Литий-ионные аккумуляторы широко используются в различных устройствах благодаря своей высокой энергоемкости, компактности и долговечности. Однако, несмотря на их преимущества, они весьма чувствительны к определённым условиям эксплуатации. Незнание основных факторов, которые могут повредить батарею, может привести к сокращению её срока службы или даже к полной потере работоспособности.

В этой статье мы рассмотрим шесть простых, но важных вещей, которых боятся литий-ионные аккумуляторы. Знание этих факторов поможет вам избежать ошибок в эксплуатации и продлить срок службы аккумулятора.

Угроза 1: Полный разряд

Одной из самых серьёзных угроз для литий-ионных аккумуляторов является полный разряд. Этот процесс может существенно сократить срок службы аккумулятора и даже привести к его неисправности. Давайте разберёмся, почему глубокий разряд так опасен и как его можно избежать.

Почему полный разряд вреден?
Литий-ионные аккумуляторы рассчитаны на работу в определённом диапазоне напряжений. Когда напряжение опускается ниже допустимого уровня, внутри аккумулятора происходят необратимые процессы, которые повреждают его ячейки. В результате это может привести к ухудшению ёмкости, то есть аккумулятор будет терять свою способность хранить заряд и разряжаться гораздо быстрее, чем должен.
Современные аккумуляторы оснащены системой защиты, которая автоматически отключает устройство при достижении критического уровня заряда. Однако если аккумулятор долго находится в полностью разряженном состоянии, система защиты может не сработать должным образом, что приведёт к его необратимому повреждению.

Какие последствия?
Полный разряд приводит к сокращению общего количества циклов зарядки-разрядки, на которые рассчитан аккумулятор. В обычных условиях литий-ионные батареи способны выдерживать от 300 до 500 циклов, но при регулярном полном разряде их ресурс может уменьшиться до 100-200 циклов. Это существенно сокращает срок службы устройства, увеличивая ваши расходы на покупку нового аккумулятора.
Кроме того, если аккумулятор остаётся в разряженном состоянии продолжительное время, он может перестать принимать заряд. Это связано с тем, что напряжение на ячейках падает до уровня, при котором внутренние компоненты аккумулятора теряют свою активность, и процесс зарядки больше не может быть инициирован.

Как избежать полного разряда?
Чтобы предотвратить негативные последствия полного разряда, важно следить за уровнем заряда и не допускать его падения до критических отметок. Оптимально поддерживать заряд на уровне 20-30%. Многие современные устройства имеют встроенные оповещения или автоматическое отключение, чтобы предотвратить глубокий разряд, но важно обращать внимание на эти предупреждения и подключать устройство к зарядке до того, как аккумулятор разрядится полностью.

Если аккумулятор не используется длительное время, рекомендуется хранить его с уровнем заряда около 50%. Это минимизирует потерю ёмкости и обеспечит его готовность к работе, когда это потребуется. Также стоит избегать длительного хранения разряженных аккумуляторов — это ускоряет их деградацию.

Угроза 2: Перезарядка

Перезарядка — это ещё одна серьёзная угроза для литий-ионных аккумуляторов. Хотя многие современные устройства оснащены системами защиты от перезаряда, неправильное использование зарядных устройств или неисправности могут привести к перегреву и повреждению батареи.

Почему перезарядка опасна?
Литий-ионные аккумуляторы чувствительны к превышению допустимого напряжения. Когда аккумулятор заряжается сверх своего нормального уровня, электролит внутри ячеек начинает перегреваться. Это вызывает необратимые химические изменения, которые могут привести к сокращению ёмкости аккумулятора и, в некоторых случаях, к его физической деформации или даже возгоранию.
Системы защиты в современных аккумуляторах обычно контролируют процесс зарядки, чтобы избежать перезарядки. Однако использование неисправных зарядных устройств или устройств низкого качества может обходить эти системы, что создаёт риски для безопасности и работоспособности аккумулятора.

Какие последствия?
Перезаряженные аккумуляторы подвергаются перегреву, что ускоряет процесс их деградации. Это приводит к тому, что аккумулятор теряет способность удерживать заряд на протяжении длительного времени, и вам придётся заряжать его всё чаще. Кроме того, постоянный перегрев может вызвать вздутие аккумулятора или даже привести к короткому замыканию, что опасно для пользователя и самого устройства.
Ещё одно последствие — увеличение внутреннего сопротивления аккумулятора. Это значит, что даже при полной зарядке аккумулятор будет отдавать меньше энергии, чем мог бы, что негативно скажется на времени работы устройства.

Как избежать перезарядки?
Чтобы избежать проблем с перезарядкой, рекомендуется всегда использовать оригинальные или сертифицированные зарядные устройства, которые соответствуют техническим характеристикам вашего устройства. Не стоит оставлять аккумулятор на зарядке дольше, чем это необходимо. Даже при наличии защитных систем лучше отключать устройство от сети после полной зарядки.
Также избегайте длительного подключения устройства к зарядке, особенно если оно остаётся на ночь. Несмотря на встроенные системы защиты, такие привычки могут со временем негативно повлиять на ёмкость аккумулятора.

Угроза 3: Высокие температуры

Высокие температуры — одна из главных угроз для литий-ионных аккумуляторов. Перегрев может привести к ухудшению их производительности и даже к необратимым повреждениям, что сокращает срок службы аккумулятора и ухудшает его эффективность.

Почему перегрев опасен?
Литий-ионные аккумуляторы чувствительны к перегреву из-за того, что при повышенных температурах активные вещества внутри ячеек начинают разрушаться. Химические реакции, протекающие в аккумуляторе при его работе, происходят быстрее при повышенных температурах, что ускоряет износ батареи. Когда температура аккумулятора превышает 40°C, возрастает риск его деградации, что может привести к вздутию, уменьшению ёмкости или даже самовозгоранию.
Работа в условиях перегрева также увеличивает вероятность теплового разбега — процесса, при котором температура аккумулятора повышается настолько быстро, что система больше не может его охлаждать. Это может привести к выходу батареи из строя, короткому замыканию или даже взрыву.

Какие последствия?
При перегреве аккумуляторы теряют свою способность эффективно хранить и отдавать энергию. Это может проявляться в том, что устройство быстрее разряжается, даже если аккумулятор полностью заряжен. В худших случаях аккумулятор может начать терять ёмкость или деформироваться, что приводит к необходимости его замены.
Частые перегревы могут также спровоцировать химические изменения внутри аккумулятора, что приводит к увеличению внутреннего сопротивления. Это означает, что аккумулятор начнёт отдавать меньше энергии, даже если он полностью заряжен, и устройство будет работать менее эффективно.

Как избежать перегрева?
Чтобы предотвратить перегрев, старайтесь не использовать устройство с литий-ионным аккумулятором в условиях экстремальной жары. Если ваш телефон, ноутбук или другой гаджет находится под прямыми солнечными лучами или в жарком помещении, это может ускорить процесс перегрева. Желательно держать аккумулятор в тени или использовать дополнительные системы охлаждения, если это возможно.

Также стоит избегать интенсивного использования устройства при зарядке, особенно в условиях высокой температуры. Зарядка и активная эксплуатация одновременно создают дополнительную нагрузку на аккумулятор, что может привести к перегреву. И, конечно, никогда не оставляйте устройство заряжаться в жарких местах, таких как автомобиль, оставленный на солнце.

Угроза 4: Низкие температуры

Хотя перегрев является серьёзной угрозой для литий-ионных аккумуляторов, воздействие низких температур также может негативно сказаться на их производительности и долговечности. Мороз способен замедлить химические реакции внутри батареи, снизить её ёмкость и даже повредить ячейки.

Почему низкие температуры опасны?
При понижении температуры химические процессы в литий-ионных аккумуляторах замедляются. Это приводит к тому, что аккумулятор не может эффективно удерживать и отдавать энергию. Когда температура опускается ниже 0 °C, ёмкость аккумулятора может уменьшиться в несколько раз, что сокращает время работы устройства. В некоторых случаях аккумулятор может просто не включаться, если его температура слишком низкая.
При температуре ниже -20 °C существует риск того, что электролит внутри аккумулятора начнёт замерзать, что приводит к его физическому повреждению. Это может проявляться в деформации аккумулятора, появлении трещин или даже выходе из строя ячеек.

Какие последствия?
Основной проблемой при низких температурах является резкое снижение ёмкости аккумулятора. Например, телефон или ноутбук, которые обычно работают несколько часов, могут разрядиться за считанные минуты, если их температура опустится ниже нуля. Это особенно опасно для устройств, которые используются на улице или в условиях сильных морозов, таких как дроны, электромобили или спортивные камеры.
Кроме того, регулярное воздействие низких температур может ускорить деградацию аккумулятора. Даже если аккумулятор временно восстановит свою ёмкость после прогрева, со временем его способность удерживать заряд будет ухудшаться.

Как защитить аккумулятор от холода?
Чтобы избежать негативного воздействия низких температур, важно правильно защищать аккумулятор. Если устройство используется на улице, старайтесь держать его как можно ближе к телу или использовать утепляющие материалы, такие как чехлы или термочехлы. Это поможет сохранить аккумулятор в рабочем состоянии дольше.
Кроме того, не рекомендуется заряжать аккумулятор сразу после того, как он был на морозе. Дайте ему время нагреться до комнатной температуры, чтобы избежать повреждения ячеек. Если возможно, используйте устройства с функцией контроля температуры, которые автоматически регулируют уровень подогрева аккумулятора в условиях холода.

Угроза 5: Механические повреждения

Литий-ионные аккумуляторы довольно чувствительны к физическим воздействиям, таким как удары, падения и деформации. Механические повреждения могут привести к повреждению ячеек, что сделает аккумулятор непригодным для использования и даже потенциально опасным.

Почему механические повреждения опасны?
Литий-ионные аккумуляторы состоят из тонких слоёв анода, катода и электролита, заключённых в герметичный корпус. Даже небольшое повреждение корпуса может привести к утечке электролита или нарушению внутренней структуры аккумулятора, что негативно скажется на его работоспособности. В случае серьёзных повреждений может возникнуть короткое замыкание внутри ячеек, что представляет угрозу возгорания.
Если аккумулятор был подвергнут удару или деформации, это может привести к смещению слоёв внутри батареи, что затруднит нормальный процесс зарядки и разрядки. Повреждение корпуса аккумулятора также делает его более уязвимым для воздействия влаги и других внешних факторов, что может ускорить его разрушение.

Какие последствия?
После механических повреждений аккумулятор может начать терять заряд гораздо быстрее или вовсе перестать работать. В более серьёзных случаях возможно вздутие аккумулятора, которое происходит из-за выхода газа при повреждении ячеек. Это не только снижает производительность батареи, но и создаёт риск возгорания.
Механические повреждения также могут нарушить работу встроенных систем защиты, которые контролируют процесс зарядки и предотвращают перезаряд или перегрев. В результате аккумулятор становится менее безопасным в эксплуатации.

Как избежать механических повреждений?
Чтобы предотвратить повреждение литий-ионного аккумулятора, старайтесь избегать ситуаций, где устройство может подвергаться ударам или падениям. Используйте защитные чехлы и корпуса, которые помогут смягчить удары. Особенно это важно для мобильных устройств, дронов и электроинструментов, которые часто подвергаются механическим нагрузкам.
Если вы заметили, что аккумулятор начал вздуваться, деформироваться или выделять неприятный запах, немедленно прекратите его использование и утилизируйте в соответствии с рекомендациями производителя. Повреждённые аккумуляторы могут представлять серьёзную угрозу безопасности.

Угроза 6: Неисправное зарядное устройство

Одной из скрытых, но не менее серьёзных угроз для литий-ионных аккумуляторов является использование неисправных или некачественных зарядных устройств. Несмотря на то, что литий-ионные батареи оснащены системами защиты, неправильная зарядка может негативно сказаться на их работоспособности и безопасности.

Почему неисправное зарядное устройство опасно?
Зарядные устройства, не соответствующие техническим характеристикам аккумулятора, могут подавать слишком высокое или, наоборот, недостаточное напряжение. В случае перезарядки аккумулятор подвергается перегреву, что может привести к сокращению его срока службы или даже к повреждению ячеек. Низкое напряжение, с другой стороны, может приводить к недозарядке, что негативно сказывается на ёмкости и времени работы аккумулятора.
Кроме того, некачественные зарядные устройства могут иметь нестабильные цепи, которые создают скачки напряжения во время зарядки. Это увеличивает риск короткого замыкания или других опасных ситуаций. Особенно это касается дешёвых и поддельных зарядных устройств, которые не проходят должную проверку безопасности.

Какие последствия?
Использование неисправных зарядных устройств может привести к множеству проблем: начиная с сокращения ёмкости аккумулятора и заканчивая его полным выходом из строя. При длительном воздействии неправильного напряжения аккумулятор может начать терять заряд быстрее, перегреваться или даже вздуваться.
В некоторых случаях возможны серьёзные повреждения аккумулятора, вплоть до его возгорания. Особенно это актуально для мобильных устройств, таких как телефоны и ноутбуки, которые часто заряжаются через дешёвые или неподходящие зарядные устройства.

Как избежать использования неисправного зарядного устройства?
Чтобы избежать рисков, связанных с некачественными зарядными устройствами, рекомендуется использовать только оригинальные или сертифицированные зарядные устройства, которые соответствуют характеристикам вашего аккумулятора. Всегда проверяйте, чтобы зарядное устройство было исправно, и избегайте покупки дешёвых подделок.
Также важно следить за состоянием зарядного устройства — если оно перегревается, издаёт странные звуки или не работает должным образом, лучше его заменить. Использование качественного зарядного устройства — это залог безопасности вашего устройства и продления срока службы аккумулятора.

Заключение

Литий-ионные аккумуляторы обладают многими преимуществами, но они также требуют внимательного обращения. Чтобы продлить срок службы и сохранить их работоспособность, важно избегать ключевых угроз: полного разряда, перезарядки, воздействия высоких и низких температур, механических повреждений и использования неисправных зарядных устройств. Соблюдение этих простых правил позволит вам поддерживать аккумулятор в хорошем состоянии и продлить его срок службы.

Знание этих факторов поможет вам избежать ненужных проблем и сохранить энергию вашего устройства на долгие годы.