Восстановление емкости аккумулятора ИБП / Хабр
Подавляющее большинство из нас использует такое крайне полезное устройство, как источник бесперебойного питания. Качество питания не везде идеальное, да и просто мельчайшие проблемы с электропитанием иногда могут дорогого стоить. Потери данных это всегда неприятно, а иногда просто таки фатально. Устройство куплено, установлено под стол, подключено и владелец его находится в полной уверенности, что в любом случае при перебое в электропитании он успеет корректно завершить работу, а может быть и сделать бэкап на флешку. Время идет, бесперебойник периодически дает о себе знать — как заправский сторожевой пес он подает голос при малейших отклонениях в параметрах электросети. Хозяин спокоен и все хорошо. Но в один из дней перебой таки случается и в этот раз ИБП не просто подает голос и сразу переключается с батареи на сеть, в этот раз свет выключили на долго. Мы спокойно копируем файлы (ведь в запасе у нас минут 15, не меньше) и тут бесперебойник начинает пищать совсем часто и все выключается.
Все дело в аккумуляторных батареях, от которых наш бесперебойник и кормит все наше железо, когда внешняя сеть отключается. Но батареи эти, увы, не вечны, они деградируют, емкость их снижается, а вместе с ней и время автономной работы. Вплоть до нуля. К сожалению процесс, этот, зачастую никем не контролируется, хозяин пребывает в уверенности, что он защищен, а в это время аккумулятор уже не совсем аккумулятор, а так — муляж.
Как быть, что делать и куда бежать?
Почему деградируют аккумуляторы? Причин много. От интенсивного использования наступает сульфатация пластин, от перегрузок осыпается активные вещества и так далее. В ИБП стоит необслуживаемый аккумулятор, но в нем все равно есть электролит и электролит этот на основе воды. Находясь постоянно в буферном режиме, в режиме медленной подзарядки, вода это постепенно испаряется и электролит уже не выполняет своих функций.
Так случилось, что интернет в моих местах только беспроводной, для его работы на крыше установлена устрашающего вида антенна, а для уменьшения потери сигнала в кабеле его длина минимизирована. Сервер, который раздает потом интернет (еще один сервер и свич) — установлены на чердаке. Для этой небольшой связки нужно бесперебойное питание. Даже без учета потерь данных — бегать загружать сервер при малейшем чихе (а у нас они случаются часто) — удовольствия мало. Бесперебойность должна быть и желательно побольше. Я купил бесперебойник на 1100ВА, не новый (новый стоит дороже чем те сервера) и конечно не надеялся на аккумуляторы — они зачастую поношены. Ну купил и купил. Поставил, все вроде бы как окей. В панели управления ИБП мне бодренько говорили про почти час работы от батарей (нагрузка порядка 70 ВА была).
Я слышал, что электролит в аккумуляторах ИБП часто просто высыхает. Что не сульфатация, не выкрашивание пластин причина смерти аккумуляторов ИБП, а именно высыхание электролита. Попытка, как говорится, не пытка. Аккумуляторы все равно на выброс, а тяга к ковырянию не давала шансов. Для проведения экспериментов мне понадобились:
— Дистиллированная вода (ни в коем случае НЕ электролит!). Продается в автомагазине.
— Шприц, лучше с иглой — с иглой проще дозировать. Продается в аптеке.
— Нож для ковыряния, покрепче.
— Скотч для сборки (для эстетов, конечно ТОЛЬКО синяя изолента должна быть!).
— Фонарик.
На аккумуляторе приклеена крышка, которая закрывает банки. Ее я аккуратно поддел ножом (для ковыряния). Пришлось пройтись по кругу — приклеена она была в нескольких местах.
Под крышкой — банки, накрытые резиновыми колпачками. Колпачки эти, вероятно, нужны для стравливания паров воды, водорода и других вещей, которые могут создавать избыточное давление в банке при работе батареи. Такой себе ниппель, который выпускает газ наружу, но ничего не пропускает внутрь.
Колпачки не приклеены, просто снял их, поддев ножом.
Под колпачками, если заглянуть внутрь банки — ничего интересного. Совершенно. Для заглядывания нужен фонарик.
Взял шприц, набрал в него дистиллированную воду (Главное без грязи. Чтобы все чистенько!) и залил по кубику воды в каждую банку.
Вода благополучно впиталась, практически моментально. Повторил это еще раз. Потом еще раз 5 или 7, не помню. Вода не должна бултыхаться в банке, но и «брать» воду банка тоже не должна.
Лучше присвечивать фонариком и посматривать. Главное не переливать.
После заливки воды я накрыл резиновыми крышечками банки и поставил батарею заряжать. А заряжал отдельно, большим зарядным, но думаю это не обязательно — можно заряжать просто в бесперебойнике. Если аккумуляторы разряжены ниже 10В, то зарядить их таким образом не удастся, есть сведения, что такие батареи тоже можно «раскачать», но для этого надо на начальных этапах подавать на них высокое напряжение (порядка 35В на 12В батарею) с контролем тока. Не пробовал, ничего конкретного сказать не могу. Рекомендовать этот способ так же не могу.
Первый момент — если вы перелили воды — она вернется из под крышки. Ее надо собрать шприцем и вылить в канализацию.
Второй момент — если вы накрыли банки крышками, то в процессе зарядки давление в банке немного поднимается и крышечки будут с характерным чпоком разлетаться по всей комнате. Это забавно, но только один раз. Я проверял дважды — во второй раз уже не весело. Я прикрывал крышки родной пластиковой крышкой, а на нее ставил груз.
После зарядки я немного разрядил аккумуляторы автомобильной «переноской», порядка получаса, измерял остаточное напряжение, прикинул емкость. Зарядил снова и опять немного разрядил.
Проделал тоже самое со второй батареей — в бесперебойнике их пара. После всего заклеил скотчем отковырянные крышки, поставил аккумуляторы на место.
Результаты таковы:
За 10 минут при нагрузке в 110ВА аккумуляторы разрядились до 79 процентов. Время работы на батарее несколько менялось, в конце софт говорил о почти 29 минутах + 10 уже прошедших выходит почти 40 минут. Меня такое положение вещей устраивает. Вполне хватит, чтобы пойти и запустить генератор. Когда он у меня будет :). А по пути еще и чаю заварить. И выпить его.
Если исходить из 79% — это 21% за 10 минут или 47 минут работы от батарей. Где-то в районе того, что обещает софт.
Другой вариант расчета — полная емкость батарей 12В * 7Ач * 2шт = 168 Ватт/часов. Это в идеале. При нагрузке в 110Вт заряда должно хватать на 1,5 часа.
Но в реальности даже на новых батареях такого времени работы не будет — разрядный ток великоват и отдаваемая емкость будет ниже. Сложно однозначно сказать на сколько восстановилась емкость, но очень похоже, что процентов до 80 от номинальной. На мой взгляд — совсем не плохо для одного шприца, банки дистиллята и часа времени.
Мораль сей басни такова:
— Проверяйте периодически время работы от батарей. Свинью они вам могут подложить в самый неприятный момент.
— На свой страх и риск даже видавшие виды аккумуляторы можно восстановить малой кровью. А нет, так всегда успеется купить новые.
Как увеличить ресурс аккумулятора автомобиля – Автоцентр.ua
АвтоцентрСервис Как увеличить ресурс аккумулятора автомобиля
Марка
Модель
Оставьте ваши контактные данные:
По телефону
На почту
Уточните удобное время для звонка:
День/дата
- День/дата
- Сегодня
- Завтра
- 25
- 26
- 27
- 28
- 29
- 30
- 8
- 9
- 10
- 11
- 12
- 13
- 14
- 15
- 16
- 17
- 18
- 19
- 20
Минуты
- 10
- 20
- 30
- 40
- 50
Отправляя заявку я предоставляю свое согласие на сбор и обработку предоставленных мною личных персональных данных в соответствии с Законом Украины «О защите персональных данных»
Оставьте ваши контактные данные:
Уточните удобное время для звонка:
День/дата
- День/дата
- Сегодня
- Завтра
- 25
- 26
- 27
- 28
- 29
- 30
Часы
- 8
- 9
- 10
- 11
- 12
- 13
- 14
- 15
- 16
- 17
- 18
- 19
- 20
Минуты
- 10
- 20
- 30
- 40
- 50
Прямо сейчас
Отправляя заявку я предоставляю свое согласие на сбор и обработку предоставленных мною личных персональных данных в соответствии с Законом Украины «О защите персональных данных»
Оставьте ваши контактные данные:
Выберите машину:
Марка
- Сначала выберите дилера
Модель
- Сначала выберите марку
Отправляя заявку я предоставляю свое согласие на сбор и обработку предоставленных мною личных персональных данных в соответствии с Законом Украины «О защите персональных данных»
Sample Text
Оставьте ваши контактные данные:
Выберите машину:
Марка
- Сначала выберите дилера
Модель
- Сначала выберите марку
Уточните удобное время для тест-драйва:
День/дата
- День/дата
- Сегодня
- Завтра
- 26 апреля
- 27 апреля
- 28 апреля
- 29 апреля
- 30 апреля
- 01 мая
- 02 мая
- 03 мая
- 04 мая
- 05 мая
- 06 мая
- 07 мая
Часы
- 8
- 9
- 10
- 11
- 12
- 13
- 14
- 15
- 16
- 17
- 18
- 19
- 20
Минуты
- 00
- 10
- 20
- 30
- 40
- 50
Отправляя заявку я предоставляю свое согласие на сбор и обработку предоставленных мною личных персональных данных в соответствии с Законом Украины «О защите персональных данных»
X
Оберіть мовну версію сайту.
За замовчуванням autocentre.ua відображається українською мовою.
Слава Україні! Героям слава!
Ви будете перенаправлені на українську версію сайту через 10 секунд
BU-802: Что вызывает потерю мощности?
Аккумуляторная батарея может быть разделена на три секции, известные как доступная энергия , которая может быть немедленно извлечена, пустая зона , которую можно пополнить, и неиспользуемая часть, или горная порода , которая имеет становятся неактивными в процессе использования и старения. Рисунок 1 иллюстрирует эти три раздела.
| Рис. 1. Устаревшая батарея [1] | Батареи начинают разряжаться со дня их производства. Новая батарея должна обеспечивать 100-процентную емкость; большинство используемых упаковок работают при меньшей нагрузке. |
По мере того, как содержание камней часть батареи увеличивается, время зарядки сокращается из-за меньшего количества элементов для заполнения.
Заметно более быстрое время зарядки выцветших аккумуляторов, особенно для аккумуляторов на основе никеля и частично также для свинцово-кислотных, но не обязательно для литий-ионных. Более низкая способность к переносу заряда, которая подавляет поток свободных электронов, продлевает время заряда состарившегося литий-иона (см. BU-409).a: Почему старые литий-ионные аккумуляторы долго заряжаются?)
В большинстве случаев снижение носит линейный характер, а снижение емкости в основном зависит от количества циклов и возраста. Глубокий разряд нагружает батарею больше, чем частичный разряд. Поэтому лучше полностью не разряжать аккумулятор, а чаще заряжать его. Периодическая полная разрядка рекомендуется только для аккумуляторов на основе никеля для контроля «памяти» и для смарт-аккумуляторов в рамках калибровки. Аккумуляторы на основе лития и никеля обеспечивают от 300 до 500 полных циклов разрядки/зарядки, прежде чем емкость упадет ниже 80 процентов.
Технические характеристики устройства всегда основаны на новом аккумуляторе.
Это всего лишь моментальный снимок, который не может поддерживаться в течение какого-либо промежутка времени. Как и в случае с любой новой блестящей машиной, батарея будет изнашиваться, и если ее не остановить, сокращение времени работы может привести к поломкам, связанным с батареей.
Блок следует заменить, когда емкость упадет до 80 процентов; однако порог окончания срока службы может варьироваться в зависимости от приложения, предпочтений пользователя и политики компании. Измерение емкости, услуга, которая остается лучшим индикатором замены, должна выполняться каждые 3 месяца с активными аккумуляторными батареями (см. BU-9).09: Оборудование для испытаний аккумуляторов)
Помимо потерь, связанных со старением, сульфатация и коррозия сетки являются основными причинами гибели свинцово-кислотных аккумуляторов. Сульфатация — это тонкий слой, который образуется на пластине отрицательного элемента, если аккумулятор находится в низком состоянии заряда.
Уравнительный заряд, если его поймают вовремя, может изменить ситуацию. Коррозию сетки можно уменьшить за счет тщательной зарядки и оптимизации подзарядки (см. BU-403: Зарядка свинцово-кислотных аккумуляторов)
В батареях на основе никеля содержание породы часто является результатом образования кристаллов, также известного как «память». Полный цикл разрядки/зарядки часто восстанавливает срок службы батареи. Периодический полный разряд во время работы батареи позволяет контролировать кристаллизацию и предотвращает повреждение сепаратора (см. BU-807: Как восстановить батареи на основе никеля)
Процесс старения литий-ионных аккумуляторов представляет собой окисление клеток, процесс, который происходит естественным образом как часть использования и старения и не может быть обращен вспять (см. BU-808b: Что приводит к гибели литий-ионных аккумуляторов)
Каталожные номера
[1] Предоставлено Cadex.
-Инженеры », который можно заказать на Amazon.com.
Почему литий-ионные батареи со временем разлагаются?
Беатрис Браунинг, доктор наук, научный сотрудник Института Фарадея, объясняет, почему литий-ионные батареи со временем разлагаются, и рассказывает, что происходит сделано для продления срока их службы.
Литий-ионные батареи (LiB) — это перезаряжаемые батареи, используемые в различных портативных электронных устройствах, включая телефоны, ноутбуки и, что особенно важно, электромобили (EV)9.0011
Значительный срок службы аккумуляторной батареи необходим для того, чтобы электромобили считались лучшими по сравнению с обычными автомобилями с бензиновыми/дизельными двигателями. Предпочтительно, чтобы срок службы аккумуляторной батареи электромобиля был как минимум сравним со сроком службы самого автомобиля, и многие производители аккумуляторных батарей стараются замедлить деградацию аккумуляторной батареи, чтобы гарантировать, что это так.
Владельцы смартфонов и ноутбуков знают, что они требуют более частой зарядки по мере старения и износа аккумуляторов, но точное понимание того, почему это происходит, требует базового понимания того, как работают LiB.
Как следует из названия, LiB работают за счет движения ионов лития. Во время заряда и разряда эти ионы лития перемещаются через электролит между двумя электродами; известны как катод и анод.
Катод обычно состоит из слоистого материала с высоким содержанием лития, в котором ионы лития (Li-ионы) располагаются между слоями. Анод также представляет собой слоистый материал, который принимает ионы лития от катода и обычно представляет собой графит в LiB. Ионы лития перемещаются от одного электрода к другому через проводящую среду, известную как электролит.
Когда вы заряжаете LiB, ионы Li, хранящиеся в катоде, проходят через электролит к аноду, производя энергию для питания электронного устройства.
При использовании устройства с питанием от LiB аккумулятор разряжается, и ионы Li перемещаются от анода через электролит, чтобы вернуться к катоду.
Емкость LiB относится к максимальному количеству энергии, которое он может предоставить устройству от этого литий-ионного челнока.
Циклы зарядки и срок службы
Под циклом зарядки аккумулятора понимается полный разряд и перезарядка аккумулятора: разрядка аккумулятора до 0 % и его зарядка до 100 % равны одному циклу заряда аккумулятора. Цикл зарядки также можно завершить, используя 50 % аккумулятора, зарядив его до 100 %, а затем повторив эту процедуру.
Чем больше циклов выполнила батарея, тем больше она изнашивается, сокращая срок службы.
Это объясняется химическим составом LiB, поскольку существует множество химических механизмов, посредством которых эти батареи разлагаются.
Одним из примеров является потеря мобильных литий-ионных аккумуляторов. Они часто теряются из-за побочных реакций, происходящих с электролитом, с образованием соединений, которые «улавливают» свободный литий, уменьшая количество ионов лития, которые могут перемещаться между электродами.
Потеря подвижных ионов снижает максимальную емкость батареи.
Срок службы батареи может сократиться, если структура электрода повреждена из-за структурного беспорядка. Структурный беспорядок может возникнуть во время циклирования в результате движения ионов лития в электроды и из них.
Это может уменьшить количество ионов лития, которые электрод может принять в свою структуру, истощая емкость LiB.
Температура и срок службы батареи — распространенное заблуждение
Распространенное заблуждение о LiB состоит в том, что низкие температуры сокращают срок их службы.
Это следует из наблюдения, что смартфоны быстрее «умирают» при низких температурах, но на самом деле это не оказывает разрушительного влияния на общий срок службы батареи.
Низкие температуры существенно замедляют перемещение ионов лития между электродами.
Это означает, что при использовании смартфона на морозе ток, выдаваемый LiB, настолько мал, что он не успевает за спросом, и телефон резко умирает.
Когда он в конечном итоге нагревается до температуры окружающей среды, аккумулятор снова работает нормально без каких-либо серьезных повреждений, что позволяет использовать телефон в обычном режиме.
Срок службы LiB фактически уменьшается при высоких температурах. Это связано с тем, что электролит, который находится между электродами, разрушается при повышенных температурах, в результате чего батарея теряет способность к литий-ионному транспорту.
Перезарядка и непрерывная зарядка LiB
Перезарядка литий-ионной батареи относится к процессу подачи тока в полностью заряженную батарею, что может привести к ее перегреву и возможному возгоранию.
Причина, по которой можно оставлять телефон/ноутбук подключенным к сети, несмотря на то, что они полностью заряжены, заключается в том, что производители аккумуляторов предусмотрели меры защиты, предотвращающие перезарядку LiB.
LiB перестанет потреблять ток от зарядного устройства, как только батарея устройства будет заряжена на 100 %, благодаря системам управления батареями и микросхемам защиты, которые запрограммированы в устройствах.
Несмотря на меры по предотвращению перезарядки, оставление устройства с питанием от LiB подключенным к сети на ночь по-прежнему снижает срок службы батареи из-за явления, известного как непрерывная зарядка.
Непрерывная зарядка — это процесс, при котором аккумулятор постоянно заряжается до 100% каждый раз, когда в устройстве возникают неизбежные потери заряда. Это восстановление между 100% и чуть менее 100% заряда может повысить внутреннюю температуру LiB, уменьшая емкость батареи и срок ее службы.
Литий-ионные батареи, по сути, постоянно разлагаются с момента их первого использования.
Это результат фундаментального химического состава батареи, который приводит к неизбежным химическим реакциям, протекающим внутри батареи во время работы.
Эти реакции мешают батарее поддерживать полную емкость в течение всего срока службы, и их устранение является сложной и сложной задачей. Производители LiB стремятся увеличить срок службы батарей с помощью различных методов.