Поговорим о литий-ионных аккумуляторах, в частности о том, как их проверить. Это будет актуально как для тех, кто хочет использовать бэушные, так и для тех кто купил или хочет купить новые и хочет знать соответствуют ли они заявленным характеристикам или нет. Вот, например, есть батарея от ноутбука, разобрали, и хотим знать стоит ли использовать эти аккумы или им капец. Или например, вот есть два новыых аккумулятора. На одном написана емкость 1200, на втором 8800. Это не единственный важный параметр, но это то, что можно увидеть как заявленное. А так ли это? Скажу сразу, что 8800 - это ложь. Почему? Сейчас объясню.
По сути, есть три важных параметра, которые влияют на эксплуатацию аккумуляторов. Это емкость, саморазряд и внутреннее сопротивление.
На ютубе куча видео как проверить емкость аккумулятора, и фактически все ютуберы используют для этого зарядные устройства типа аймакс или их аналоги, которые весьма недешевы и покупать ради одной-двух батареек смысла нет. К тому же такая проверка занимает несколько часов, которых при походе в магазин нету. Можно ли взять в руки батарею и за пару секунд определить, соответствует ли заявленное действительности? Да, можно.
Давайте разбираться, как.
Итак, есть такая штука, как удельная энергоемкость аккумулятора, вернее, того вещества из которого собран аккумулятор. Это то количество энергии, которую аккумулятор может запасти на единицу веса. Говоря простым языком, чем больше такого вещества - тем больше энергии, но и, соответственно, больший вес. Берем весы и смотрим.
Вот мы видим вес аккумулятора на 8800mAh - почти 35 грамм. А вес 1200mAh странный, на полтора грамма больше, хотя по логике, он должен быть намного легче. Смотрим третий, на 2200mAh, и видим там 43 грамма.
Он тяжелее, чем 1200 и это вполне логично - ему нужно больше рабочего вещества, чтоб запасти больше энергии. В общем, исходя из этого, вы уже знаете, что навскидку можно определить по весу. Почему навскидку - потому что китайцы хитры и могут искусственно утяжелять аккум. Во всяком случае, были случаи когда в повербанке вместо аккумов были болты железные или муляжи 18650 с песком внутри. Но это повербанк, сами батареи утяжеленные мне не попадались. но логично предположить, что подобное может быть.
Итак, ребята, как же точно узнать емкость без аймакса? Все просто.
1200 миллиампер-часов значит, что батарея до своего полного разряда может питать устройство током 1200 миллиампер 1 час. Или током 600 миллиампер 2 часа. или 300 миллиамер 4 часа, или 2400 миллиампера полчаса. Тоесть, для того, чтоб узнать емкость, батарею заряжаем, даем ей постоянную нагрузку разряда и засекаем время. Контролируем напряжение и, когда оно достигнет напряжения разряда, считаем по формуле: ток умножаем на время. Например, дали нагрузку 500 миллиампер, тоесть 0.5 ампера, и батарея села через 2,40. Переводим 40 минут из 60-ричной системы в 10-тичную, тоесть 40 минут - это 2/3 часа, тоесть 0.66 часа. Потом 0,5 умножаем на 2,66, получаем 1,33 ампер-часа, или 1330 миллиампер-часа. Тут есть несколько нюансов в виде того, что по мере разряда напряжение на батарее падает и, согласно закону ома, падает протекающий ток в цепи, но это всё можно контролировать, изменяя нагрузку или усреднить так, чтоб первую часть ток был больше - вторую меньше. Я бы рекомендовал изменять нагрузку. По поводу напряжения разряда - оно, как правило, указано в даташитах на конкретную батарею, Например на ту, которая синяя на фото, которая емкостью 2200mAh - 2,75 вольта. По википедии вообще до 2,5 для литий-ионных. Но, на мое мнение, такие низкие напряжения сильно подрывают ресурс аккумулятора, лично я стараюсь ниже 3 вольт не разряжать. По поводу эксплуатации я наверно напишу отдельно, чтоб не растягивать статью, а сейчас давайте перейдем к следующему параметру.
К саморазряду. Этот параметр не менее важен, чем емкость, я бы даже сказал, что он более важен. Саморазряд - это когда батарея теряет запасенную в нее энергию, при этом к ней не подключена нагрузка.
Скажу сразу, что вот такие аккумуляторы с платами защиты помимо саморазряда, отдают энергию и самой плате защиты, питая контроллер. Это питание я саморазрядом называть не буду. В общем, по табличным данным, саморазряд литий-ионного аккума составляет около 3-5 процентов в месяц. Но из-за условий хранения, заряда аккумулятора (на сколько процентов заряжен) или деградации аккума эта цифра сильно плавает. В общем, для упрощения принимаем хранение при комнатной температуре и заряд 80 процентов. Никому не хотелось бы оказаться с разряженной в хлам батареей, потому лучше знать, стоит ли использовать аккумы вообще, тоесть знать какой у них саморазряд. Тестировать это долго, большинство ютуберов-тестировщиков заряжают аккум тем же аймаксом, ложат аккум на месяц, потом меряют, сколько там осталось энергии. Можно ли быстро? Ну, чтоб понять, стоит ли использовать бэушные, можно просто зарядить аккум до 3,8 вольта, через пару часов после зарядки померять напряжение, записать, потом через пару дней померять. Если сильно просело - знач саморазряд большой. Сильно, это если с 3,8 просело за три дня до 3,75. Но лучше всего дать им отлежаться месяц - тогда будет более понятно.
Теперь перейдем к третьему параметру, который очень сильно влияет на эксплуатацию. В одном из видео, в котором я показывал, как проверять трансформаторы, я кое-что обещал. Там при попытке запитать некое устройство самодельное, аккумуляторы не справились с нагрузкой и мне пришлось их поменять на такие же, после чего всё заработало. И я обещал объяснить, почему так произошло.
Так вот, так произошло потому, что акумы не смогли отдать много тока в один момент времени. Не смогли из-за большого внутреннего сопротивления.
Переходим к третьему параметру, к внутреннему сопротивлению аккумулятора. Я сейчас покажу, как его измерить, это в принципе легко и занимает очень мало времени.
Итак, для измерения нам понадобится какая-то нагрузка с сопротивлением в 10-40 ом. Это может быть что-угодно, но оно должно быть достаточно мощным, чтоб не сгореть и не поменять своих параметров при пропускании через него тока. Вот резистор на 10 Ом и 0,25Ватт не годится, потому что он 0,25 ватт. А при замыкании цепи в 4 вольта ток через него будет 0,4 ампера, что соответствует 1,6 ватта, то есть, резистору станет сильно плохо. Как я и говорил - в качестве нагрузки что угодно, потому я вообще буду использовать систему отклонения лучей от телевизора, который я разобрал на запчасти в одном из прошлых видео. Провод тут толстый, выдержит, сопротивление 13,5 Ом, вполне подходит.
Протестируем все три, но те, которые 1200 mAh и 8800 mAh - они новые и послужат эталоном.
Для того, чтоб измерить внутреннее сопротивление, нам понадобится вольтметр и амперметр. Можно использовать один мультиметр, поочередно измеряя необходимый параметр, я же буду использовать два мультиметра, один в режиме амперметра, второй в режиме вольтметра. Сначала меряем напряжение на аккумуляторе без нагрузки. Потом подключаем последовательно нагрузку и амперметр, и меряем одновременно напряжение и ток. Показания записываем и приступаем к рассчетам. Для этого вычисляем падение напряжения под нагрузкой, тоесть от напряжения без нагрузки отнимаем то напряжение, которое было под нагрузкой. Получаем падение напряжения. После чего это самое падение напряжения в вольтах делим на протекающий в цепи ток в амперах и получаем внутренее сопротивление источника питания в омах. Для удобства можем перевести в миллиомы.
Для начала измеряем.
Это был аккумулятор, который заявлен как 8800mAh (по факту там около 1200mAh)
Это тот, который реально 1200mAh
И кусок ноутбучной батареи, аккумулятор на 2200mAh
Теперь давайте считать. Формулу я выше уже озвучил, вычисляния выглядят вот так:
На первых двух батареях, которые были в качестве эталонных, внутренее сопротивление в норме. А вот та старом аккумуляторе оно очень высокое, больше половины Ома.
Можно ли использовать батареи с таким высоким внутренним сопротивлением?
Тут много противоречивых мнений, кто-то кричит что такие надо выкидывать и так далее. Но я скажу, что при определенных условиях можно.
Что это за условия? Это те устройства, в которых не надо много тока на одну единицу времени. Тоесть, питать этими аккумами не то, что жрет два ампера, а то что жрет 200 миллиампер, например. Какую-то подсветку на трех светодиодах. Ардуину с dc-dc повышайкой до 5ти вольт - ток мизерный, потому питать можно очень долго и акум с этим справится.
НО! Ребята, все три параметра неразрывно связаны между собой, и, если аккум деградирует, то ухудшаются все три. Тоесть, падает емкость, растет саморазряд, растет внутреннее сопротивление. Проверив все три, вы будете знать степень деградации. Очень хорошо это заметно по выросшему внутреннему сопротивлению. Потому я как правило в первую очередь проверяю его. И да, если при разборке батарее вы намеряли низкое напряжение на аккумах - скорей всего им крышка. Да, я буду использовать их там, где это можно. Но их характеристики весьма плохи. И еще, ухудшение этих параметров сильно влияет на безопасность, в частности на пожароопасность акумов, так что при сильном ухудшении характеристик я рекомендую просто избавиться от них, дабы не пострадать от самовозгорания акума.
На своем ютуб-канале я уже разместил видео о том, как проверять эти аккумуляторы, в нем фактически то же самое, что и тут в статье. Чуть позже добавлю видео сюда на страницу.
