Как проверить li ion аккумулятор на работоспособность

Как определить, что литий-ионный аккумулятор плохой

Как определить, что литий-ионный аккумулятор плохой

Как определить, что литий-ионный аккумулятор плохой

Литиевые технологии улучшались и совершенствовались с годами, и сегодня они намного безопаснее, чем раньше. В связи с этим уменьшается количество случаев, связанных с литий-ионные аккумуляторы. Однако бывают случаи, когда при использовании этих батарей что-то может пойти не так. Это одна из причин, по которой вам нужно знать, как определить, плохая литиевая батарея или нет.

Существуют различные симптомы и признаки, которые могут сказать вам, что что-то не так. Сюда входит вздутие корпуса, перегрев, высокий саморазряд, низкое напряжение и сниженная емкость.

48-вольтовый литий-ионный аккумулятор для гольф-кара

Прежде чем вы даже подумаете о тестировании батареи, полезно оценить вашу модель, в частности, чтобы выяснить, как именно она должна себя вести. Для этого нужно знать производителя батареи и конкретные характеристики вашей модели.

После того, как это определено, вы должны измерить рабочее сопротивление и напряжение. В этом случае можно использовать мультиметр. Это позволяет в большинстве случаев использовать универсальный контролер с ЖКИ. Мультиметр также может измерять емкость и производительность.

После подтверждения результатов и сопоставления их со спецификациями легче определить, в хорошем ли состоянии аккумулятор или нет. Когда есть отклонение, это не означает, что батарея плохая. Помимо проверки, некоторые другие способы могут помочь вам узнать, что что-то не так.

1. Уменьшенная емкость

Это первый признак того, что аккумулятор неисправен. Пониженная емкость указывает на то, что аккумулятор лучше, чем когда-то. Это означает, что аккумулятор не может питать ваше устройство, как раньше. Для подтверждения этого симптома требуется больше времени, особенно если вы не используете тестер. Процесс может занять еще больше времени, если вы полагаетесь на различные методы саморазряда.

1. Низкое напряжение

Через определенный период батареи автоматически теряют напряжение. Когда он достигает определенного уровня, он отключается. Хорошим примером является ситуация, когда литиевая батарея 4.2 В со временем переходит в состояние 3.7 В. При дальнейшем снижении заряда батареи устройство может полностью отказаться от питания. Если батарея достигает 3.0 В, практически она разряжена. Чтобы получить эти данные быстрее, вам, возможно, придется использовать мультиметр.

1. Высокая скорость саморазряда

Саморазряд является общей чертой всех аккумуляторов. Это означает, что заряд автоматически уменьшается, даже если батарея не питает устройство. Точно так же заряд автоматически снижается, даже если батарея не работает для питания устройства. В хорошем состоянии литиевые батареи не так быстро саморазряжаются. Аккумулятор следует оставить отключенным на несколько часов, и перед отключением и после него следует проверить емкость заряда.

1. перегревание

Перегрев является очевидным признаком того, что аккумулятор неисправен. Вы должны проверить характеристики батареи и узнать больше о нормальной рабочей температуре. Если вы обнаружите что-то высокое, это следует считать поводом для тревоги. Перегрев может привести к повреждению вашего устройства и должен восприниматься серьезно.

1. Раздутое тело

Это заключительный этап. Когда вы наблюдаете вздутие живота, это признак того, что дела идут не очень хорошо. Следует отметить, что вздутие живота замечают только тогда, когда уже слишком поздно. Большинство из нас не проверяют аккумуляторы регулярно и склонны забывать о них после установки. Тепло и плотность энергии вызывают вздутие батарей. Как только это наблюдается, батарею следует заменить немедленно.

Для получения дополнительной информации как определить, что литий-ионный аккумулятор плохой, вы можете посетить JB Battery China по адресу https://www.lifepo4golfcartbattery.com/can-you-overcharge-a-golf-cart-battery/ для дополнительной информации.

Как проверить работоспособность аккумулятора мультиметром?

Мультиметр – удобный многофункциональный прибор, с помощью которого легко проверить работоспособность аккумулятора. Этот компактный прибор объединяет функции вольтметра, амперметра и омметра. Соответственно, он позволяет с высокой точностью измерить напряжение элементов питания. Кроме того, с его помощью можно определить уровень заряда аккумулятора, его емкость, внутреннее сопротивление и работоспособность в целом.

Измерение напряжения

Чтобы проверить работоспособность литий-ионного аккумулятора или накопителя энергии с другим химическим составом, нужно определить его напряжение. Для этого переводим мультиметр в режим DC. В зависимости от номинального напряжения АКБ, выбираем подходящий режим по вольтажу. Например, если номинальное значение в пределах 20 В, устанавливаем переключатель в позицию 20 В.

• черный щуп мультиметра подсоединяем к «–» клемме, а красный – к «+»;
• отслеживаем на дисплее напряжение постоянного тока;
• сопоставляем измеренное значение с номинальным.

Каким должно быть напряжение конкретной модели АКБ, можно посмотреть в документации или рассчитать самостоятельно. Например, Li-ion аккумуляторы имеют номинальное напряжение 3,6 или 3,7 В и диапазон рабочих величин (от разряженного состояния до заряженного) – от 2,5 до 4,2 В. При последовательном соединении элементов их вольтаж суммируется.

В таблице представлены значения напряжения для разных вариантов Li-ion батарей, в зависимости от количества последовательно соединенных «банок»:

Схема сборки Li-ion батареи

Номинальное U, В

Минимальное U (разряженное состояние), В

Максимальное U (полный заряд), В

У аккумуляторов типа LiFePO4 номинальное напряжение составляет 3,2 В на ячейку, а диапазон рабочих величин – от 2,1 до 3,65 В. В таблице приведены значения вольтажа (минимум/номинал/максимум) для литий-железо-фосфатных АКБ в разных версиях сборки:

Схема сборки LiFePO4 батареи

Номинальное U, В

Минимальное U (разряженное состояние), В

Максимальное U (полный заряд), В

Определение уровня заряда АКБ

Рассмотрим, как проверить зарядку аккумулятора с помощью мультиметра. Определить уровень заряженности батареи можно по измеренной величине напряжения. Если измеренный вольтаж близок к максимальному значению для данной АКБ, она заряжена и готова к использованию. Если же он близок к минимальной границе, батарею необходимо зарядить. Если напряжение критически низкое, АКБ непригодна для эксплуатации, подлежит утилизации и замене.

В таблице приведены ориентировочные значения вольтажа АКБ разных типов (в вольтах) в зависимости от уровня заряда:

Уровень заряда

Li-ion батарея 5S

Li-ion со схемой 10S

LiFePO4 батарея 7S

LiFePO4 со схемой 15S

Измерение емкости

Мультиметр может служить тестером для определения емкости АКБ. Для этого производится контрольный разряд предварительно заряженной батареи. Вначале по максимуму заряжаем АКБ и измеряем ее напряжение. Затем подключаем к ней нагрузку известной мощности, к примеру, лампу на 24 Вт. Засекаем время и периодически замеряем вольтаж АКБ.

Для этого подключаем к полюсам батареи мультиметр в режиме DC и устанавливаем переключатель в позицию 20 В. Отслеживаем снижение напряжения под нагрузкой. Когда его значение достигнет допустимого минимума (для литий-ионных АКБ – 2,5 В на ячейку, для LiFePO4 – 2,1 В на ячейку), отключаем батарею от нагрузки.

Для расчета емкости батареи (в ампер-часах) умножаем мощность подключенной нагрузки (в ваттах) на время работы (в часах) и делим на номинальное напряжение (в вольтах). Например, если батарея номинальным вольтажом 18 В под нагрузкой 24 Вт разряжалась 2 часа получаем: (24 Вт х 2 ч)/18 В = 2,67 А·ч. По полученному значению емкости легко рассчитать время работы АКБ при ее подключении к нагрузке другой мощности.

О чем говорит емкость АКБ?

Если значение емкости, рассчитанное при контрольном цикле заряд-разряд, примерно соответствует номинальной величине, батарея исправна и работоспособна. В среднем Li-ion элементы форм-фактора 18650 имеют емкость от 1500 до 3600 мА·ч, а ячейки размера 21700 – от 3000 до 5000 мА·ч.

Если рассчитанная емкость намного ниже номинального значения, это говорит об износе, неисправности аккумуляторов и критическом падении их технических характеристик. В среднем емкость литиевых АКБ снижается на 20% после выработки 700–1000 циклов заряд-разряд, а у моделей технологии LiFePO4 – после 2000 циклов. Затем накапливаемый объем энергии постепенно снижается, и время автономной работы АКБ уменьшается. Но элементы питания могут выйти из строя до исчерпания циклического ресурса, например, если будут долго храниться в разряженном состоянии.

Замер внутреннего сопротивления

Для определения внутреннего сопротивления ячеек необходимо:

1. Подключить к батарее лампочку, электродвигатель, электроинструмент или другую нагрузку на 5–10 секунд.
2. Измерить мультиметром напряжение на клеммах. Записать его значение.
3. Отключить нагрузку.
4. Снова измерить напряжение на полюсах АКБ. Записать его значение.
5. От первого измеренного значения вольтажа вычесть второе. При токе нагрузки в 100 А допустимая потеря напряжения составляет 1 В, при токе 5 А – порядка 0,05 В. Больший разброс между измеренными значениями свидетельствует об износе АКБ.
6. Полученное число разделить на номинальный вольтаж батареи. Для перевода в проценты умножить на 100. При величине до 0,4% внутреннее сопротивление считается допустимым, а аккумуляторы – рабочими. При больших значениях использовать источники питания опасно.

На что влияет внутреннее сопротивление?

От этого параметра зависит склонность элементов питания к нагреву при токовых нагрузках. При высоких значениях внутреннего сопротивления прохождение тока затрудняется, происходит нагрев элементов и еще больше снижается токоотдача. При использовании в мощном оборудовании из-за перегрева срабатывает плата защиты и происходит отключение АКБ от нагрузки. Поэтому при выборе элементов питания необходимо сопоставлять их внутреннее сопротивление и мощность подключаемого электрооборудования.

Например, для использования в электронных сигаретах, шуруповертах и электротранспорте нужны АКБ с низким сопротивлением. Из-за хорошей токоотдачи их называют высокотоковыми. Например, у аккумуляторов 18650 Samsung с рабочими токами 15 А внутреннее сопротивление находится в диапазоне 12–15 мОм. Это низкие значения, характерные для высокотоковых элементов. Средними считаются показатели 35–42 мОм. Они рассчитаны на меньшие токовые нагрузки.

От чего зависит R_вн?

Внутреннее сопротивление элементов питания зависит от их химического состава, уровня заряженности, нагрузки, температуры и особенно увеличивается при использовании на морозе. В таких условиях химические процессы протекают медленнее, особенно у Li-ion и Li-Pol элементов. Модели типа LiFePO4 и LTO более адаптированы для работы при низких температурах, т.к. у них внутреннее сопротивление увеличивается незначительно.

Выводы

В вопросе, как правильно проверить аккумулятор мультиметром, все начинается с измерения напряжения. Если его значение не упало ниже допустимого минимума, это хорошо. Иначе аккумулятор негоден. По величине измеренного напряжения определяется ориентировочный уровень заряда АКБ.

Дальнейшая проверка «живого» аккумулятора производится после его полной зарядки. Засекается время, и АКБ разряжается под действием нагрузки известной мощности. Зная значения мощности нагрузки, времени разряда и номинального напряжения, можем рассчитать емкость аккумулятора. От нее зависит время автономной работы оборудования и, например, дальность пробега электротранспорта на 1 заряде.

Далее измеряем внутреннее сопротивление ячеек. На несколько секунд подключаем нагрузку и замеряем напряжение на клеммах АКБ. Следующий замер делаем после отключения нагрузки. Сопоставляем полученную разницу с допустимыми значениями. Если сопротивление в пределах 30 мОм, такие элементы питания подходят для использования при высоких токовых нагрузках.

Эти простые способы позволяют проверить работоспособность элементов питания и их технические характеристики.

Как проверить аккумулятор 18650 мультиметром

Некоторые аккумуляторы внешне очень похожи на обычные батарейки, но отличаются от них тем, что могут заряжаться, тогда как батарейку просто приходится менять. Одним из таких элементов является пользующаяся популярностью литий-ионная аккумуляторная батарея 18650, использующаяся в многих устройствах в качестве источника питания. Сегодня поговорим о том, как проверить аккумулятор 18650 мультиметром.

О чем говорит маркировка батареи?

Цифровая маркировка – это «паспорт» аккумулятора:

• первые две цифры «18» дают представление о размере диаметра элемента;
• вторые две «65» — его длина в мм;
• последний «0» определяют форму – цилиндрическая.

Одиночные элементы такого типа используются в таких устройствах как лазеры и небольшие фонарики.

Из батарей этого типа собирают аккумуляторные блоки для шуруповертов, ноутбуков и даже такой крупногабаритной техники как электрокары.

В целом АКБ 18650 оцениваются как весьма мощные и полезные элементы. Но со временем любой аккумулятор теряет первоначальные характеристики, хуже заряжается, срок работы от зарядки до зарядки питаемого им устройства сокращается.

Узнать характеристики батареи можно самостоятельно.

Как проверить 18650 мультиметром?

Важными характеристиками аккумуляторных батарей, которые доступны к самостоятельной проверке, являются:

• напряжение;
• емкость;
• внутреннее сопротивление;
• ток утечки.

Для проверки всех этих параметров понадобится всего один небольшой и недорогой прибор – мультиметр.

Меряем напряжение

Напряжение. Егопроверяют следующим образом:

1. Прибор переводят в режим измерения напряжения.
2. Устанавливают диапазон измерения 20V.
3. Наконечниками щупов касаются выводов питания аккумулятора.
4. Через несколько секунд величина напряжения отобразится на дисплее прибора.

Если измерение не получилось, пробуйте еще раз – возможно, при касании к выводам питания контакт оного или обоих щупов просто был плохим.

В случае, когда на дисплее отображаются цифры со знаком «минус», не стоит пугаться. Просто во время измерения произошла «переполюсовка». Нужно просто поменять местами расположение щупов у контактов батареи. Такая ошибка при измерении не является критичной. Но лучше такой путаницы избегать, поскольку ошибка может отразиться на нормальном функционировании прибора.

Зная напряжение, можно судить о степени заряженности аккумулятора.

Меряем емкость

Емкость. Номинальная емкость батареи обозначается на корпусе набором цифр и буквами. Измеряется она в Ампер-часах и выглядит как Ah.

В настоящее время существует множество универсальных зарядных устройств для аккумуляторных батарей, снабженных функцией определения емкости. Но сделать это и с помощью того же мультиметра.

Для этого нужно:

1. Зарядить аккумулятор 18650 до 100%.
2. Подключить к нему нагрузку с известным расходом тока.
3. Засечь время.
4. Одновременно мультиметр в режиме измерения напряжения с установленным диапазоном 20В подключают к полюсам батареи. Это позволит отслеживать уровень падения напряжения под нагрузкой.
5. Установив время разрядки аккумулятора, определяют его емкость путем умножения тока (расходуемого нагрузкой) на время действия нагрузки до полной разрядки батареи.

Таким образом можно определить, соответствует ли действительности заявленная производителем емкость (в случае проверки достаточного нового аккумулятора).

Меряем внутреннее сопротивление

Внутреннее сопротивление. Здесь придется сделать пару замеров напряжения и произвести несложные вычисления:

1. Батарею нужно нагрузить. Для этого к ней присоединяют электромотор, лампочку или другое доступное оборудование.
2. Нагрузка должна быть задействована в течение двух-трех секунд.
3. В это время производят замер напряжения (U1).
4. Далее нагрузка должна быть отключена и сделана пауза так же в пару секунд.
5. После этого напряжение (U2) на полюсах батареи замеряют еще раз.
6. Производится расчет сопротивления: нужно найти разность между U1 и U2, а затем разделить результат на декларируемое производителем батареи напряжение и умножить на 100 (для перевода в проценты).

Если полученное значение составит менее 0,4% — внутреннее сопротивление не превышает допустимых пределов. Если результат расчетов превысит эту цифру – аккумулятор непригоден к дальнейшему использованию.

Меряем ток утечки

Ток утечки. С этим явлением потребители практически не сталкиваются. Для батареи это опасный и крайне нежелательный фактор, но его самостоятельно определяют редко, хотя при наличии реостата это возможно сделать и с помощью мультиметра.

Таким образом, имея в руках мультиметр, можно в любое время проверить практически любой аккумулятор на соответствие указанным производителем характеристик. Но что важнее – есть возможность вовремя определить необходимость его замены, пока питаемое им устройство не перестало работать в самый неподходящий момент.

Теперь вы знаете, как проверить аккумулятор 18650 мультиметром.

Вопрос — ответ

Вопрос: Батарею 18650 какого производителя лучше выбрать?

Имя: Михаил

Ответ: Здесь нужно искать для себя лучшее сочетание цены и качества. Стоимость аккумуляторов отдельных производителей (к примеру, FENIX или OLIGHT) может достигать 1500 – 1900 рублей. К более бюджетным, но тоже качественным относятся батареи SONY, PANASONIC, ROBITON. Их стоимость составляет от 400 до 600 рублей.

Вопрос: Нужно ли проверять новый элемент 18650 мультиметром?

Имя: Кирилл

Ответ: Нет, не обязательно. Только если хотите убедиться в том, что его характеристики соответствуют заявленным или подозреваете, что вам продали некачественный товар.

Вопрос: Нужно ли следить за зарядкой аккумулятора?

Имя: Алексей

Ответ: Да, нужно. Литий-ионные элементы крайне чувствительны к превышению как верхнего, так и нижнего пределов напряжения. Избыточная зарядка, как и глубокая разрядка, могут вывести его из строя, восстановить такой аккумулятор не удастся. Поэтому неплохо во время зарядки периодически проверять напряжение на выводах батареи мультиметром.

Вопрос: Можно ли с помощью мультиметра выяснить, как давно выпущен элемент 18650, если замерить его характеристики?

Имя: Азат

Ответ: Проверить характеристики можно. Но данные о дате выпуска и так имеются на корпусе элемента.

Как тестировать литий-ионный аккумулятор?

Поэтому многих покупателей интересует возможность проверки технических показателей АКБ перед ее приобретением. Также потребность в проверке параметров источников питания может возникнуть в процессе их эксплуатации.

В нашей компании тестирование литиевых аккумуляторов на емкость осуществляется на специальном разрядном стенде (электронной нагрузке), с получением графика разряда. Современные методики тестирования позволяют определить различные параметры, важные для выяснения качества накопителей энергии и целесообразной сферы их применения:

• емкость при разных режимах разряда;
• значение внутреннего сопротивления;
• уровень саморазряда.

При необходимости, можно проверить характеристики накопителя энергии и самостоятельно. Для этого нужно иметь вольтметр, амперметр и реостат или другую регулируемую нагрузку, например, мощную лампу на необходимое напряжение с регулятором.

Как провести тест литиевых аккумуляторов?

Тестирование проводится в следующей последовательности:

1. Вначале источник питания полностью заряжается, в соответствии с инструкцией по эксплуатации зарядного устройства.
2. Затем накопитель примерно 30 минут остывает до рабочей температуры.
3. Замеряется напряжение – полностью заряженный накопитель энергии с номинальным напряжением 36 В должен выдавать 42 В. Чем меньше выдаваемое значение начального напряжения, тем ниже качество и работоспособность устройства. Но главные измерения еще впереди.
4. К источнику питания последовательно подсоединяются реостат и амперметр. Засекается время. Обеспечивается нагрузка в амперах, равная номинальному значению емкости батареи (параметр С). Величина нагрузки отслеживается по амперметру. С помощью реостата нагрузка поддерживается четко на заданном уровне, на протяжении часа.
5. По прошествии 40 минут – с интервалом в 3–5 минут выполняются замеры напряжения. При его снижении до 30 В фиксируется момент полной разрядки АКБ. Далее разряжать литиевый накопитель энергии крайне нежелательно – после значения 28 В начинается его разрушение. В современных аккумуляторах часто присутствуют электронные защитные схемы, не допускающие чрезмерного разряжения батареи – при критическом падении напряжения они отключают источник питания от нагрузки.

Выводы

Проведя тест литий-ионного аккумулятора, можно сделать следующие выводы:

• если под нагрузкой 1С (равной номинальной емкости устройства) новый аккумулятор отработал 1 час, его емкость в действительности соответствует значению, заявленному производителем;
• если же источник энергии проработал намного меньше – значит, его характеристики завышены.

О преимуществах, недостатках и правилах эксплуатации литий-ионных аккумуляторов читайте в нашем предыдущем материале.