В, рис. 10e, высокая температура, вызванная внутренним коротким замыканием, вызывает обугливание графитового электрода, а выделяемое тепло вызывает прилипание активного материала электрода к сепаратору. Остатки обугливания увеличивают содержание углерода и значительно снижают содержание Al. Одним из наиболее значимых результатов является наличие меди в сепараторе.Как правило, внутренние короткие замыкания чаще всего связаны с покрытием литием; однако, если элемент чрезмерно разряжен в условиях реверсирования, растворенная Cu может вызвать внутренние короткие замыкания. Одно из основных различий между чрезмерным избыточным разрядом и непрерывным избыточным разрядом отражается на сепараторе, где растворенная медь осаждается на катоде и поверхности сепаратора из полипропилена в последнем. Во время DPA активный материал LCO отделяется от электрода и прилипает к сепаратору PP.Это было подтверждено наличием содержания Co и Cu на сепараторе из этой ячейки.

В этой работе экспериментально и аналитически изучалось влияние как старения, так и сверхразряда на клетки мешочка. Ячейки подвергались циклическому циклированию в условиях непрерывного переразряда, при котором разумно выбрано более низкое напряжение отсечки (2,7, 1,5, 0,0 и -0,5 В), чтобы гарантировать циклическую способность элемента. Электрохимические результаты показали, что дополнительная емкость, полученная за счет увеличения нижнего напряжения отсечки, незначительна.Более того, срок службы в цикле снижается, особенно если элемент подвергается старению в условиях реверсирования (E _ниже ≤ 0,0 В). SoH ячеек также исследуется с помощью дифференциальной емкости и дифференциальных кривых кулоновской эффективности, а затем сравнивается с новым параметром SoH на основе IR. Предлагаемый индикатор SoH, Φ _R, может прогнозировать начало усугубленной деградации во всех клетках.

Анализируются четыре долгосрочных условия циклического переключения, чтобы пролить свет на механизмы деградации, наложенные в зависимости от степени переразряда.Случай с преобладанием старения, 2,7 В, представляет собой нормальное состояние старения, характеризующееся в основном утолщением SEI. Корпус с небольшим переразрядом до 1,5 В деградировал аналогично старению, в котором преобладало старение, но с повышенным присутствием покрытия Li. Случай возникновения обратного потенциала до 0,0 В представляет состояние, при котором потенциал анода становится больше, чем потенциал катода. Литиевое покрытие на аноде, растрескивание частиц на катоде и раннее растворение анодного токосъемника с последующим образованием медного мостика на сепараторе являются основными механизмами деградации, обусловливающими короткий срок службы элемента.Случай глубокого переразряда, до -0,5 В, первоначально демонстрировал те же механизмы деградации для элемента, разряженного до 0,0 В, но в конце концов отказал после нескольких циклов. Разрушение структуры частиц LCO, вызванное чрезмерным литиированием, а также повторяющиеся разрушение и преобразование SEI, разложение электролита и т. Д. Привели к образованию газов. Наконец, образование медных и литиевых мостиков привело к прямому контакту между электродами, что привело к микрокоротким или внутренним замыканиям.

Избыточный разряд сам по себе является щадящим тестом, который может превратиться в серьезную причину опасности в сочетании с последующей зарядкой. Комбинированные эффекты механизмов деградации из-за старения и чрезмерного разряда создают угрозу целостности клеток и здоровью пользователей, особенно в конце жизненного цикла.

Приложение. Патологоанатомический анализ карманных клеток

Патологоанатомический анализ — это надежный и широко адаптированный инструмент, используемый для более глубокого понимания анализа отказов клетки.Открытие этих ячеек помогает визуализировать и охарактеризовать изменения, произошедшие в компонентах клетки во время теста, и сравнить их с изменениями свежей клетки. Далее описывается пошаговая процедура разборки ячейки пакета.

Шаг 1. Изоляция выступов. Перед деструктивным физическим анализом (ДФА) выступы ячеек мешка изолируют электроизоляционной лентой. Это дополнительная мера предосторожности, которую необходимо предпринять, чтобы избежать любого случая внешнего короткого замыкания, см. Рис.A1a.

Шаг 2. Подготовка материалов. Герметизирующие пакеты используются для хранения электродов, разделителей и других компонентов ячейки. В общей сложности 5 герметичных пакетов, по одному для каждого электрода, один для сепаратора, один для электролита и один для хранения других компонентов ячейки, таких как пакет и вкладки, помечены в зависимости от того, что в них будет размещаться. Стеклянный флакон, перегородка флакона и крышка флакона используются для сбора электролита ячейки. Все материалы, ячейка и медиа-рекордер переносятся в перчаточный ящик.

Шаг 3. Разборка подсумка. После переноса ячейки внутрь перчаточного ящика пластиковая доска используется для разборки ячейки. Это используется для предотвращения контакта язычков с металлическим дном перчаточного ящика. Процесс начинается с прокалывания мешочка скальпелем из нержавеющей стали. Этот первоначальный разрез делается около одной из выступов. При использовании скальпеля следует проявлять особую осторожность, чтобы избежать короткого замыкания, поэтому рекомендуется держать один из язычков изолированным.Процесс резки должен выполняться очень медленно и с особой осторожностью. После того, как разрез по ширине ячейки будет завершен, используется пара пластикового пинцета с острым концом, чтобы вытащить пакет из центра, как показано на рис. A1b. После разреза по длине пакет снимается с ячейки, образуя Т-образный разрез, как показано на рис. A1c. Затем пакет отрезается снизу, обнажая узел электродов-сепараторов, см. Рис. A1d.

Шаг 4. Удаление выступов. Мешочек остается соединенным с ячейками через металлические никелевые язычки.Ножницами разрезают язычки одну за другой и отделяют пакет и язычки от ячейки, см. Рис. A1d. Во избежание короткого замыкания следует соблюдать дополнительные меры предосторожности при разрезании выступов.

Шаг 5. Демонтаж сепаратора и электродов. После удаления лент на внешнем сепараторе узел электроды-сепаратор можно разматывать. Две отдельные пары пластмассовых пинцетов используются для извлечения катода и анода. При разделении электродов необходимо проявлять особую осторожность, поскольку электроды или активный материал на сепараторе могут соприкоснуться с другим электродом, что приведет к короткому замыканию.Изображение разматывания сепаратора и извлечения электродов показано на рис. A1e.

Шаг 6. Сбор электролита. Электроды промышленных ячеек обычно пропитываются электролитом, а не заливаются им. Электролит можно собрать, промыв изопропиловым спиртом (IPA) разобранный пакет, см.

Можно ли восстановить аккумулятор автомобиля своими руками (личный опыт)

Что делать со старым АКБ

Личный опыт

Аккумулятор разрядился и не заряжается. Что делать?

Что делать, если сел аккумулятор :: Autonews

Что делать: смартфон разрядился и не заряжается

По каким причинам может разрядиться автомобильный аккумулятор

Почему аккумулятор теряет заряд?

Почему на заведённом автомобиле сел аккумулятор?

Что будет с АКБ при долговременном разряде (срок – от месяца). И как реанимировать батарею?

Батарея разрядилась в ноль и не заряжается

Что делать: смартфон разрядился и не заряжается

Автор публикации

Похожее:

Телефон Android полностью разрядился и не заряжается с 0

Не хватает мощности

Проблемы с аккумулятором

Износ

Полная поломка батареи

Влага

Вздутие

Советы для профилактики поломки аккумулятора

— Battery University

Глубина разряда

Что представляет собой цикл разряда?

*** Пожалуйста, прочтите комментарии ***

Или перейти к другой артикуле

аккумуляторов — безопасно ли разряжать Li-Ion до 0 В?

Как восстановить глубоко разряженный свинцово-кислотный аккумулятор

Слишком большая разрядка автомобильного аккумулятора может действительно убить его

Рабочие циклы и мертвые ячейки

Что происходит при разрядке свинцово-кислотной батареи?

Идем глубже, чем предполагалось

Почему слишком сильно разряжать автомобильный аккумулятор?

Что делать с разряженной батареей

Как избежать разрядки батареи

Что такое разряд аккумулятора?

Разрядка аккумулятора в режиме ожидания?

Пояснения к кривой нагнетания

Разрядная характеристика аккумулятора

ОК разрядить аккумулятор до 0%?

Аналитика переразряда и старения литий-ионных элементов

Безопасность

Избыточный разряд

Цикл

Текущая работа

Примеры исследований

Протокол цикличности

Разрушающий физический анализ

Циклические характеристики

Температурный отклик

DPA

SEM / EDS

Приложение. Патологоанатомический анализ карманных клеток

Добавить комментарий Отменить ответ

* Пожалуйста, прочтите комментарии *