Съхранение на Липо

[Mateev]

Литиево-йонните батерии (LiPo е техен подклас) все още не са напълно зрели и технологията им се подобрява непрекъснато. Нови метални и химически комбинации излизат на пазара на всеки 6 месеца, като целта е да се увеличи плътността на енергията и времето на живот. Тези подобрения обаче ще бъдат доказани чак след няколко години (става въпрос за декларираното от производителите увеличено време на живот).

Литиево-йонната батерия осигурява 300-500 цикъла. Батерията предпочита частични, а не пълни разреждания. Ако една батерия непрекъснато се разрежда докрай, броя на циклите силно се редуцира. Литиево-йонната батерия няма памет, така че частичните разреждания и зареждания са напълно безопасни за нея.

Стареенето на литиево-йонните батерии е въпрос, който често се пренебрегва. Тяхното време на живот обаче е между 2 и 3 години, независимо дали се използват или не. Загубата на капацитет се изразява в увеличено вътрешно съпротивление, причинено от окисляването на активния компонент (лития или неговата комбинация с други метали). При стареенето се достига до момент, в който батерията не може да осигурява необходимите токове, въпреки че все още има достатъчно капацитет. Такава една стара батерия с много високо вътрешно съпротивление може да се използва в приложения, в които се изисква по-малък ток (например за захранване на приемник или предавател).

Увеличаването на вътрешното съпротивление със стареенето е характерно за литиево-йонните батерии на кобалтова основа. Те се използват за мобилни телефони, фотоапарати и лаптопи заради тяхната по-висока енергийна плътност. По-ниско енергийните литиево-йонни батерии на манганова основа запазват ниско вътрешно съпротивление по време на живота си, но те пък губят капацитет поради химическо разпадане на съединенията вътре в батерията. Този тип батерии се използват предимно за електрически инструменти.

[Mateev]

Скоростта, с която литиево-йонната батерия старее, зависи от температурата и от нивото, до което е заредена. Таблицата по-долу илюстрира загубата на капацитет при различни температури и при две нива на първоначално зареждане - 40% и 100%.



Ясно се вижда, че за 1 година батерията губи само 2% от капацитета си, ако се съхранява при 0 градуса. Ако се съхранява при стайна температура, ще загуби 4% от капацитета си. Но тези малки проценти са само ако батерията е била заредена до 40% от капацитета си. Ако е била заредена на 100%, то тогава тя ще загуби 6% при нула градуса и цели 20% при стайна температура.

Малко разсъждения извън текста на статията:
Явно една батерия старее по 2 начина - с навъртането на определен брой цикли и със самия факт на престой между циклите. Циклите няма как да не се навъртат - все пак батерията е купена да се кара някакъв модел с нея. Гледайки обаче таблицата по-горе стигаме до извода, че в периода между каранията е по-добре батерията да е разредена, а не заредена. Аз лично имах вредния навик веднага след полет да зареждам батериите и дефакто често се случва следващия полет да е чак след 1 или 2 седмици. От сега нататък обаче съм решил веднага след полет да зареждам батериите в режим STORAGE, а дозареждане да правя непосредствено предишната вечер преди излизането на поляната. Ако дадена батерия не я използвам в неделята, вечерта трябва задължително да я разредя до STORAGE, защото не се знае кога ще е следващото излизане. А за съхранение между полетите ще се опитам да извоювам от жената един рафт от хладилника. Препоръчвам го това и на всички останали.

Между другото 2-3 пъти съм слагал батерии в хладилника с цел други експерименти. Тука обаче възниква един друг проблем - батерията се навлажнява, а това може да доведе до външни токове на утечка между клетките. Така може вместо да изпишем вежди, да извадим очи. Тоест батериите трябва да се съхраняват в хладилник САМО АКО ТОЙ Е NO FROST модел. Това са хладилници, при които охлаждането става не с камера, а с поток от студен въздух. Този тип хладилници изхвърлят влагата навън и това, което се слага вътре в тях, остава сухо.

Другия проблем е ваденето на батериите от хладилника. Дори и да са абсолютно сухи вътре в хладилника, самия факт на вадене в стая с висока влажност предизвиква образуването на конденз по батерията. Това също е вредно и може да предизвика токове на утечка. Тука нещо трябва да се измисли. Как да затоплим батерията, без да предизвикаме конденз по нея?

[Mateev]

Да продължим със статията. Ето една графика на това как се намалява броя на циклите в зависимост от това до какво напрежение зареждаме клетките:


Ясно се вижда, че една LiPo клетка може да се зарежда и до по-високи напрежения от 4.2V, но това ще доведе до намаляване на броя на циклите. Гледайки зелената графика стигаме до извода, че ако редовно зареждаме една батерия до 4.35V на клетка, пак ще имаме 100 сигурни цикъла преди капацитета да падне до 90%. Преди време случайно бях презаредил клетка до 4.6V и нищо не се случи (не гръмна). Ефекта обаче беше, че после тази клетка отдаде почти двоен капацитет от това, което пишеше на етикетката. Този факт може да се използва от корабомоделистите - да презареждат клетки с цел по-много енергия, а след няколко старта да изхвърлят батериите.

Продължаваме със статията:
Не съществуват никакви средства и методики за възстановяване на остаряла (деградирала) литиева батерия. Моментно подобряване на работата се забелязва при загряване на батерията. Това намалява вътрешното съпротивление, но при изстиване батерията се връща към предишното си състояние. А ако батерията се използва при ниски температури, тя ще е с високо вътрешно съпротивление и няма да може да отдава максималните си токове.

Ако е възможно, съхранявайте батерията заредена на 40% и на хладно място. Ако планирате по-дълго съхранение, заредете я малко повече, за да има резерв за саморазряд.

Избягвайте едновременното възникване на два фактора - пълен заряд и висока температура (напр. купе на лека кола през лятото). Всеки един от двата фактора е допустим, но комбинацията от двата силно накъсява живота. Докато една батерия е напълно заредена, в никакъв случай не я загрявайте над 45 °С.

[Mateev]

Ако напрежението на една клетка падне под 1.5V и батерията престои така няколко месеца, в никакъв случай не правете опити да заредите тази клетка, защото това не е безопасно. За да избегнете такава ситуация, никога не съхранявайте напълно разредени батерии. Направете поне някакъв малък заряд преди съхранението, а после дозаредете преди използването.

Като цяло батериите живеят по-дълго, ако с тях се работи по лек начин. Високи напрежения и ток на заряд, както и висок ток на разряд и други екстремни условия и натоварвания силно ще скъсят живота на батерията. На графиката по-долу е показано как се намалява броя на циклите в зависимост от тока на заряд/разряд.

[Mateev]

В края на статията има изредени няколко препоръки:

1. Избягвайте пълни разреждания. Препоръчват се само частични разреждания и след това пълен заряд.
2. Поддържайте батериите хладни. Избягвайте да ги държите през лятото в купето на лека кола.
3. Поддържайте батериите заредени до 40%.
4. Избягвайте покупката на резервни батерии за бъдеща употреба. При покупката гледайте датата на производство. Не купувайте стари батерии, дори и да са с малък брой цикли.
5. Ако за вашето устройство имате няколко батерии, използвайте само една от тях, а другите сложете в хладилника, за да ги съхраните за бъдеща употреба. В никакъв случай не замразявайте батериите (автора има предвид да ги сложите в хладилника, а не във фризера).

[Mateev]

Накратко и моя личен опит до момента:

1. Съхранение на напълно заредена батерия предизвиква подуване на клетките само след 2-3 месеца

2. Съхранение на разредена батерия също предизвиква подуване на някоя клетка след 2-3 месеца. Премерването на подутата клетка показва, че нейното напрежение е паднало под 2.5V

3. Имам случаи на подути клетки дори и при правилно съхранение на батериите (заредени с режим STORAGE). Тези случаи са около 5% за нови батерии до 1 месец след покупката. С увеличаване на времето на съхранение се увеличава процента на подутите батерии. Моите наблюдения са за период от 1 година. Миналата година някъде през ноември-декември накупих доста батерии (над 100) и след това спрях да купувам нови. От тогава досега всеки месец се подуват по 1 или 2 батерии, независимо как се съхраняват. Все пак да не забравяме, че това са HobbyKing батерии с много ниска цена.

4. До сега не съм имал нито един случай на подуване на маркова батерия, независимо как съм я съхранявал и независимо от това, че вече е деградирала почти на 100%. Цените на марковите батерии обаче са убийствени и аз лично за мене си съм решил да купувам от HobbyKing и да поема риска, че някакъв процент от батериите ще ги изхвърлям само след 1-2 цикъла.

5. Имал съм случаи на батерия, която е в перфектно състояние 5-6 месеца и след това се надува още след първия полет. Причина за това надуване е прегряването на батерията може би поради факта, че е с високо вътрешно съпротивление. Други батерии със същия капацитет и същото C, но от друг производител, след полета са само леко затоплени. Явно някои производители лъжат за капацитета или за C-то или слагат некачествена химия вътре в батериите си.

Въобще стигнал съм до извода, че на батериите не трябва да им се вярва, докато не ги пробваш. Имал съм батерии с високи C-та, който въпреки това прегряват и аналогични с ниски C-та, които остават студени. Имал съм случаи на корави батерии, който едвам държат хеликоптера във въздуха и обратното - вече подути батерии, с които правя десетки полети и няма никакъв проблем с капацитета им. Въобще - пълен хаос, от който много трудно може да си извади човек някаква логика за бъдеща употреба и съхранение.

Като цяло май най-важно ще си остане правилото купувай батерията и карай колкото се може повече без да я жалиш, защото караш или не караш, пазиш или не, съхраняваш правилно или не, батерията пак ще е за боклука след една година.