Среда, 20 января 2021 10:20

Как ведут себя Li-Ion аккумуляторные батареи на морозе

Как выяснила Национальная энциклопедия строительства ProfiDom.com.ua, сильные морозы последней недели, которые традиционно, связываются с православным Крещением, подстегнули обсуждение в среде специалистов о том, что литиевые батареи замерзают при минусовой температуре. Соответственно, и весь беспроводной строительный электроинструмент, если следовать этой точки зрения, в зимнее время года не годится для уличных работ.

Однако, журналисты ProfiDom.com.ua выяснили, что это – распространенное заблуждение и тесты, о которых пойдет речь ниже, покажут, что происходит на самом деле.

Аккумуляторный блок электроинструмента представляет собой набор элементов определенного форм-фактора, соединенных между собой. Они заключены в пластиковый корпус и управляются электроникой.

Ниже, ProfiDom.com.ua рассказывает о результатах тестов аккумуляторных ячеек при температуре ниже нуля

Чтобы провести эксперимент взяты 7 литиевых элементов 18650 от четырех производителей:

  • Samsung — 30Q, 25R;
  • Sony — VTC5;
  • LG — HE2, HE4, HG2;
  • Sanyo — NSX

Такие ячейки, чаще всего, можно встретить в беспроводной технике: электроинструменте, электро-самокатах и электрокарах, переносных зарядных устройствах и даже некоторые электронные сигареты работают от этих элементов.

Все 7 образцов выдерживают ток с разрядом 20 Ампер. Итак, все эти ячейки подверглись тестированию в морозильной камере, температура в которой составляла -24 ⁰С, разряд током в 10 Ампер.

Результаты тестов

Сработали все без исключения элементы, но их результаты отличались.

Как ведут себя Li-Ion аккумуляторные батареи на морозе

На этом графике показана величина разряда батарей при комнатной температуре и при -24 ⁰С. Видно, что поведение ячеек довольно сильно отличается друг от друга.

Выдели часть графика увидим, что у батарейки 30Q значение напряжения критически опустилось, зато напряжение у элемента HG2 в пределах стандартных значений.

Как ведут себя Li-Ion аккумуляторные батареи на морозе

После изучения процесса разряда литиевых ячеек при -24 ⁰С, видно, что наблюдается просадка 30Q до минимума, который вообще допустим. Вывод можно сделать такой, что промерзший аккумуляторный инструмент на ячейках 30Q, с большой вероятностью, не станет работать на сильном холоде.

Как ведут себя Li-Ion аккумуляторные батареи на морозе

К примеру, так разряжается ячейка 30Q в -24 градуса ⁰С

Изменение напряжения в ячейках на холоде

Итак, целые сутки элементы держали в морозильнике при температуре -24 ⁰С. Чтобы сделать необходимые замеры напряжения, ячейки не доставали из морозильной камеры.

Как ведут себя Li-Ion аккумуляторные батареи на морозе

Напомним, что тестировались элементы с номинальным напряжением 3.6 В. Рабочее напряжение находится в диапазоне 2,5 — 4,2 В, если это электронные устройства 2,7— 4,2 В. Для фонарей и других неприхотливых устройств диапазон немного отличается 2,5 — 4,35В.

Что же показали измерения:

  • 30Q — 2,68 В; 25R — 2,78 В;
  • VTC5 — 2,6 В;
  • HE2 — 2,89 В; HE4 — 2,82 В; HG2 - 3,16 В;
  • NSX — 2,67 В

Результаты показали, что значения напряжения всех тестируемых элементов больше значения разряда. У ячейки HG2 значение не сильно отличается от номинала. У элементов 25R, LG HE2 и LG HE4 показатели меньше номинальных, но даже таких значений достаточно, чтобы запустить большинство потребителей.

А вот, цифры у 30Q, NSX, VTC5 практически на нижней границе диапазона. В такой ситуации, есть вероятность, что инструмент не запустится, а индикатор зарядки продемонстрирует полный заряд.

Как ведут себя Li-Ion аккумуляторные батареи на морозе

Мороз и время работы литиевых аккумуляторов

Этот график отражает разницу по времени работы элемента HG2 при отрицательной и комнатной температуре. Видно, что она минимальна.

Как ведут себя Li-Ion аккумуляторные батареи на морозе

Какие выводы можно сделать из этих экспериментов

  1. Литиевые ячейки довольно разные, и даже аккумуляторные блоки с одинаковыми заявленными характеристиками на холоде будут работать по-разному.
  2. Li-ion технология не подразумевает сложности с эксплуатацией инструмента зимой, это скорее, проблема конкретных производителей инструмента, использующих определенные ячейки.
  3. При отрицательных температурах хорошо проявляют себя элементы HG2.
  4. За первые 50-100 секунд на промерзших ячейках наблюдается рост напряжения, поскольку они выделяют тепло при разряде, нагревая себя. Небольшой нагрев ячеек возможен от электроники, находящийся в одном корпусе АКБ.
  5. Не рекомендуется работать холодным аккумуляторным инструментом на максимальной мощности. Если нет возможности отогреть АКБ, лучше выполнять работу на средних режимах.
Прочитано 531 раз



Подпишитесь на новости строительства:

 

 

Выбор редакции: