Ловим деградацию аккумуляторов АА и ААА при токах в 0.3 от емкости

в 5:58, , рубрики: 18650, ISDT C4, Liitokala, Opus Miboxer С4, skyrc, аккумулятор, гаджеты, зарядное устройство, ток заряда, Энергия и элементы питания

Два года назад я открыл для себя прекрасный новый мир зарядных устройств для аккумуляторов. И даже, насколько мог, структурировал свои знания в топике “Заряжаем АА, ААА и другое цилиндрическое и аккумуляторное”. После написания текста меня долгое время терзала одна неразрешенная проблема — какими токами правильно заряжать аккумуляторы. Считается разумным заряжать банки токами в 0.1 от емкости. Причем как старые NiCd, так и современные NiMh. Якобы, так мы откладываем деградацию.

Во-первых, такой подход занимает кучу времени — токи слишком низкие, заряд идет долго. Во-вторых, это накладывает ограничения на сами зарядные устройства, так как попробуй еще найти такие зарядки, которые заряжают токами от 100 или даже 50 mA. Та же “народная” и часто рекомендуемая Liitokala Lii-500 умеет только с 300 mA. В третьих, множество зарядок отлавливают момент полного заряда по “-dV”, для чего, по инструкциям, требуется ток в 0.3 от емкости.

Ловим деградацию аккумуляторов АА и ААА при токах в 0.3 от емкости - 1

Другой подход говорит, что современные NiMh на то, блин, и современные, чтобы заряжать их 0.3 от емкости, 0.5 и даже током равным емкости. В общем, в итоге я решил провести собственный эксперимент и в течении 100 циклов заряжал и разряжал аккумуляторы Ikea Ladda форматов АА и ААА токами в 0.3С, пытаясь увидеть деградацию. Длилось это больше полугода и результаты замеров можно посмотреть под катом.

Как проводилось тестирование

Для автоматизации процесса использовалось зарядное устройство Opus BT-C3100. Это ЗУ позволяет работать в режиме рефреша, когда зарядное устройство прогоняет 3 цикла подряд, как бы раскачивая аккумулятор. Пригождается, когда надо вывести на емкость новые аккумуляторы или раскачать долго валявшиеся в тумбочке. Ну и тут пришлось в кассу.

Для тестов были выбраны по 2 аккумулятора Ikea Ladda формата АА и ААА. Почему Ikea Ladda — потому что еще в прошлом тексте мы выяснили, что это такие бюджетные аналоги Eneloop Proс заявленным «ходом» в 500 циклов. Так что их использование вполне разумно.

Каждый аккумулятор был помечен и заряжался только в своем слоте. Аккумуляторы ААА емкостью 900 mAh заряжались токами в 300 mA, аккумуляторы АА емкостью 2450 mAh — токами в 700 mA. В результирующую таблицу шли значения разряда, т.к. нас интересует не сколько аккумулятор взял, а сколько отдал.

Первые 30 циклов аккумуляторы гонялись в режиме рефреша, потом я решил не оставлять их без присмотра и использовать только по одном циклу за раз, укладываясь в день. Собственно, из-за этого решения тестирование затянулось.

Результаты

На графиках ниже приведены результаты тестирования обоих пар аккумуляторов. Синий — образец 1, красный — образец 2, желтый пунктир — среднее значение емкости

Ловим деградацию аккумуляторов АА и ААА при токах в 0.3 от емкости - 2

Итак, видно, как первые несколько циклов аккумуляторы, что называются, выходят на емкость. Причем, максимум достигается где-то к 10 циклу. Там же — зеленый пунктир — находится точка окупаемости аккумулятора. Т.е. где-то в этот момент аккумуляторы становятся выгоднее, чем покупка батареек.

Затем идет относительно ровное нахождение на “полке”, причем, обратите внимание, реальная ёмкость аккумуляторов находится выше заявленной. Я так понимаю, что это заводской запас на деградацию.

Ну а где же она сама? Как видно первые ее признаки появляются у наименее емких ААА где-то на 76- цикле (у одного образца раньше, у второго — позже, в среднем, где-то на 76-м). Причем пробой заявленной емкости в 900 mAh случается на 90-цикле. Ну а потом деградация начинается очень явной.

Ловим деградацию аккумуляторов АА и ААА при токах в 0.3 от емкости - 3

Для АА ситуация несколько лучше. Реальная деградация начинается где-то на 90-м цикле, ну а “пробитие” заявленных 2450 mAh аж на 99 цикле.

Выводы

Очевидно, что деградация существует. Однако мои замеры показываю, что заметной она становится ближе к 90 циклам. И это явно не стоит того, чтобы тратить время на поиск зарядок, способных заряжать низкими токами и временных затрат на долгую зарядку аккумуляторов.

Лично в моем сценарии использования, аккумуляторы чаще всего юзаются в детских игрушках или различных датчиках. Другими словами, я с большей вероятностью потеряю эти аккумуляторы, чем увижу реальное падение емкости. Думаю, у большинства читателей этого топика ситуация будет похожей.

Недостатки тестирование и отмазки автора

Сразу же хотелось отметить недостатки тестирования. Во-первых, я использовал только два образца каждого формата, чтобы нивелировать возможный брак или наоборот, завышенные свойства одного из пары. По идее, надо было бы использовать 3 образца для получения среднего и возможной отбраковкой одного из экземпляров. Но в моих зарядных устройствах было только 4 слота, а хотелось за раз протестировать и АА и ААА.

Во-вторых, я использовал массовую зарядку Opus BT-C3100, имеющую ряд недостатков. Известно, что выдаваемый результат отличается от слота к слоту и может гулять на плюс-минус 50-70 mAh. Дополнительно, народ жалуется, что зарядка может перезаряжать аккумуляторы и гробить их быстрее совсем уж правильных зарядок. Недостаток было решено превратить в достоинство и а)заряжать аккумуляторы только в собственных слотах, чтобы нивелировать разбег, а результаты осреднить б) предположить, что в реальном случае вряд ли народ массово использует что-то типа SkyRC MC3000 за 6000 рублей, а значит результаты эксперимента будут близки к среднестатистическому сценарию с “народной” массовой зарядкой. Ну и тем более было интересно, когда проявится деградация.

В третьих, в тестировании были периодические перерывы, типа отпуска, командировок и т.п. задержек, не позволяющих проводить замеры ежедневно. Опять же считаю, что это только добавило реалистичности замерам :)

Четвертое, самое важное — по уму надо было бы сравнивать по три пары одинаковых аккумуляторов и заряжать их токами в 0.1, 0.3 и 0.5 от емкости. Я бы и сам посмотрел на такие результаты, но трудозатраты на исследование были бы неподъемными. Ну и надо было бы две одинаковых зарядных устройства покупать.

Вероятно сейчас можно определиться с форматом (наверное, лучше ААА, т.к. на них деградация проявляется быстрее) и погонять два комплекта на разных токах, наложив результаты на уже имеющиеся. Но дело это еще на полгода.

Дополнение предыдущего топика

Изначальный текст “Заряжаем АА, ААА и другое цилиндрическое и аккумуляторное” получился весьма популярным (109 тысяч просмотров и 106+), что говорит о том, что тема людям интересна. С момента его публикации прошло время и кое-что поменялось. Я решил не править изначальный текст, а упомянуть два изменения тут — так их с большей вероятностью увидят, потому как вряд ли кто-то перечитывает старые тексты.

Первое: Одним из зарядных устройств, о которых я писал в тексте, был Miboxer C4. С момента публикации китайцы успели выпустить две ревизии, в которых а) планомерно поднимали токи заряда б) в третьей ревизии убрали, а в 4-й — вернули функцию разряда аккумуляторов. Имейте это в виду, если присматриваете себе эту зарядку. Продавцы на Ali обычно пишут, есть ли в ЗУ разряд.

Ловим деградацию аккумуляторов АА и ААА при токах в 0.3 от емкости - 4

Второе: На рынке появилась очень прикольная зарядка ISDT C4 (толковый обзор на Mysku). Любители радиомоделей хорошо знают эту фирму и вот появилась компактная зарядка и для стандартных аккумуляторов.

Ловим деградацию аккумуляторов АА и ААА при токах в 0.3 от емкости - 5
(нашел красивую картинку на Banggood).

Отличительные особенности:

  • Компактность. Достигается за счет хитрого расположения аккумуляторов. Так, 18650 заряжаются поперек, что позволяет сделать устройство не сильно вытянутым. Это же и недостаток, потому что 18650 помещается только 2 штуки. ААА, увы, тоже две штуки.
  • Русский интерфейс.
  • Цветной экран, куда выводятся в т.ч. графики заряда с обновлением раз в 2 минуты.
  • Возможность обновления прошивки по USB (вот он, XXI век!)
  • Поддержка форматов: все стандартное включая LiFePO4, плюс NiZn и LiHv
  • Ток заряда: 0,1 — 3А / слот — максимум 25 Ватт
  • Ток разряда 0,1 — 1,5 А / слот — максимум 10 Ватт

Минусы: цена в 3,5..4 тысячи рублей. Графики нельзя сбросить на комп (но это скорее придирка). Ну и двух АА как-то маловато.

Асканье

Если эта и предыдущая статья показались вам полезной при выборе аккумуляторов и зарядных устройств, то напомню, что на Хабре существует механизм доната. В свою очередь обязуюсь потратить его на тестирование новых ЗУ и издевательства над аккумуляторами.

Автор: Николай

Источник


* - обязательные к заполнению поля


https://ajax.googleapis.com/ajax/libs/jquery/3.4.1/jquery.min.js