Насколько уменьшится емкость li-ion аккумуляторов после нескольких лет хранения

Очень часто происходят дискуссии о том, насколько сильно влияет долгое хранение li-ion аккумуляторов на их рабочие характеристики. Снижается ли после долго хранения емкость аккумуляторов? А если снижается, то насколько? Можно ли использовать аккумуляторы, которые лежали без дела несколько лет?

Попробуем в этом разобраться. Выражаем благодарность компании KeepPower-Украина за предоставление li-ion аккумуляторов формата 18650, которые несколько лет находились у них на хранении. Было получено шесть разных аккумуляторов со сроками хранения от 3 до 6,5 лет:

• Panasonic NCR18650G
• Panasonic NCR18650BM
• Panasonic NCR18650A
• Samsung ICR18650-22F
• Sanyo UR18650FM
• Sanyo UR18650ZTA

Методика тестирования

В начале было измерено напряжение и внутреннее сопротивление всех аккумуляторов, чтобы произвести первоначальную оценку их состояния после хранения. После этого все аккумуляторы были несколько раз прогнаны циклами заряд/разряд, чтобы избавиться от возможных последствий долгого хранения. Так сказать - привели аккумуляторы в чувство после долгой спячки.

Тестирование проводилось разрядом токами 0,5 и 3 Ампера с замером емкости. После тестирования снова было проведено измерение внутреннего сопротивления аккумуляторов, чтобы зафиксировать возможное его изменение.

Тестирование в режиме разряда постоянным током проводилось прибором Rigol DL3021, измерение внутреннего сопротивления - прибором YR-1030.

Panasonic NCR18650BM

Первоначальное напряжение на аккумуляторе - 3,56 Вольт, внутреннее сопротивление - 22,2 мОм.

• Возраст аккумулятора -  3 года
• Минимальная емкость - 3030mAh
• Максимальное напряжение - 4,2 Вольт
• Минимальное напряжение - 2,5 Вольт

Внутреннее сопротивление после тестирования -20,6 мОм.

Panasonic NCR18650A

Первоначальное напряжение на аккумуляторе - 3,61 Вольт, внутреннее сопротивление - 32,7 мОм.

• Возраст аккумулятора -  4 года
• Минимальная емкость - 2950mAh
• Максимальное напряжение - 4,2 Вольт
• Минимальное напряжение - 2,5 Вольт

Внутреннее сопротивление после тестирования - 33,1 мОм.

Samsung ICR18650-22F

Первоначальное напряжение на аккумуляторе - 3,67 Вольт, внутреннее сопротивление - 45,9 мОм.

• Возраст аккумулятора - 4 года
• Минимальная емкость - 2150mAh
• Максимальное напряжение - 4,2 Вольт
• Минимальное напряжение - 2,5 Вольт

Внутреннее сопротивление после тестирования - 46,7 мОм.

Sanyo UR18650FM

Первоначальное напряжение на аккумуляторе - 3,79 Вольт, внутреннее сопротивление - 42,8 мОм.

• Возраст аккумулятора -  4 года
• Минимальная емкость - 2500mAh
• Максимальное напряжение - 4,2 Вольт
• Минимальное напряжение - 2,5 Вольт

Внутреннее сопротивление после тестирования - 42,5 мОм.

Sanyo UR18650ZTA

Первоначальное напряжение на аккумуляторе - 3,80 Вольт, внутреннее сопротивление - 42,2 мОм.

• Возраст аккумулятора -  6 лет
• Минимальная емкость - 2900mAh
• Максимальное напряжение - 4,35 Вольт
• Минимальное напряжение - 2,75 Вольт

Внутреннее сопротивление после тестирования - 42,2 мОм.

Следует отметить, что максимальное напряжение данной модели аккумулятора составляет 4,35 Вольт, что выше стандартных 4,2 Вольт. Но перед тестированием аккумулятор был заряжен только до 4,2 Вольт (было нечем зарядить дj напряжения 4,35 Вольт). Поэтому результаты тестирования для этого экземпляра не совсем корректны.
По разным данным при заряде таких аккумуляторов только до 4,2 Вольт в них "недозаливается" от 10 до 15% емкости.

Panasonic NCR18650G

Первоначальное напряжение на аккумуляторе - 4,11 Вольт, внутреннее сопротивление -  35,9мОм.

• Возраст аккумулятора -  6 лет
• Минимальная емкость - 3450mAh
• Максимальное напряжение - 4,2 Вольт
• Минимальное напряжение - 2,5 Вольт

Внутреннее сопротивление после тестирования - 36,8 мОм.

Кто повнимательнее, тот заметил, что похоже этот аккумулятор был когда-то заряжен до 4,2 Вольт, т.к. перед тестированием его напряжение было 4,11 Вольт. Мы тоже на это обратили внимание и обратились к лицу, от которого получили эти аккумуляторы на тесты. С его слов этот аккумулятор скорее всего был заряжен примерно в 2014 году и после этого лежал в коробке. Если это так, то это очень хороший показатель по саморазряду. Саморазряд очень-очень низкий.

Анализ результатов

На диаграмме представлено сравнение измеренной емкости аккумуляторов при разряде токами 0,5 и 3 Ампера с минимальной емкостью, указанной в datasheet производителя. Как можно увидеть - емкость части аккумуляторов превышает минимально-гарантированную, емкость нескольких аккумуляторов немного ниже минимально-гарантированной. 

Для удобства восприятия на диаграмме ниже показано,  какая емкость в процентах от минимально-гарантированной была зафиксирована при разряде током 0,5 Ампера.

Не забывайте, что модель Sanyo UR18650ZTA имеет максимальное напряжение 4,35 Вольт. А перед тестированием аккумулятор заряжался только до 4,2 Вольт. Поэтому чтобы получить правильную картину по этому аккумулятору следует к измеренной емкости добавить еще примерно 10-15%.

Выводы

По результатам тестирования видно, что после нескольких лет хранения, конечно, li-ion аккумуляторы немного теряют в емкости, но снижение емкости оказалось совсем небольшим. Внутреннее сопротивление аккумуляторов также находится в пределах нормы и сильно не изменилось. Усиления саморазряда (снижение напряжения на заряженном аккумуляторе со временем)  также отмечено не было.

Таким образом, можно сделать вывод, что к ухудшению характеристик (уменьшение емкости, увеличение саморазряда и внутреннего сопротивления) приводит не долговременно хранение, а работа аккумуляторов в циклах разряд/заряд.

Дата проведения тестирования аккумуляторов - март 2019 года.