Запас энергии у большинства аккумуляторов можно условно разделить на три части:
1) Доступная энергия, которая может быть использована в любой момент.
2) Пустая зона, которую можно пополнить подзарядкой.
3) Неиспользуемая часть или утраченная ёмкость, которая стала неактивной в результате использования и/или старения аккумулятора.
Чтобы лучше понять, как эти процессы влияют на ёмкость, представьте стакан с водой, на дно которого постепенно помещают небольшие камешки. Чем больше будет камней, тем меньшее количество воды вы сможете поместить в стакан, т.к. твёрдые тела будут попросту вытеснять любое жидкое содержимое. Так вот, “зона с камнями” как раз и будет той самой неактивной частью аккумулятора, которую нельзя использовать по назначению.
Аккумуляторы начинают разряжаться со дня их изготовления. В идеале, новый элемент должен обеспечивать 100% ёмкость, но зачастую даже аккумуляторы одной модели не могут похвастаться одинаковым содержимым. По мере того, как часть аккумулятора с “камнями” увеличивается, время зарядки сокращается (ведь сокращается ёмкость, которую можно заполнить энергией). Более быстрое время зарядки особенно заметно у аккумуляторов на основе никеля и иногда - свинцово-кислотных. У литий-ионных источников тока это явление будет не таким выраженным из-за того, что они обладают более низкой способностью к переносу заряда (т.е. более высоким сопротивление), что само по себе будет продлевать время зарядки даже у старых элементов.
В большинстве случаев старение носит линейный характер, а уменьшение ёмкости в основном зависит от количества рабочих циклов и условий хранения устройства. Чем выше температура окружающей среды, тем быстрее будет сокращаться ёмкость. Поэтому рекомендуется хранить аккумуляторы в прохладном (выше 0°C) месте с уровнем заряда 40-50%.
Необходимо помнить, что глубокий разряд нагружает аккумулятор больше, чем частичный, поэтому лучше чаще заряжать его, чем полностью разряжать.
Периодическая полная разрядка рекомендуется только для смарт-аккумуляторов в качестве калибровки и аккумуляторов на основе никеля для контроля «эффекта памяти». Он часто является результатом увеличения размеров кристаллических образований из активного вещества аккумулятора. Полный цикл разрядки/зарядки часто восстанавливает срок службы таких элементов. Периодический полный разряд во время работы батареи позволяет контролировать кристаллизацию и предотвращает повреждение сепаратора кристаллами.
Источники тока на основе лития и никеля обеспечивают от 300 до 500 полных циклов разрядки/зарядки, прежде чем их ёмкость упадет ниже 80%. Когда это произойдёт, аккумулятор следует заменить.
Однако порог окончания срока службы может варьироваться в зависимости от прибора, предпочтений пользователя и рекомендаций производителя. Измерение ёмкости - это лучший индикатор замены, и его следует проводить каждые 3 месяца с действующими аккумуляторными батареями (с помощью специального оборудования).
Помимо ёмкостных потерь, связанных со старением, существуют и другие причины гибели аккумуляторов. Особенно это касается свинцово-кислотных устройств, которые выходят из строя из-за сульфатации и коррозии решёток положительных пластин. Сульфатация — это появление белого слоя сульфата свинца, который образуется на отрицательной пластине устройства, если аккумулятор долго находится в разряженном состоянии. Помочь с решением этих проблем может выравнивающий заряд и периодическая зарядка до 100% (особенно в процессе хранения).
Помните, что характеристики аккумулятора всегда основаны на его новом состоянии. Это максимум, который не может поддерживаться в течение долгого промежутка времени. Как и в случае с новой блестящей машиной, аккумулятор будет изнашиваться, и если его не проверять, он выйдет из строя или испортит прибор.
Что касается процесса старения литий-иона — это, по сути, процесс окисления ячеек, который совершенно естественен и пока не может быть предотвращён, но может быть максимально отсрочен путём бережной эксплуатации и правильной зарядки.