Consejos útiles

Cómo usar una batería de litio

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En este artículo, bajo el funcionamiento correcto de las baterías de iones de litio, entenderemos el cumplimiento de tales condiciones en las que la batería de iones de litio de un dispositivo portátil puede funcionar de manera segura, durará mucho tiempo y el funcionamiento del dispositivo permanecerá lleno.

Se tratará de baterías de iones de litio, ya que la mayoría de los dispositivos móviles modernos: tabletas, computadoras portátiles, teléfonos inteligentes, etc. tienen baterías de litio instaladas. Y si antes era posible encontrar hidruro de níquel-metal, níquel-cadmio, hoy el litio se usa ampliamente.

Con el uso adecuado, una batería de iones de litio durará entre 10 y 15 veces más que cuando se usa al azar, lo que se describirá más adelante en el texto. Aquí encontrará recomendaciones para los usuarios, cuyo cumplimiento ayudará a mantener la batería de litio eficiente y con capacidad durante todo el período de uso del dispositivo portátil, hasta que llegue el momento y la decisión de comprar uno nuevo para reemplazar el viejo.

A menudo, la batería del teléfono inteligente se hincha, a menudo deformando la carcasa. La hinchazón es un síntoma de la acumulación de gases, los productos de reacción que fluyen dentro de la batería durante el uso incorrecto, lo que aumenta la presión en el interior de la batería.

Si la batería hinchada no se reemplaza a tiempo, colapsará por completo en algún momento o explotará en el peor de los casos. Pero lo más interesante de esta historia con un teléfono inteligente es que el problema descrito se puede prevenir y prevenir fácilmente observando las reglas simples para operar el dispositivo con una batería de iones de litio, y luego la vida útil de la batería se salvará el mayor tiempo posible.

No sobrecalentar

El calor excesivo, por cualquier razón que no aparezca, perjudica más a la batería de iones de litio. Las razones pueden ser tanto una fuente externa de calor como modos estresantes de carga y descarga. Entonces, si deja su teléfono inteligente al sol, por ejemplo, en la playa o en un soporte dentro del automóvil, esto reducirá tanto la capacidad de la batería de cargarse durante la carga como la capacidad de sostenerla después.

Es mejor mantener la capacidad de una batería de litio si la temperatura de su carcasa no supera los 20 ° C. Si la temperatura sube por encima de 30 ° C, la capacidad de retener la carga ya caerá del 100% al 80% original.

Cuando se calienta a 45 ° C, la capacidad de la batería para mantener una carga ya se debilitará a la mitad. Una temperatura de 45 ° C, por cierto, se logra fácilmente si deja el dispositivo al sol o usa aplicaciones intensivas en energía.

Es decir, si observa que el dispositivo o la batería se han calentado significativamente, vaya a un lugar fresco (si la causa es la temperatura ambiente) o apague las aplicaciones y servicios innecesarios, reduzca el brillo de la pantalla, active el modo de ahorro de energía, para que pueda reducir la energía consumida por el dispositivo, y reduzca la corriente que fluye a través de la batería; la batería comenzará a enfriarse.

Si esto no ayuda, apague el dispositivo, retire la batería (si es posible) y espere hasta que se enfríe o hasta que el dispositivo se enfríe, si el diseño no permite quitar la batería.

Por el contrario, una batería extremadamente fría, a una temperatura inferior a -4 ° C, simplemente no puede proporcionar la potencia máxima hasta que se calienta, es mejor si alcanza la temperatura ambiente.

Pero, en general, las bajas temperaturas no son capaces de causarle a la batería de litio daños tan irreversibles como el aumento de las baterías, por lo tanto, después de calentar una batería extremadamente fría a temperatura ambiente, se restaurarán las propiedades de su electrolito. Retire la batería fría del dispositivo en interiores, o caliéntela ligeramente en sus manos, luego vuelva a insertarla.

Desconecte el cargador a tiempo.

Si la batería se carga más de lo esperado, es decir, si permanece conectada a la fuente de corriente de carga incluso después de estar completamente cargada, esto puede matar la batería, reduciendo en gran medida su capacidad.

La conclusión es que el nivel operativo de una batería de litio convencional no debe exceder los 3,6 voltios para una operación segura, sin embargo, los cargadores suministran 4,2 voltios a los terminales durante la carga. Y si el cargador no se desconecta a tiempo (afortunadamente, algunos se apagan automáticamente), entonces dentro de la batería, comenzarán reacciones dañinas. En el peor de los casos, se producirá un sobrecalentamiento excesivo y la reacción en cadena en el electrolito no tardará mucho.

Los cargadores originales de marca (que se incluyen con el dispositivo del fabricante) son de alta calidad, ellos mismos pueden reducir la corriente de carga al interactuar con el algoritmo correcto con la batería y con el controlador integrado en el dispositivo.

Con los cargadores originales, el riesgo de sobrecarga es mínimo. Pero en aras de la fidelidad, es mejor desconectar inmediatamente el dispositivo de carga del cargador, tan pronto como llegue una señal (sonido, indicación de luz o pictograma en la pantalla) de que la batería está completamente cargada. No deje un teléfono inteligente completamente cargado conectado al cargador por mucho tiempo.

No se preocupe que cuando desconecte el teléfono inteligente del cargador, comenzará a descargarse, ya que las baterías de litio difieren de otros tipos de baterías en un bajo nivel de autodescarga. Si ni siquiera usa la batería después de la carga, un día después de apagarla, solo el 5% de la energía, pero todo disminuirá por completo, y en el próximo mes, otro 2%.

En cualquier caso, no es necesario dejar el dispositivo en recarga (incluso desde un cargador de marca) hasta el último momento, es mejor desconectarlo inmediatamente, tan pronto como se indique la carga completa en la pantalla (o indicador).

Todos los dispositivos móviles modernos con baterías de iones de litio muestran una carga del 100%, cuando la batería está realmente completamente cargada, no hay necesidad de mantenerla por más tiempo.

No permita descargas profundas

Existen diferentes opciones para usar la duración de la batería. Si cada vez que la batería se descarga rápida y completamente, esto se acompañará regularmente de la liberación de una gran cantidad de calor, porque las corrientes de descarga a través de la batería fluirán considerablemente, y esta es una carga destructiva en la batería.

Si los ciclos de descarga pequeños son cortos, incluso entonces la batería se recargará y luego se descargará nuevamente en varias partes, la batería durará más.

¡Las baterías de litio modernas normalmente soportan descargas y recargas incompletas, no como las primeras baterías de litio!

Y si consideramos el efecto de los ciclos de descarga y carga en la vida útil total de la batería, de hecho, tres ciclos de descarga de hasta 66% y una carga de hasta 100% son fundamentalmente equivalentes en términos de desgaste a un par de ciclos de descarga de hasta 50% y luego cargan hasta 100%.

Muchos ciclos cortos de descarga-carga no son más dañinos que varios ciclos más largos. La descarga intensiva es dañina: causa calentamiento y conduce a procesos irreversibles, si es profunda (hasta 20% o menos).

El calentamiento y la alta carga de corriente reducen claramente la vida útil total de la batería. Cada descarga profunda lenta pero segura conduce a daños irreversibles, por lo tanto, trate de evitar la descarga profunda por completo. Si el teléfono inteligente se apaga, esto es una señal de una descarga profunda, no debe llevarlo a esto. El 20% es suficiente para recargar el dispositivo o insertar una batería de respaldo.

Descargue y cargue la batería de litio lentamente

Como se mencionó anteriormente, la descarga y la carga intensas van acompañadas de altas corrientes a través del electrolito de la batería, lo que conduce a su sobrecalentamiento y, por lo tanto, a procesos destructivos (ver - Por qué explotan las baterías de iones de litio).

Pero incluso si se permitió el modo de estrés y la batería está muy caliente, no se apresure a cargarla. Espere hasta que se enfríe, y solo después de conectarlo al cargador, podrá aceptar la carga de manera normal y segura.

Durante la carga, la batería tampoco debe sobrecalentarse; si esto sucede, fluyen corrientes demasiado altas a través del electrolito, y esto es perjudicial.

Los cargadores de baja calidad pecan por la llamada "carga rápida", como algunos cargadores inalámbricos de inducción. Es mejor no usar tales cargadores "rápidos". El hecho es que un cargador seguro debe responder a la corriente consumida por la batería durante la carga y cambiar rápidamente el voltaje suministrado, si es necesario, reducirlo, cuando sea necesario, aumentarlo.

Si el cargador es solo un transformador con un rectificador, es probable que su batería se sobrecaliente debido a una sobretensión y colapso gradual. No todos los cargadores "rápidos" son compatibles con baterías de litio.

La mejor opción es el cargador original del mismo fabricante que el dispositivo de carga, idealmente el cargador del kit. Pero si no es posible usar el cargador original, entonces use el que da menos corriente; esto evitará que la batería se sobrecaliente debido al suministro de energía excesiva.

Una buena alternativa al cargador original es el puerto USB de la computadora. USB 2.0 da 500mA, USB 3.0 da un máximo de 900mA. Esto es suficiente para cargar de forma segura.

Algunos de los dispositivos "rápidos" son capaces de bombear 3-4 amperios en la batería, pero es destructivo para baterías de pequeña capacidad, que son baterías de dispositivos móviles de mano (consulte la documentación). Una pequeña corriente de USB es una garantía de la seguridad de una batería de iones de litio.

Lleve una batería de respaldo con usted.

Muchos dispositivos le permiten quitar la batería, por lo que tener una batería de repuesto no es un problema en absoluto. El tiempo de funcionamiento del dispositivo se duplicará, se excluye la descarga profunda (instale una batería de respaldo de antemano, sin esperar a que la batería principal se descargue por completo), no hay tentación de usar un cargador "rápido" dañino. 20% de la descarga de la batería principal: una señal para establecer una copia de seguridad.

Si la primera batería está muy caliente debido a una carga intensa o debido a un calentamiento externo (accidentalmente dejado al sol), inserte una de repuesto y, mientras la primera se enfría, continuará utilizando su dispositivo, manteniendo ambas baterías intactas. Cuando el que se ha enfriado se ha enfriado, se puede recargar en el cargador original (red eléctrica o automóvil).

Entonces, para que una batería de litio dure un tiempo largo y verdadero, es necesario:

1. No permita que la batería se caliente por encima de 30 ° C, la mejor temperatura es de 20 ° C.

2. Elimine la batería excesiva y la sobretensión en los terminales, óptimamente 3.6 V.

3. Evite la descarga profunda de la batería: deje que el 20% sea el límite.

4. Evite cargas de alta corriente durante la carga y descarga (consulte la documentación), use USB.

Si una batería de iones de litio ha ordenado una larga vida

Por lo tanto, si ya han ocurrido problemas y su paquete de baterías no muestra signos de vida, entonces solo necesita comprar la cantidad correcta de celdas de batería de un tipo similar e instalarlas usted mismo en la unidad.
Un par de comentarios: en Rusia todos son raros, pero puede realizar un pedido desde China o los Estados Unidos (en Aliexpress.com y Ebay.com para ayudarlo) con envío gratuito a un precio de 4-5 dólares cada uno, y también tendrá que recordar las habilidades de soldadura. Además, las celdas de la batería no se pueden cambiar de forma selectiva. Solo de una vez. Después de todo, el controlador de carga los considerará todos iguales, lo que conducirá al sobrecalentamiento de los antiguos, que incluso pueden incendiarse o explotar.

Y una cosa más: la electrónica también puede dañarse en la batería, así que antes de comprar nuevas “latas”, primero “haga sonar” las viejas. De repente, todo está en orden con ellos, y no es su culpa en absoluto.

Lo que debe hacer para asegurarse de que la batería de iones de litio dure más de dos meses

En otras palabras: por qué tener miedo a las baterías de iones de litio. En el uso doméstico en herramientas eléctricas, tienen miedo de una sola cosa: el almacenamiento a largo plazo con una descarga profunda. Cuando la carga permanece por debajo del 10%, la batería comienza a degradarse rápidamente. Si descargó la batería por completo y olvidó ponerla en carga, y lo recordó después de un par de meses, no me culpe. Lo más probable es que tengas que comprar uno nuevo.

La situación se ve agravada por el hecho de que muchos fabricantes de herramientas eléctricas por razones económicas no hacen dos cosas. Primero, la herramienta más barata puede no tener un sistema de protección de batería contra descargas profundas. El segundo: si este sistema está presente, a menudo permite una descarga más profunda que la regulada por el fabricante de las celdas de la batería. Esto se hace para exprimir todo hasta la caída y de tal manera que el usuario no tire durante mucho tiempo con la batería cargada. En otras palabras, si ha terminado el trabajo y cree que la batería está descargada por más de dos tercios, cárguela.

Eso es todo sabiduría para aquellos que no quieren profundizar en los detalles. Si te relacionas con eso, entonces no puedes seguir leyendo.

Pero si los detalles son interesantes o si usa la herramienta regularmente, entonces todavía hay algo que contar.

Para quienes usan la herramienta regularmente

Hay algunos consejos más que pueden ayudarlo a extender la vida útil de las baterías de iones de litio.

1. Como se mencionó anteriormente, siempre intente cargar la batería de inmediato si está descargada por completo o casi por completo. En el camino, evite los ciclos profundos de descarga-carga. Esta tabla mostrará cuántos ciclos de carga-descarga seguirán hasta que se pierda el 50% de la capacidad, dependiendo de la profundidad de la descarga de la batería:

2. No cargue las baterías a bajas temperaturas. Perderán capacidad.

3. No almacene las baterías a temperaturas superiores a 30 grados. Esta placa muestra cuánta capacidad disminuirá según la temperatura de almacenamiento y la carga de la batería:

4. Si la batería se va a almacenar durante mucho tiempo, no la cargue por completo. El nivel de carga óptimo es 35-50%.

Lo que necesita saber sobre la carga de baterías de iones de litio

Este es un proceso complicado. Cada tipo de batería tiene su propia estrategia, pero en términos generales se llama CC-CV y consta de dos etapas principales: carga con corriente continua y aumento de voltaje, luego recarga con voltaje constante. También puede haber etapas adicionales, por ejemplo, todo el proceso puede verse así:

1. La batería se verifica primero electrónicamente para averiguar su estado actual y estado de carga, así como su idoneidad para un ciclo de carga rápido. En los primeros minutos, se suministra un pequeño voltaje y baja corriente. Si el voltaje de la batería no aumenta (es decir, se carga bien), entonces todo está en orden, puede cargar en modo rápido,

2. Luego viene la fase principal de la carga, que dura aproximadamente una hora, donde el voltaje aumenta gradualmente con una corriente alta constante,

3. Luego comienza la fase final (recarga), donde el voltaje se mantiene al nivel máximo aceptable (generalmente 4.2 V), y la corriente disminuye gradualmente. Puede durar unas dos horas.

Es extremadamente importante que las baterías de iones de litio eviten la sobrecarga. También afecta negativamente la vida útil de la batería, así como su almacenamiento en estado descargado. Además, la batería puede recalentarse y explotar. Por lo tanto, el controlador monitorea estrictamente este proceso y deja de cargar en el momento apropiado.

Pero los fabricantes sin escrúpulos pueden engañar un poco. Si aumenta ligeramente el voltaje de carga (en 0.1 V, hasta 4.3 V), esto acelerará ligeramente el proceso y, lo más importante, aumentará en un 10% la cantidad de energía almacenada por la batería. Las consecuencias de este enfoque se reflejan en este gráfico:

Tenga en cuenta que la escala de ordenadas no es lineal, y el gráfico en sí refleja solo el número de ciclos de recarga a los que la capacidad de la batería se reducirá a la mitad. Y aquí vemos que a un voltaje de 4.2 V, la batería se degrada extremadamente lentamente, y el número de ciclos hasta que la capacidad se "reduce a la mitad" puede ser de aproximadamente 1000. Pero si el voltaje se incrementa en solo 0.1 V, la tasa de degradación aumentará hasta cuatro veces.

Carga ultra rápida

Por lo general, el fabricante recomienda cargar las celdas de la batería con corrientes iguales a 0.7 o 1 de la capacidad dividida por el tiempo (es decir, para una celda de batería de 1500 mAh, la corriente de carga recomendada es 1.5 A). Algunos fabricantes permiten cargar con corrientes significativamente más altas, lo que acelera enormemente el proceso. Sin embargo, esto conduce a una degradación acelerada de la batería, además, en el camino, debe controlar su temperatura y detener el proceso si la batería se ha calentado hasta 40 grados (el fabricante determina la cantidad exacta). El sobrecalentamiento temprano suele ser característico del envejecimiento de las baterías.

Aquí hay un gráfico de la pérdida de capacidad de las baterías de iones de litio dependiendo de la magnitud de las corrientes de carga y descarga:

La línea azul se está cargando y descargando con corrientes iguales a la capacidad / tiempo (para baterías de 1500 mAh, esto es 1.5 A). Verde: corriente de carga y descarga duplicada en relación con la capacidad (para baterías de 1500 mAh - 3 A). Красная – утроенный ток (для аккумуляторов 1500 мА·ч – 4,5 А).

Другими словами, режимы быстрой зарядки будут приводить к ускоренной деградации батареи.

Параметры типичных аккумуляторных элементов

Напоследок в качестве справочной информации приведем официальные характеристики тех же популярных аккумуляторных элементов Sanyo UR18650W2, которые упоминались выше:

емкость минимальная / типичная, мА·ч1500 / 1600
номинальное напряжение, В3,7
минимальное напряжение, В2,75
метод зарядкиCC-CV (DC, luego DC)
Tensión máxima de carga, V4,2
corriente de carga, A1,5
tiempo de carga, h2,5
corriente de descarga continua máxima, A15
temperatura al cargar, deg.0 — +40
temperatura de trabajo-20 — +60
temperatura de almacenamiento-20 — +50

Línea naranja inferior - operación a -20 ° C.

Bueno, para estar seguros de que el Sanyo UR18650W2 no es una excepción a la regla general, presentaremos su gráfico de descarga con una corriente de 10 A en comparación con otras dos baterías fabricadas por Samsung y AW:

Basado en BatteryUniversity

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