Wednesday, October 12, 2005

How to charge your Li-Ion battery


เรื่องการใช้งาน Battery (ไม่ขอเรียกถ่านไฟฉายนะ แม้ว่ามันจะอย่างเดียวกันก็เถอะ) เห็นเถียงกันมาหลายกระแส ไม่จบไม่สิ้นว่าจะต้อง charge ยังไง รอหมดก่อนหรือเปล่าถึงค่อย charge เกิดสงสัยขึ้นมาแล้วก็พยายามค้นหาข้อมูล จนไปเจอเข้าให้จากพันทิพย์ ก็เลยเก็บมาเผื่อมีวันไหนได้ใช้ประโยชน์

แบบชนิด li-Ion มีข้อมูลจาก Handbook Of Batteries มีดังนี้Table 35.11 General Performance Characteristics of Li-Ion Batteries1. Operational cell Voltage "4.2-2.5 V"4. Continuous rate capability "Typical : 1C""High rate : 5C"6. Cycle life at 100 % DOD "Typically 3000"7. Cycle life at 20 to 40 % DOD "Over 20000"8. Calendar life "Over 5 year"9. self discharge rate "2 to 10 % / month"10. Memory effect "none"
ข้อ 1. แบตชนิดนี้ทำงานที่ระดับแรงดัน 4.2 V เมื่อแบตเต็ม และเมื่อใช้งานแบตจนมีแรงดันเหลือแรงดันเพียง 2.5 V (แรงดันจุดตาย) แล้วยังบังคับให้แบตจ่ายพลังงานต่อไปอีก ถือเป็นอันตรายต่ออายุการใช้งานของแบต

ข้อ 4. แบตชนิดนี้ชาร์จประจุระดับปกติที่อัตราการชาร์จ 1C ซึ่งหมายถึง 1 เท่า ของความจุแบต (มีหน่วยเป็น Ah อ่านว่า แอมป์-ชั่วโมง) เช่น

Li-Ion 1,000 mAh (1 พันมิลลิแอมป์-ชั่วโมง)แบตชนิดนี้มีความจุ C = 1000 mAh

ดังนั้น ถ้าต้องการชาร์จแบตระดับปกติให้ชาร์จที่กระแส 1000 mA หรือ 1 Aใช้เวลาชาร์จ 1 ชั่วโมงจากตารางข้างต้น ดังนั้นการชาร์จระดับสูง หรืออาจเรียกว่าการชาร์จแบตแบบเร็ว คือ 5C ให้ชาร์จที่กระแสชาร์จ 5 A ใช้เวลาชาร์จ 0.2 ชั่วโมง เป็นต้น (เวลาการชาร์จอาจเพิ่มจากนี้เนื่องจากการสูญเสีย Loss)

ข้อ 6 และ7 ต้องอธิบายความหมายของ DOD เสียก่อน (หัวใจของเรื่องวันนี้)

DOD หมายถึง Depth of Discharge หรือ ความลึกของการคายประจุแบต ในการชาร์จแบตใหม่ในแต่ละครั้ง
100 % DOD หมายถึง เราใช้งานแบต จนหมดเกลี้ยง 100 % แล้วนำไปชาร์จใหม่
20 % DOD หมายถึง ใช้งานแบตจนคายประจุออกมาจำนวน 20 % ของความจุแบต (เหลือความจุอยู่ 80 %) และเริ่มต้นชาร์จใหม่ จนแบตเต็มอีกครั้ง

จากตารางข้างต้นทำให้คุณทราบว่า
อายุการใช้งานของแบตขึ้นกับจำนวนครั้งของการชาร์จด้วย เป็นกรณีแรก (อายุแบตยังมีอีกกรณีคือ อายุแบตเนื่องจากเวลา)
ถ้าคุณใช้งานแบตหมดเกลี้ยงหรือ 100 % DOD ในทุกครั้งที่คุณชาร์จแบตใหม่ตลอดอายุของแบตที่อยู่คู่กับมือถือของคุณ คุณสามารถใช้งานแบตนี้โดยการ Charge >>> Discharge กลับไปกลับมาอย่างนี้ได้ 3,000 รอบ แบตจึงเสื่อมสภาพ

แต่ถ้าคุณใช้งานแบตไปประมาณ 20- 40 % ของความจุและชาร์จใหม่ ทำอย่างนี้ทุกๆ ครั้ง ในตลอดอายุการใช้งานแบต คุณสามารถ Charge >>> Discharge กลับไปกลับมาอย่างนี้ได้ 20,000 รอบ แบตจึงเสื่อมสภาพ

ถามว่า พฤติกรรมการใช้งานแบตของเราทำแบบ 20-40 % DOD หรือ 100 % DOD อย่างไหนดีกว่ากัน ขอตอบว่าแบบ 20-40 % DOD ดีกว่า เพราะถ้าสมมุติผมเลือกใช้งานแบตไป 20% DOD เสมอตลอดอายุการใช้งานแบต และผมได้ใช้งานไปแล้ว 15,000 รอบ คุณยังสามารถชาร์จแบตได้อีก 5,000 รอบ จึงครบ 20,000 รอบ จึงจะครบอายุแบต

และการใช้งาน 20% DOD ไป 15,000 รอบอย่างนี้มีความหมายเทียบเท่า 100 % DOD ที่การใช้งานไป 3,000 รอบ ดังนั้นอายุการใช้งานแบตนับเป็นจำนวนครั้งครับ

สรุป แบตชนิด Li-ion ควรใช้งานแบตให้มี % DOD น้อยที่สุด ชาร์จให้บ่อยที่สุดเพื่อ %DOD จะมีค่าน้อยที่สุด เพื่อจำนวนครั้งของการชาร์จจะเพิ่มยิ่งขึ้นอย่างมาก (5-6 เท่า) ซึ่งแตกต่างจากแบตชนิด Ni-Cd หรือ Ni-Mh ที่ต้องใช้แบตให้หมดเกลี้ยงทุกๆ ครั้ง

ข้อ 8 Calendar life "Over 5 year"
อย่างไรก็ตาม ถ้าคุณใช้แบตไปจนครบเวลา 5 ปี แล้วคุณยังใช้แบตยังไม่ครบจำนวนครั้งที่แบตสามารถรองรับได้ แบตก็จะเสื่อมได้อีกเช่นกัน เป็นการเสื่อมของแบตในกรณีที่สอง (กรณีที่ 1 เนื่องจากจำนวนครั้ง) แบตจะเสื่อมไปเองในเวลาที่มากกว่า 5 ปี

ข้อ 9 self discharge rate "2 to 10 % / month"
แบตชนิด Li-ion เมื่อชาร์จเต็มหรือมีประจุอยู่และไม่นำมาใช้งาน ประจุไฟฟ้าในแบตจะหายไปเองโดยอัตโนมัติประมาณ 2-10 % ต่อเดือน

ข้อ 10 แบตชนิดนี้ไม่มี Memory effect

ตรงนี้เป็นส่วนที่ผมอยากเพิ่มขึ้นมาเอง เพราะยังเหลืออีก 1 ปัญหาก็คือ เรื่องการใส่ Battery คาไว้ในเครื่อง ตามคู่มือของ Dell inspiron 1100 เขียนในหน้า Charging Battery ไว้ว่า

"You can leave the battery in the computer as long as you like.The battery internal circuitry prevents the battery from overcharging."

และ ยังบอกอีกนิดหน่อยว่า

"Remove the battery when you store ypur computer for an extended period of time.A battery discharges during prolonged storages.After a long storage period, recharge the battery fully before you use it.

เป็นอันว่าหมดปัญหาในการใช้งาน Battery ทุกข้อแล้วสิเนี่ย

Reference

เรียบเรียงโดยคุณ Texas ณ ห้องมาบุญครอง pantip.com

Handbook of Battery
Motorola Battery Lab Test
Dell Inspiron 1100 Owner's Manual

No comments: