Как правильно и сколько заряжать аккумуляторные батарейки


В современной носимой аппаратуре и всевозможных гаджетах все чаще можно увидеть в качестве источника питания аккумуляторы вместо привычных нам гальванических элементов. И это понятно. Хотя аккумуляторы дороже, их можно многократно заряжать, что в целом дает существенную экономию. Но экономия будет лишь в том случае, если эти аккумуляторы правильно эксплуатируются. Иначе они прослужат даже меньше, чем обычные батарейки. В этой статье мы выясним, сколько по времени заряжать аккумуляторные батарейки и какой зарядный ток выбрать.

Какие батарейки можно заряжать

Прежде чем заряжать аккумуляторы, определимся с терминами. Одиночный элемент, который можно многократно заряжать, именуется аккумулятором. Несколько таких элементов, соединенных тем или иным образом, – аккумуляторная батарея. Те элементы, которые нельзя заряжать, называются гальваническими элементами, а несколько соединенных элементов – батарея гальванических элементов.

На фото слева аккумулятор (аккумуляторная батарейка), справа гальванический элемент (одноразовая батарейка) 

Итак, аккумуляторы или аккумуляторные батарейки можно заряжать, а гальванические элементы или просто батарейки нельзя – они одноразовые. Разрядились и выбросил.

Как отличить батарейку от аккумулятора

Прежде чем браться за зарядку аккумуляторных батареек, необходимо убедиться, что в руках у нас действительно перезаряжаемый источник тока. Это несложно. Особенности аккумуляторов представлены ниже.

Емкость. На аккумуляторах производитель почти всегда указывает их электрическую емкость. На батарейках такой информации не найти.

Аккумуляторные батарейки формата АА имеют емкость 3 000 mAh 

Пометка на возможность перезарядки. На аккумуляторах можно найти надпись «Rechargeable» (перезаряжаемая, англ.). На гальванических элементах такой надписи нет или стоит «Do not recharge» (не перезаряжать).

Сверху мы видим аккумулятор, снизу гальванический элемент 

Обозначение типа. На всех элементах питания указывается технология, по которой они выполнены. Батарейки бывают солевыми (код R) и щелочными (LR). После буквы ставится цифра, обозначающая типоразмер.

Солевая (слева) и щелочная одноразовые батарейки типоразмера «АА»

Пальчиковые аккумуляторы в зависимости от используемых материалов и технологий изготовления помечаются так:

  • Ni-Mh  никель-металл-гидридный;
  • Ni-Cd никель-кадмиевый;
  • Ni-Zn  никель-цинковый.

Перед нами никель-кадмиевые аккумуляторы

Существуют пальчиковые литий-ионные аккумуляторы с выходным напряжением 1,5 В, но они не являются аккумуляторами как таковыми. Это сложные составные изделия, содержащие в корпусе типоразмера «AAA» литий-ионный аккумулятор на напряжение 3,7 В, контроллер заряда и выходной понижающий преобразователь.

Это устройство только выглядит, как «АА», на самом деле внутри него литий-ионный аккумулятор на 3.7 В с преобразователем на 1.5 В

Напряжение. Практически все цилиндрические гальванические элементы имеют начальное напряжение 1.5 В. Аккумуляторы в зависимости от типа выдают 1.2 В (Ni-Mh и Ni-Cd) или 1.6 В (Ni-Zn).

Никель-металл-гидридный аккумулятор с выходным напряжением 1.2 В 

Формула расчёта времени заряда по ёмкости и току

А теперь можно ответить на вопрос, как правильно заряжать аккумуляторные батарейки. Общая формула времени заряда будет выглядеть так:

t = C / I * к,

где:

  • t – время заряда в часах;
  • C – емкость элемента в А*ч;
  • I – зарядный ток в амперах;
  • к – коэффициент, равный 1.2-1.4.

Коэффициент нужен для поправки на КПД элемента. Поскольку часть энергии при зарядке расходуется на тепло и создание химических реакций, аккумулятору для полного набора емкости потребуется получить больше энергии, чем сама его электрическая емкость.

Важно! Эта формула справедлива лишь для полностью разряженных аккумуляторов. Обычно мы не разряжаем элемент «в ноль» (это быстро его разрушит), поэтому возможность использования ее весьма сомнительна без некоторых поправок. О них чуть ниже. Но как правило, об окончании зарядки судят по напряжению на элементе, а не по расчетному времени. Именно так работает автоматическое зарядное устройство.

Каким током можно заряжать

Теперь о токе. Все мы знаем, что, к примеру, свинцово-кислотные автомобильные АКБ заряжают током 0.1С, где С – емкость батареи. Справедливо ли это для тех типов элементов, о которых мы говорим? Справедливо, но лишь отчасти. Если мы выберем такой ток, то однозначно не перегреем аккумулятор любого типа и не выведем его из строя. Тем не менее производитель допускает следующие зарядные токи:

  • Ni-Mh – оптимально 0.1 С-0.5С, возможно реже 1С. Количество циклов заряд/разряд 300-500 (некоторые производители, в частности, компания GP, указывают 1 000);
  • Ni-Cd – 0.1С-0.5С, количество циклов заряд/разряд от 100 до 900;
  • Ni-Zn оптимально 0.1С-0.5С, изредка могут заряжаться током 1С. Количество циклов заряд/разряд от 250 до 370;
  • Li-ion оптимально до 1С с постоянным контролем температуры корпуса. Количество циклов заряд/разряд до потери 20% емкости 600;

Примеры расчетов

А сейчас в качестве примера сделаем небольшой расчет и выясним, сколько времени нужно заряжать конкретные аккумуляторные батарейки. Предположим, перед нами полностью разряженный Ni-Cd аккумулятор емкостью 1 000 мА*ч. Производитель этого типа аккумуляторов допускает его глубокий разряд, и мы этим воспользовались. Ток зарядки выберем 200 мА*ч (0.2С). Коэффициент возьмем средний – 1.4. Попробуем рассчитать время зарядки по формуле, приведенной выше:

1/0.2*1,4 = 7 часов

Теперь зарядим литий-ионный аккумуляторную батарею емкостью 3 000 мА*ч. Он у нас будет разряжен на 90%. Выбираем ток заряда 0.5С, коэффициент тот же. Поскольку элемент не полностью разряжен, вносим в формулу поправку, вычтя из полной электрической емкости 10%.

 (3 – 0.3)/1.5*1,4 = 2.67 часа

Как мы видим, расчет предельно прост, но, к сожалению, не всегда верен. Истинное время зависит от многих факторов: температуры окружающей среды, реальной емкости элемента (со временем она падает), степени разрядки. А реальную степень разрядки не всегда удается точно определить.

Таблицы времени зарядки разных аккумуляторов

Ну а те, кому лень вычислять, сколько по времени заряжаются аккумуляторные батарейки, могут воспользоваться нижеприведенными табличками для элементов разной емкости и при разных токах заряда.

Время зарядки разряженных на 90% аккумуляторов емкостью 3 000 и 2 700 мА*ч

3 000 мА*ч 2 700 мА*ч
Ток зарядки, мА Время полного заряда, ч Ток зарядки, мА Время полного заряда, ч
300 (0.1С) 12.6 270 (0.1С) 12.6
900 (0.3 С) 4.2 810 (0.3 С) 4.2
1 500 (0.5С) 2.5 1 300 (0.5 С) 2.5
2 100 (0.7 С) 1.8 1 900 (0.7С) 1.8
3 000 (1С) 1.26 2 700 (1С) 1.26

Время зарядки разряженных на 90% аккумуляторов емкостью 2 200 и 2 000 мА*ч

2 200 мА*ч 2 000 мА*ч
Ток зарядки, мА Время полного заряда, ч Ток зарядки, мА Время полного заряда, ч
220 (0.1С) 12.6 200 (0.1С) 12.6
660 (0.3 С) 4.2 600 (0.3 С) 4.2
1 100 (0.5С) 2.5 1 000 (0.5 С) 2.5
1 540 (0.7 С) 1.8 1 400 (0.7С) 1.8
2 200 (1С) 1.26 2 000 (1С) 1.26

Время зарядки разряженных на 90% аккумуляторов емкостью 1 700 и 1 200 мА*ч

1 700 мА*ч 1 200 мА*ч
Ток зарядки, мА Время полного заряда, ч Ток зарядки, мА Время полного заряда, ч
170 (0.1С) 12.6 120 (0.1С) 12.6
510 (0.3 С) 4.2 360 (0.3 С) 4.2
850 (0.5С) 2.5 60 (0.5 С) 2.5
1 190 (0.7 С) 1.8 840 (0.7С) 1.8
1 700 (1С) 1.26 1 200 (1С) 1.26

Время зарядки разряженных на 90% аккумуляторов емкостью 1 000 и 500 мА*ч

1 000 мА*ч 500 мА*ч
Ток зарядки, мА Время полного заряда, ч Ток зарядки, мА Время полного заряда, ч
100 (0.1С) 12.6 50 (0.1С) 12.6
300 (0.3 С) 4.2 150 (0.3 С) 4.2
500 (0.5С) 2.5 250 (0.5 С) 2.5
700 (0.7 С) 1.8 350 (0.7С) 1.8
1 000 (1С) 1.26 500 (1С) 1.26

Вот мы и научились правильно заряжать пальчиковые аккумуляторы. Теперь будем надеяться, что у нас не возникнет проблем с этим вопросом, а сами элементы, заряженные должным образом, будут служить нам верой и правдой многие годы. В завершение же хотелось бы отметить, что для правильной зарядки аккумуляторов лучше использовать промышленные зарядные устройства (ЗУ), а не лепить что-то на пластилине и тестере. Причем прибор должен быть предназначен для работы с аккумуляторами именно того типа, который мы используем. Приведенная ниже табличка, будем надеяться, поможет вам с выбором правильного ЗУ.

Основные характеристики наиболее популярных зарядных устройств для пальчиковых аккумуляторов разного типа (кликните для увеличения)


Оцените статью
Лучший сайт про ремонт, строительство и эксплуатацию бытовой техники