Trzymałem baterie w moich narzędziach elektrycznych w pełni naładowane i patrzyłem, jak umierają o wiele wcześniej

Akumulatory Ryobi ONE+ o pojemności 4 Ah regularnie kosztują 60 USD lub więcej, a większość poważnych użytkowników narzędzi używa ich kilka sztuk na zmianę. Jeśli spędziłeś trochę czasu na budowaniu kolekcji narzędzi bezprzewodowych w systemie ONE+, wiesz, jak szybko te koszty się kumulują. Zestaw wiertarki tutaj, piła tarczowa tam, i nagle masz cztery lub pięć akumulatorów krążących po garażu.

Większość ludzi zakłada, że to intensywne używanie skraca żywotność baterii. Używaj swoich narzędzi wystarczająco mocno, a akumulatory się zużyją. Taka jest historia. Ale po obserwowaniu niektórych baterii w mojej własnej kolekcji, które zużywały się znacznie wcześniej niż inne — akumulatory, które nawet nie były często używane — zacząłem badać, co faktycznie powoduje degradację. Odpowiedź nie leżała tylko w samym obciążeniu. Miało to więcej wspólnego z tym, co robiłem, gdy narzędzia nie pracowały.

Sprawca siedzący teraz w twoim garażu

W pełni naładowana bateria jest bardziej obciążona niż działająca

Oto nawyk, którego większość właścicieli narzędzi bezprzewodowych nigdy nie kwestionuje: gdy projekt się kończy, baterie wracają na półkę w pełni naładowane. Na pierwszy rzut oka ma to sens. Pełne naładowanie oznacza gotowość do pracy. Nie trzeba się borykać z oczekiwaniem na doładowanie, gdy zaczyna się kolejna praca.

Problem w tym, że chemia litowo-jonowa nie funkcjonuje komfortowo przy 100%. Ogniwa utrzymywane w pełnym naładowaniu są pod stałym napięciem, nawet gdy nic nie pobiera prądu. Badacze baterii mają na to termin: starzenie kalendarzowe. To powolna utrata pojemności, która narasta, gdy pakiet stoi nieużywany — nie ma to nic wspólnego z tym, ile razy był ładowany i rozładowywany.

Liczby to potwierdzają: przy pełnym naładowaniu bateria litowo-jonowa może stracić nawet do 20% swojej pojemności w ciągu jednego roku tylko od pozostawania w spoczynku. Trzymając tę samą baterię w zakresie 40-60%, ta wartość spada poniżej 5%. To nie jest błąd zaokrąglenia. Jeśli to samo porównamy w okresie dwóch lub trzech lat sezonowego przechowywania, zauważymy wyraźnie skrócony czas pracy baterii, które wciąż powinny mieć większość swojego życia przed sobą.

Dlaczego chemia działa przeciwko pełnemu magazynowaniu

Napięciowy stres to to, co faktycznie zabija ogniwa litowo-jonowe

Liczba cykli ładowania przyciąga najwięcej uwagi w rozmowach o żywotności baterii, ale same cykle to nie wszystko. Równie ważne — czasem nawet ważniejsze — jest, ile czasu bateria spędza blisko skrajnych wartości napięcia. Wysoki poziom naładowania utrzymuje ogniwa w ciągłym stanie stresu elektrochemicznego. Jest to równoważne z utrzymywaniem sprężyny w pełnym ściśnięciu bez końca w porównaniu z jej normalnym użytkowaniem. Sprężyna szybciej się męczy pod stałym obciążeniem niż przy regularnym ruchu.

Zakres ładowania 40-60% nie jest preferencją producenta — to obszar, w którym chemia ogniwa znajduje się pod najmniejszym napięciem. W przypadku narzędzi, których używasz regularnie, nie jest to problem: akumulatory cyklują się wystarczająco często, że poziom naładowania w magazynie prawie się nie liczy. Problem pojawia się w okresach niskiej aktywności. Późną jesienią, gdy projekty na zewnątrz się kończą. W intensywnym okresie w pracy, który trzyma cię z dala od garażu przez sześć tygodni. Każdy okres, w którym akumulator może leżeć w pełni naładowany na półce przez miesiąc lub dłużej. Wtedy napięcie powoduje narastający stres, który staje się mierzalny.

Drugi koniec spektrum jest równie szkodliwy

Bateria, która rozładuje się i pozostaje rozładowana, może stać się trwale nieaktywna

Przechowywanie przy częściowym naładowaniu ma znaczenie, ale tak samo ważny jest drugi ekstremum. Całkowicie rozładowana bateria litowo-jonowa, pozostawiona sama sobie na tyle długo, może przejść w głębokie rozładowanie — stan, w którym system zarządzania baterią całkowicie blokuje pakiet jako środek ochronny. Ładowarka nic nie widzi lub wyrzuca błąd, a pakiet jest skutecznie martwy niezależnie od tego, ile faktycznie pozostało w ogniwach.

To przydarzyło mi się z pakietem, który zostawiłem w szufladzie od jesieni do następnej wiosny. Kiedy w końcu go wygrzebałem i podłączyłem do ładowarki, nic się nie działo. BMS całkowicie go zablokował. Cel 40-60% nie chodzi tylko o spowolnienie starzenia kalendarzowego na górnym końcu — chroni też przed tym trybem awarii na dolnym końcu. Oba skrajne stany uszkadzają ogniwa litowo-jonowe. Środek to miejsce, gdzie najdłużej się utrzymują.

Dwa kolejne nawyki warte omówienia w tej samej rozmowie

Ładowanie na zimno i stacje dokujące ładujące oba cicho działają na niekorzyść zdrowia baterii

Problem z opłatą za przechowywanie jest nagłówkiem, ale dwa powiązane zwyczaje należą do tej samej rozmowy. Pierwszy to ładowanie na zimno. Przechowywanie w zimnie nie uszkadza akumulatorów litowo-jonowych — zostawienie pakietów w nieogrzewanym garażu przez styczeń jest w porządku. To, co powoduje trwałe uszkodzenie, to podłączenie zimnej baterii bezpośrednio do ładowarki. W temperaturach poniżej zera proces ładowania ulega awarii na poziomie chemicznym. Jony litu, które powinny wchłaniać się w anodę, zamiast tego osadzają się na jej powierzchni jako metaliczny lit — forma degradacji, która jest strukturalna i trwała. Naprawa nic nie kosztuje: przynieś baterię do środka i pozwól jej osiągnąć temperaturę pokojową przed podłączeniem. Zwykle wystarcza godzina.

Drugim nawykiem jest używanie ładowarki jako stacji dokującej do przechowywania. Nowoczesne ładowarki odcinają prąd przy 100%, więc nie ma ryzyka nagłego przeładowania. Jednak wiele z nich po odcięciu prądu stosuje niskoprądowe doładowanie, aby utrzymać pełną pojemność, ponieważ ogniwo naturalnie się samorozładowuje. To doładowanie utrzymuje pakiet stale przy wysokim napięciu — ten sam warunek powoduje starzenie kalendarzowe.

Po sesji wkręcania łączników — tego rodzaju pracy, w której odpowiednie ustawienie sprzęgła w wiertarce chroni cię przed ześlizgiwaniem się śrub — odłącz baterię od ładowarki, jak tylko wskaźnik zaświeci na zielono. Przez miesiące i lata ten pięciosekundowy nawyk ma wymierny wpływ na to, jak długo każda bateria pozostaje w użyciu.

Bateria za 70 dolarów wytrzymuje dłużej, niż powinna, jeśli odpowiednio się nią posługujesz

Żadne z tych rzeczy nie wymaga systemu ani arkusza kalkulacyjnego. Wersja praktyczna: kiedy narzędzia będą leżały ponad kilka tygodni, rozładuj całkowicie naładowane akumulatory, zanim je odłożysz. Jeśli wskaźnik pokazuje mniej więcej połowę, to jest właśnie ten poziom, który chcesz mieć. Przed naładowaniem czegokolwiek, co było w zimnym garażu, pozwól najpierw, aby ogrzało się w pomieszczeniu. Gdy lampka ładowarki zmieni kolor na zielony, odłącz akumulator. Trzy nawyki, żaden z nich nie jest skomplikowany, żaden nie jest kosztowny. Wymiana zużytego akumulatora za 70-100 USD to prawdziwy wydatek. Każda z praktyk, która opóźnia tę wymianę, jest darmowa.