Сколько ёмкости теряют Li-ion ячейки после долгого хранения

Один из частых вопросов к аккумуляторной мастерской: можно ли использовать ячейки, которые несколько лет лежали без дела? Насколько сильно падает ёмкость и растёт ли внутреннее сопротивление? Мы протестировали шесть разных аккумуляторов формата 18650 со сроком хранения от 3 до 6,5 лет, чтобы получить реальные цифры. Эта тема особенно актуальна для Казахстана: на дачах, в гаражах и кладовках годами лежат старые батареи от ноутбуков, шуруповёртов и фонарей — и владельцы хотят понять, стоит ли им давать вторую жизнь.

Методика теста

Перед тестированием измерили напряжение и внутреннее сопротивление всех аккумуляторов, чтобы провести первоначальную оценку состояния после хранения. Затем ячейки несколько раз прогнали циклами заряд/разряд — это своего рода «реанимация» после долгой спячки, позволяющая избавиться от возможных последствий хранения.

После этого разряжали токами 0,5 А и 3 А с замером ёмкости. По завершении теста снова измерили внутреннее сопротивление, чтобы зафиксировать его возможное изменение. Тестирование в режиме разряда постоянным током проводилось прибором Rigol DL3021, измерение внутреннего сопротивления — прибором YR-1030.

Результаты

Panasonic NCR18650BM, 3 года хранения. Напряжение перед тестом — 3,56 В, сопротивление — 22,2 мОм. Минимальная ёмкость по datasheet — 3030 mAh, максимальное напряжение 4,2 В, минимальное 2,5 В. После прогона ёмкость составила не менее 3030 mAh, сопротивление снизилось до 20,6 мОм. Потерь практически нет — ячейка ведёт себя как новая.

Panasonic NCR18650A, 4 года. Напряжение — 3,61 В, сопротивление — 32,7 мОм. Минимальная guaranteed ёмкость — 2950 mAh, напряжение 2,5–4,2 В. Ёмкость — не менее 2950 mAh, сопротивление после теста — 33,1 мОм. Стабильный результат, сопротивление практически не изменилось.

Samsung ICR18650-22F, 4 года. Напряжение — 3,67 В, сопротивление — 45,9 мОм. Ёмкость по даташиту — не менее 2150 mAh, напряжение 2,5–4,2 В. Ёмкость — не менее 2150 mAh, сопротивление после теста — 46,7 мОм. Небольшой рост в пределах погрешности измерения.

Sanyo UR18650FM, 4 года. Напряжение — 3,79 В, сопротивление — 42,8 мОм. Ёмкость — не менее 2500 mAh, напряжение 2,5–4,2 В. Ёмкость — не менее 2500 mAh, сопротивление после теста — 42,5 мОм. Практически без изменений.

Sanyo UR18650ZTA, 6 лет. Напряжение — 3,80 В, сопротивление — 42,2 мОм. Минимальная ёмкость — 2900 mAh. У этой модели есть особенность: рабочее напряжение до 4,35 В (минимальное — 2,75 В), а не стандартные 4,2 В. Перед тестированием аккумулятор зарядили только до 4,2 В, поскольку оборудования для заряда до 4,35 В не было. По разным данным, при заряде таких ячеек только до 4,2 В в них «недозаливается» от 10 до 15 % ёмкости. Поэтому реальная ёмкость этого экземпляра выше измеренного значения. Сопротивление после теста осталось на уровне 42,2 мОм.

Panasonic NCR18650G, 6 лет. Напряжение — 4,11 В, сопротивление — 35,9 мОм. Ёмкость — не менее 3450 mAh, напряжение 2,5–4,2 В. Ёмкость — не менее 3450 mAh, сопротивление после теста — 36,8 мОм. Особое внимание: напряжение 4,11 В перед тестом говорит о том, что ячейка была заряжена до 4,2 В примерно в 2014 году и после этого лежала в коробке. Если это так, то показатель саморазряда за шесть лет — очень, очень низкий.

Анализ результатов

Сравнение измеренной ёмкости при разряде токами 0,5 А и 3 А с минимально гарантированной ёмкостью из datasheet показало следующую картину: часть ячеек держит заявленную ёмкость или даже превышает её, у нескольких зафиксировано небольшое снижение. Внутреннее сопротивление осталось в пределах нормы, серьёзного роста не отмечено ни у одного из участников теста.

Если представить результаты в процентах от минимально гарантированной ёмкости (при разряде током 0,5 А), то большинство ячеек показывают значения близкие к 100 % или выше. Исключение — Samsung ICR18650-22F, у которого ёмкость оказалась чуть ниже гарантированной, но разница не критична. Отдельно напомним про Sanyo UR18650ZTA: к измеренной ёмкости следует добавить 10–15 % из-за неполного заряда.

Что это значит на практике

Долгое хранение само по себе не убивает Li-ion аккумулятор. К ухудшению характеристик — уменьшению ёмкости, увеличению саморазряда и внутреннего сопротивления — приводит не хранение, а работа в циклах разряд/заряд. Ячейки, которые пролежали несколько лет в сухом прохладном месте при умеренном заряде, вполне могут остаться работоспособными и сохранять ёмкость на уровне, близком к номинальному.

Это особенно актуально для казахстанских реалий: на дачных участках, в частных домах и гаражах часто хранятся старые аккумуляторные батареи. Климат с резкими перепадами температур (зимой мороз до −30 °C, летом жара) ускоряет деградацию, но если ячейки хранились в относительно стабильных условиях — результат будет близок к нашему тесту.

Как хранить правильно

• Держите заряд около 3,7–3,8 В, а не 4,2 В. Полностью заряженные ячейки при длительном хранении деградируют быстрее.
• Храните в сухом месте при температуре 10–20 °C. Избегайте неотапливаемых помещений с экстремальными перепадами — это типичная проблема дач и гаражей в Казахстане.
• Перед использованием сделайте 2–3 цикла заряд/разряд, чтобы «вывести из спячки».
• Проверьте внутреннее сопротивление — оно лучше всего показывает реальное состояние ячейки. Если сопротивление выросло более чем в 1,5 раза от начального значения, ячейку лучше исключить из сборки.

Вывод

Если ячейки хранились в нормальных условиях, возраст 3–6 лет — не приговор. Тест показал, что качественные Li-ion аккумуляторы (Panasonic, Samsung, Sanyo) сохраняют ёмкость и внутреннее сопротивление в пределах нормы даже после нескольких лет без дела. Главное — проверить параметры перед сборкой, а не слепо верить наклейке. Если сопротивление в норме и ёмкость не ниже минимально гарантированной — ячейка пригодна для работы.

Есть ячейки с хранения или хотите собрать батарею из своих запасов? Приносите их в WATT-MEN — проверим ёмкость, сопротивление и скажем, годятся ли они для сборки. Консультация в WhatsApp.