Миф о том как Li-ion аккумуляторы замерзают на морозе

Существует мнение, что Li-ion аккумуляторы "замерзают" на холоде. А следовательно аккумуляторный инструмент и другая техника на Li-ion аккумуляторах зимой на улице работать не будет.

Мнение это ошибочное. Эксперимент, описанный ниже, докажет это.

Тестирование аккумуляторов при отрицательной температуре

Для тестов были выбраны 7 Li-ion аккумуляторов форм-фактором 18650:
Samsung 30Q
Samsung 25R
Sony VTC5
LG HE2
LG HE4
LG HG2
Sanyo NSX

Это наиболее распространенные и доступные аккумуляторы. Все перечисленные модели способны выдерживать постоянный ток разряда до 20А. Используются данные модели в аккумулятором инструменте, электротранспорте, электронных сигаретах и портативных источниках питания.

Тестирование проводилась при температуре -24С. Ток разряда 10А.
В процессе тестирования аккумуляторы не извлекались из морозильной камеры.

Результаты измерений

"Запустились" абсолютно все аккумуляторы. Но с заметно разным результатом.

График разряда аккумуляторов при комнатной температуре и при температуре -24С

При увеличении графика видно, что аккумуляторы ведут себя совершенно по разному.
Samsung 30Q - напряжение опускается до критического значения, а кривая LG HG2 находится в штатном диапазоне напряжений.

Разряд Li-ion аккумуляторов при температуре -24С

Напряжение на Samsung 30Q проседает до минимально допустимого. Устройство работающее на аккумуляторах Samsung 30Q скорее всего не включиться на морозе.

Разряд Li-ion аккумуляторов Samsung 30Q при температуре -24С

Как изменяется напряжение аккумуляторов на морозе.

Аккумуляторы в течение суток находились в морозильной камере при температуре -24С. Для измерения напряжения аккумуляторы не вынимались из морозилки.

Номинальное напряденные аккумуляторов 3,6В. Диапазон рабочих напряжение от 2,5В до 4,2В. Обычно электроника нормально работает в диапазоне напряжений от 2,7В до 4,2В. Фонарики и другие неприхотливые устройства могут работать и в большем диапазоне. От 2,5В до 4,35В.

Результаты измерений
Samsung 30Q - 2,68В
Samsung 25R - 2,78В
Sony VTC5 - 2,6В
LG HE2 - 2,89В
LG HE4 - 2,82В
LG HG2 - 3,16В
Sanyo NSX - 2,67В

Как видно из результата, напряжение всех аккумуляторов выше напряжения разряда.

LG HG2 - напряжение близко к номинальному.

Samsung 25R, LG HE2 и LG HE4 - напряжение ниже номинального, но все еще достаточное для включения большинства устройств.

Samsung 30Q и Sanyo NSX, Sony VTC5 - напряжение близко нижней границе диапазона. Вполне вероятно, что устройство не включиться, а индикация уровня заряда покажет, что аккумуляторы полостью разряжены.

Как отрицательные температуры влияют на время работы Li-ion аккумуляторов

На графике видно, что время работы LG HG2 при комнатной температуре и на морозе одинаковое.

Вывод

1. Li-ion аккумуляторы очень разные. Даже если аккумуляторы имеют сходные характеристики, то на морозе их работа может отличаться кардинально.

2. Проблемы связанные с работой на морозе - это не вина Li-ion технологии в целом. Это особенности конкретный моделей аккумуляторов.

3. Для работы на морозе можно рекомендовать аккумуляторы LG HG2

4. Напряжение на замерзших аккумуляторах растер первые 50-100 секунд. Это связано с тем, что аккумуляторы выделяют тепло в процессе разряда и таки образом нагревают сами себя. Так же аккумуляторы могут нагреваться от электронных схем, которые находятся с ними в одном корпусе.

5. Не стоит сразу использовать на полную мощность замерзшие аккумуляторы. Лучше дать им возможность нагреться на средней мощности.