Износ

Изменение свойств в процессе эксплуатации

Износ аккумуляторов, зарядных устройств, USB кабелей снижает их потребительские свойстваВ процессе эксплуатации аккумуляторы, зарядные устройства и кабели подвергаются различным внутренним и внешним воздействиям, которые приводят к понижению потребительских свойств. Износ не подлежит восстановлению, но понимание причин износа и избегание опасных режимов, поможет уменьшить износ и продлит ресурс изделий.

Износ аккумуляторов

Износ аккумуляторов сильно зависит от условий и режимов эксплуатации. При износе ёмкость и платформа уменьшается, а внутренне сопротивление увеличивается. Допускается естественный износ в течении 300 циклов заряд/разряд не более чем на 20%.

Основные факторы, влияющие на повышенный износ, являются:

Перезаряд аккумулятора

Перезаряд возникает если продолжить заряжать уже полностью заряженный аккумулятор. При этом происходит повышение напряжения выше максимального и быстро растет температура аккумулятора. Это наиболее опасное воздействие, которое не только определяет старение, но и является главным фактором при обеспечении безопасности аккумуляторов.

Согласно проведенным нами испытаниям, перезаряд стандартного литиевого аккумулятора (максимальное напряжение 4,2V) до 4,35V приводит к сокращению жизненных циклов в 10 раз. А при повышении напряжения до 5V хороший аккумулятор взрывается через 30-40 минут. Для предотвращения столь опасного воздействия все литиевые аккумуляторы оборудуются платой защиты с функцией защиты от перезаряда.

Заряд (разряд) аккумулятора большим током

Аккумуляторы рассчитаны на заряд (разряд) силой тока равной ёмкости (1С). При таком токе предполагается, что аккумулятор должен нормально отработать свой ресурс. Если же сила тока заряда (разряда) аккумулятора повышается, то ресурс сокращается. Например, по проведенным нами исследованиям, аккумуляторы заряжаемые и разряжаемые током 2С изнашивались и выходили из строя в 5 раз быстрее. Надо отметить, что большой ток имеет разрушительное воздействие на аккумулятор и ограничивается функцией защиты от большого тока платы защиты. Максимально безопасным током является ток 3C, при таком токе хороший аккумулятор должен не взорваться всего лишь 1 минуту. Следует избегать максимальных токов, подключая на нагруженных режимах зарядное устройство или внешний аккумулятор.

Работа аккумулятора при высоких температурах

Литиевые аккумуляторы рассчитаны на работу в комнатной температуре (20-25oC). При увеличении температуры увеличивается скорость износа аккумулятора. Например, при повышении температуры до 40oC ресурс аккумулятора сокращается в 2 раза, а при повышении температуры до 60oC ресурс сокращается еще в 2 раза. Эксплуатировать аккумуляторы в температуре выше 60oC небезопасно. Максимально безопасной температурой является 110oC, при такой температуре хороший аккумулятор должен не взорваться всего лишь 1 минуту. Температура аккумулятора может повыситься в результате большого тока или из-за высокой температуры устройства или окружающей среды. Рекомендуется не допускать длительную работу аккумулятора при высокой температуре.

Неглубокий разряд

В отличие от распространенного заблуждения, влияния глубокого разряда на износ аккумулятора нами не было установлено  (не путать с хранением глубоко разряженных аккумуляторов). Износ аккумуляторов от 300 полных циклов и 600 пол циклов, как и 1200 четверть циклов оказались почти одинаковыми. Стоит только отметить единственный режим, который заметнее всех сказался на износе аккумуляторов - это 3000 циклов неглубокого разряда по 10%. При таком режиме износ аккумулятора оказался на 5% выше. Эти результаты подтверждают наши рекомендации по зарядке аккумулятора по мере необходимости и доступности сети электропитания.

Тренировка и раскачка

Дополнительным фактором износа может стать человеческий фактор, когда пользователи, руководствуясь неправильными убеждениями самостоятельно производят принудительный износ. Классическим примером является наследие, оставленное "эффектом памяти" никель-металлгидридных и никель-кадмиевых аккумуляторов. Несмотря на то, что литиевые аккумуляторы уже более как 10 лет полностью вытеснили другие виды аккумуляторов из мобильной техники, но "эффект памяти" до сих пор не забыт. Мифы про "раскачку" или "тренировку", а также другие способы воскрешения аккумуляторов кочуют из сайта в сайт и вводят в заблуждение пользователей мобильных устройств. Ничто не может восстановить деградировавшую ёмкость. Такие способы являются ненаучными и могут привести к опасным последствиям.

Износ зарядных устройств

Зарядные устройства при эксплуатации изнашиваются незначительно. Единственным фактором, влияющим на износ зарядного устройства является температура. В условиях повышенной температуры (более 105oC) материал радиоэлементов начинает усиленно деградировать. Поэтому желательно избегать сильного перегрева зарядного устройства. При каких же условиях может произойти перегрев? Дело в том, что температура корпуса и температура внутри корпуса различается. Атмосфера внутри корпуса может быть выше и при температуре корпуса 60oC внутри вполне может достигать 90oC. Для того, чтобы так сильно разогреть зарядное устройство необходимо подключать к нему 2 полностью разряженных устройства с большими внутренним аккумуляторами, например, 2 больших смартфона или планшета. Но даже в таком случае зарядное устройство будет работать в максимальном режиме только некоторое время. По мере заряда аккумуляторов напряжение повысится, зарядный ток уменьшится и температура зарядного устройства самостоятельно прейдет в норму. В любом случае, рекомендуем избегать излишнего перегрева зарядного устройства и при обнаружении температуры корпуса более 60oC (обжигает руку) отключить один из потребителей.

Износ USB кабелей

USB кабель изнашивается в результате механического воздействия.

Во-первых, разъемы кабеля в процессе эксплуатации многократно вставляются и вытаскиваются из разъемов зарядного устройства и мобильного устройства. В процессе такого жесткого трения защитный слой стирается, а контакты расшатываются. Это приводит к повышению сопротивления и к потере надежности соединения. Контакты же без защитного слоя будут подвержены окислению и коррозии, что еще больше увеличит сопротивление кабеля.

Во-вторых, кабель при эксплуатации сгибается и скручивается. В результате такого воздействия может произойти разрыв медных проводков или повреждение защитного TPE слоя. Повреждение медных проводков происходит постепенно, что приводит к увеличению сопротивления всего кабеля. Повреждение же защитного слоя нарушает целостность кабеля и может привести к короткому замыканию.