Аккумулятор Sanyo NCR18650GA 3500mah, новый ресурсный тест или как быстро убить аккумулятор

Да друзья, ресурсный тест вернулся и теперь это вполне себе фирменный аккумулятор Sanyo NCR18650GA, но теперь это не только тест, а тест в режимах не рекомендованных производителем, т.е. будем целенаправленно убивать аккумулятор и посмотрим как он себя при этом поведет.



Мне часто задают вопросы по поводу срока службы аккумуляторов, его зависимости от режимов заряда и сегодня я постараюсь ответить на данный вопрос протестировав довольно качественные ячейки в предельных режимах эксплуатации. Также в конце дам несколько рекомендаций для продления жизни ваших гаджетов.

Аккумуляторы были куплены одним из моих постоянных читателей в харьковском магазине batterex.com.ua специально для ресурсного теста, параметры тестирования и модель аккумуляторов были оговорены заранее.

В посылке было 5 аккумуляторов, собственно пара Sanyo NCR18650GA для теста и LG HG2 в качестве «бонуса» для меня, впрочем их обзор также будет, но немного позже.

Доставка Новой почтой, упаковано просто в кусок картона, впрочем относительно надежно.


Кроме аккумуляторов в посылке была визитка магазина с кодом скидки на следующую покупку, действующую до конца года, а также визитка… мясного магазина :)


У меня уже был обзор этих аккумуляторов, причем присланных тем же человеком, за что ему большое спасибо. правда в тот раз аккумуляторы были хоть и не пользованные, но не новые, теперь же у меня то, что можно спокойно занести в мою «базу данных».

Емкость 3450мАч, минимальная 3350мАч (при 25 градусах), при этом Rated capacity заявлена как 3300мАч (при 20 градусах), но на странице продавца емкость заявлена как 3500, в общем как хотите, так и считайте, я же буду измерять.


Внешне все те же привычные аккумуляторы Sanyo, заметный красный цвет, синяя окантовка около плюсового контакта.


Отличительная черта подобных аккумуляторов, плохо видная маркировка, она есть как на минусовом контакте, так и на термоусадке, причем во втором случае увидеть её реально сложно. Но если присмотреться внимательно, то видно что написано —
Sanyo
NCR18650GA 9405

Последние четыре цифры обозначают дату производства и в данном случае это 5 апреля 2019 года, т.е. на момент теста аккумуляторам чуть больше года.


Размеры, вес.


Как обычно перед тестами был проведен цикл для «нормализации», кстати, увидел в магазине две необычные услуги:
Зарядить перед продажей
Зарядить и разогнать ёмкость перед продажей

И если по первому пункту я еще как-то со скрипом соглашусь, хотя если человек покупает аккумулятор, то подразумевается что зарядное у него уже есть, то ко второму я отношусь очень скептически, так как подобные ячейки бесполезно «разгонять», разница если и будет, то в пределах погрешности приборов.


Штатный ток заряда 0.5С (1.68А), у моего зарядного ток немного «гулял» ближе к концу фазы СС, но в среднем был равен установленному и время заряда составило около 2 часа 50 минут, у предыдущих было 2 часа 40 минут.


Производитель в даташите показал красивые графики, но для для токов не кратных емкости аккумулятора, по своему разницы как бы нет, но мне пришлось измерять при других значениях.


Я обычно использую токи кратные емкости аккумулятора, в данном случае это 0.2, 0.5, 1 и 2С плюс максимальный 10А который по сути близок к 3С.
В итоге получил при 0.2С емкость 3320мАч или 12.07Втч, но тест проходил при температуре около 19 градусов, соответственно вписывается в указанные производителем — Rated capacity 3300мАч (при 20 градусах).


Температура аккумулятора при токах 2С (6.7А) и 10А, интересно что аккумулятор грелся немного больше чем предыдущие, например тогда я получил дельту 27.6 и 44.5 градуса, а здесь 36.6 и 55.7.


Второй экземпляр, результаты аналогичны



Причем результаты тестов двух экземпляров настолько аналогичны, что я даже сделал сравнительный график при токах 0.2, 1С и 10А.


А это сравнение новых аккумуляторов и предыдущих, в обоих случаях взят второй экземпляр, сравнение также при токах 0.2, 1С и 10А.


Импеданс аккумулятора до тестов, после цикла «нормализации» и конечное.


А вот теперь то, ради чего все это затевалось.
Производитель предлагает результаты ресурсного теста для токов 0.5С на заряд и 6А на разряд, правда ток заряда указан как-то хитро — 1.68,0.99А.
Но в любом случае человеку, приславшему аккумуляторы был интересен тест токами 3/3А, я предложил вариант 1/1С, т.е. 3.35/3.35А, на том и порешили.


Для теста была использована все та же нагрузка EBC-A10, что и в прошлый раз, но я учел ошибки и расположил её в таком месте, где колебания температуры минимальны, фактически она стоит в центре квартиры в не вентилируемом помещении (кладовке), также я применил нормальный держатель с четырехпроводным подключением, а сама нагрузка перед тестом была дополнительно откалибрована.
Управление и контроль идет по локальной сети, причем занимается этом тот же компьютер что и год назад.


В прошлый раз тесты проходили в режиме — заряд током 0.5С, пауза 2 минуты, разряд током 1С, пауза 1 минута.
В этот раз я начал тест с параметрами — заряд током 1С, пауза 1 минута, разряд током 1С, пауза 2 минуты.

Как можно видеть, паузы были таким же, но расставлены по другому, на мой взгляд более критична пауза именно после цикла разряда так как после него аккумулятор еще теплый, а потом начинается цикл заряда под полным током. После окончания заряда аккумулятор холодный, так как заканчивает на очень малом токе и пауза уже не так важна.

Сначала выставил 50 циклов, но заметил что емкость буквально тает на глазах, поговорил с товарищем и решили что наверное имеет смысл увеличить паузу. На этот момент как раз заканчивался 24 цикл и тут попутно пропало электричество.

Да, перед началом теста я на всякий случай загрубил порог срабатывания защиты на квартиру, но выключили электричество по всему дому…


В итоге соотношение времени пауз было оставлено тем же, но сами паузы увеличены в 10 раз, т.е. тепер параметры выглядят так — заряд током 1С, пауза 10 минут, разряд током 1С, пауза 20 минут.
И все бы ничего, но электрики опять выключили свет как раз на 50 цикле…


Раз уж все равно пришлось прервать тест, то чтобы «не бегать два раза» проверил внутреннее сопротивление аккумулятора и как оказалось, оно заметно увеличилось, с исходных 22.8мОм до 29,0.

Но самое интересное, что увеличение пауз никак не сказалось на снижении емкости аккумулятора от цикла к циклу.


Ладно, выставил 25 циклов и запустил тест дальше, но видимо мой запас проблем на этом не исчерпался так как во время разряда на 22 цикле пришли электрики менять счетчик, до конца цикла оставалось около получаса, потом пауза 20 минут, но кто же будет ждать. Честно, у меня не было слов, счетчик меняют раз в 16 лет (как мне сказали) и надо ведь было прийти им именно сейчас.


Кстати хочу отметить, как выглядел цикл заряда на относительно изношенном аккумуляторе, заряд током 1С уже занимает почти столько же времени, сколько для нового током 0.5С.


Но дальше было проще, циклы с 72 до 100 прошли без проблем.


Вообще я допустил небольшую ошибку, или даже наверное не ошибку, а скорее недоработку, у меня каждый прогон заканчивается циклом разряда, что очень неудобно для измерения сопротивления.
В итоге на 6 цикле диапазона 101-150 я во время паузы выдернул аккумулятор и измерил его сопротивление, а оно еще прилично подросло и составляет уже полуторакратную разницу от исходного, было 22.8мОм, стало 33.9.


В процессе я записываю все полученные данные, номер цикла, емкость Ач/Втч заряд и Ач/Втч разряд чтобы потом можно было построить разные графики, но что-то могу показать уже на этот момент.

На графике отражены стрелками прерывания теста:
1. Красным — пропадание электричества и изменение времени пауз
2, 3. Синим просто пропадание электричества.

Видно что изменение времени паузы никак не отразилось, но больше заинтересовало то, что в определенный момент график стал прямым, я даже во время паузы после сотого цикла проверил калибровку, при установленном токе 3.35А мультиметр показал 3.355, так что все корректно.
Потом вспомнил, что в даташите также есть такой ровный участок, просто из-за большого тока заряда этот момент наступил раньше.

Кстати, обращу внимание на то, насколько плавный график, в данном случае это заслуга стабильных условий тестирования, кратковременные выбросы отношу на счет термопрогрева самой нагрузки и прерывания теста.


И так, прошло в сумме 150 циклов, тест на этом остановлен, можно было бы конечно продолжить, но думаю это уже не имеет смысла


Ёмкость упала примерно до 1200мАч с исходных 3250, при этом время цикла заряда почти не изменилось и составляло около 2.5 часа.
Сопротивление выросло до 44мОм с исходных 22.8, даже за 20 минут разряда аккумулятор нагревался примерно до 45 градусов.


Теперь итоговые графики.
Изменение емкости в мАч, красным — сколько ушло на заряд, синим, сколько получено.


Тот же смысл, но в Втч.


Ну что можно сказать, аккумулятор реально к концу 150 цикла потерял почти 2/3 емкости, я грешу на большой ток заряда. Как и писал ранее, второй аккумулятор поставлен на тест с теми же параметрами зарядного/разрядного тока, т.е. 1С (3.35А), но время обоих пауз увеличено до 1 часа.


Далее были такие же нудные циклы заряд/разряд, приводить их все нет смысла.


Через 150 циклов импеданс аккумулятора вырос более чем в два раза.


Из-за этого циклы заряда приобрели совсем устрашающий вид, фактически теперь работает только режим CV.


Но конечно более наглядную информацию дает график разряда.
На нем отмечено внутреннее сопротивление аккумуляторов в четырех точках, в самом начале и через каждые 50 циклов.
Стрелкой отмечено изменение температуры воздуха, изначально температура была стабильна, но в начале июня она резко поднялась, что конечно сказалось и на температуре воздуха в квартире. Разница составила примерно 5-7 градусов от температуры при которой тестировался первый аккумулятор и 75 циклов второго.


Теперь выводы.
1. Большой ток заряда однозначно влияет на срок жизни аккумуляторов, особенно если ток больше заявленного производителем.
2. Время пауз между циклами почти никак не отражается, ключевое — не давать аккумулятору перегреваться, потому после разряда достаточно 20 минут паузы, а после заряда вполне хватает и 10, но реально думаю можно уменьшить еще. Дело в том, что к концу заряда аккумулятор приходит холодным, в отличие от конца цикла разряда, а тепло это враг аккумуляторов
3. Температура. Она очень важна, из хорошего — при более высокой температуре аккумулятор может отдавать больше энергии, из плохого — обеспечивается это уменьшением срока службы. На графике видно, что какое-то время второй аккумулятор держался, но потом начал сдавать и в конце просел значительно сильнее первого. Конечно статистика не очень большая, но все таки.

Ну и меня также частенько спрашивают, а как можно продлить жизнь аккумуляторов в устройствах. Ответ в принципе прост, для увеличения срока службы батареи надо соблюдать как минимум одно правило, а лучше два —
1. Не допускать перегрева или даже ощутимого нагрева во время заряда
2. Не заряжать большими токами, тем более что это дает еще и нагрев, что возвращает нас в предыдущий пункт.

Как вы заметили, ключевое — нагрев, аккумуляторы гораздо легче переносят нагрев при разряде, чем при заряде, но это не значит что надо устройство засунуть в морозильник, низкие температуры также вредны, потому в случае со смартфоном достаточно во время заряда не класть его например на диван, а при заряде на столе/тумбочке, оставить небольшой зазор под корпусом, я просто кладу смартфон на кабель.


Хуже обстоит ситуация в автомобилях, там летом часто бывает весьма жарко, потому по возможности лучше избегать заряда в таких условиях.
Кроме того сейчас очень популярны «быстрые» режимы заряда. Это хорошо, когда надо быстро зарядить аппарат, но это вредно, потому в обычных ситуациях «медленное» зарядное будет полезнее.
Вообще ток заряда сильно зависит от отдачи аккумулятора, например для высокоемких считаем 0.3-0.5С (С=емкость аккумулятора), а для высокотоковых можно использовать и 1С, выше лучше не ставить. Некоторые производители электроинструмента делали зарядные устройства с принудительным охлаждением заряжаемой батареи при помощи вентилятора, что помогает, но так как ячейки в батарее упакованы очень плотно, то не очень сильно.

На это собственно пока и все, надеюсь что было полезно.