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

    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.



    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



    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.



    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 два 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.



    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.


    (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 ААА 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.
    AdBlock похитил этот баннер, но баннеры не зубы — отрастут

    Подробнее
    Реклама

    Комментарии 23

      +1
      Интересно, что будет при зарядке малым током. Подозреваю, что аккумуляторы прослужат меньше, чем при быстром заряде: невозможно определить окончание зарядки по критерию -dV, и, соответственно, велик шанс перезаряда аккумулятора, чего NiMH очень не любят.
        +1
        Я думаю, если этот топик «зайдет», я все-таки возьму еще два комплекта ААА и наложу результаты с разными токами. Но года еще через пол :(
          0
          велик шанс перезаряда аккумулятора, чего NiMH очень не любят.
          Это ж литий не любит, а Ni[MH/Cd] при норм охлаждении — пофиг. В дешевых телефонах «на кухню» они так и заряжаются вообще всегда постоянным током.
          ps 0.3 на постоянку их конечно порвёт
            0
            В старые времена как раз в таких телефонах пальчиковые NiMH, поставленные вместо NiCd (типа ёмкость побольше) успешно теряли ёмкость благодаря перезаряду.
          +7

          На главный вопрос так и не ответили, вредно ли заряжать большими токами. Для этого надо было заряжать два образца разными токами и сравнивать на каких циклах начинается деградация. Учитывая что производитель обещает 500 циклов, а у автора получилось 100, пока можно сделать вывод, что всё-таки вредно.

            +1
            Именно это я и написал в недостатках тестирования. Чтобы охватить оба формата, по уму мне нужны было бы еще два ЗУ — на первом я бы заряжал два комплекта АА токами 0.1 и 0.5С, на втором — два комплекта ААА такими же токами. Увы, это другой уровень трудозатрат.

            Но, поскольку я задавался вопросом — когда наступит деградация при токах 0.3С, ответ я получил.

            Что касается 500 циклов — производитель не говорит, что все 500 циклов рельная емкость будет равна заявленной. Просто аккумулятор будет не труп :)
              0
              Насколько я помню, циклы считаются по какому-то вменяемому уровню деградации – сохранение 80% ёмкости, что ли…

              Тут интереснее «правильность» этих 500 циклов. Я, например, последнее время аккумуляторы убиваю в основном переразрядом: китайский PIR-светильник «высасывает» пару батареек до 1 вольта, если не ниже, и в итоге, если я дожидаюсь, пока он перестанет светить – один из аккумуляторов вообще уходит в переполюсовку (надо, наверное, тупо заменить один из них проводком, чтобы избеать этого). Что интересно – пока удавалось восстанавливать (LSD NiMH аккумуляторы, производителя не помню)
                0
                Можно поставить LiFePO4 на 3,3 с защитой в формате АА и заглушкой. На али есть такие комплекты. Ну или Li-ion с заглушкой.
              +2
              Обычно, когда говорят о ресурсе, имеют ввиду не количество циклов до начала деградации, а количество циклов до достижения некой минимальной остаточной емкости (скажем, 60% от номинала). Так что тут надо уточнять что же имел ввиду производитель, когда говорил о 500 циклах.
                0
                В описании все очень приблизительно:
                Эти батарейки можно заряжать примерно 500 раз.
                Срок службы: прибл. 5 лет.
                  0
                  Ну, все честно написано — заряжать можно 500 раз в теч. 5 лет, если не разряжать )
              0
              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.

              Нескромный вопрос — а стоимость зарядного устройства вы в модели окупаемости считали?
              Я, например, не использую такого количества батареек, чтобы окупить покупку аккумуляторов и ЗУ, а те устройства, которые с аккумуляторами (моноколесо, фонарь, пылесос, шуруповерт) имеют собственные ЗУ.
              В целом мне бы хотелось иметь такую зарядку для оценки износа имеющихся аккумуляторов, но, посчитав окупаемость, я решил, что оно того не стоит.
                0
                В таком случае надо делить стоимость ЗУ на количество аккумуляторов (их количество заранее не известно) и учитывать, что ЗУ проживет дольше, чем аккумулятор, т.е. его хватит на несколько поколений аккумов. Опять же, цена на ЗУ колеблется от 1200 до 6500 тысяч рублей. Поэтому это задача со многими неизвестными.
                Но вы правы, такой подход честнее.
                  +2
                  когда появился laCrosse где-то в «нулевых» купил его, уже не помню за сколько но тогда казалось дорого… сдох он лет через ~10-12 от скачка напряжения в сети… как раз литий начал появляться в моем хозяйстве. Зарядник позволял собирать аккумуляторы одинаковой емкости (хорошо бы ещё одинакового внутреннего сопротивления, но он не умел) в комплекты по четыре для вспышек и по два для фонарика или GPS…

                  я не знаю окупился ли он или нет, но позволял быть уверенным сколько будут работать мои приборы… потом купил OPUS BT-3100 (по ощущения не дорого) который так-же и литий позволяет проверять/заряжать… купил потому что иметь такой прибор привычно

                  у меня сейчас в активе больше 20 NiMH аккумуляторов формата AA — энелопы и икеевские, купленных в разное время и имеющих разный износ.
                    0

                    Зарядку один раз купить. Я и до ребёнка цену зарядных не считал, да и последнее купил лет 5 назад. Фонари на АА, 2 штуки, два брелка сигналок на ААА. Фотик для фотоотчётов по работе 2хАА(телефон не удобен по многим причинам).
                    А уж как появился ребенок логика простая — надоест ли ребенку игрушка до момента окупаемости АКБ. Если хотя бы 8 циклов отоаботают — покупаются АКБ, если свободных нет. Игрушка надоест, а «бесплатные» АКБ останутся.

                    +2
                    Спасибо за эксперимент и отличную статью. У самого BT-3100, и после покупки не был уверен каким током лучше заряжать аккумуляторы. Гоогле советовал 0.1C для NiMH, что собственно я и делал, но цикл charge-test в таком случае занимает больше суток, что часто очень неудобно.

                    По результатам вашего эксперимента теперь буду заряжать 0.3C и не париться.

                    Дополнения к оригинальной статье были бы очень полезны, потому как часто статьи ищутся через поиск, а не только через ленту.
                      0

                      Спасибо, сделаю ссылку из первой статьи

                      +1
                      Не один раз замечал, что из одной упаковки АА аккумуляторов, один обязательно перестает заряжаться, хотя хранились и заряжались одинаково. Вот реально — из 4-х только три нормально работают.
                        0

                        У меня есть LaCrosse, которая была куплена ещё в начале 2000-х по совету друга. На тот момент у меня было некоторое количество полу-мёртвых металгидридов для детских игрушек. Есть у этого зарядника функция восстановления, которая тренировала аккумуляторы больше суток (точно не помню). Я зарядил первую дозу и запустил процесс, а на следующий день обнаружил, что устройство находится в режиме дозаряда. Как выяснилось, оно при пропадании света забывает чем занималось, и включает режим подзарядки, который у него по умолчанию. Пришлось включать на работе, через UPS. Вот такое разочарование меня постигло. Когда покупаете "интеллектуальные" ЗУ, обращайте внимание на то, помнит ли устройство установленный режим при сбое питания.

                          0
                          Есть вот такое наблюдение.
                          У LADDы, как на фото и Eneloop-ов, как на фото по окончании зарядки _разные_ напряжения.
                          У Энелупов — 1,53, а у Ладды — 1,48.
                            0

                            Спасибо, интересный нюанс, надо проверить. Ноэто и логично, они ведь не 1:1

                              0
                              а вообще точная модель/производель белой ладды известны?
                              0
                              У нас в «Вольте» видел пять-шесть разных энелупов, возможно какой-то и один-в-один.
                              Кстати, у меня валяется комплект старой Ладды (зелено-блестящей).
                              Надо будет принести на работу и воткнуть в индикаторную зарядку.

                              Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                              Самое читаемое