Ёмкость

Ёмкости мало не бывает!


Технически тестер емкости АКБ показывает время, в течение которого аккумулятор будет производить питание телефона.

Ёмкость аккумулятора – это количество электрического заряда, который может быть запасен аккумулятором и впоследствии использован мобильным устройством. Таким образом, ёмкость определяет время автономной работы.

По-научному электрический заряд измеряется с помощью электроскопа, как сила взаимодействия между заряженными пластинами. Единица измерения заряда кулон (Кл). Но измерять силу взаимодействия катода и анода внутри аккумулятора не представляется возможным, поэтому на практике измеряют не сам заряд, а электрический ток, который может создать полностью заряженный аккумулятор. Если разряд будет производиться с постоянным током, то ёмкость аккумулятора будет тем больше, чем дольше аккумулятор будет работать. Например, если аккумулятор непрерывно выдает 1A в течение 2 часов, то его ёмкость будет 1А * 2 часа = 2 Ah. Электрическая ёмкость аккумулятора является мерой или способностью накапливать электрический заряд. Единица измерения ёмкости аккумулятора Ah выбрана из-за удобства и является внесистемной единицей. Для обозначения ёмкости автомобильных аккумуляторов используется единица измерения Ah (ампер-час), а для маркировки аккумуляторов мобильных устройств используется mAh (1Ah= 1000mAh). Величина 1 ампер-час говорит о том, что в течение часа может обеспечиваться сила тока равная 1 А. Если задаться переводом этой единицы измерения в главные (СИ), будем иметь:

1A*h = 1 Кл/с * 3600 с = 3600 Кл

Технически тестер емкости АКБ показывает время, в течение которого аккумулятор будет производить питание подключенной нагрузки.

Расчет ёмкости по весу и размеру аккумулятора

В общем случае, ёмкость аккумулятора зависит от типа электрохимической схемы и плотности энергии. Это значит, что ёмкость будет прямо пропорциональна весу:

C = W * K1 / V

Где:
С - емкость (mAh)
W - вес элемента (kg)
K1 – плотность энергии (Wh/kg)
V - номинальное напряжение


Например, расчетная ёмкость элемента 523450 будет равна: 0,02 kg * 200Wh / 3,7 * 0,12mAh / m3 = 1081mAh (каталожное значение 1050mAh).

Также можно определить ёмкость, зная размер аккумулятора:

C = H * L * S *K2

Где:
С - емкость (mAh)
H – толщина элемента (mm)
L – длина элемента (mm)
S – ширина элемента (mm)
K2 – плотность энергии (mAh/m3)


Например, расчетная ёмкость элемента 523450 будет равна: 5,2 mm * 34 mm * 50 mm * 0,12mAh/m3 = 1060mAh (каталожное значение 1050mAh).

Ёмкость аккумулятора сильно зависит от температуры и силы тока. Один и тот же аккумулятор покажет меньшую ёмкость при низких температурах и больших токах.

Тестер ёмкости АКБ полностью заряжает аккумулятор, а потом его полностью разряжает.Измерение ёмкости

Для измерения ёмкости используется нагрузочное оборудование, которое сначала полностью заряжает аккумулятор, а потом его полностью разряжает. Для разряда используется изменяемая нагрузка, позволяющая зафиксировать разрядный ток. Обычно разрядный ток устанавливается равным ёмкости (1C). Дополнительно используется разрядный ток 0,5C и 0,2C. Например для полимерных аккумуляторов большой ёмкости.

В общем случае, значения ёмкости отличаются при разной температуре и силе тока.

Деградация ёмкости

При хранении и эксплуатации аккумуляторов ёмкость постепенно уменьшается. Это обусловлено наличием примесей материалов, катионным током, а также различными побочными химическими реакциями, которые происходят внутри аккумулятора параллельно с основной окислительно-восстановительной реакцией. Например, литий (Li) может вступить в реакцию с электролитом, корпусом или электродными материалами. Или же оксид кобальта (CoO2) может переместиться с катода на анод. Таким образом, количество "рабочего вещества" постепенно уменьшается. Деградация ёмкости в процессе эксплуатации называется износом, а при хранении - старением.

В общем случае, аккумулятор деградирует быстрее при хранении в полностью заряженном состоянии (высокое напряжение), а также при работе в повышенной температуре и больших зарядных и разрядных токах.

Внимание:

Ёмкость литиевых аккумуляторов не восстанавливается.

Часто задаваемые вопросы:

Как узнать ёмкость аккумулятора?
  • Номинальная ёмкость должна указываться на наклейке аккумулятора в mAh и в Wh.
  • Узнать реальную ёмкость можно методом контрольного разряда.
  • После полного заряда производится разряд постоянным током. Измеряется и фиксируется время до конечного напряжения разряда.
  • По формуле C = I * H (где I - сила тока в Амперах, H - время в часах) рассчитывается фактическая ёмкость аккумулятора.
Сколько заряжать аккумулятор?
  • Аккумулятор телефона следует заряжать по мере надобности, не позволяя ему разряжаться до 0%.
  • Лучше не допускать перегрева устройства и не заряжать телефон ночью.
  • Можно подзаряжать телефон в удобное время в течение дня.
  • Время заряда будет зависеть от емкости аккумулятора, быстроты зарядного устройства и от режима, в котором находится сам телефон.
  • В современных устройствах время от 0% до полного заряда не превышает 3 часов.
Что такое номинальная ёмкость универсального аккумулятора?
  • Номинальная ёмкость универсального аккумулятора - это суммарная ёмкость элементов из которых он состоит, указывается в mAh.
  • Номинальная ёмкость универсального аккумулятора также указывается в Wh, которая получается путем перемножения номинальной ёмкости в mAh на номинальное напряжение.
Что такое полезная ёмкость универсального аккумулятора?
  • Напряжение элементов универсального аккумулятора 3.6V, а выходной ток который необходим для заряда составляет 5V. Это достигается путем установки повышающей схемы.
  • В результате повышения напряжения, зарядный ток, соответственно, уменьшается. Поэтому заряд из универсального аккумулятора передается с большим дисконтом.
  • Коэффициент полезной ёмкости (КПЁ) в лучшем случае составляет 0,7. При работе в нагруженном режиме, высокой температуре, в сильно разряженном состоянии коэффициент будет значительно ниже.
  • Если учесть старение и износ, то коэффициент может составить 0,5 - то есть только половина ёмкости универсального аккумулятора пойдет на заряд аккумулятора телефона.
Как рассчитывается полезная ёмкость универсального аккумулятора?
  • Полезная ёмкость рассчитывается путем умножения номинальной ёмкости универсального аккумулятора на 0,7.
  • В процессе износа и старения происходит деградация технических параметров, поэтому со временем, полезной ёмкости станет меньше. Поэтому полезную ёмкость в будущем можно посчитать просто делением номинальной ёмкости на 2.

Рекомендуем ознакомиться:
Внутреннее сопротивление
Почему аккумуляторы долго заряжаются и быстро разряжаются?
Сила тока
От чего зависит сила тока, создаваемая аккумулятором?

Была ли эта статья полезна?
0 / 0

Авторизуйтесь, чтобы голосовать и оставлять комментарии,
а также видеть отзывы других посетителей.
Загрузка комментариев...