Что будет, если заряжать аккумулятор большим током?
Часто пользователи спрашивают: что будет, если заряжать аккумулятор большим током? Чем грозит увеличение указанного в спецификации тока заряда? Действительно ли это опасно или можно рискнуть и заряжать аккумуляторы гораздо быстрее? Использование повышенного зарядного тока действительно ускоряет процесс накопления энергии перезаряжаемыми элементами, но превышать допустимые значения запрещено из-за риска возникновения негативных последствий.
Принцип зарядки аккумуляторов
Этот процесс подразумевает подачу преобразованного электротока (с нужными параметрами) через зарядное устройство от внешнего источника, чаще всего – от стандартной розетки 220 В. В результате в элементах питания начинают протекать химические реакции, и накапливается энергия. От тока заряда зависит не только интенсивность, но и правильность процесса накапливания энергии, что в свою очередь влияет на уровень нагрева, состояние и срок службы АКБ.
Важнейшими аспектами зарядного процесса выступают:
- Режим зарядки – он зависит от типа (химического состава) аккумуляторов и обычно включает несколько этапов. Как правило, это предварительная подзарядка малым током, основной этап и последняя стадия – доведение до полного заряда. Например, Li-ion аккумуляторы лучше всего заряжать по алгоритму ТК-CC-CV – вначале ячейки «просыпаются» от малого тока, затем восполняют основной процент заряда при постоянном токе установленного значения, а в конце добирают последние проценты при постоянном напряжении. Соблюдение режима, подходящего для АКБ конкретного типа, оптимизирует процесс восполнения емкости, не допускает перегрева и перезарядки.
- Зарядный ток – производитель рекомендует такие его значения, чтобы процесс восполнения емкости был одновременно эффективным и безопасным. При превышении максимально допустимого тока заряда аккумулятор перегревается, и в нем ускоренно протекают процессы химической деградации.
- Температура заряжаемого аккумулятора – эта величина может превысить допустимые значения из-за больших токов заряда или по другим причинам. В любом случае, ее важно контролировать, чтобы избежать ускоренного старения элементов питания и их преждевременного выхода из строя. К тому же, при критическом перегреве возможны возгорание или взрыв АКБ.
Чем грозят большие токи?
Зарядка завышенными токами инициирует чересчур быстрое протекание химических реакций, усиленное разложение электролита и повреждение электродных материалов – неблагоприятные и даже опасные процессы. В результате это отражается на производительности АКБ, их ресурсе и безопасности эксплуатации.
Перечислим типичные последствия, к которым приводит превышение допустимых токовых нагрузок:
- Перегрев – превышение оптимальных температур, из-за которого нередко повреждается внутренняя структура аккумуляторов, снижается их производительность и величина восстанавливаемой емкости или даже происходит тепловой разгон и самопроизвольное воспламенение.
- Ускоренный износ, преждевременная деградация химической структуры, необратимые изменения в химическом составе, сокращение номинального ресурса.
- Вздутие корпуса, опасность взрыва – из-за внутренних дефектов и повреждений, скопления газов и стремительного выделения энергии.
- Повреждение компонентов аккумуляторных устройств. В результате, как минимум, снижается их работоспособность. Также возрастает риск воспламенения или взрыва АКБ в устройстве.
«За» и «против» быстрой зарядки
Для большинства аккумуляторов доступны 2 способа зарядки – стандартный и быстрый. При стандартной зарядке (меньшими токами) процесс протекает дольше, но при этом происходит максимальное восполнение емкости без лишних нагрузок для химической структуры. При быстрой зарядке (с большим, но допустимым током, который обычно в 2–3 раза выше обычного) емкость восполняется за меньшее время и без критически негативных последствий сродни перегрева и термического разгона.
Но быстрая зарядка менее благоприятна для аккумуляторов, т.к. повышенные нагрузки и дополнительный нагрев (хоть и неопасный) ускоряют их естественное старение и сокращают срок службы. Поэтому выбирать способ зарядки нужно, взвешивая их плюсы и минусы применительно к конкретным условиям эксплуатации. Если увеличение скорости зарядки не приведет к значительным выгодам и преимуществам, лучше использовать более низкие – щадящие токи. Но если заряжать АКБ нужно как можно скорее, например, чтобы не покупать дополнительные сменные батареи, быстрая зарядка станет оптимальным решением.
Выводы
Накопители энергии нужно заряжать в точном соответствии с рекомендациями производителя. Эти рекомендации зависят от технологии изготовления ХИТ, вплоть до формул их активных материалов и состава электролита. Зарядка токами, которые выше допустимых значений, сопряжена с серьезными рисками и недопустима.
В отношении тока зарядки есть 2 значения – оптимальное (желательное для более долгой и надежной работы элементов питания) и допустимое (его превышать нельзя). Информацию об этих величинах производители указывают на корпусах аккумуляторов и в их спецификациях.
Например, Li-ion аккумулятор EVE 21700 40PL с номинальным напряжением 3,7 В и емкостью 4 ампер-часа производитель рекомендует заряжать током силой 2 А (эквивалент 0,5 С). Это самый благоприятный режим, но допускается также использование метода быстрой зарядки – током 8 А, что соответствует 2С.
Ранее в блоге VirtusTec.ru вышла статья о выборе между перезаряжаемыми аккумуляторами и одноразовыми батарейками.