Заряд аккумуляторов сверхмалыми токами

[deema]

Здравствуйте. Решил написать в корень раздела, так как вопрос касается нескольких типов аккумуляторов.
К сожалению не очень хорошо разбираюсь в химических процессах заряда аккумуляторов, а то, что удалось найти, практически не дает ответа на мой вопрос.
Вопрос касается постоянного дозаряда (поддержания готовности аккумулятора к использованию) очень низкими токами, незначительно превышающими ток саморазряда батареи.
Разные источники информации противоречат друг-другу: одни пишут - всё нормально, батарея быстрее умрет от естественных причин, чем от таких токов, другие говорят - верный путь убить батарею (литиевые - металлизируются, свинцовые - выкипят, никельметаллгидридные "запомнят" начальную емкость вблизи конечной).
Какое мнение, по Вашему, более верное?
Варианты, в которых я хотел бы использовать этот "микрозаряд":
NiMH: В коридоре висит китайский светильник на светодиодах, реагирует на IR излучение. Питание от трех ААА аккумуляторов 1,2В. Включается на 1 минуту 6-7 раз в сутки.
У меня есть несколько панелек солнечных батарей на поликристаллах кремния, в сумме выдадут 8В при токе КЗ 10-20мА (сторона не солнечная). При подключении схемы напряжение падает до нужных 4В (остальное съедает ток покоя схемы светильника). Сама идея, как мне кажется, неплоха: солнечные элементы все светлое время суток подзаряжают аккумуляторы, чтобы ночью отработать 6-7 минут.
Но как это скажется на времени жизни аккумуляторов?
Li-Ion: В машине в бардачке лежит фонарик на 18650 аккумуляторе. Был заряжен на 100%, затем про него благополучно забылось. И вот, по прошествии чуть больше полугода он внезапно понадобился. В результате фонарик на CREE светодиоде и батарейке 2,6А/ч отработал чуть больше 5 минут и умер, как раз в тот момент, когда более всего был нужен. Идея такова: через DC-DC преобразователь 12-24В/4,4В постоянно подзаряжать аккумулятор через диод Шоттки. Когда напряжение на батарее достигнет 3,9В диод Шоттки закроется и далее процесс будет протекать уже в границах открытия/закрытия диода. Учитывая малый ток диода вблизи начала его VA характеристики, заряжаться аккумулятор будет до 3,8В достаточно быстро (ток преобразователя чуть больше 100мА) а до окончательных 3,9В еще пару-другую недель (а если установить преобразователь в цепь, напряжение на которой появляется только при повороте ключа, то и несколько месяцев, что меня тоже устраивает). Не умрет ли аккумулятор от такой зарядки раньше, чем потребуется в следующий раз?
Pb: Про этот аккумулятор я подумал уже при прочтении вашего форума. В гараже стоит аккумулятор 65А/ч, на всякий случай - завестись зимой если умер основной. Т.е. сами понимаете, нужен один-два раза в год на несколько минут. Прочитал на вашем форуме, что лучше всего его хранить заряженным до 14,5В, не допуская разряда меньше 10-11В. Как Вы считаете, не умрет ли аккумулятор быстрее, если я его буду подзаряжать с блока питания 14,4В через ограничивающий резистор (подберу его сопротивление подбором), компенсирующий саморазряд аккумулятора?
Спасибо!

[илс]

Если говорить про литий-ион, то подзарядка малым током, не должна ему повредить.
Главное - коптить его не выше 4В. А лучше 3,9В. И проверить, чтобы зарядный ток не превышал 0,3С (в описанной вами схеме, питания от дисишки).
Также следует понимать, что ионки мрут даже при хранении.
Т.е. после 3-х лет эксплуатации, вполне нормально, что теряется емкость и появляется заметный саморазряд. 
===
Для свинца, думаю, применимы те же принципы. После 5-6 лет эксплуатации, надо думать о замене.
А до 5 лет, копчение при емкости 80-90%, вполне безопасно, имхо.
14,4В,  с любым резистором, это оч. много. 12Вольт, гораздо лучше для долгой жизни.

[DIVAS]

Свинцовые аккумуляторы некоторых типов во многих устройствах именно в таком режиме постоянного подзаряда и работают. Источники бесперебойного питания, системы непрерывного питания телекоммуникационного оборудования, резервные батареи охранных сигнализаций - это их штатный режим работы.
Автомобильная стартёрная батарея тоже работает в подобном режиме - во время работы двигателя генератор через регулятор поддерживает заданное напряжение на батарее.
Однако, стоит почитать рекомендации производителей батареи - как правило, производители ногих батарей нормируют два режима работы - циклический и дежурный. В циклическом режиме обычно предлагается заряжать батарею до 14.5В и выключать заряд при падении тока заряда ниже 0.1С. А в дежурном режиме предполагается постоянное непрерывное поддержание напряжения на батарее, и для этого режима обычно задаётся другой порог - 13.3...13.7В. Если Вам не требуется полная ёмкость батареи в любой момент, то лучше выбрать меньшее значение - 13.3В.

Щелочные (никель-кадмиевые, никель-металлгидридные, никель-железные) аккумуляторы нужно циклировать. Без циклирования они быстро дохнут, ибо у них есть так называемый "эффект памяти". С этим эффектом можно бороться, но это весьма долгий и малоэффективный процесс.
Поэтому для фонарика в коридоре я бы посоветовал Вам какие-нибудь недорогие щелочные ("алкалиновые") батарейки. У них ёмкость в разы больше чем у аккумуляторов того же габарита, так что на год их хватит. В таких вещах как фонари малой мощности щелочные батарейки себя зарекомендовали гораздо лучше щелочных аккумуляторов.

Литиевые аккумуляторы можно держать на постоянном подзаряде, но долго они будут жить только при небольших напряжениях около так называемого "режима хранения" - порядка 3.7...3.9В. Конечно, заряжен он будет при таком напряжении лишь на 50-70%.
Вообще же, литиевым аккумуляторам не свойственен почти полный разряд за полгода. Скорее всего у Вас там просто какой-нибудь слишком дерьмовый китайский аккумулятор из серии "UltraFire", "ThrustFire" - выбросьте его и замените на нормальный. Тогда ему контрольного подзаряда раз в год будет достаточно.
А может у Вас там ещё и фонарик с "программным выключением", т.е. он всегда частично включен и жрёт заряд. Вынимайте аккумулятор из фонаря при длительном хранении.


Итог:
Свинец - постоянно подзаряжать можно без вреда.
Литий-ион - постоянно заряжать тоже можно без вреда, но это лишено смысла, т.к. у них и так малый саморазряд.
Щелочные - постоянно заряжать нет особого смысла, будет только хуже.

[deema]

Спасибо! Теперь есть над чем подумать.
В первую очередь попробую заменить 3 ААА аккумулятора на литий 3,7В (где-то валялся аккумулятор от регистратора, должен войти в корпус) алкалиновые батарейки не хочу ставить, руки чешутся применить солнечные панельки   
По остальным вариантам - ура! Значит аккумуляторы будут всегда готовы к редкому, но критически важному использованию.

[Alex_Soroka]

Решил написать в корень раздела, так как вопрос касается нескольких типов аккумуляторов.

ХИТ (химические источники тока) это _общее понятие_ и в разных системах АКБ происходят похожие процессы, что дает возможность некоторые методы заряда и восстановления применять "не глядя на лица".

К сожалению не очень хорошо разбираюсь в химических процессах заряда аккумуляторов, а то, что удалось найти, практически не дает ответа на мой вопрос.

Вы вот это читали?
https://electrotransport.ru/index.php?topic=2103.0

Вопрос касается постоянного дозаряда (поддержания готовности аккумулятора к использованию) очень низкими токами, незначительно превышающими ток саморазряда батареи.
Разные источники информации противоречат друг-другу: одни пишут - всё нормально, батарея быстрее умрет от естественных причин, чем от таких токов, другие говорят - верный путь убить батарею (литиевые - металлизируются, свинцовые - выкипят, никельметаллгидридные "запомнят" начальную емкость вблизи конечной).
Какое мнение, по Вашему, более верное?

Я его не раз писал: ЛЮБУЮ систему ХИТ надо "отпускать", т.е. снимать это напряжение поддержания.
Самое лучшее - это "качели" поддержки - когда напряжение упадет ниже порога(зависит от) тогда проводим заряд с добивкой, а потом опять отпускаем ХИТ.

У меня есть несколько панелек солнечных батарей на поликристаллах кремния, в сумме выдадут 8В при токе КЗ 10-20мА (сторона не солнечная). При подключении схемы напряжение падает до нужных 4В (остальное съедает ток покоя схемы светильника). Сама идея, как мне кажется, неплоха: солнечные элементы все светлое время суток подзаряжают аккумуляторы, чтобы ночью отработать 6-7 минут.
Но как это скажется на времени жизни аккумуляторов?

"моргалку" с компаратором к ним пристройте и забудьте про проблему.

Идея такова: через DC-DC преобразователь 12-24В/4,4В постоянно подзаряжать аккумулятор через диод Шоттки. Когда напряжение на батарее достигнет 3,9В диод Шоттки закроется и далее процесс будет протекать уже в границах открытия/закрытия диода. Учитывая малый ток диода вблизи начала его VA характеристики, заряжаться аккумулятор будет до 3,8В достаточно быстро (ток преобразователя чуть больше 100мА) а до окончательных 3,9В еще пару-другую недель

а бортовой свинцовый АКБ вы заряжать не будете ? Вы хотите его угробить малыми токами?

Pb: Про этот аккумулятор я подумал уже при прочтении вашего форума. В гараже стоит аккумулятор 65А/ч, на всякий случай - завестись зимой если умер основной. Т.е. сами понимаете, нужен один-два раза в год на несколько минут. Прочитал на вашем форуме, что лучше всего его хранить заряженным до 14,5В, не допуская разряда меньше 10-11В.

Вы издеваетесь ???
напряжение 100% заряда свинцового АКБ это 12.6...13.1в (зависит от плотности электролита)!
Какие такие 14.5в ????????????

Как Вы считаете, не умрет ли аккумулятор быстрее, если я его буду подзаряжать с блока питания 14,4В через ограничивающий резистор (подберу его сопротивление подбором), компенсирующий саморазряд аккумулятора?

Умрет быстро, как в УПСах которые не регулируют заряд в "стенд бай" режиме.

[deema]

Вы вот это читали?
https://electrotransport.ru/index.php?topic=2103.0

До своего первого сообщения я видел эту статью, но признаюсь, прочитал ее по диагонали: показалось, что это скорее к вопросу о лечении аккумуляторов. Сейчас снова прочитал ее (и поссылке - про гелевые аккумуляторы) Многое стало понятнее из химических процессов (правда, понял далеко не всё, но про сульфатацию кажется, какая ясность имеется). Даже захотелось купить Ваш зарядник. Осталось победить жабу)

ЛЮБУЮ систему ХИТ надо "отпускать", т.е. снимать это напряжение поддержания.
Самое лучшее - это "качели" поддержки - когда напряжение упадет ниже порога(зависит от) тогда проводим заряд с добивкой, а потом опять отпускаем ХИТ.

Спасибо. "Намотаю на ус".

подзаряжают аккумуляторы, чтобы ночью отработать 6-7 минут.
Но как это скажется на времени жизни аккумуляторов?

"моргалку" с компаратором к ним пристройте и забудьте про проблему.

Про моргалку не совсем понял. Т.е. в светлое время суток накапливаем потихоньку где-то заряд, например, на ионисторе, а как напряжение на металлгидридном аккумуляторе достигнет нижнего порога - отдаем весь заряд импульсом 0,1С. Так? Тогда уже есть смысл вообще заменить металлгидридные батареи на ионисторы. Надо будет подумать потом об этом, спасибо за наводку.

а бортовой свинцовый АКБ вы заряжать не будете ? Вы хотите его угробить малыми токами?

Не совсем понял, про бортовой акк., простите. Смысл этого варианта был в поддержке лития в фонарике во время работы генератора. Это по сравнению, сэлектроникой автомобиля вообще мизерные токи. Впрочем, и тут можно реализовать "качели" на каком-нибудь ключевом устройстве с гистерезисом от 3,5 до 4В.

Вы издеваетесь ???
напряжение 100% заряда свинцового АКБ это 12.6...13.1в (зависит от плотности электролита)!
Какие такие 14.5в ????????????[/b]

Я кстати, 14,5 в нескольких обсуждениях видел (в том числе и Вашей статьи), отсюда и запало в память как напряжение полного заряда. Видимо, мой недостаток знаний в этой области сказывается и на восприятии информации. Т.е., судя по Вашей статье, втупую (без контроля заряда и пауз на завершение хим. процессов) лучше не заряжать даже до такого напряжения, так?

Спасибо.

[DIVAS]

[user]deema[/user], про 14.5В я уже писал выше - это напряжение окончания заряда в ЦИКЛИЧЕСКОМ режиме, причём заряд должен быть отключён после падения тока до 0.1С. Циклический режим сам по себе подразумевает, что после заряда и некоторой паузы аккумулятор будет разряжен, а не полежит и снова на зарядку!

Если Ваш случай не подразумевает цикличности, а только постоянное поддержание заряда, то заряд до напряжений больше 13.3...13.7В категорически противопоказан, а при 14.5В аккумулятор выкипит за неделю полностью. А если следовать рекомендациям [user]Alex_Soroka[/user], то при таком режиме лучше вообще не вылезать выше 12.6..13.1В.

Как я понял его рекомендации, нужно даже в этом случае периодически отключать заряд и возобновлять его по мере необходимости, а не бездумно коптить аккумулятор круглый год 24 часа в сутки постоянным напряжением. Реализовать это можно на одном компараторе с гистерезисом, например, отключать заряд при 13.1В, а возобновлять - при 12.6В.