На подтверждение этой гипотезы ушло несколько недель и сегодня я могу поделиться результатом.
Существует несколько способов зарядки никель-металлогидридных аккумуляторов, два основных:
«Обычный заряд» — не менее 16 часов током, составляющим 1/10 от номинальной ёмкости;
«Быстрый заряд» — током до 1 номинальной ёмкости (зависит от модели аккумулятора) до момента скачкообразного снижения напряжения на несколько десятков милливольт (-ΔV).
Обратите внимание, что при обычном заряде невозможно «перезарядить» аккумулятор. Ток 1/10 от номинальной ёмкости (например, 200 мА для аккумулятора 2000 мАч) может пропускаться через аккумулятор сколько угодно времени, но не менее 16 часов. Кстати, именно поэтому на многих недорогих бытовых приборах с аккумуляторами, например моём триммере Panasonic, нет индикатора окончания заряда.
В эксперименте участвовало пять автоматических зарядных устройств:
Robiton MasterCharger 4T5 Pro (мой обзор: https://ammo1.livejournal.com/1131792.html);
Japcell BC-4001 (мой обзор: https://ammo1.livejournal.com/613095.html);
La Crosse BC-700 (мой обзор: https://ammo1.livejournal.com/178157.html);
Dlyfull U4 (300 мА, питание USB);
PKCELL PK-8146 (400 мА, питание USB).
16 часовой заряд и тестирование ёмкости при разряде проводилось с помощью анализатора химических источников тока Яростанмаш АСК2.5.10.8.
Для эксперимента я взял два аккумулятора Panasonic Eneloop BK-3MCEE min 1900 mAh и два Fujitsu HR-3UTC min 1900 mAh. На самом деле это одинаковые аккумуляторы, изготовленные на одном заводе.
В спецификации на Eneloop указано, что ёмкость аккумулятора измеряется после 16-часового заряда током 200 мА с помощью разряда током 400 мА до 1.0 В.
Первым делом я зарядил и разрядил аккумуляторы в соответствии с этой спецификацией (заряд 16 часов током 200 мА, разряд током 400 мА до 1.0 В). Затем аккумуляторы заряжались разными зарядными устройствами и разряжались током 400 мА до 1.0 В. В конце я сделал два контрольных цикла заряд-разряд с разными токами заряда на ЗУ Robiton, чтобы посмотреть, влияет ли зарядный ток на уровень заряда. И в завершении я ещё раз зарядил аккумуляторы в режиме шестнадцатичасового заряда и проверил, что их ёмкость не изменилась в процессе эксперимента.
Результаты:
Как видно из таблицы, все протестированные автоматические зарядные устройства (подозреваю, что и все прочие тоже) недозаряжают аккумуляторы. Некоторые на 2-3%, некоторые на 4-5%, а некоторые (в этом тесте PKCELL) на 7%.
До этого я проводил подобный эксперимент с безымянными китайскими автоматическими зарядными устройствами и аккумуляторами GP 2700 и там был ещё больший недозаряд — до 16%.
Зарядный ток никак не влияет на степень недозаряда — Robiton при токах заряда 200, 700 и 1200 мА недозаряжал аккумуляторы одинаково — на 2-3%.
В процессе эксперимента свойства аккумуляторов не изменились — результаты теста после 16-часового заряда в начале и в конце эксперимента почти идентичны.
Я всегда считал дешёвые примитивные «медленные» зарядные устройства «зарядками второго сорта», а получается, что для полного заряда аккумуляторов лучше использовать их. Впрочем, когда важно, чтобы зарядка происходила быстро, можно и пожертвовать несколькими процентами недозаряда.
© 2021, Алексей Надёжин
Комментарии (45)
dkom
11.11.2021 21:57+1Простейшие зарядки заряжают по принципу источника тока до достижения определенного напряжения. Причем ток делится на все гнезда сразу. Поставишь 1 банку - ток будет скажем 2А. Поставишь 4 во все гнезда - ток на каждом станет по 0,5А. Они не знают про обычный или быстрый заряд, им что 2, что 0,5 Ампера - достигло напряжение условно говоря 1.45 вольта - отключаем гнездо. Напряжение это задается чуть ниже чем оптимальное, опять же для подстраховки. Где-то разные параметры, старый аккумулятор, начнется перегрев, а вот столько - хватит для всех, его и поставим. От того и недозаряд.
eimrine
11.11.2021 22:02Мне интересно, а если не отключать зарядку после 16 часов а забыть часа на 3, аккумулятору не поплохеет от постоянного заряда? А если случайно оставить включенную зарядку без внимания на месяц? Извините за офтопик, не у кого спросить было.
nochkin
11.11.2021 22:14NiMH прощают такое, по идее проблем быть не должно из-за маленького тока. Да и про достижении полного заряда там ток постепенно падает.
Это у Li-Ion может поплохеть от этого.
akhkmed
11.11.2021 23:18Может и будет постепенно падать, а может и нет. На фото в заряднике слева внутри линейный ГСТ, и ток почти не падает при росте напряжения до 1.55В. Но какой здоровый NiMH дойдёт до этого напряжения?
Зато зарядник справа спасает аккумуляторы, которые потеряли ёмкость из-за длительного неправильного режима рязрядки/зарядки.
https://habrastorage.org/webt/tl/0f/x4/tl0fx44lkoderzvxo8oamhkgffg.jpeg
nochkin
12.11.2021 04:27Грубо говоря, если на элементе 1.55В и ему подать те же 1.55В, то откуда взяться току?
Вроде как NiMH можно немного перезарядить (не без ущерба в сроке службы, конечно). Правда, я уже не вспомню на сколько. Возможно, зависит от конкретной модели и/или партии выпуска.
Старые "глупые" зарядки могут уже не держать правильный режим из-за старости компонентов внутри. В этом случае может и ток идти больше, чем надо, напряжение завышенное, таймер не работает как надо и другие "радости". Я стараюсь такими не пользоваться и другим не советую. Мало ли чего...
akhkmed
12.11.2021 13:26Поясню. На напряжении 1.55 В ток только начинает спадать с ростом напряжения. ЭДС источника около 1.62 и ток спадает до 0 только в точке 1.62 В.
lunacyrcus
13.11.2021 04:47Мне интересно, а если не отключать зарядку после 16 часов а забыть часа на 3, аккумулятору не поплохеет от постоянного заряда? А если случайно оставить включенную зарядку без внимания на месяц? Извините за офтопик, не у кого спросить было.
Ну результат будет зависеть и от зарядки и от аккумулятора.
Зарядки (даже самые простые) обычно имеют сейчас контроллер и перестают давать ток на аккумулятор когда напряжение на нем достигает определенных границ, а более крутые могут и температуру аккумулятора мерять.
Аккумуляторы тоже могут иметь защиту от перезаряда (или от перегрева еще).
Если же ни в зарядке ни в аккумуляторе защиты нет, то может быть весело, какой-нибудь литиевый может от подобного гореть ярко или взрываться громко и больно.
Ну а в норме если зарядка исправна и не допускает никакой дичи, то самому аккумулятору ничего плохого с этого не будет. Просто аккумулятор зарядится на 100% возможного с этой зарядкой, а дальше будет время от времени дозаряджаться по мере того как чуть потеряет саморазрядом (или разрядом например на светодиодные индикаторы зарядки, иногда и так делают).
maxwolf
12.11.2021 02:41+3Алексей, а как Вы физически останавливали зарядку в «интеллектуальных» зарядниках? В какой момент? Они ведь (BC-700 по крайней мере), после того, как закончат быструю зарядку (напишут Full на индикаторе), продолжают «доливать» в аккумуляторы малый ток.
AlexeyNadezhin Автор
12.11.2021 10:39Как и 99% пользователей - по появлению надписи Full на индикаторе.
ole325
12.11.2021 10:50вобщем можно еще подождать, и заряд будет больше. Так делают многие зарядки. Например инструментальные bosch для лития, там full это 95% где то
novoselov
12.11.2021 12:18+4Может стоит провести еще 1 эксперимент, посмотреть уровень заряда через 1, 2 и 3 часа после индикатора full?
DGN
22.11.2021 22:42Определенно стоит проверить эту теорию. Я тоже считал, что зарядка подпитывает аккумуляторы малым током после срабатывания дельтаV.
Я встречал в зарядках различные комбинации критериев окончания заряда. Проблема в том, что отловить дельтаV на NiMh куда как сложнее, чем на NiCd. И тут часто в помощь идут термодатчики, по росту температуры можно судить о зарядке, кривая роста температуры при ровном токе, не менее достоверна чем дельтаV. Но можно отключаться, а можно переходить в режим малого тока.
p.s. Нигде не встречал исслебований срока службы, полезен или вреден заряд выше дельтаV порога?
AlexanderS
12.11.2021 10:17Для хранения, особенно лития, рекомендуют его заряжать на 70-80% ёмкости. Я как-то пытался найти зарядку, которая бы заряжала АКБ для хранения. Ничего путнего так и не нашёл.
ALiEN175
12.11.2021 10:39Интересно было бы сравнить La Crosse BC-700 и Maxa MH-C9000. Считай что братья, однако Maxa использует для определения окончания заряда что-то другое, не -ΔV.
Rubilnik
12.11.2021 10:43Я так понимаю недозаряд в данном случае также может сыграть положительно в плане сохранения емкости аккумулятора?
ole325
12.11.2021 10:51да, в плане количества циклов
YouHim
12.11.2021 12:30NiMh аккумуляторы имеют эффект памяти. Если их регулярно недозаряжать то емкость снизится.
katzen
12.11.2021 16:38Существует мнение, что нету у них эффекта памяти. Я вам больше скажу, так называемый эффект памяти у никель-кадмия проявляется только при весьма определённых условиях.
DGN
23.11.2021 12:25Всегда считал, что "эффект памяти" NiCd/NiMh от недоразряда, на тему пользы или вреда недозаряда ничего не читал.
Но у фотографов была такая тема, чтоб перед выходом "в поле" зарядить ранее заряженные аккумуляторы 5-10 минут током 1С, якобы это давало кратковременный запас емкости на 10-15%. Но было это во времена до пришествия LSD, возможно просто компенсировался саморазряд.
YouHim
23.11.2021 13:22"Эффект памяти" возникал как от недозаряда так и от недоразряда. Потому если часто батарейки ставили на заряд не посадив в ноль, то рекомендовалось время от времени устраивать им полный цикл разряд-заряд. А в запущенных случаях таких циклов нужно было делать несколько. Насчет "зарядить ранее заряженные аккумуляторы" - да, дозаряжали главным образом из-за саморазряда, который в этих аккумах был довольно высоким до LSD, как вы правильно заметили.
andry67
12.11.2021 11:06Недавно решил протестить аккумы и был приятно удивлен тем что после 10 лет эксплуатации в клаве и мышках, емкость в белых Eneloop'ах осталась в районе 1900-2000мАч. Все время заряжал их La-Crosse BC 500.
YouHim
12.11.2021 11:19Ну так в обычном режиме в аккум заливается самый максимум и даже "с горкой". А при заряде большим током отключение идет по -ΔV. А момент этой самой -ΔV зависит не от зарядного а от самого аккума. Видать после -ΔV в него еще может залиться пару процентов, но не факт что заливать их можно на большом токе. Аккум к концу заряда и так горячий.. Производители могли бы, конечно сделать, чтобы после достижения -ΔV зарядный ток уменьшался на минимальный и в таком капельном режиме дозаряжать. Но, наверное, не посчитали нужным. По крайней мере протестированные вами модели.
WP_Hedgehog
12.11.2021 11:57Уважаемый автор, не хотите добавить к обзору зарядник SkyRC MC3000? У него можно самостоятельно такого нагородить в программе зарядки, что потом аккумуляторам может стать «мучительно больно»… :)
napa3um
14.11.2021 12:30+1Письмо на Балабановскую спичечную фабрику: «Я 11 лет считаю спички у вас в коробках - их то 59, то 60, а иногда и 58. Вы там сумасшедшие что ли все?»
SamOwaR
19.11.2021 15:04Такой вопрос, немного не по теме.
Есть пальчиковые Ni-MH аккумуляторы LEXMAN размера AAA на 900 mAh из Leroy Merlin.
Используются по три штучки в разных автономных светильниках с датчиком движения.
И вот такое явление - если допустить сильный разряд, когда светильник еле-еле подаёт признаки жизни, то при замере напряжение на аккумуляторах, один, почти всегда, будет показывать небольшое отрицательное (!!!) напряжение, типа -0.06В.
После зарядки - всё в порядке, можно дальше пользоваться. Таких "странных" аккумуляторов у меня уже несколько, т.е. это не единичное явление.
В чём химия процесса?
DGN
23.11.2021 10:47+2Это переполюсовка называется, весьма вредный процесс. Происходит, когда заряд одного элемента в батарее заканчивается раньше чем в других. "пустой" элемент начинает просто проводить ток. Правильные контроллеры отключают батарею в такой ситуации, но всякие фонарики и игрушки такой возможности лишены.
YouHim
23.11.2021 13:33Аккумы или разной степени износа или бракованные. Нормальные аккумы из одной партии должны разряжаться одновременно. А у вас один просаживается сильно быстрее. В таком режиме тот что просаживается умирает еще быстрее. ниже 1 вольта разряжать их нельзя.
ansson
25.11.2021 17:00"умные" зарядке имеет как правило лишь симуляцию малых токов импульсами большого тока. посоветуйте зарядку с идеальным 0,1С без модуляции и с независимыми каналами
AntonSor
ИМХО это перестраховка производителя
AlexeyNadezhin Автор
Вряд ли.
nochkin
Почему нет? Может, при нагреве таким током заряжать до 100% просто бесполезно, излишне изнашивает элемент или что-то типа такого?
Как вариант они могли сделать зарядку до 90% быстро, а остальные 10% уже можно медленно, но это усложнило бы само устройство ради очень сомнительной выгоды.
AntonSor
Скорее, боятся перегрева элемента при перезаряде и жалоб потребителей.
Кроме того, алгоритм "умной зарядки", когда устройство проверяет степень заряженности, отключив ток и замеряя напряжение при отключенном токе, появился совсем недавно. В дешевых устройствах на старых контроллерах зарядка отключается просто по достижению порогового напряжения, без отключения зарядного тока. А ведь номиналы элементов, формирующих пороговое напряжение, могут плавать в пределах допуска, и могут плавать от температуры. И контакты могут быть грязными, с увеличенным падением напряжения. Вот инженеры и выбрали некое усредненное пороговое напряжение конца заряда, чуть ниже оптимального, но учитывающее уверенное срабатывание при разбросе номиналов, при разной температуре, при загрязненных контактах и др.
nochkin
Перегрев решается меньшим током. С меньшим током можно зарядить до тех же 100%, просто надо чуть больше времени. Я думаю, тут больше решалась проблема в том, что потенциально могут быть изношенные или некачественные аккумуляторы, которые тоже надо зарядить безопасно.
В умных зарядках отключение идёт по дельте, а не обычным измерением при отключении.
В дешёвых медленных зарядках ничего не отключается по напряжению, там слишком мелкий ток для этого что бы вообще об этом не думать. Там часто ставят тупой таймер типа на 16 часов, что бы просто не нагревать зря.
Сильное падение напряжения на контактах при измерении будет только если есть нагрузка, потому не в счёт. Контакты больше будут на сам процесс заряда влиять, но не его контроль.
EvgeniyIvanovhabr
У меня "умная" зарядка Sony Cycle Energy BCG-34HUE которая способна зарядить четыре аккумулятора за 15 минут – перегрев решается встроенным вентилятором, старательно обдувающим элементы во время заряда.
Хотя решается всё-таки не очень эффективно – аккумуляторы все равно ощутимо горячие после зарядки.
И поначалу всё отлично – заряжает реально очень быстро. Проблема в том, что она чересчур "умная" и стоит аккумуляторам хоть немного устать, как она перестает из заряжать. Просто мигает и отключает вентилятор. В итоге, заряжаю по большей части "глупой" :-) Подумываю этот через чур умный Sony продать.
nochkin
С вентилятором я тоже видел. Хотя, мне кажется, что это не достаточно хорошо, так как вентилятор охлаждает элементы только снаружи. Внутри ведь намного горячее.
Я предпочитаю заряд за час-полтора с надеждой, что это не так сильно скажется на износе элемента если сравнивать с 15 минутами.
Кстати, если зарядка такая вся умная, то пусть сама себя и продаёт :-)
YouHim
У меня есть дешевая китайская типа "умная". Так в ней аккумы грелись так что руку нельзя было удержать. Врезал в верхнюю крышку вентилятор и проблема ушла.
maxwolf
Когда-то давно у меня была (вторая) «быстрая» зарядка от GP — она всегда заряжала аккумы так, что те чуть не шипели. То ли там термодатчики были неисправны, то ли ещё что, но после нескольких (~5) последовательных зарядок в том приборе двух энелупов — они сдохли: ёмкость просела процентов на 80, и не лечилась через discharge refresh в La Crosse. Зарядку пришлось выкинуть, и больше с подобными проблемами я не сталкивался…
nochkin
Ничего удивительного. У многих электронных компонентов сильно сокращается срок службы когда их использовать в таком нештатном режиме.
Пожалуй, аккумуляторы особенно чувствительны к этому.