Как правильно измерить ёмкость аккумулятора AA 1,2V или 18650 3,7V в зарядных устройствах с измерением ёмкости?

Что такое ёмкость аккумулятора, выраженная в единицах mAh (миллиампер-часах)?

Ёмкость аккумулятора является наиболее распространённым (что не значит, что лучшим - но это тема для другой статьи) параметром, используемым для определения его производительности. На его основе мы можем оценить, как долго наш аккумулятор будет работать, когда он будет нагружен / разряжен определённым током. Итак, условный аккумулятор ёмкостью 2000 mAh должен быть в состоянии выдавать 2000 mA тока в течение 1 часа или 1000 mA тока в течение 2 часов, 500 mA тока в течение 4 часов и т.д.

mA - миллиампер-час, это единица тока/напряжения, в то время как h - часы, единица времени. Объединённая из этих двух компонентов единица mAh говорит нам, сколько тока в какое время отдал (или принял) данный аккумулятор.

Здесь возникает первая, очень частая ошибка, совершаемая пользователями, так как не всегда значения mAh, возвращаемые зарядным устройством, следует ассоциировать с общей ёмкостью аккумулятора (производительностью), заявленной на этикетке аккумулятора.

А именно, многие относительно простые зарядные устройства измеряют значение ёмкости mAh только во время зарядки аккумулятора. Значение, измеренное во время зарядки, никогда не будет мерой производительности аккумулятора, и мы не можем его напрямую использовать для оценки общей доступной ёмкости аккумулятора (значения, заявленного данным производителем). Согласно предыдущему объяснению, для измерения реальной, истинной ёмкости аккумулятора, мы должны его разрядить - а в этом случае мы говорим о процессе, который является точно противоположным.

Каждое начало процесса зарядки, независимо от степени заряженности аккумулятора в зарядном устройстве с измерением mAh, начнёт счёт значений mAh с нуля - теперь в зависимости от того, насколько сильно разряжен был наш аккумулятор, значение mAh после полного заряда может составлять лишь небольшую долю относительно общей ёмкости этого аккумулятора. Это значение мы интерпретируем очень просто - результат, полученный во время зарядки, говорит нам только и исключительно о том, сколько тока в какое время было необходимо, чтобы зарядное устройство могло признать такой аккумулятор полным.

Это часто не имеет никакого отношения к его производительности - ёмкости аккумулятора, на которую мы можем рассчитывать при его использовании/разрядке, а в случае аккумуляторов Ni-MH даже не является однозначным в оценке, в какой степени аккумулятор был заряжен перед установкой в зарядное устройство, и трудно, например, исключительно на этой основе оценить, например, скорость саморазряда такого аккумулятора.

Почему? Причина очень проста - прежде всего, каждое автоматическое зарядное устройство должно в какой-то (лучше небольшом) объёме перезарядить аккумулятор Ni-MH 1.2V, чтобы обнаружить его полное заряжение.  Эти „избыточные” mAh, это значение порядка 10% фактической ёмкости аккумулятора (то есть даже около 250 mAh для аккумулятора выше 2500 mAh) „идут в потери” и не будут иметь влияния на фактический результат ёмкости, полученной позже из разряда.

Эта перезарядка в зависимости от температуры окружающей среды/температуры самих ячеек, а также конкретного аккумулятора будет то больше, то меньше. Другими словами, невозможно оценить, сколько фактически из измеренных с подзарядки примерных 500 mAh будет позже преобразовано в реальную ёмкость, а сколько составляет "потеря", связанная с алгоритмом зарядки аккумулятора Ni-MH.

Результат по очевидным причинам будет обычно самым низким при повторной попытке зарядки аккумуляторов, которые были ранее полностью заряжены. 

В случае зарядного устройства, где измерение mAh происходит только во время зарядки, единственным способом оценить общую ёмкость является предварительное полное разряжение аккумулятора. В этом случае значение mAh, полученное во время зарядки, будет возможно самым высоким и обычно похожим на значение ёмкости/производительности mAh, указанное производителем нашего аккумулятора (для аккумуляторов Ni-MH в среднем на около 10% выше). Однако это всё равно не будет однозначной и уверенной информацией.

Правильный метод проверки ёмкости аккумулятора

Единственным способом фактического измерения общей ёмкости является разрядка аккумулятора, который был предварительно полностью заряжен. Другими словами, нам нужна ёмкость из разряда, а не неточная информация о ёмкости из зарядки.

Размышляя о покупке зарядного устройства, стоит иметь этот факт в виду, так как несколько более дорогие модели имеют возможность разрядки аккумуляторов и фактического измерения их ёмкости. Примером здесь являются зарядные устройства everActive серии NC-1000, NC-3000 для аккумуляторов AA и AAA 1,2V, или универсальная модель UC-4000, которая справится как с аккумуляторами AA R6 1,2V, так и с литий-ионными 18650 3,7V.

В связи с тем, что зарядное устройство должно полностью разрядить аккумулятор, этот процесс довольно времязатратен (обычно занимает как минимум несколько часов), однако значение ёмкости, которое мы увидим в конце такого теста, будет хорошей отправной точкой и сравнением с тем, что заявляет данный производитель.

Внимание на совершенно новые аккумуляторы!

В случае совершенно нового аккумулятора AA или AAA, лучший результат мы получим только после его формирования - то есть обычно после 3-5 полных циклов использования.

Стоит в этот момент указать на ещё одну ошибку, которая совершается даже опытными пользователями, а также в редакциях отраслевых, где тестируют батареи и аккумуляторы. Основным правилом является то, что полученные значения ёмкости сопоставимы между собой только в случае тестирования точно в тех же условиях. Значения, полученные с помощью, например, различных моделей зарядных устройств, могут и обычно будут различаться. Прежде всего, на рынке можно найти очень много ненадёжных конструкций, которые характеризуются погрешностью измерения, превышающей даже 20%. Ничем особенным, к сожалению, также являются эти ошибочные алгоритмы зарядки/разрядки в таких зарядных устройствах.

Наличие возможно лучшего, проверенного зарядного устройства также эту проблему совершенно не решает - даже надёжные и рекомендованные мной зарядные устройства от бренда everActive немного различаются между собой алгоритмами и условиями теста, измерения ёмкости, из-за чего получаемые результаты никогда не будут на 100% идентичны между различными моделями.

Каждое зарядное устройство, независимо от его производителя, также обычно имеет несколько другой алгоритм зарядки, особенно в случае аккумуляторов Ni-MH 1,2V - аккумулятор, слегка недозаряженный во время теста, всегда покажет несколько меньшую ёмкость, чем тот, который будет предварительно слегка перезаряжен. Поэтому снова важно, чтобы возможные сравнения проводились на одном и том же оборудовании.

Наперекор ожиданиям, качественные разбросы в доступных на рынке зарядных устройствах очень велики, поэтому в случае таких функций, как измерения производительности и т.п., я рекомендую использовать проверенные конструкции - к таким безусловно можно отнести зарядные устройства eneloop, everActive, а также Xtar.

Если у вас есть вопросы или сомнения относительно измерений и результатов, получаемых на ваших зарядных устройствах и аккумуляторах, дайте знать в комментариях, с радостью все сомнения развеем.

Автор: Михаł Середзиньский

Копирование содержания статьи или её части без согласия представителя компании Baltrade sp. z o.o. запрещено.

Рекомендуемые зарядные устройства для аккумуляторов с тестом ёмкости:

Ni-MH rechargeable battery charger everActive NC-3000

• the most advanced Ni-MH battery charger from everActive
• processor-controlled with discharge and capacity measurement and unique internal resistance test of the cell,
  refreshing, maintenance, and conditioning functions for batteries,
• min. charging time for 4 batteries 2500mAh - 3h.
• supported batteries: Ni-MH, Ni-Cd, 1-4x R6/AA, R03/AAA, 1-2x R14/C, R20/D using an optional adapter
• input voltage 12V DC - includes AC power adapter, optional car adapter available

18,90 € gross 18,90 € net

High stock

--

++

pcs.

Add to cart

everActive UC-4000 charger for Li-ion and Ni-MH cylindrical batteries

• professional, universal processor charger for Li-ion, Li-FePO4, Ni-MH cells,
• function of discharging and refreshing cells,
• unique function of measuring and reviewing two capacity values for each battery - Capacity Review,
• supported sizes: R6 AA, R03 AAA, R14 C, R20 D, 10440, 14500, 14650, 17500, 17670, 18350, 18500, 18650, 20700, 21700 - unsecured only, 22650, 25500, 26500, 26650, 32650, 33600, 16340 R-CR123e,
• charging current: 500 mA, 1000 mA for Li-ion / Li-FePO4, 500 mA for Ni-MH,
• Very accurate charging control regardless of the type of battery.

28,60 € gross 28,60 € net

High stock

--

++

pcs.

Add to cart

Ni-MH rechargeable battery charger everActive NC-1000 PLUS

• new, improved version of the flagship model
• processor-controlled with discharge and capacity measurement,
• refreshing, maintenance, and conditioning function for batteries,
• min. charging time for 4 batteries 2500mAh - 3h,
• processor-controlled, Ni-MH, Ni-Cd, 1-4x R6/AA, R03/AAA,
• input voltage 12V DC - includes AC power adapter and car adapter

19,50 € gross 19,50 € net

High stock

--

++

pcs.

Add to cart