Какие есть и как Убрать

Некоторые аккумуляторы обладают эффектом памяти. Это явление в значительной степени снижает эффективность работы источника питания. О том, что представляет собой этот процесс, как не допустить «запоминания» и что делать, если батарея уже работает в ограниченном режиме, будет подробно рассказано далее.

Что такое эффект памяти аккумулятора

Эффект памяти аккумулятора – это значительная потеря ёмкости батареи, в результате подзарядки не разрядившегося до конца элемента питания.  Изделие как бы запоминает предыдущее значение ёмкости, при котором его установили на подзарядку и при последующей работе отдаёт электрический ток только до этого уровня.

Объяснить этот процесс можно не появлением когнитивных способностей у неодушевлённого предмета, а в результате увеличения кристаллов активного вещества.

Такая «патология» наиболее сильно проявляется в том случае, если некоторые виды перезаряжаемых АКБ устанавливаются на подзарядку до момента полной отдачи имеющегося запаса электрического тока. Если аккумулятор постоянно эксплуатируется в таком режиме, то изделие не только потеряет значительный запас ёмкости, но и может полностью выйти из строя.

Чтобы защитить себя от необходимости замены аккумуляторов необходимо вовремя заметить изменения в работе таких изделий.  В общем, «симптомы» у различных моделей проявляется практически одинаково, поэтому не составит труда вовремя определить работу источника питания в нестандартном режиме.

Несмотря на ограниченное количество циклов работы таких устройств даже сильно поврежденные батареи, во многих случаях, можно восстановить с помощью специальной тренировки АКБ.

Как проявляется эффект памяти в аккумуляторах

Для того чтобы исключить вероятность образование памяти аккумулятора рекомендуется вначале правильно определить тип АКБ. Зная химический состав электролита и электродов несложно определить подверженность таких элементов эффекту разрастания кристаллов.

Ni-Mh. Практически все элементы питания, в состав которых входит никель, подвержены эффекту памяти. не являются исключением из этого правила.

Достаточно один раз не разрядить полностью батарею, чтобы при следующем использовании ёмкость элемента значительно снизилось. Если гаджетом или инструментом пользуются часто, то проявляться такой эффект может в заметном снижении времени работы устройства.

Ni-Cd.  изделия являются наиболее подверженными эффекту памяти элементами питания. Снижение ёмкости также проявляется в виде уменьшения времени работы. Такая особенность может проявляться даже при коротком периоде эксплуатации элементов, особенно у дешёвых моделей.

Li-Ion.  являются современными химическими источниками электроэнергии, поэтому практически лишены эффекта памяти. Незначительные отклонения в ёмкости, как правило, связаны только с длительной эксплуатацией таких изделий или с очень интенсивным использованием

Li-Pol. Литий-полимерные изделия также лишены эффекта памяти. Такие изделия идеально подходят для устройств, которые используются время от времени и подзаряжаются задолго до полного израсходования энергии.

LiFePO4.  элементы подвержены эффекту памяти. Несмотря на то, что снижение ёмкости в результате установки изделия на подзарядку до полного разряда не так значительно как в Ni-Mh и Ni-Cd батареях, достаточно один раз нарушить принцип полного израсходования энергии, чтобы запустит патологический процесс на катоде батарей этого типа.

Как не допустить эффекта памяти

Эффекта памяти в аккумуляторах наиболее подверженных подобной патологии очень просто не допустить. Для этого достаточно всегда разряжать батарею на 100%, прежде чем установить источник электроэнергии на подзарядку.

Если по тем или иным причинам осуществлять полный расход электроэнергии каждый раз не представляется возможным, то для профилактики рекомендуется полностью израсходовать запас время от времени, а затем полностью зарядить изделие током, рекомендуемым заводом-изготовителем АКБ.

Чтобы снизить вероятность образования эффекта памяти в никель-кадмиевых и никель-металлогидридных аккумуляторах рекомендуется перед эксплуатацией новых изделий «раскачать» их до необходимых значений ёмкости. Для этой цели достаточно полностью зарядить изделие током, которые не превышает значений, установленным заводом-изготовителем.

Затем разрядить устройство через не слишком мощный потребитель электроэнергии. Такая тренировка позволит полностью раскрыть потенциал устройства с самого начала эксплуатации и убрать начальные образования кристаллов на внутренних контактах батареи.

Умное зарядное устройство IMAX B6

Какие устройства наиболее подвержены проблеме

Эффект памяти проявляется особенно сильно в портативных устройствах, которые могут использоваться продолжительное время. Например, шуруповёрты, применяемые на неэлектрифицированных объектах заряжают до полного объёма, даже если запас электроэнергии не израсходован.

Это связано, прежде всего, с тем, что в процессе выполнения работ не будет возможности установить прибор на подзарядку. Аналогичная проблема наблюдается, если беспроводное устройство применяется периодически.

Рабочие, при наличии перерывов в использовании прибора, подключают его к сети через адаптер, что приводит к очень быстрому снижению эффективности работы источников питания.

Можно ли раскачать АКБ при снижении ёмкости

При снижении ёмкости Ni-Mh — Ni-Cd возможно в значительной степени восстановление этого параметра. Процедура по устранению эффекта памяти осуществляется в такой последовательности:

• Разрядить элемент питания через не слишком мощный потребитель электроэнергии, до наличия на контактах изделия напряжения 0,8 – 1,0 Вольт. Измерить этот показатель можно с помощью мультиметра.
• Установить аккумулятор в зарядное устройств и зарядить его на 100 процентов.
• Повторить процесс заряд-разряда несколько раз.

Если эффект памяти – это последствия «недоразряда», который наблюдался в течение длительного времени, то возможно процесс зарядки потребуется осуществлять с применением более мощных ЗУ.

Если в процессе эксплуатации аккумуляторов эффект памяти явно не проявляется либо изделия хранятся длительное время без подзарядки, то тренировку, описанную выше, рекомендуется проводить в профилактических целях. Особенно хорошо проявляет себя такой подход при эксплуатации Ni-Mh и Ni-Cd батарей.

Остались вопросы или есть что добавить? Тогда напишите нам об этом в комментариях, это позволит сделает материал более полным и точным.

Эффект памяти аккумулятора — Ответы на вопросы

Друзья меня пугают каким-то «эффектом памяти» аккумулятора.
Говорят, что из-за него аккумулятор долго не проживет.
Что это такое?

Под «эффектом памяти» понимается обратимая потеря ёмкости, имеющая место в некоторых типах электрических аккумуляторов при нарушении рекомендованного режима зарядки, в частности, при подзарядке не полностью разрядившегося аккумулятора.

Название связано с внешним проявлением эффекта: аккумулятор как будто «помнит», что в предыдущие циклы работы его ёмкость не была использована полностью, и при разряде отдаёт ток до «запомненной границы».

Причиной появления «эффекта» памяти является укрупнение кристаллических образований активного вещества аккумулятора и, как следствие, уменьшение площади активной поверхности его рабочего вещества.

Это происходит, когда не полностью разряженный аккумулятор периодически подзаряжается до неполной зарядки.

Через какое-то время такого использования зарядить аккумулятор до определенного уровня становится очень сложно.

Это значит, что со временем аккумулятор будет способен работать все меньшее количество времени между зарядками.

В большинстве случаев причинами возникновения проблемы «эффекта памяти» являются перегрузка батареи и плохо разработанные зарядные устройства.

Оказывается не все типы аккумуляторов подвержены «эффекту памяти».
Поэтому, рекомендуется вынуть аккумулятор из устройства и почитать, что на нем написано.

1. Типы аккумуляторов, подверженные «эффекту памяти»:

NiCd — никель-кадмиевый,
NiMH — никель-металл-гидридный.

2. Типы аккумуляторов, не подверженные «эффекту памяти»:

Li-ion — литий-ионный,
Li-pol — литий-полимерный.

Итак, «эффект памяти» свойственен только аккумуляторам на основе никеля, причем сильнее всего он проявляется в никель-кадмиевых аккумуляторах.

Если у вас аккумулятор первой группы, то избежать «эффекта памяти» можно, если соблюдать режим использования аккумулятора: доводить аккумулятор до почти полной разрядки и только после этого его заряжать вновь.
Желательно также не превышать рекомендованные заводом-изготовителем режимы заряда и разряда.

1 2 3

Как Убрать Эффект Памяти Аккумулятора Шуруповерта

Восстановление аккумулятора шуруповерта. Как восстановить работоспособность аккумулятора шуруповерта

Практичный хозяин, как никто другой, понимает, насколько удобен и эффективен в использовании автономно работающий ручной электроинструмент. Профессиональный строитель, который занимается преимущественно отделочными работами, без шуроповерта и вовсе не может обойтись. Тем не менее батарея, причем любого типа, через определенное время начинает терять свой энергетический потенциал. Приобретение новой АКБ — удовольствие не из дешевых. Но кто сказал, что восстановление аккумулятора шуруповерта невозможно в принципе? Что мешает обладателю брендовой модификации сэкономить на дорогостоящих элементах питания? Наверное, вы не удивитесь универсальности ответа. Незнание. Развивая тему, отметим: это возможно! Материал статьи поможет вам разрешить проблему «глобального старения» АКБ. Стоит лишь прочесть о том, как и что нужно сделать.

«Банки», в которых хранятся не деньги

Говоря про восстановление аккумулятора шуруповерта, нельзя не упомянуть о том, что АКБ, которыми оснащается оговариваемый строительный инструмент, могут иметь различные технические характеристики. Часто такого рода «энергетическая индивидуальность» источника питания играет немаловажную роль в момент эксплуатации. Например, при низкотемпературных условиях работы предпочтение следует отдавать никель–кадмиевым аккумуляторам. Тогда как никель-металл-гидридный тип батарей более долговечен в использовании и может иметь сравнительно большую емкость. Между тем, широко стали применяться и литий-ионные АКБ. Источник питания данного типа и вовсе не нуждается в обслуживании, лишен «эффекта памяти», а главное — при высокой емкости «энергетические банки» батареи имеют более компактные размеры, нежели у «конкурентов».

Восстановление аккумулятора шуруповерта через заморозку

Вероятнее всего, ваш электроинструмент оснащен никель-кадмиевым элементом питания. Потому как данный тип батарей (в контексте представленной статьи) является наиболее распространенным. Исключительно поэтому наш материал и посвящен именно данному типу АКБ. Впрочем, приведенные ниже рекомендации действенны и в отношении использования металлогидридных источников энергии. Итак, порядок действий:

• Запакованный в полиэтиленовый пакет аккумулятор (полностью разряженный!) поместите в морозилку.
• Через 10-12 часов изымите АКБ из холодильного устройства.
• На несколько часов поставьте батарею на зарядку.
• После чего необходимо «высадить» аккумулятор. Пусть он работает до того момента, пока в емкостях не иссякнет энергия.
• Повторите описанную процедуру 2-3 раза.

Но что делать, если подобное восстановление аккумулятора шуруповерта не увенчалось успехом в полной мере? В таком случае следует прибегнуть к комплексному решению проблемы, о котором вы узнаете из нижерасположенных разделов.

Разборка корпусной части автономного блока питания

После того как вы убедились, что несколько проведенных циклов глубокого заряда/разряда батареи не дали положительного результата, и ваша батарея все так же быстро разряжается в процессе работы, следуйте поэтапному сценарию действий. В качестве примера возьмем аккумулятор для шуруповерта «Макита».

• Прежде чем приступить к непосредственному процессу разборки, зарядите устройство.
• Чтобы получить доступ к емкостным элементам АКБ, необходимо выкрутить несколько фиксирующих винтов.
• В некоторых случаях требуется аккуратно взломать корпус в местах соединения конструкционных деталей.

Внимание: при реализации последнего варианта демонтажа не применяйте излишнюю физическую силу, так как можно деформировать корпусной пластик АКБ. Помните: после «реставрационных» работ контейнер должен надежно садиться на место.

Поиск «слабого звена»: определение вышедшей из строя «банки»

Ni Cd стирание эффекта памяти

попытка восстановления аккумулятора от шуруповерта.

Восстановление аккумулятора шуруповёрта DeWalt 14V 1.3A NiCd

Способ зарядки убитого аккумулятора не исчерпавшего свой ресурс. /120 циклов у никель- кадмиевых а./ Рекомен

Итак, аккумулятор для шуруповерта «Макита» — это несколько последовательно соединенных элементов питания. Впрочем, стандартная схема (когда плюсовой контакт одной из емкостей подсоединен к минусу следующей «банки») применяется практически во всех подобных устройствах. Конечно, имеется в виду автономно работающий электроинструмент. Итак, алгоритм действий:

• С помощью мультиметра произведите методичный замер всех элементов «энергетической обвязки».
• Чтобы не запутаться – не ухмыляйтесь, ибо никель-кадмиевые аккумуляторы для шуруповертов (18 вольт) обычно состоят из 15-ти последовательно соединенных емкостей, – на каждой «банке» посредством обычного карандаша делайте пометки «актуального» напряжения.

Внимание: при замере следует использовать нехитрое приспособление, которое состоит из двух проводов и нагрузочного сопротивления в 0,5 Ом. В результате вы получите максимально правдоподобные данные о состоянии задействованных элементов питания.

• Подключив «нагрузку» к измерительному прибору, проверьте выдаваемые емкостями значения.
• Элемент с самым низким показателем требуется заменить заведомо работоспособным компонентом энергетической системы питания.
• Стоит отметить, что отклонение в 0,5-0,7 В от нормы принято считать критическим.

Вынужденное отступление: энергетические особенности АКБ

Как вы уже поняли, устройство аккумулятора шуруповерта ничем архисложным не отличается. Тем не менее последовательная схема соединенных элементов питания может иметь дополнительный компонент в виде установленного термистора (датчик тепла), принцип действия которого заключается в размыкании цепи зарядки в момент, когда температурные показатели достигают критического уровня — перегрева. Вместе с тем при ремонте АКБ следует учитывать выходной номинал используемой в электроинструменте батареи, а также придерживаться идентичности типовой компоновки.

Другими словами, достаточно мощные аккумуляторы для шуруповертов (18 вольт – весьма распространенный стандарт) обычно собраны из пятнадцати никель-кадмиевых элементов. Каждая отдельная емкость обладает энергетическим потенциалом в 1,2 В. В случае, когда устройство снабжается литий-ионным типом АКБ, то 18-вольтовый аккумулятор состоит из пяти элементов номиналом 3,6 В. В результате Li-ion-батареи являются более компактными и легкими, нежели АКБ предшествующих технологий.

Процесс замены неработоспособного элемента питания

• С помощью острого ножа (идеальный вариант — скальпель) «срежьте» контактные пластины «» и «-» с неисправно работающей емкости.
• Используя бытовой паяльник и легкоплавкий припой, добавьте новый емкостной элемент в общую «энергетическую обвязку» батареи.
• Соблюдайте полярность при монтаже новой емкости.

Важно: не допускайте перегрева корпуса при пайке. Используйте специальную кислоту и катализирующие флюсы.

Сборка и первичная зарядка аккумулятора шуруповерта

• После того как вы произвели замену дефектных элементов, тщательно проверьте места пайки.
• Устанавливая аккумуляторную «связку» в защитный контейнер, не забудьте про изоляционные подложки, которые предохраняют элементы от момента замыкания.
• Аккуратно проклейте или скрутите фиксирующими винтами соединительные места корпуса.

Совершенно не важно, какой именно аккумулятор для шуруповерта («Интерскол», Makita или Bosh) вы восстанавливали. Главное — насколько качественно вы собрали энергетическое устройство. Так как любая несущественная ошибка при монтаже, будь то корпусной зазор, «зажеванный» провод или неправильное позиционирование контактных пластин, может свести на нет все ваши старания. Только после того, как вы визуально убедились, что все корректно собрано, нужно полностью разрядить «новую» АКБ. Аккумулятор для шуруповерта (12В) очень быстро сядет, если вы его «нагрузите» по полной программе. Следующее, что вам предстоит сделать, — это произвести 2-3 цикла глубокого заряда/разряда. Стоит отметить, что такого рода профилактика должна выполняться не реже, чем один раз в три месяца.

Полезные рекомендации

В качестве бонуса примите несколько ценных советов на вооружение, возможно, они вам помогут в решении энергетических проблем:

• Не утруждайте себя, если ваша батарея относится к литий-ионному типу. Вряд ли вам удастся ее восстановить.
• Традиционный никель-кадмиевый аккумулятор всегда можно «толкнуть» с помощью кратковременной подачи более высокого напряжения. Однако, прежде чем прибегнуть к столь радикальным мерам, необходимо более детально изучить данный электрический вопрос «реинкарнации».
• Возможно, вы не знаете, но традиционного типа АКБ, коей является никель-кадмиевая батарея, нельзя подключать к зарядке, если ее ёмкости имеют достаточный энергетический потенциал. Иначе разрушительных последствий «эффекта памяти» батареи просто не избежать.

Вместо послесловия

Российский аккумулятор для шуруповерта «Интерскол» по качеству не уступает брендовым аналогам. Однако стоимость отечественного АКБ, без преувеличения, щадящая. Для тех, кто не уверен в своих способностях, кому «легче» приобрести новую батарею, нежели восстановить старую, — это вариант. Тем не менее в случае, когда конструкционная часть энергетического контейнера имеет эксклюзивные формы (пазы, фиксаторы и специфические изгибы), все же придется посвятить несколько минут своего драгоценного времени техническому творчеству. Поскольку может понадобиться перепаковать АКБ в «родной» корпус. Ну, а как зарядить аккумулятор шуруповерта и что нужно предпринять, когда АКБ не заряжается по причине долгого простоя в разряженном состоянии, вы уже знаете. Эффективных вам методов восстановления и не забывайте о безопасности – своей и окружающих!

Эффект памяти аккумулятора NiCd — что нужно знать?

Что такое эффект памяти аккумулятора смартфона и как он проявляется?

Неправильная эксплуатация аккумулятора на основе никеля в итоге приводит к потере емкости, которая называется «эффект памяти». Современные литий-ионные и литий-полимерные батареи такому негативному эффекту не подвержены. Что же такое эффект памяти и как с ним бороться?

Что такое эффект памяти аккумулятора?

Эффект памяти проявляется в ситуациях, когда не до конца разряженный аккумулятор ставится на зарядку. После подобной многократной практики батарея «запоминает» количество неизрасходованной емкости и в дальнейшем при разряде отдает ток исключительно до того уровня, с которого ее ставили на заряд.

Проще говоря, если АКБ регулярно подзаряжали с уровня емкости 30-40%, то и разряжаться ниже этой отметки она в дальнейшем не будет. Индикатор будет показывать, что батарея разряжена, а телефон будет отключаться, хотя емкость АКБ в запасе будет.

Теперь сухая теория. Такая проблема случается из-за увеличения кристаллов. Эти химические соединения очень маленькие, из-за чего объем электрода имеет максимально активную поверхность. После длительного времени неправильной эксплуатации аккумулятора химические соединения постепенно увеличиваются, тем самым уменьшая объем сепаратора, разделяющего положительную и отрицательную пластину. Таким образом, смартфон начинает разряжаться значительно быстрее.

Эта ситуация исправляется полностью или частично при условии, если размеры кристаллов не достигли слишком большого объема. Для этого требуется произвести череду калибровок аккумулятора, чтобы уменьшить химические образования и увеличить объем активной поверхности батареи.

Как убрать эффект памяти аккумулятора?

Емкость или некоторая часть емкости восстанавливается благодаря периодичным «тренировкам» батареи. Для этого полностью разрядите телефон, а затем зарядите его на 100%. Для никель-кадмиевых батарей (NiCd) эту процедуру рекомендовано делать раз в месяц, для никель-металлогидридных — раз в два месяца.

Количество калибровок зависит от степени запущенности эффекта памяти. Возможно, процедуру придется проделать несколько раз, что в итоге восстановит определенное количество изначальной емкости батареи.

3-4 подобные калибровки подряд раньше рекомендовали проводить с любой новой батареей. В аккумуляторы устанавливался специальный ингибититор, который необходимо разрушить, чтобы достигнуть максимального объема емкости. Несколько полных разрядов и зарядов новой батареи эффективно с этим справятся. Для современных телефонов эта информация неактуальна.

Хотя у литий-ионных и литий-полимерных аккумуляторов эффект памяти отсутствует, их также рекомендуется калибровать. В случае с АКБ на основе лития проделывайте тренировку раз в несколько месяцев, чтобы замедлить снижение емкости.

Как правильно пользоваться аккумулятором?

Устаревшие аккумуляторы не стоит заряжать выше 90% емкости и разряжать ниже 10% за исключением калибровок — это продлит срок службы батареи.

В литиевых АКБ устанавливается специальный контроллер, который не позволит энергии поступать в полностью заряженный аккумулятор в случаях, когда смартфон поставили на зарядку и оставили надолго (например, на ночь). Также контроллер не позволяет батарее телефона окончательно разрядиться, выключая устройство до полного истощения емкости.

В случае с литиевыми моделями на протяжении длительного использования рекомендуется придерживаться практически аналогичных правил профилактики: оберегайте аккумуляторы от слишком низких и высоких температур. Переохлаждение замедляет химические реакции электролитов, что приводит к снижению отдачи тока — гаджет может выключиться. Перегрев же способен вызвать возгорание батареи. Емкость аккумуляторов в любом случае со временем станет снижаться, а правильная эксплуатация замедлит процесс старения.

Заключение

Большинство современных гаджетов разрабатывается с использованием литий-ионных или литий-полимерных аккумуляторов, в которых нет эффекта памяти. Батарейки на основе никеля встречаются редко и только в старых или ультра-бюджетных смартфонах.

Вне зависимости от типа аккумулятора за ним необходимо тщательно следить: производите профилактические калибровки раз в полгода, оберегайте от высоких и низких температур, а также следите за уровнем заряда и разряда устройства. Это позволит продлить срок службы батарейки и максимально замедлить снижение емкости на длительной дистанции использования.

Загрузка…

Эффект памяти аккумулятора: почему возникает, как избежать

Покупая мобильные телефоны несколько лет назад, от продавцов можно было услышать фразу: несколько раз полностью разрядите и зарядите свой аккумулятор. Как правило, многие люди даже не догадывались зачем это делать. На самом деле есть логическое объяснение, так как существует эффект памяти аккумулятора, о котором мы и расскажем в этой статье более детально.

Эффект памяти аккумулятора: причины и как бороться

Когда встречается

 Обратим внимание! Современные аккумуляторы не обладают эффектом памяти. Соответственно их нет никакого смысла постоянно заряжать или разряжать. Они работают на полную мощность и показывают стабильную работу, именно по этой причине такие АКБ для телефонов и начали использовать.

Эффекту памяти сейчас подвержены следующие элементы питания:

1. Метал-Гидридные NI-MH.
2. Никель Кадимовые NI-Cd.

Такие аккумуляторы найти сейчас не так просто, однако они встречаются на нашей территории и сейчас.

Почему возникает эффект

В процессе работы аккумуляторов, их рабочая мощность постоянно уменьшается. Но, это никак не связанно с тем, что они изнашиваются, так как здесь показывает себя эффект памяти аккумулятора. К примеру, элемент питания начинает отдавать свой заряд только до того момента, когда начиналась подзарядка.

Как выглядит эффект вы сможете посмотреть на фото:

Почему возникает эффект памяти

Если характеризовать его простыми словами, то стоит выделить следующие: когда начинается зарядка, образуется химическое соединение, именно оно и не позволяет глубоко разряжаться.

К примеру: вы поставили аккумулятор на заряде 25% и зарядили до 75%. Емкость батареи и будет держаться в этом диапазоне. В этом и заключается пагубный эффект памяти.

Какое есть решение

Есть два выхода из этой ситуации:

• использовать функцию REFRESH;
• восстановить память своими силами.

Если говорить за первую функцию, то она поддерживается во многих зарядных устройствах. Ее суть заключается в том, что оно позволяет дозаряжать аккумулятор до нижнего придела перед самой зарядкой. В результате сохраняется только правильная память, и емкость будет служить гораздо дольше.

Второй способ – это самостоятельно лечение. Суть заключается в том, что вам необходимо несколько раз полностью разрядить и зарядить до максимума вашу емкость. Как правило, такие манипуляции помогут полностью исправить проблему. Однако если емкость уже изношена, то ей ничего не поможет.

Помните! К современным аккумуляторам такой метод нельзя применять ни в коем случае. Их не стоит полностью заряжать и разряжать!

Видео по теме

Для наших подписчиков мы нашли несколько интересных роликов, которые помогут понять основные принципы и наглядно покажут, как исправить проблему.

В этом ролике вы найдете информацию о том, почему вообще возникает эффект памяти на старых аккумуляторах.

Как стереть эффект памяти NI-Cd.

Читайте также:

Как правильно заряжать аккумулятор 18650.

Как продлить срок службы батареи ноутбука.

Выбираем аккумулятор для мотоцикла правильно.

Эффект памяти аккумуляторов

Бывает так, что аккумулятор после нескольких десятков зарядных циклов уже не отдает номинальное значение своей емкости. Такой феномен получил название «эффект памяти». Проблема – в нарушении режима зарядки, который рекомендует производитель.

Элемент приспосабливается к определенному циклу в работе. И чем больше увеличивается число зарядно-разрядных циклов, тем более отчетливо проявляется этот самый эффект. Аккумулятор как будто запоминает, что в предыдущие циклы работы его ёмкость не использовали сполна, а потому при разряде отдаёт ток до той границы, которую он запомнил.

Чтобы понять, что происходит, представим, что много раз аккумулятор циклически разряжался до определенной глубины. И в очередном цикле, когда пытаешься провести нормальный разряд, он уже не может отдать большей емкости, чем при циклировании в предыдущем режиме.

Как правило, такое происходит при следующих обстоятельствах. Аккумулятор еще полностью не разрядился, а его уже заряжают в зарядном устройстве. В итоге и появляется паразитный «эффект памяти». Он же может проявиться и тогда, когда кто-то забывает, что оставил аккумулятор в зарядном устройстве.

Если посмотреть внутрь проблемы, то необходимо сказать следующее. На пластине аккумулятора растут нежелательные кристаллы. Именно они уменьшают поверхность электрода. В результате полезная емкость снижается. На последующих стадиях острые грани кристаллов пробиваются в сепаратор, то есть то, что разделяет положительную пластину с отрицательной. В результате аккумулятор начинает интенсивно разряжаться.

Суть этого необычного явления сводится к следующему. При мелких кристаллических образованьях внутреннего рабочего вещества аккумулятора площадь поверхности кристаллических образований максимальна. Вот почему аккумулятор делает максимальные запасы энергии. Когда кристаллические образования в процессе эксплуатации становятся крупнее, то площадь их поверхности становится меньше. В результате становится меньше и реальная емкость.

Напрашивается вывод о том, что укрупненные образования необходимо привести к первоначальному состоянию, то есть измельчить их. Кстати, это вполне реально, но при одном условии: процесс укрупнения не должен зайти слишком далеко.

С этой целью рекомендуется периодически проводить тренировку аккумуляторов на основе никеля. NiCD аккумулятор тренируют примерно раз в месяц. NiMH аккумулятор примерно раз в два месяца. Под тренировкой в конкретном случае подразумевается полный разряд аккумулятора до напряжения 1 вольт на элемент.

Скажем, если у вас аккумулятор с номинальным напряжением 6V (то есть 5 элементов в аккумуляторе), то его необходимо разряжать до 5V. А за этим следует полный заряд. Чтобы восстановить емкости аккумулятора, необходимо до 3-5 таких циклов разряда/заряда.

Разряд аккумулятора непосредственно в телефоне обычно до такого напряжения не происходит. Мобильник отключается при более высоком напряжении.

Большого эффекта можно достичь в некоторых зарядных устройствах с функцией разряда. При этом необходимо подчеркнуть, что некоторые из аккумуляторов, прошедших процедуру восстановления, могут иметь высокий саморазряд. Это возможно вследствие повреждения кристаллическими образованьями материала сепаратора. Как правило, это присуще старым аккумуляторам.

Если у аккумулятора появился «эффект памяти», то от него все-таки можно избавиться. Если не полностью, то частично. Достаточно только провести несколько полных циклов глубокого разряда. Вплоть до одного вольта на элементе. То есть аккумулятор необходимо заряжать и разряжать. Такое порой приходится проделывать несколько десятков раз. Но в итоге «вылечить» аккумулятор удается.

Необходимо подчеркнуть, что «эффект памяти» присущ только аккумуляторам на основе никеля. А в никель-кадмиевых аккумуляторах эффект проявляется сильнее всего.

Необходимо также отметить, что «эффекту памяти» не подвержены литий-ионные аккумуляторы. Их можно заряжать, когда угодно. И в зарядном устройстве они могут находиться сколько угодно. Все потому, что они предпочитают незаряженному состоянию заряженное состояние.

Из вышесказанного следует, что такие аккумуляторы «любят» находиться в заряженном состоянии. Для потребителя это хорошо тем, что он может в любое время поставить их заряжаться. Более того, их можно держать в заряднике, сколько угодно времени. Аккумулятор от этого нисколько не пострадает.

Есть одно важное условие, и оно в том, чтобы зарядник предназначался именно для заряда Li-ION аккумуляторов. Такой зарядник, как только окончится заряд, сразу же отключает ток заряда. Еще одна особенность Li-ION аккумуляторов заключается в том, что они так же, как и герметично свинцово-кислотные (SLA), нуждаются в том, чтобы их хранили только в заряженном состоянии.

Эффект памяти аккумулятора: основа и причины

Очень часто пользователи никель-кадмиевых аккумуляторов сталкиваются с тем, что по прошествии небольшого времени батареи постепенно теряют свою емкость. Внешне батареи выглядят полностью исправными и эксплуатировались с соблюдением всех требований. Данный недостаток является проявлением эффекта «памяти», который назван так потому, что батарея как-бы запоминает предыдущее значение разряда и в следующий раз разряжается только до него или менее. Это проявляется в снижении емкости батареи. Эффект памяти обратим (если случай не является крайне запущенным) и емкость аккумулятора можно восстановить практически полностью.

Физические основы эффекта

Никель-кадмиевый аккумулятор состоит из никелевого электрода, который представляет собой гидроксид никеля, нанесенный на стальную основу и кадмиевого, в котором используется губчатый кадмий.

В результате электрохимических реакций при разряде источника питания на кадмиевом электроде может накапливаться некоторое количество интерметаллического соединения никеля и кадмия Ni₅Ca₂₁, которое распадается только при полном разряде. В результате накопления кристаллов соединения, электрический потенциал между электродами смещается на 0.1 – 0.15 В. При ЭДС никель-кадмиевой батареи 1.37 В это приводит к тому, что измеренное напряжение на элементе будет составлять всего 1.27 – 1.22 В. Соответственно, уменьшается количество энергии, отдаваемое аккумулятором до полного разряда.

В процессе работы устройство выдает сигнализацию разряда аккумулятора, хотя его емкость еще не исчерпана полностью. Таким образом, каждый цикл заряда увеличивает воздействие эффекта памяти.

Дальнейшая эксплуатация батарей связана с ростом кристаллических образований интерметаллида, который приводит к местным разрывам оболочки электродов. Это является причиной повышения саморазряда батареи и увеличения внутреннего сопротивления. Кроме того, крупные кристаллы уменьшают эффективную площадь поверхности активного материала.

Методы защиты от эффекта

Эффекту памяти подвержены аккумуляторы в недорогих устройствах, которые не имеют контроллера состояния источника питания, а также при использовании простых зарядных устройств.

Зарядные устройства, пригодные для нормальной эксплуатации никель-кадмиевых аккумуляторных батарей должны обладать такими функциями:

• предварительный разряд источника питания до минимального значения;
• зарядка номинальным током;
• контроль температуры аккумулятора.

Последняя функция важна тем, что при окончании процесса заряда начинает повышаться температура внутри батареи и это может служить сигналом окончания заряда, поскольку контроль путем измерения напряжения не всегда имеет высокую достоверность. Не своевременное (более раннее) окончание заряда также приводит к появлению эффекта памяти.

По этой причине устаревшие модели телефонов (и некоторые современные), которые использовали NiCa батареи, требовали заряда при полной разрядке и обязательно в выключенном состоянии. Включенный телефон потребляет некоторое количество энергии, особенно на подсветку дисплея и работу GSM модуля, поэтому в таком режиме аккумулятор никогда полностью не будет заряжен. Большинство пользователей игнорируют это требование, мотивируя тем, что телефон нужен постоянно. В результате, срок службы новой батареи составляет несколько месяцев, после чего заряд нужно производить все чаще.

Восстановление аккумуляторов

Эффект памяти аккумулятора является обратимым. В том случае, если его проявления были сразу замечены, то может помочь единственный полный цикл заряда и разряда:

1. Для разрядки нужно подключить к аккумулятору нагрузку, ток через которую является номинальным для данного типа устройства.
2. Зарядить аккумулятор номинальным током до повышения напряжения до необходимого.
3. Продолжать заряд до того времени, как начнется повышаться температура корпуса.
4. Немедленно отключить батарею от зарядного устройства.

Продолжительная эксплуатация неисправных аккумуляторов приводит к необходимости выполнения нескольких последовательных тренировочных циклов работы и заряда.

Важно! Повышенный саморазряд длительно эксплуатируемых АКБ восстановлению не подлежит.

Типы аккумуляторов, подверженных эффекту памяти

Ниже перечислены типы конструкций, в которых зафиксировано наличие эффекта:

• никель-кадмиевые;
• никель-металл-гидридные;
• литий-ионные.

Наиболее выражен эффект памяти у первого типа батарей – NiCa. Усовершенствованные никель-металлгидридные свободны от него практически полностью. Лишь в случае длительного хранения не полностью разряженных NiMH наблюдается появление эффекта памяти. Хранить нужно только полностью разряженный источник питания. Восстановление емкости производится так же, как и описано выше.

У литий-ионных и литий-полимерных аккумуляторов эффект памяти зафиксирован в лабораторных условиях и составляет доли и единицы процента, поэтому потребителям можно считать, что данный отрицательный эффект у них отсутствует полностью.

Заключение

NiCa батареи используются все меньше, по причине ядовитости основного элемента – кадмия, но продолжают использоваться там, где требуется отдача высоких токов и возможность быстрого заряда. В данной нише у никель-кадмиевых аккумуляторов пока конкуренции нет, благодаря их низкой стоимости.

Продлить сроки эксплуатации можно при строгом соблюдении требований по разряду и заряду батарей. Периодическая тренировка батарей снизит вероятность возникновения эффекта потери емкости.

Каков эффект памяти батареи для вашего устройства?

Эффект памяти батареи — это уменьшение способности батареи удерживать заряд. Как можно дольше удерживать заряд аккумулятора?

К счастью, литий-ионные аккумуляторы для сотовых телефонов не подвержены эффекту памяти аккумулятора, который является обычным явлением среди никелевых аккумуляторных батарей. Однако у аккумуляторов телефона есть свои особенности зарядки: они перестают работать, если вы заряжаете их слишком сильно или позволяете их батареям упасть до нуля.Хотя литий-ионные аккумуляторы работают дольше всего, если их регулярно заряжать примерно от 40% до 80%, отслеживать эти очень специфические заряды может показаться утомительной работой. Здесь может помочь функция Total Charge. Увеличьте время работы аккумулятора телефона, запустив Total Charge:

.
Total Charge уведомит вас, когда пришло время отключить телефон от зарядного устройства, и предупредит вас о перезарядке. Кроме того, экран монитора зарядного устройства позволяет узнать, сколько времени потребуется вашему телефону, чтобы достичь максимальной зарядки.

Подробнее: Узнайте, как определить слабый аккумулятор смартфона

В проблемах с перезарядкой или недостаточным использованием аккумуляторных батарей нет ничего нового. Когда мы использовали никелевые аккумуляторные батареи, мы заметили эффект памяти батареи или уменьшение емкости заряда батареи, если она заряжалась после того, как была частично разряжена. Батарея могла «запоминать» только уменьшенную емкость, отсюда и название явления. Это, безусловно, было проблемой, но, хотя с литий-ионными аккумуляторами этого не происходит, вы можете предпринять несколько шагов, помимо использования Total Charge, которые будут поддерживать аккумуляторы вашего телефона в наилучшем состоянии.

Заряжайте аккумулятор с нуля до 100% только один раз в месяц

Если вы регулярно позволяете батарее телефона разрядиться, а затем заряжаете ее до 100%, немедленно прекратите эту практику. Эксперты рекомендуют полностью заряжать телефон только раз в месяц, чтобы откалибровать аккумулятор.

Используйте зарядное устройство, поставляемое с телефоном

Никогда не используйте сменное зарядное устройство, не предназначенное для вашего телефона. Эти дешевые альтернативы могут значительно повредить батарею — они даже могут загореться.Если вы потеряете оригинальное зарядное устройство, лучше заменить его на зарядное устройство, разработанное специально для вашего устройства.

Не используйте функцию «Быстрая зарядка» на своем телефоне

Многие устройства Android оснащены функцией, которая ускоряет зарядку телефона. Используйте эту функцию умеренно или не используйте ее совсем. Функции быстрой зарядки отправляют питание с более высоким напряжением, в результате чего аккумулятор быстрее нагревается.

Хотя на аккумуляторные батареи телефона больше не влияет эффект памяти батареи, обязательно используйте указанные выше методы зарядки, которые позволят вашей батарее работать более эффективно и дольше.

,

Dan’s Quick Guide to Memory Effect, You Idiots

(с извинениями перед
Стивен Нотли)

Первоначально опубликовано в 2002 г.
Атомарный: вычисления максимальной мощности

Последнее изменение
03-Dec-2011.

Иногда я слышал, как люди объясняют
что никель-металлгидридная (NiMH) батарея аккумуляторной дрели X превосходит
к никель-кадмиевой (NiCd) батарее аккумуляторной дрели Y, поскольку NiMH имеет
нет «эффекта памяти», но есть у NiCd.

Я слышал, как другие говорят о
Чем литий-ионный аккумулятор в их ноутбуке лучше, чем NiMH, потому что литиевый
ion не имеет эффекта памяти, но NiMH имеет.

Я еще не слышал, чтобы кто-нибудь превозносил достоинства использования вашего беспроводного
дрель от аккумуляторной батареи грузовика, потому что свинцово-кислотные аккумуляторы не имеют памяти
эффект, но все остальное делает, но я уверен, что кто-то имеет. Наверное кто-то
с впечатляющей коллекцией ферм.

У людей есть разные странные религиозные представления о ритуалах.
это должно быть выполнено, чтобы изгнать монстра Памяти. Если бы они были просто
танцуют вокруг своего ноутбука, MP3-плеера или беспроводной дрели, размахивая ладаном
палки тогда мне было бы все равно. Но они обычно делают ненужную зарядку / разрядку
циклы. Что плохо.

Если разрядить аккумулятор перед его подзарядкой — некоторые люди разрядятся
их аккумуляторы вручную, а некоторые зарядные устройства делают это автоматически — вы сильно
сократить срок службы пачки.Данный аккумулятор может работать до 500 полных
циклов, или 2000 частичных. Если вы полностью разряжаете аккумулятор
на самом деле с использованием это, то достаточно честно. Но сглаживая его как часть
процесс подзарядки тупой.

«Эффект памяти» теперь используется как общий термин для всего, что делает
аккумулятор не полностью заряжен. Что термин первоначально обозначал
однако это явление, которое, вероятно, никогда не наблюдалось
в бытовой технике.

Настоящая память возможна только в никель-кадмиевых элементах со спеченными пластинами (что не обязательно
тип NiCd, который вы используете, и, конечно, полностью отличается от
любой никель-металлгидридный элемент), и это происходит только при точной разрядке
ячейку до одного и того же уровня снова и снова, и перезаряжайте ее без
любое завышение цены. Настоящий эффект памяти возникает в спутниковых энергосистемах, электронике.
тестовые лаборатории, и практически больше нигде.

Дешевые зарядные устройства с капельным питанием всегда перезаряжаются, если вы оставляете их достаточно долго,
и качественные бытовые NiCd зарядные устройства также немного завышают цену, потому что
небольшое падение напряжения, которое происходит, когда вы это делаете, — вот что они используют для выбора
конец цикла зарядки.Так что даже если вы используете никель-кадмиевые металлизированные пластины,
что вы, вероятно, нет, ваше зарядное устройство все равно вылечит эффект памяти.

То, что сейчас люди называют эффектом памяти , — это комбинация двух
вещи.

Одноклеточное старение. Батареи не вечны. Чем старше они становятся, тем
меньше возможностей у них есть. Живи с этим.

Два — «понижение напряжения». Понижение напряжения — проблема NiCd
батареи и, по некоторым данным, также с NiMH, а это не
сказывается на аккумуляторе ёмкость вообще сильно.Вернее АКБ напряжение
падает необычно быстро по мере разряда. Гаджеты, которые следят за своей батареей
напряжение поэтому думаю, что батарея разряжена раньше, чем они должны. Там
может остаться много емкости при слегка пониженном напряжении, но
гаджет этого не знает и мигает предупреждением о «низком заряде батареи».

Полностью разряженные элементы устраняют снижение напряжения, но если вы полностью разряжаете
вся батарея , тогда более сильные элементы в батарее «перевернутся»
более слабые.Более слабые сначала становятся плоскими, а затем заряжаются в обратном направлении
другими. Это очень плохо для более слабых элементов и убьет батарею.
пак быстро умный. Так что не делай этого.

Разрядное оборудование

Fancier позволяет установить напряжение разряда до —
скажем, 0,9 вольт на ячейку. Элемент NiCd или NiMH с напряжением ниже 0,9 В
умеренная нагрузка, практически не осталось заряда; это почти мертвая квартира.
Но остановка выгрузки в этот момент, вместо того, чтобы дать пакету осесть
до нуля вольт, должен уберечь слабые элементы в батарее от любых значительных
разворот.Ну, если только они не настолько слабы, что в любом случае тост стаи.

Однако в этом нет особого смысла, если только
у вас есть научный режим ухода за батареями и вы хотите начать каждую зарядку
из точно известного состояния.

Энтузиасты радиоуправления часто разряжают батарею поэлементно
упаковывается в ничто, чтобы иметь возможность достичь абсолютного максимума супер-пробивного
обвинение. Но часто они полностью расходуют заряд за пять минут.
или менее.Иногда

значительно меньше. Если вы никогда не сваривали разъем аккумулятора от перегрузки по току,
тогда ты не в этом классе.

Когда люди перезаряжают свои батареи без причины и рано их убивают,
у них есть проблема. Аккумуляторы — опасные отходы. В большинстве
мест, в том числе здесь, в Австралии, вы не можете просто выбросить их
в мусорном ведре. Вместо этого вы должны сдать свои разряженные батареи на переработку.
центр.

Который, кстати, не существует.

Свинцово-кислотные аккумуляторы принимают в различных местах, где их можно утилизировать,
но если вы хотите избавиться от обычных незакрепленных ячеек или потребительских аккумуляторных батарей
которые используют другие перезаряжаемые химические вещества, нигде в Австралии нет
идти. Правительство просит вас просто положить мертвые аккумуляторные батареи
на накидке, пока что.

Если вы не хотите этого делать, а также не хотите нарушать закон и
сделать австралийские свалки еще более отвратительными, чем они уже есть, тогда
лучшая идея, которую я смог придумать, — это ниспровергнуть
Переработка мобильных телефонов
Программа.Они отправляют аккумуляторы за границу на переработку, и они только
предназначены для старых телефонов и их аккумуляторов, но я не верю, что у них есть
вооруженные охранники на мусорных баках. Поскольку один NiCd, NiMH или LiI — это много
как и другой, вы можете просто бросить партию в аккумуляторную батарею телефона, когда
никто не смотрит.

Но если тебя схватят, я тебя никогда не встречал.

---

Ссылки

Наука. Электроника
FAQ по NiCd памяти

Полный ремонторганизация
Часто задаваемые вопросы о NiCd батареях

,

Эффект памяти теперь также присутствует в литий-ионных батареях

Профессор Петр Новак, руководитель отдела электрохимического накопления энергии и соавтор этого исследования. Предоставлено: фотография Скандербега Зауэра.

Литий-ионные батареи

— это высокопроизводительные накопители энергии, используемые во многих коммерческих электронных устройствах. Конечно, они могут хранить большое количество энергии в относительно небольшом объеме. Также ранее широко считалось, что они не обладают эффектом памяти.Именно так эксперты называют отклонение рабочего напряжения аккумулятора, вызванное неполной зарядкой или разрядкой, которое может привести к тому, что доступна только часть накопленной энергии, и неспособность надежно определить уровень заряда аккумулятора. Однако ученые из Института Пауля Шеррера PSI вместе с коллегами из исследовательских лабораторий Toyota в Японии обнаружили, что широко используемый тип литий-ионной батареи обладает эффектом памяти. Это открытие имеет особенно большое значение для достижений в использовании литий-ионных аккумуляторов на рынке электромобилей.Работа опубликована сегодня в научном журнале Nature Materials .

Многие из наших повседневных устройств, которые питаются от батареи, хотя и не всегда так «умны», как их описывают в рекламе, часто оснащены своего рода памятью. Например, бритва с батарейным питанием или электрическая зубная щетка, которая заряжается до того, как батарея разрядится, позже могут отомстить расчетливому пользователю.Батарея, кажется, помнит, что вы использовали только часть ее емкости — и в конечном итоге больше не обеспечивает ее полную энергию. Эксперты называют это «эффектом памяти», который возникает из-за того, что рабочее напряжение аккумулятора со временем падает из-за неполных циклов зарядки-разрядки. Это означает, что, несмотря на то, что батарея все еще разряжена, подаваемое ею напряжение иногда оказывается слишком низким для работы рассматриваемого устройства. Таким образом, эффект памяти имеет два отрицательных последствия: во-первых, снижается полезная емкость аккумулятора, а во-вторых, изменяется корреляция между напряжением и состоянием заряда, поэтому последнее не может быть надежно определено на основе напряжения.Давно известно, что эффект памяти существует в никель-кадмиевых и никель-металлогидридных батареях. С тех пор, как литий-ионные батареи начали успешно продаваться в 1990-х годах, существование эффекта памяти в батареях этого типа было исключено. Неправильно, как показывает это новое исследование.

Последствия эффекта памяти для электромобилей и гибридных транспортных средств

Эффект памяти и связанное с ним аномальное отклонение рабочего напряжения теперь подтверждены для одного из наиболее распространенных материалов, используемых в качестве положительного электрода в литий-ионных батареях, — литий-железного фосфата (LiFePO4).В случае фосфата лития и железа напряжение практически не меняется в большом диапазоне состояния заряда. Это означает, что даже небольшая аномалия в рабочем напряжении может быть неверно интерпретирована как серьезное изменение состояния заряда. Или, другими словами: когда состояние заряда определяется по напряжению, большая ошибка может быть вызвана небольшим отклонением напряжения. Наличие эффекта памяти особенно актуально в контексте ожидаемых шагов по использованию литий-ионных батарей в секторе электромобильности.В частности, в гибридных автомобилях эффект может возникать во время многих циклов зарядки / разрядки, которые происходят во время их нормальной работы. В таких транспортных средствах аккумулятор частично перезаряжается во время каждой операции торможения двигателем, работающим в режиме генератора. Он, в свою очередь, разряжается, и обычно только частично, чтобы помочь двигателю во время фаз разгона. Как показывает это новое исследование, многочисленные последовательные циклы частичной зарядки и разрядки приводят к отдельным небольшим эффектам памяти в сумме с большим эффектом памяти.Это приводит к ошибке в оценке текущего состояния заряда аккумулятора в тех случаях, когда состояние заряда рассчитывается программным обеспечением на основе текущего значения напряжения.

Как возникает эффект памяти: эффект «памяти» батареи «записывается» в цикле с частичной зарядкой (здесь 50 процентов емкости аккумулятора) с последующей полной разрядкой. В последующем цикле эффект памяти проявляется в перенапряжении (небольшая «выпуклость») точно в той же точке, в которой заканчивается цикл частичной зарядки.В крайнем правом углу для сравнения показана нормальная кривая напряжения. Предоставлено: Nature Publishing Group.

Почему возникает эффект памяти

Исследователи идентифицируют микроскопический механизм, стоящий за процессами зарядки и разрядки, как основную причину эффекта памяти, который сейчас обнаруживается в литий-ионных батареях.Материал электрода — в данном случае фосфат лития-железа (LiFePO4) — состоит из большого количества мелких частиц микрометрового размера, которые заряжаются и разряжаются по отдельности одна за другой. Исследователи называют эту модель зарядки и разрядки «моделью многих частиц». Зарядка происходит частица за частицей и включает высвобождение ионов лития. Таким образом, полностью заряженная частица не содержит лития и содержит только фосфат железа (FePO4). Разряд, в свою очередь, включает повторное включение атомов лития в частицы электрода, так что фосфат железа (FePO4) снова становится фосфатом лития-железа (LiFePO4).Изменения количества лития, связанные с зарядкой и разрядкой, вызывают изменение химического потенциала отдельных частиц, что, в свою очередь, изменяет напряжение аккумулятора. Однако зарядка и разрядка — нелинейные процессы. Во время зарядки изначально увеличивается химический потенциал с постепенным высвобождением ионов лития. Но затем частицы достигают критического значения содержания лития (и химического потенциала). В этот момент происходит резкий переход: частицы очень быстро отдают свои оставшиеся ионы лития, но не могут изменить свой химический потенциал.Это переход, который объясняет, почему напряжение батареи практически не меняется в широком диапазоне (плато напряжения).

Микроскопический механизм, лежащий в основе эффекта памяти в соответствии с «моделью многих частиц». Химический потенциал частиц сначала неуклонно растет, поскольку частицы выделяют ионы лития (рис. B). Достигнув точки B (химический потенциальный барьер), частицы отдают оставшиеся ионы лития и затем полностью заряжаются (рис.с). Частицы проходят через барьер одна за другой, но не все одновременно. После частичной зарядки часть частиц возвращается к передней части преграды (рис. D). Эти частицы затем «скользят по склону», так что термодинамическое равновесие восстанавливается. Теперь установлено разделение частиц на богатые литием и бедные литием. Это разделение сохраняется даже после полной разрядки аккумулятора (рис. E и f). Во время следующего цикла зарядки эта группа частиц с низким содержанием лития пересечет барьер.Необходима дополнительная работа, чтобы переместить вторую, «задержанную» группу частиц с низким содержанием лития через барьер. Это выражается в перенапряжении, которое является индикатором эффекта памяти. Предоставлено: Nature Publishing Group.

Граница между «богатыми» и «бедными»

Наличие этого потенциального барьера жизненно важно для проявления эффекта памяти. Как только первые частицы преодолевают потенциальный барьер и становятся свободными от лития, совокупность электродных частиц разделяется на две группы.Другими словами: теперь существует четкое различие между частицами с высоким содержанием лития и частицами с низким содержанием лития (см. Рисунок). Если аккумулятор заряжен не полностью, определенное количество частиц с высоким содержанием лития, которые не прошли через барьер, останется. Эти частицы недолго остаются на краю преграды, поскольку это состояние нестабильно, и они будут «скользить по склону», то есть их химический потенциал будет уменьшаться. Даже когда аккумулятор снова разряжен и все частицы останутся перед барьером, это разделение на две группы будет сохраняться.И вот критический момент: во время следующего процесса зарядки первая группа (бедные литием частицы) первой преодолеет барьер, а вторая (богатая литием) группа «отстанет». Для того, чтобы «задержанная» группа преодолела барьер, их химический потенциал должен быть увеличен, и именно это вызывает перенапряжение («выпуклость» на графике), которое характеризует эффект памяти. Эффект памяти, таким образом, является следствием разделения популяции частиц на две группы с очень разными концентрациями лития, за которыми следуют частицы, «прыгающие» через потенциальный барьер одна за другой.Это перенапряжение, через которое заметен эффект, равно дополнительной работе, которую необходимо совершить, чтобы перенести частицы, отстающие после частичного заряда, через потенциальный барьер.

Ожидание исчезновения памяти

Время, которое проходит между зарядкой и разрядкой аккумулятора, играет важную роль в определении состояния аккумулятора в конце этих процессов. Зарядка и разрядка — это процессы, которые изменяют термодинамическое равновесие батареи, и это равновесие может быть достигнуто через некоторое время.Ученые обнаружили, что достаточно продолжительный период простоя можно использовать для стирания эффекта памяти. Однако в соответствии с моделью многих частиц это происходит только при определенных условиях. Эффект памяти исчезал только в том случае, если достаточно долго ждать после цикла частичной зарядки с последующей полной разрядкой. В таких случаях две группы частиц все еще были разделены после полного разряда, но находились на одной стороне потенциального барьера. Таким образом, разделение исчезло, поскольку частицы достигли состояния равновесия, в котором все они имели одинаковое содержание лития.Однако эффект памяти сохранялся, если вы ждали после частичной зарядки и до неполной разрядки. Здесь частицы находились по разные стороны от потенциального барьера, и это предотвращало обратное их деление на «богатые литием» и «бедные литием».

По словам Петра Новака, руководителя отдела электрохимического накопления энергии PSI и соавтора публикации, исследование опровергает давно заветное заблуждение: «Наше первое исследование, которое специально рассматривало эффект памяти в литий-ионных системах. батареи.Просто предполагалось, что такого эффекта не будет «. Получение знаний посредством исследования часто представляет собой плодотворное сочетание предположений и усердия:» Наше открытие является результатом сочетания критического исследования и внимательного наблюдения. На самом деле эффект крошечный: относительное отклонение напряжения составляет всего несколько частей на тысячу. Но ключом была идея вообще его искать. Обычные тесты батареи обычно проводятся глубоко, а не циклы частичной зарядки / разрядки. Таким образом, потребовалась вспышка вдохновения, чтобы спросить, что вообще может произойти во время частичной зарядки.

Однако это недавнее открытие не является последним словом в отношении будущего использования литий-ионных аккумуляторов в транспортных средствах. По словам Новака, действительно вполне возможно, что эффект может быть обнаружен и учтен за счет грамотной адаптации программного обеспечения в системах управления батареями. Если это окажется успешным, эффект памяти не станет препятствием для надежного и безопасного использования литий-ионных батарей в электромобилях. Итак, теперь перед инженерами стоит задача найти правильный способ обращения со специфической памятью батарей.

---

Аккумуляторы Nanoball могут заряжать электромобили за 5 минут

---

Дополнительная информация:
Sasaki, T., Ukyo, Y. и Novak, P. Nat. Материалы , предварительная онлайн-публикация. DOI: 10.1038 / nmat3623

Предоставлено
Институт Пауля Шеррера

Ссылка :
Эффект памяти теперь также присутствует в литий-ионных батареях (2013 г., 15 апреля)
получено 10 августа 2020
с https: // физ.орг / Новости / 2013-04-память эффект-литий-ион-batteries.html

Этот документ защищен авторским правом. За исключением честных сделок с целью частного изучения или исследования, никакие
часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в информационных целях.

,

Как восстановить никелевые батареи — Battery University

Узнайте, является ли воспоминание мифом или фактом, и как предотвратить и уничтожить его.

В никель-кадмиевые годы 1970-х и 1980-х годов в плохих аккумуляторах винили «память». Сегодня слово «память» все еще используется, чтобы рекламировать новые батареи как «свободные от памяти». Память происходит из «циклической памяти», что означает, что никель-кадмиевый аккумулятор может запоминать, сколько энергии потреблялось при предыдущих разрядах, и выдает такое же количество при повторных разрядах.Если бы потребовалось больше, напряжение резко упало бы, как бы в знак протеста против наложенных сверхурочных.

Память возникает при хранении перезаряженной NiCd батареи. Эффект можно обратить вспять с помощью импульсного заряда, но более эффективно применить полный цикл разряда. На рис. 8-26 показан анод обычного NiCd, сформированная память и восстановленный анод.

Новый никель-кадмиевый элемент. Анод (отрицательный электрод) в свежем состоянии.Гексагональные кристаллы гидроксида кадмия имеют поперечное сечение около 1 микрона, что обеспечивает большую площадь поверхности для электролита для максимальной производительности.

Клетка с кристаллическим образованием. Кристаллы имеют , выросшие до 50-100 микрон в поперечном сечении, что скрывает большие части активного материала от электролита. Неровные края и острые углы могут пробить сепаратор, что приведет к усилению саморазряда или короткому замыканию.

Восстановленная ячейка. После импульсного заряда кристаллы уменьшаются до 3–5 микрон: почти 100% восстановление. Если импульсный заряд не эффективен, необходимы упражнения или восстановление.

Рис. 1: Кристаллическое образование на никель-кадмиевом элементе. Кристаллообразование происходит в течение нескольких месяцев, если аккумулятор слишком заряжен и не поддерживается периодическими глубокими разрядами.

В современной никель-кадмиевой батарее больше нет циклической памяти, но она страдает от образования кристаллов . Активный кадмиевый материал наносится на отрицательную пластину, и со временем образуется кристаллическое образование, которое уменьшает площадь поверхности и снижает производительность батареи. На поздних стадиях острые края образующихся кристаллов могут проникнуть в сепаратор, вызывая сильный саморазряд, который может привести к короткому замыканию.

Когда в начале 1990-х годов представили никель-металлогидрид (NiMH), его провозгласили свободным от памяти, но это утверждение верно лишь отчасти.NiMH подвержен запоминанию, но в меньшей степени, чем NiCd. В то время как у NiMH есть только никелевая пластина, о которой нужно беспокоиться, NiCd также включает в себя кадмиевый отрицательный электрод с памятью. Это простое объяснение того, почему NiMH менее восприимчив к памяти, чем NiCd.

Кристаллообразование происходит, если никелевый аккумулятор остается в зарядном устройстве на несколько дней или повторно заряжается без периодической полной разрядки. Поскольку большинство приложений попадают в этот пользовательский шаблон, NiCd требует периодического разряда до 1 В на элемент для продления срока службы.Цикл разрядки / зарядки в рамках технического обслуживания, известный как упражнение , следует проводить каждые 1–3 месяца. Избегайте чрезмерных тренировок, так как это приведет к излишнему износу аккумулятора.

Если регулярные упражнения не выполняются в течение 6 месяцев или дольше, кристаллы врастают в себя, и полного восстановления с разрядом до 1 В на элемент может быть недостаточно. Восстановление часто возможно путем применения вторичного разряда, называемого , восстановление . Восстановление — это медленная разрядка, которая разряжает аккумулятор примерно до 0.4 В / элемент и ниже.

Испытания, проведенные армией США, показывают, что никель-кадмиевый элемент должен быть разряжен как минимум до 0,6 В, чтобы эффективно разрушать более устойчивые кристаллические образования. За это корректирующий разряд

.