Какой тип аккумулятора лучше: Ni-Cd, Ni-MH и Li-Ion аккумуляторы. В чем разница. Плюсы и минусы — купить на radiosila.ru

Чем отличаются батареи телефонов и какую лучше выбрать

Многие думают, что аккумуляторы все одинаковые и максимум знают, что они отличаются по емкости. Но этого знания недостаточно, чтобы разбираться в современных накопителях энергии. На самом деле отличия между ними намного важнее, чем может показаться на первый взгляд. К сожалению, производители устройств не дают выбора аккумулятора, который в них встроен, но можно же выбрать другого производителя или просто отказаться от гаджета. Если вы хоть раз покупали устройство с аккумулятором или только собираетесь его купить, тогда лучше ознакомьтесь с материалами, приведенными в этой статье.

Заряжать телефон можно по-разному, но аккумулятор в нем должен быть правильный.

Какие аккумуляторы бывают в телефонах

Так уж повелось, что исторически в смартфоны и другие подобные устройства устанавливали именно литий-ионные батареи (Li-ion). Они не обладают эффектом памяти, достаточно долговечные и не очень тяжелые. Можно сказать, что все в них хорошо. Ну, или было хорошо до определенного момента.

Сейчас производители начали переходить на новый тип батарей, который называется литий-полимерные (Li-poly). Такой тип более универсальный и подходит для разного рода потребительской электроники. Учитывая проблемы перегрева литий-ионных аккумуляторов, переход на новый тип не может не радовать.

Как продлить срок службы аккумулятора смартфонов Huawei и Honor.

Безопасность аккумуляторов, особенно на фоне историй о взрывающихся смартфонах, является серьезной проблемой и важной темой для обсуждения. Давайте разберемся, что они из себя представляет и почему надо обращать на них внимание при выборе и особенно при хранении.

Как работают литий-ионные аккумуляторы

Мало кто знает, но литий-ионная батарея появилась еще в 1912 году, но использовалась крайне редко до тех пор, пока в 1991 году на нее не обратила внимания компания Sony и не начала активно внедрять ее в свои камеры, плееры и другие устройства.

Четверть владельцев смартфонов скучают по съемным аккумуляторам. Почему?

”Новый” тип батарей оказался относительно недорогим в производстве, имел высокую плотность энергии и не имел эффекта памяти, то есть испортить его частыми зарядками на половине емкости было нельзя.

Эти батареи состоят из двух положительных и отрицательных электродов, разделенных жидким химическим электролитом, таким как этиленкарбонат или диэтилкарбонат. Из-за особенностей химического состава такая батарея может быть только прямоугольной. Именно поэтому Г-образные аккумуляторы в смартфонах часто являются просто двумя батареями, соединенными друг с другом.

Вот так может вздуться аккумулятор, если с ним что-то не так.

Емкость литий-ионного аккумулятора уменьшается со временем. Чем больше циклов зарядки, тем меньше емкость батареи. А еще такая батарея имеет свойства саморазряда. Она может разрядиться, когда просто лежит и не используется. Даже отдельно от устройства.

Как отключить приложения в фоновом режиме и сэкономить аккумулятор

Серьезным минусом таких батарей является то, что электролит в них становится нестабильным при экстремальных температурах и проколах оболочки. Это приводит к ”тепловому истощению” и воспламенению. Правда, не стоит сразу откладывать телефон подальше в комнату с бетонными стенами. Такое происходит очень редко — просто это возможно. Для того, чтобы этого не произошло, предусмотрены специальные контроллеры, которые сделают все, чтобы батарея не перегревалась.

Как работают литий-полимерные аккумуляторы

Технология литий-полимерных батарей новее, чем литий-ионных. Первые такие батареи были созданы в 70-годах прошлого века и только недавно появились в смартфонах. Например, Samsung сделал переход на литий-полимерные батарея только с выходом серии Galaxy S20. Хотя другие используют технологию чуть дольше.

Что делать если вздулся аккумулятор телефона

В литий-полимерных батареях тоже используется положительный и отрицательный электроды, но электролит внутри них не жидкий, а твердый, пористый или гелеобразный. В итоге риск теплового истощения и утечки электролита в таких батареях намного ниже. Кроме этого, они более прочные и могут даже изгибаться до определенного уровня. Это особенно полезно для некоторых типов устройств, особенно тех, что используются в сложных условиях. Короче говоря, они немного безопаснее, но системы защиты от перегрева в них все равно используются.

Основным недостатком этой технологии является значительно более высокая стоимость производства. Жизненный цикл литий-полимерных батарей короче, а еще они накапливают меньше энергии, чем литий-ионные батареи с таким же физическим размером.

Надо, чтобы аккумуляторы были заряжены. Разряженными им быть вредно.

Какой аккумулятор лучше

Оба типа аккумуляторов имеют свои плюсы и минусы. Литий-ионные аккумуляторы предлагают самые высокие емкости по самым низким ценам. Удобно, если вы хотите недорогой телефон, который работает от батареи больше одного дня. Недостатками Li-ion является постепенный саморазряд. Для ежедневного гаджета это не имеет большого значения, но при длительном хранении это надо учитывать. А еще они опаснее своих более новых собратьев.

Для сравнения, литий-полимерные батареи безопаснее, что особенно важно в наши дни в условиях развития сверхбыстрой зарядки. Эти батареи также имеют очень низкий уровень саморазряда, поэтому они почти не разряжаются, если вы их не используете — отличный вариант для гаджетов, которые используются не часто. Однако все эти плюсы приводят к более высокой стоимости, более короткому сроку службы и меньшей емкости при том же размере. Хотя литий-полимерные аккумуляторы более легкие и пусть на единицу объема вы получите меньшую емкость, зато она будет больше на единицу веса.

Что такое графеновый аккумулятор, и чем он хорош?

В целом, литий-полимерные аккумуляторы заменяют литий-ионные в индустрии смартфонов благодаря своей превосходной безопасности, универсальности форм-фактора и весовым характеристикам в устройствах высшего и среднего уровня. Хотя более доступные модели, скорее всего, будут придерживаться технологии литий-ионных аккумуляторов еще долгое время.

Вопросы о выборе аккумулятора

В Сети, в нашем Telegram-чате и в статистике поиска можно найти следующие частые вопросы, на которые я сейчас и дам ответ.

Безопасен ли литий-ионный аккумулятор

Неисправности и случайные повреждения литий-ионных аккумуляторов встречаются очень редко. Поэтому такую технологию можно считать очень безопасной. Даже на фоне еще большей безопасности литий-полимерных батарей она все равно очень и очень высокая, а случаи, о которых пишут в прессе, случаются один раз на десятки миллионов устройств. Так что можно не переживать. Особенно, если вы избегаете сильной жары и повреждения корпуса аккумулятора.

Берегите батарею и она вас не подведет.

Безопасны ли литий-полимерные батареи

В первую очередь безопасность литий-полимерных батарей достигается за счет отсутствия внутри жидкого электролита. Поэтому такой аккумулятор более устойчив к температурам и механическому воздействию. В итоге — да, он безопасен. Он даже более безопасен, чем литий-ионный аккумулятор.

Можно ли утилизировать литий-ионные аккумуляторы

Не только можно, но и нужно утилизировать любые аккумуляторы. Это чертовски вредная штука, которая даже в одиночку может нанести сильный вред окружающей среде. Сейчас батареи принимают в очень большом количестве мест, включая торговые центры, офисные здания и супермаркеты. Сдав туда батареи или сломанный телефон, вы без преувеличения сделаете большой вклад в экологию.

Гибкие и растягивающиеся аккумуляторы изменят мир смартфонов

Можно ли утилизировать литий-полимерные батареи?

Сказанное про литий-ионные батареи относится и к литий-полимерным. Их тоже обязательно надо утилизировать. Это важно и правильно. Не стоит думать, что одна батарейка ничего не решит. В ней слишком много вредной химии, которая попадет в почву, а это и овощи, которые вы едите, и вода, которую вы пьете. Лучше переработать.

Рейтинг аккумуляторов. Какой аккумулятор выбрать для автомашины?

По мере приближения зимы все ответственные автомобилисты начинают готовить свои машины к приближающимся заморозкам. Помимо обязательной проверки зимних шин и технических жидкостей (а также других этапов подготовки автомобиля к низким температурам), особое внимание стоит уделить аккумуляторной батарее — единственному источнику электроэнергии, способному «дать жизнь» двигателю авто. Правильно эксплуатируя АКБ и не забывая про ее своевременную замену, автовладелец может быть уверен в том, что машина никогда не удивит его неприятным сюрпризом — отказом заводиться из-за «севшего» аккумулятора.

Чтобы правильно подобрать надежный и эффективный аккумулятор для своего автомобиля, необходимо понимать, какой аккумулятор подойдет именно ему, какие бывают типы АКБ и какие параметры являются наиболее важными при подборе батареи.

Аккумуляторы AGM, SLI, EFB, GEL: как не заблудиться в трех буквах?

Чрезвычайно разнообразный автомобильный рынок диктует свои правила: технологии, применяемые в аккумуляторных батареях, не стоят на месте и позволяют подобрать оптимальный вариант в зависимости от цены и требований, предъявляемых к АКБ.

Рассмотрим подробнее эти технологии, а также базовое устройство батареи.

Автомобильные аккумуляторы состоят из шести независимых друг от друга секций, каждая из которых способна выдавать напряжение порядка 2–2,2 вольт. Итого суммарное напряжение АКБ — около 12–13,6 В. Каждая из шести секций, состоящая из двух пластин (одна — «минусовая» из свинца, вторая — «плюсовая» из диоксида свинца), погружена в электролит (водный раствор серной кислоты). Электролит, по определению, хорошо проводит электрический ток и, таким образом, путем химических реакций генерирует само электричество, которое и используется в автомобиле — в первую очередь для запуска двигателя.

В самых первых аккумуляторах в состав пластин добавлялась сурьма, которая предотвращала «разрушение» свинца — поэтому они называются сурьмянистыми аккумуляторами. Основным недостатком такого состава являлась необходимость постоянно следить за уровнем электролита (т. к. со временем он выкипает) и, при необходимости, «обслуживать» — доливать в аккумулятор дистиллированную воду.

В силу этой и других причин сурьмянистые аккумуляторы были вытеснены более прогрессивными альтернативами. Следующим шагом в развитии автомобильных АКБ стало снижение содержания сурьмы в пластинах — менее 5%, что и дало им название малосурьмянистых аккумуляторов. За счет этого снизилась частота обслуживания, однако целиком избежать потерь воды из электролита не удалось.

Кальциевые АКБ — более современное и эффективное решение проблемы испарения воды в электролите. Замена сурьмы на кальций как в «минусовых», так и в «плюсовых» пластинах привела к обозначению таких аккумуляторов как «Ca-Ca» («кальций-кальций») АКБ. Основной недостаток кальциевых батарей, в остальном более предпочтительных перед их сурьмянистыми «собратьями» — боязнь глубоких разрядов. Стоит серьезно относиться к риску «посадить в ноль» аккумулятор — в таком случае на пластинах начинают образовываться солевые отложения, приводящие к потере контакта пластин с электролитом и, как следствие — к невозможности выдать адекватный заряд.

Однако существенным плюсом кальциевого аккумулятора является крайне низкая потеря электролита и, следовательно, отсутствие необходимости доливать воду, а также больший пусковой ток.

Любой аккумулятор обладает рядом характеристик, на которые стоит опираться при выборе: пусковой ток, номинальная емкость, полярность, технология изготовления. Также в выборе подходящей АКБ поможет типоразмер в соответствии с одним из принятых в мире стандартов (о них ниже).

• Пусковой ток (или CCA — от англ. «Cold Cranking Amps» — «ток холодной прокрутки») — один из главных показателей АКБ. Достаточный пусковой ток необходим для запуска двигателя, в частности — для раскрутки его вала стартером. Таким образом, чем выше ССА — тем легче заведется двигатель. При покупке аккумулятора, например, для эксплуатации особо морозной зимой стоит обратить внимание на АКБ с увеличенным показателем ССА.
• Номинальная емкость — измеряется в ампер-часах и обычно указывается наряду с ССА на этикетке батареи. Однако данный показатель потому и называется «номинальным», что не отражает реальную эффективность работы аккумулятора. Сильное влияние на работу АКБ оказывают условия эксплуатации: состав электролита, срок службы, толщина свинцовых пластин и многое другое. Надежным ориентиром для автолюбителя, озабоченного подбором подходящей по емкости батареи, является в первую очередь информация от производителя — поэтому при покупке новой АКБ всегда стоит опираться именно на указания завода-изготовителя, которые можно найти в инструкции по эксплуатации автомобиля.
• Полярность аккумулятора — определяется расположением токопроводящих элементов (к которым подключаются провода автомобиля) на корпусе батареи. Для корректного подключения АКБ к бортовой сети машины необходимо правильно определить полярность, которая бывает прямой («минусовая» клемма расположена на правой стороне АКБ, если смотреть на нее сверху и повернуть батарею клеммами ближе к себе) и обратной (расположение «минуса» слева). В некоторых стандартах (например, в японском JIS, рассмотренном ниже) полярность указана в виде букв R (прямая) или L (обратная). Для некоторых батарей применяется расположение обеих клемм на одной и той же стороне, однако такое размещение не получило широкого распространения.

Технологии, применяемые в конструкции аккумуляторов и направленные на повышение их эксплуатационных характеристик, представлены четырьмя типами: традиционная с жидким электролитом (также известная как SLI), улучшенная с жидким электролитом (или EFB), гелевая (GEL) и технология абсорбирующего стекловолокна (AGM).

1. SLI (от англ. «Starting, Lightning, Ignition» — «стартер, освещение, зажигание») — является самым распространенным типом автомобильных АКБ, наиболее доступным по цене и оптимальным для большинства автомобилистов. SLI подходит для современных серийных автомобилей, к которым не предъявляются строгие требования по пусковому току и быстроте заряда.
2. EFB (от англ. «Enhanced Flooded Battery» — «улучшенная батарея с жидким электролитом») — повышенная в сравнении с SLI производительность при частичном разряде, повышенный ССА, увеличенный срок службы батареи. Улучшение характеристик достигается за счет покрытия свинцовой пластины дополнительным сетчатым слоем из полиэстера.
3. GEL (гелевые батареи) — в аккумуляторах данного типа в жидкий электролит добавляется «загуститель». Преимущества GEL-батареи — стопроцентная защита от протечки электролита, который надежно связан в гелеобразной основе. К недостаткам стоит отнести повышенное сопротивление менее текучего электролита, что не позволяет получить повышенный ССА при запуске двигателя.
4. AGM (от англ. «Absorbent Glass Mat» — «абсорбирующее стекловолокно»). Технологически наиболее современный тип аккумуляторов, имеющий отличительную особенность конструкции: каждая пластина обернута специальным сепаратором из стекловолокна, впитывающим в себя жидкий электролит и за счет плотного прилегания обеспечивающим исключительно плотный контакт электролита с пластиной. Таким образом достигается увеличенный по сравнению с SLI/EFB-батареями срок службы, повышенная производительность в условиях частичного разряда, а также герметичная конструкция, предотвращающая утечку электролита. К существенным недостаткам, способным оттолкнуть большинство рядовых автовладельцев, можно отнести его высокую стоимость — AGM-батарея в 3–5 раз дороже классического аккумулятора типа SLI, при этом для подавляющего большинства автомобилей, эксплуатируемых в обычных городских условиях, достаточно батарей, выполненных по технологии SLI или, при желании иметь чуть более современный вариант — EFB.

Рейтинг аккумуляторов разных типов

У автовладельца, который никогда не задумывался над тонкостями всех технологических процессов, связанных с «обычными аккумуляторами для машины», могут возникнуть сомнения при выборе той или иной технологии и модели АКБ для своего авто. Какой аккумулятор выбрать? Покупать «бюджетный» SLI, «средний» EFB или «инновационный» AGM? Стоит ли гнаться за максимально возможным показателем ССА? Как удостовериться, что выбранный аккумулятор подойдет к конкретному автомобилю и сопоставить возможности батареи с реальными потребностями машины?

Сделать свой выбор, не вдаваясь в технические детали, можно, следуя этой таблице:

Фактор	SLI	EFB	AGM
Стоимость	+++	++	+
Повышенный ССА	+	++	+++
Устойчивость к нагрузкам и глубоким разрядам	+	++	+++
Защита от протечки электролита и ударных/вибрационных нагрузок	+	++	+++
Скорость заряда	+	++	+++
Совместимость с гибридными автомобилями	+	++	+++

 

Как видно, наиболее удачным компромиссом между ценой и эффективностью для большинства автовладельцев может оказаться покупка аккумулятора EFB. Повышенный пусковой ток (ССА), что актуально в условиях суровой русской зимы, устойчивость к нагрузкам и глубоким разрядам (опять же, пригодится в холодный сезон), доступная стоимость, сопоставимая с брендовыми SLI-батареями, и другое.

Рассматривать аккумуляторы SLI целесообразно тем автолюбителям, для которых эксплуатация автомобиля не представляет проблемы в течение всего года: мягкая, щадящая зима, невысокое потребление энергии различными системами автомобиля, спокойный стиль вождения, отсутствие жесткого графика поездок, недопущение разрядов и высоких нагрузок на батарею.

Приобретение аккумулятора AGM — шаг, на который готовы пойти не все, но «стекловолоконная» батарея способна удовлетворить самого требовательного автомобилиста на современной машине. Особенно если это «гибрид» или модель с системой Start-Stop, позволяющей быстро отключать и включать двигатель во время остановок.

Независимо от окончательного выбора АКБ, стоит всегда помнить: при определении подходящих значений номинальной емкости и ССА в первую очередь следует опираться на рекомендации производителя — именно строгое соблюдение заводских спецификаций обеспечит долгую и беспроблемную эксплуатацию автомобиля!

Стандартизация аккумуляторных батарей

Существуют пять основных стандартов, регулирующих маркировку АКБ: российская (ГОСТ), европейская DIN, европейская же ETN, американская SAE и японская JIS. Каждая система использует свой набор «шифров», которые необходимо понимать для правильного выбора аккумулятора.

Учитывая общую «праворульность» автомобильного парка на Дальнем Востоке, логично в первую очередь рассмотреть именно японскую систему JIS, используя маркировку, представленную на иллюстрации справа. В данной маркировке аккумулятора выделены четыре шифра, каждый из которых имеет свое значение:

• 55: обозначает своеобразный «коэффициент емкости» батареи, однако данный показатель является весьма и весьма условным. В общем случае, для определения «истинной» емкости японского аккумулятора необходимо данный показатель разделить на 1.25. То есть в данном случае 55 Ач: 1.25 = 44 Ач — такова номинальная емкость данного аккумулятора.
• B: буквенный символ, идущий вторым шифром, обозначает ширину и высоту аккумуляторной батареи в миллиметрах с допустимой погрешностью до 3 мм. Наиболее распространенные на легковых авто типоразмеры — B и D.

Полная таблица обозначений АКБ согласно стандарту JIS приведена ниже.

Символ	Ширина, мм	Высота, мм
A	127	162
B	129 (127)	203
C	135	207
D	173	204
E	176	213
F	182	213
G	222	213
H	278	220

• 24: обозначает длину АКБ в сантиметрах.
• R: после длины АКБ идет латинская буквы R или L, в некоторых случаях батарея может вовсе не иметь никаких обозначений. Данная маркировка обозначает полярность (указывает расположение токовыводящих элементов на корпусе АКБ).

Схема определения полярности АКБ и его размеров

DIN

Использование данного стандарта родом из Германии постепенно вытесняется «конкурентом» — маркировкой ETN, однако DIN все еще достаточно распространен в европейских странах. Маркировка DIN выражается в 5 цифрах, 1-я из которых означает 6-вольтовую (значение от 1 до 2) или 12-вольтовую (значение от 5 до 7) батарею; 2-я и 3-я цифры показывают номинальную емкость, а 4-я и 5-я цифры отражают производительность АКБ и ее технические характеристики.

ETN

Второй из основных европейских стандартов — ETN — состоит из 9 цифр, первые 3 из которых означают то же самое, что и в стандарте DIN. Следующие 3 цифры, как и две последние в DIN, указывают на тип конструктивного исполнения. Наконец, последнее трехзначное число является одной десятой частью от тока разряда в амперах. Например, если это цифры 042, то ток разряда составит 420 А.

SAE

По данному стандарту, разработанному в США, на аккумулятор наносятся 5 цифр, первые 2 из которых определяют типоразмерную группу АКБ и ее полярность, а оставшиеся 3 цифры — ток холодной прокрутки в Ач.

ГОСТ

Российский стандарт имеет маркировку вида 6СТ-60АПЗ, где 1-я цифра «6» обозначает количество секций в АКБ, буквы (в данном случае «СТ» — стартерная) отражают назначение батареи. Следом указывается емкость батареи (60 Ач) и ее исполнение («А» — с общей крышкой, «П» — сепаратор из полиэтилена, «З» — залитая и заряженная).

Какую АКБ выбрать?

Итак, разобравшись в нюансах существующих аккумуляторных батарей, составим краткую поэтапную инструкцию по выбору наиболее подходящего вам варианта АКБ.

1. Уточнить информацию от производителя автомобиля: какие требования предъявляются им к показателям батареи — номинальной емкости, размерам и пусковому току. Для облегчения поиска рекомендуем воспользоваться специальным подборщиком аккумулятора на нашем сайте. Здесь вы точно определите, какой аккумулятор подойдет вашей машине.
2. Если определить заводские требования к АКБ не представляется возможным, необходимо проверить батарею, уже установленную в автомобиле, и определить, в соответствии с каким стандартом она изготовлена и какими характеристиками обладает.
3. Если однозначно определить емкость, ССА и полярность АКБ не представляется возможным, ни в коем случае не следует приобретать аккумулятор без предварительной консультации с профессиональным автоэлектриком, так как неправильная подборка и установка может привести к серьезным повреждениям как самой батареи, так и автомобиля. В автосервисах Гиперавто вам всегда будут рады помочь с подбором и установкой аккумулятора!

Хотите установить аккумулятор самостоятельно? У нас есть подробная пошаговая инструкция по замене АКБ в автомобиле!

Виды и типы аккумуляторов

На сегодня основным используемым типом аккумуляторов для ИБП и автономных решений являются кислотно-свинцовые и литий-ионные аккумуляторы.

 На рынке сегодня можно найти много разновидностей кислотно-свинцовых (LA = lead-acid) аккумуляторов и АКБ. Это стартерные, GEL, AGM, OPzV, OPzS. И из описаний «различных» типов LA аккумуляторов создаётся впечатление, что можно некоторым образом подобрать их и, заплатив таки весьма приличную сумму, надолго избавиться от этой проблемы. Однако это совсем не так.

Как бы красиво не назывался LA аккумулятор, в нём всегда есть водный раствор серной кислоты, свинец и их многочисленные соединения. Все прочие добавки в виде кальция, сурьмы, серебра … если и влияют на химические реакции, протекающие в ячейках, то только в худшую сторону. Применение этих добавок вызвано в основном физическими свойствами чистого свинца, а именно его мягкостью, которая не позволяет применять чистый свинец в АКБ автомобилей и других транспортных средств из-за вибраций и ударов. Классическая призматическая компоновка ячеек LA АКБ, мягко говоря, малооптимальна, батареи же из ячеек рулонного (циллиндрического) типа стоят несоразмерно дорого.
LA АКБ лучше всего работают при температуре около 25°С, при понижении температуры теряется  их электрическая ёмкость, а при повышении температуры снижается ресурс (количество циклов заряда-разряда). Так AGM батарея при 25°С может работать 10 лет, а при 33°С — только 5 лет, а при 42°С — 1 год. Оптимальная глубина разряда LA аккумуляторов обычно не превышает 30%, а при превышении оптимальной глубины разряда опять-таки снижается ресурс, причём иногда для того чтобы необратимо «убить» такой аккумулятор достаточно один раз разрядить его в ноль (например, на сильном морозе это легко сделать, как и случается с незаводящимися автомобилями). Вообще LA АКБ не любят недозаряда, хотя и перезаряд также вреден для них, и лучше всего работают в буферном режиме, а в системе автономного энергоснабжения АКБ работает в циклическом режиме. А, поскольку, любая батарея это последовательная цепочка из первичных ячеек, которые не могут быть совершенно идентичными, всегда возникает проблема разбалансировки уровней заряда на разных ячейках. Либо одни ячейки недозаряжаются, либо другие ячейки перезаряжаются, и проконтролировать это подручными средствами очень трудно. Несмотря на то, что все эти проблемы давно известны, не существует за внятные деньги аппаратуры, следящей за уровнями заряда для каждой ячейки, вероятно из-за того, что эти АКБ умирают тихо, а простейшие стартерные батареи стоят сравнительно недорого и в любом случае эксплуатируются в недружественных температурных режимах.

Это далеко не все, но вполне достаточные причины, чтобы считать LA аккумулятор очень нежным устройством. Этот аккумулятор может отработать заявленное количество циклов, но Вы должны постоянно следить за уровнем заряда в каждой его ячейке и эксплуатировать его при 20-25°С. Насколько это реально? Думаю, что это совершенно невыполнимая задача для простого пользователя. А результатом будут убитые за год-два аккумуляторы, может быть самые дорогие и стойкие продержаться три-четыре года. Поскольку же время жизни LA АКБ очень сильно зависит от множества трудно выдерживаемых в реальной жизни параметров, не один продавец не сможет внятно сказать, сколько реально прослужат LA АКБ именно у Вас. Зато открывается широкое поле для всякого рода недоговорённостей и умных слов, смысл которых сводится к следующему: кислотно-свинцовые АКБ у рядового пользователя ВСЕГДА проработают в несколько раз меньше в сравнении с максимально заявляемым сроком. Выражение «в несколько раз» при интенсивной эксплуатации я оцениваю как число между двумя и семью. И, наконец,  последний гвоздь в крышку гроба кислотно-свинцовых аккумуляторов. Они заряжаются очень долго – просто непозволительно долго. Нормальный ток зарядки в амперах для них составляет всего лишь 10% от амперчасов ёмкости АКБ (такой ток называется C/10 или 0,1C). Это означает следующее: даже если Вы возьмёте самые стойкие элементы OPzS и будете разряжать их до допустимых (но не оптимальных!) для них 70% разряда, то заряжать их Вам придётся около 6 часов, а потом «добивать» в импульсном режиме оставшиеся 5-10% ёмкости ещё 3-5 часов. Это не проблема для резервных систем, заряжаемых от сети, но очень неэффективно для автономных, внесетевых систем, и уж совсем неэффективно для зимней автономии, когда по времени солнца очень мало. Для добивки (полной зарядки) АКБ в пасмурную погоду потребуется несколько часов малопродуктивной работы топливного генератора практически на холостом ходу. А ведь все топливные генераторы не очень любят работать без нагрузки, т.е. в режиме холостого хода, они быстро теряют свой ресурс. Если же LA АКБ не дозаряжать, в них активно развиваются процессы сульфатации пластин, приводящие к снижению срока службы и реальной ёмкости. Сейчас на рынке появились LA АКБ, которые производитель «позволяет» заряжать до 80% ёмкости токами 0,3С, однако все основные параметры паспортной ёмкости как и прежде позиционируются на 0,05С. Это значит, что заряжая LA АКБ в таком режиме мы уменьшаем их ресурс и снижаем электрический КПД* АКБ. Для LA АКБ КПД = 65-80% (в зависимости от конкретного производителя и скоростей заряда и разряда)

Литий-ионные аккумуляторы, а именно LiFePO₄ АКБ последнего поколения выглядят более предпочтительно как для использования в системах полной автономии так и для серьёзных резервных систем. Их КПД в автономных системах 96-99%. Диапазон рабочих температур от -40 до +60°С. В диапазоне от  0 до +35°С без существенного  снижения ёмкости и ресурса. Хорошо держат глубокий разряд. Циклический заряд-разряд до 60-80% от номинальной ёмкости абсолютно нормальное явление для литиевых АКБ. 100%-й разряд не убивает литиевую АКБ, а только незначительно (менее 0,1%) снижает её общий ресурс. Количество глубоких циклов заряда-разряда достигает 5-8 тысяч, что существенно превосходит показатели кислотно-свинцовых АКБ.  Ток зарядки литиевых АКБ может достигать 3С. Реально же нужны меньшие значения в диапазоне 0,3-0,5С, что позволяет за 1-2 часа заряжать АКБ. Причём необязательно заряжать АКБ на 100%, для литиевых батарей это несущественно. А ведь именно в режиме неполного заряда очень часто работает система автономного энергоснабжения.

Литиевая АКБ в сравнении с аналогичной по номинальной ёмкости AGM дороже последней приблизительно в 3,5 раза. Однако AGM имеет оптимальную глубину разряда около 40 %, и соотношение цен за эффективный ватт-час равно уже 2-м. Вспоминаем сроки жизни сравниваемых АКБ. Для AGM заявленный срок работы в буферном режиме при 25°С составляет 7 лет, при циклическом режиме 2-3 года, т.е. около 1000 циклов, для LiFePO₄ батарей срок жизни как таковой не существует, кол-во же циклов таково, что можно говорить о 25 годах циклической эксплуатации. Т.е. время жизни LiFePO₄ в 8-12 раз больше чем AGM. Подытоживая всё вышесказанное, итоговая стоимость 1 полезного кВт-ч в AGM будет в 5-8 раз выше чем в LiFePO4.

Кроме того важным преимуществом LiFePO₄ АКБ является то, что в процессе работы они ничего не выделяют, их можно устанавливать в любом месте дома или офиса. А вот кислотно-свинцовые АКБ изначально требуют отдельного помещения с вентиляцией и поддержанием температуры в +20 +25°С, что сразу же удорожает вроде бы небольшую начальную стоимость этих АКБ.

* Коэффициент использования энергии или КПД АКБ, показывает отношение энергии, отданной АКБ, к энергии, израсходованной для её заряда

Какие бывают аккумуляторы для инверторов и ИБП: основные типы и отличия

Простые источники бесперебойного питания, которые мы используем в быту, состоят из аккумулятора и инвертора напряжения. Более сложные источники имеют множество расширенных возможностей и аккумуляторов, соединенных между собой параллельно, за счет чего достигается их большая мощность, такими являются промышленные и серверные ИБП. Перемычки для соединения аккумуляторов применяются в источниках с более чем одним аккумулятором. Они обеспечивают соединение батарей в ИБП и увеличение его мощности.

Наиболее слабой частью ИБП является аккумуляторная батарея, так как для обеспечения ее продолжительной службы нужны идеальные условия, которые невозможно воспроизвести в быту. Именно аккумуляторные батареи определяют длительность резервного питания и мощность источника. ИБП без аккумулятора существовать не может. Поэтому важно грамотно подходить к выбору батарей для источников. В этой статье мы рассмотрим аккумуляторы для инверторов и ИБП: какие они бывают, когда требуется замена батареи UPS и какие АКБ лучше выбрать.

Виды батарей для ИБП

В современном мире выпускается много различных типов аккумуляторных батарей, вот некоторые из них: марганцево-цинковые, никель-водородные, литий-полимерные, литий-ионные, серебряно-цинковые, никель-кадмиевые, медно-литиевые, свинцово-кислотные. Каждый вид АКБ имеет различное предназначение, различные свойства, различную конструкцию и различную стоимость.

Литий-ионный аккумулятор для ИБП

Литий-ионные батареи обладают большой удельной емкостью, что позволяет использовать их для питания мощных потребителей. При этом Li-Ion батареи имеют компактные размеры и малый вес.

Достоинства литий-ионных аккумуляторов: низкая стоимость обслуживания, отсутствие потери емкости, низкая скорость саморазряда, высокая энергетическая плотность, высокая надежность работы.

Недостатки: требуются специальные зарядные устройства, обладают эффектом старения, хранение допускается только в заряженном виде, малый диапазон рабочих температур, высокая стоимость.

Свинцово-кислотный аккумулятор для ИБП

Данный вид батарей получил наибольшее распространение, и не только в компьютерных ИБП.

Достоинства: длительность циклов работы, расширенный диапазон рабочих температур, стабильность напряжения, высокая надежность, низкий саморазряд, низкая стоимость, совершение до тысячи циклов разряда-заряда.

Недостатки свинцово-кислотных аккумуляторов: потеря работоспособности после глубоких разрядов, малая удельная емкость, большие габариты и вес.

Никель-металлогидридный аккумулятор для ИБП

Ni-MH аккумуляторы не получили широкого распространения в связи со сложностями в эксплуатации.

Достоинства Ni-MH батарей: отсутствие снижения уровня емкости, большая энергетическая плотность, стабильная работа, высокая удельная емкость.

Недостатки: высокий уровень расходов на эксплуатацию, сложный процесс заряда, высокий уровень саморазряда, глубокие разряды губительно влияют на батарею, малая нагрузочная способность, малый диапазон рабочих температур, высокая стоимость, малое число циклов разряда-заряда.

Никель-кадмиевые аккумуляторы для ИБП

Ni-Cd аккумуляторы для компьютерных бесперебойников в последние годы приобретают все большую популярность за счет малых размеров и веса, благодаря этому их все чаще применяют в портативной электронике. Также они используются как АКБ для бесперебойника. 

Достоинства: стойкость к температурным перепадам, простота эксплуатации, высокая надежность, низкая стоимость, низкий процент саморазряда, выдерживает до 1500 циклов перезарядки, высокая энергетическая плотность.

Недостатки: высокая стоимость утилизации и переработки, изготавливается из высокотоксичного вещества, потеря емкости, «эффект памяти».

Типы электролитов в АКБ

Также аккумуляторы могут различаться по типу используемого электролита: батареи по технологии AGM, батареи с жидким электролитом, батареи по технологии GEL. Ниже представлены описания каждого из них.

АКБ с жидким электролитом

Данный тип батарей получил наибольшее распространение и популярность. В качестве электролита используется раствор серной кислоты. Основным недостатком батарей такого типа является отсутствие у них герметичности, что негативно сказывается на экологии. Для обслуживания и зарядки требуются специальные нежилые помещения. Из-за этого они редко используются в ИБП. Однако такие батареи обладают низкой стоимостью.

Батареи по технологии GEL

Гелевые аккумуляторы для ИБП содержат в свое составе загуститель, который доводит электролит до желеобразного состояния. Во время работы данный тип аккумуляторов не выделяет никаких газов, за счет чего становится возможным изготовление герметичного корпуса. Специального обслуживания для таких аккумуляторов не требуется, при этом они безопасны для здоровья.

Гелевые аккумуляторы для бесперебойников обладают длительным сроком эксплуатации, высокой емкостью, широким диапазоном рабочих температур, высокой надежностью, однако такие батареи более дорогие и не выносят глубокого разряда.

Батареи по технологии AGM

Данный тип батарей является наиболее современным. Это усовершенствованная версия гелевых аккумуляторов. Электролит в таких батареях абсорбирован пористыми волокнами для придания ему желеобразной структуры. Эти батареи изготавливаются в герметичных корпусах и обладают уменьшенным электрическим сопротивлением, что положительно сказывается на их свойствах. В ИБП такой тип аккумуляторов используется все чаще. К достоинствам AGM батарей можно отнести продолжительный срок службы, низкую стоимость обслуживания, низкую себестоимость, большую эпикритическую емкость, высокую надежность.

Все аккумуляторные батареи со временем приходят в негодность, поэтому приходится искать куда сдать аккумуляторы от ИБП. Однако некоторые из них можно попытаться реанимировать. Но тут же встает вопрос: «Чем заряжать аккумулятор от бесперебойника?». Без специального зарядного устройства восстановить ИБП не получится. Мы с вами рассмотрели, какие аккумуляторы в бесперебойнике используются сегодня. Теперь можно идти в магазин за новым аккумулятором для ИБП, а старый утилизировать и не мучиться с его восстановлением.

Как правильно эксплуатировать литий-ионные аккумуляторы

Как правильно эксплуатировать литий-ионные аккумуляторы

Литий-ионный аккумулятор (Li-ion) — тип электрического аккумулятора, который широко распространён в современной бытовой электронной технике и находит своё применение в качестве источника энергии в электромобилях и накопителях энергии в энергетических системах.

В этой статье под правильной эксплуатацией литий-ионных аккумуляторов мы будем понимать соблюдение таких условий, в которых литий-ионный аккумулятор портативного устройства сможет работать безопасно, прослужит долго, причем функционирование устройства останется полноценным.

Речь пойдет именно о литий-ионных аккумуляторах, поскольку в большинстве современных мобильных гаджетов: в планшетах, в ноутбуках, в смартфонах и т. д. — установлены именно литиевые аккумуляторы. И если раньше можно было часто встретить никель-металл-гидридные, никель-кадмиевые, то сегодня массово применяются литиевые.

При правильной эксплуатации литий-ионный аккумулятор прослужит в 10-15 раз дольше, нежели при использовании как попало, что и будет раскрыто далее по тексту. Здесь будут приведены рекомендации для пользователей, соблюдение которых поможет сохранить литиевый аккумулятор эффективным и емким на протяжении всего периода пользования портативным устройством, пока не придет время и решение приобрести новое на замену старому.

Часто аккумулятор смартфона вздувается, нередко деформируя и корпус. Вздутие — симптом накопления газов, продуктов реакций протекающих внутри аккумулятора при неправильной его эксплуатации, приводящего к повышению давления на корпус изнутри.

Если вовремя не заменить вздувшийся аккумулятор, он в какой-то момент полностью разрушится или в худшем случае взорвется. Но самое интересное в этой истории со смартфоном то, что описанную проблему легко можно предупредить и предотвратить, соблюдая простые правила эксплуатации устройства с литий-ионным аккумулятором, и тогда ресурс аккумулятора сохранится максимально долго.

Не допускайте перегрева

Лишнее тепло, по какой бы причине оно не появилось, вредит литий-ионной батарее сильнее всего. Причинами могут стать как внешний источник тепла, так и стрессовые режимы заряда и разряда. Так, если вы оставили смартфон на солнце, например на пляже или в держателе внутри автомобиля, это снизит как способность аккумулятора принимать заряд в процессе зарядки, так и способность удерживать его после.

Лучше всего для сохранения емкости литиевой батареи, если температура ее корпуса не поднимается выше 20°C. Ежели температура поднимется выше 30°C, то способность удержания заряда уже понизится с исходных 100% до 80%.

При нагреве до 45°C способность аккумулятора удерживать заряд ослабнет уже вдвое. Температура в 45°C, кстати, легко достигается, если оставить устройство на солнце или интенсивно использовать энергетически мощные приложения.

То есть, если вы заметили, что устройство или аккумулятор ощутимо разогрелись, перейдите в прохладное место (если причина в температуре окружающей среды) или отключите ненужные приложения и службы, снизьте яркость дисплея, включите энергосберегающий режим — так вам удастся снизить потребляемую устройством мощность, и снизить ток, который течет через аккумулятор — аккумулятор начнет остывать.

Если это не поможет, выключите устройство, выньте батарею (если возможно) и подождите, пока она не охладится или пока не остынет устройство, если конструкция не позволяет извлечь аккумулятор.

Напротив, чрезвычайно холодная батарея, при температуре ниже -4°C, просто не сможет отдавать полную мощность пока не прогреется, лучше если до комнатной температуры.

Но вообще низкие температуры не способны причинить литиевой батарее такой необратимый ущерб, какой причиняют повышенные, поэтому после прогрева до комнатной температуры чрезвычайно холодного аккумулятора, свойства его электролита восстановятся. Выньте холодную батарею из устройства в помещении, или немного согрейте ее в руках, затем вставьте обратно.

Вовремя отключайте зарядное устройство

Если аккумулятор заряжается дольше чем положено, то есть если он остается подключен к источнику зарядного тока даже после того как полностью зарядился, это может убить аккумулятор, сильно понизив его емкость.

Суть в том, что рабочий уровень обычного литиевого аккумулятора не должен для безопасной работы превышать 3,6 вольта, однако зарядные устройства в процессе зарядки подают на клеммы 4,2 вольта. И если зарядное устройство вовремя не отключить (благо, некоторые отключаются автоматически сами), то внутри аккумулятора начнутся вредные реакции. В худшем случае пойдет чрезмерный перегрев, и цепная реакция в электролите не заставит себя долго ждать.

Фирменные оригинальные зарядные устройства (которые идут в комплекте с самим гаджетом от производителя) отличаются высоким качеством, они сами способны снижать зарядный ток, взаимодействуя по правильному алгоритму с аккумулятором и со встроенным в гаджет контроллером.

С оригинальными зарядными устройствами опасность наступления перезаряда минимальна. Но лучше всего для верности сразу отключать заряжаемое устройство от зарядника, как только поступил сигнал (звук, световая индикация или пиктограмма на экране), что аккумулятор полностью заряжен. Не оставляйте очень надолго полностью заряженный смартфон подключенным к зарядному устройству.

Не беспокойтесь, что когда вы отключите смартфон от зарядника, он начнет разряжаться, ведь литиевые аккумуляторы отличаются от других типов аккумуляторов низким уровнем саморазряда. Если даже аккумулятором вообще не пользоваться после зарядки, то спустя сутки после отключения зарядки лишь 5% энергии, но все ровно убудет, а за следующий месяц — еще 2%.

В любом случае нет необходимости оставлять устройство на подзарядке (даже от фирменного зарядного устройства) до последнего момента, лучше отключить сразу, как только на дисплее (или индикатором) показан полный заряд.

Все современные мобильные устройства на литий-ионных аккумуляторах показывают 100% заряда, когда аккумулятор действительно полностью заряжен, нет никакой необходимости держать дольше.

Не допускайте глубокий разряд

Есть разные варианты использования ресурса аккумулятора. Если каждый раз разряжать батарею быстро и полностью, это будет регулярно сопровождаться выделением большого количества тепла, ведь разрядные токи через батарею будут течь немалые, а это разрушительная нагрузка на аккумулятор.

Если же небольшие разрядные циклы будут короткими, пусть даже потом аккумулятор будет дозаряжен, а затем снова разряжен несколькими порциями, ресурс аккумулятора сохранится дольше.

Современные литиевые аккумуляторы нормально выдерживают неполный разряд и дозаряд, не то что самые первые литиевые экземпляры!

И если рассмотреть влияние циклов разряда-заряда на общий жизненный ресурс аккумулятора, то на самом деле три цикла разряда до 66% и дозаряда до 100% принципиально эквивалентны по изнашивающему действию паре циклов разряда до 50% и затем дозаряда до 100%.

Много коротких циклов разряда-заряда не вреднее нескольких более длительных циклов. Вреден интенсивный разряд — он вызывает нагрев и ведет к необратимым процессам, если является глубоким (до 20% и ниже).

Нагрев и высокая токовая нагрузка однозначно снижают общий жизненный ресурс аккумулятора. Каждый глубокий разряд медленно но верно ведет к необратимым разрушениям, поэтому старайтесь вообще избегать глубокого разряда. Если смартфон сам выключился — это признак глубокого разряда — не следует до этого доводить. 20% достаточно для того, чтобы поставить устройство на подзарядку или вставить резервную батарею.

Разряжайте и заряжайте литиевый аккумулятор медленно

Как было сказано выше, интенсивная разрядка и зарядка сопровождаются большими токами через электролит аккумулятора, что и ведет к его перегреву, и следовательно — к разрушительным процессам.

Но даже если стрессовый режим был допущен, и аккумулятор сильно нагрелся, не спешите ставить его на зарядку. Подождите пока он остынет, и только после этого подключайте к зарядному устройству, тогда он сможет нормально и безопасно принимать заряд.

В процессе зарядки аккумулятор тоже не должен перегреваться, если такое происходит, значит через электролит текут слишком большие токи, а это вредно.

Некачественные зарядные устройства грешат так называемой «быстрой зарядкой», как и некоторые индукционные беспроводные зарядники. Такими «быстрыми» зарядными устройствами лучше не пользоваться. Дело в том, что безопасное зарядное устройство обязано реагировать на ток, потребляемый аккумулятором в процессе зарядки, и оперативно менять подаваемое напряжение, если нужно — снижать, когда нужно — повышать.

Если зарядное устройство — это просто трансформатор с выпрямителем, то ваш аккумулятор скорее всего перегреется из-за перенапряжения и постепенно разрушится. Не все «быстрые» зарядники совместимы с литиевыми аккумуляторами.

Самый лучший вариант — оригинальное зарядное устройство от того же производителя, что и у заряжаемого устройства, идеально — зарядник из комплекта. Но если возможности применить оригинальный зарядник нет, то пользуйтесь тем, который дает меньший ток — это спасет аккумулятор от перегрева из-за подачи чрезмерной мощности.

Хорошая альтернатива оригинальному зарядному устройству — USB-порт компьютера. USB 2.0 даст 500mА, USB 3.0 — максимум 900mА. Этого достаточно для безопасной зарядки.

Некоторые из «быстрых» устройств способны вкачивать в батарею по 3-4 ампера, но это разрушительно для батарей небольшой емкости, коими являются аккумуляторы карманных мобильных гаджетов (см. документацию). Небольшой ток от USB – гарантия сохранности литий-ионного аккумулятора.

Имейте при себе резервный аккумулятор

Многие устройства допускают извлечение батареи, поэтому иметь запасной аккумулятор — совсем не проблема. Время работы устройства возрастет вдвое, исключается глубокий разряд (заранее установить резервный аккумулятор, не дожидаясь полного разряда основного), отпадает соблазн использовать вредный «быстрый» зарядник. 20% разряда основного аккумулятора — сигнал к тому чтобы установить резервный.

Если первая батарея сильно нагрелась от интенсивной нагрузки или по причине внешнего нагрева (случайно оставили на солнце) — вставьте запасную, и пока первая будет остывать, вы продолжите пользоваться вашим устройством, сохранив оба аккумулятора невредимыми. Когда тот что нагрелся остынет, его можно будет поставить на дозарядку в оригинальное зарядное устройство (сетевое или автомобильное).

Итак, чтобы литиевый аккумулятор прослужил долго и верно, необходимо:

1. Не допускать разогрева аккумулятора выше 30°C, лучшая температура 20°C.

2. Исключить чрезмерный заряд аккумулятора и перенапряжение на клеммах, оптимально 3,6 В.

3. Избегать глубокого разряда аккумулятора — пусть 20% будет пределом.

4. Не допускать высокие токовые нагрузки во время заряда и разряда (см. документацию), использовать USB.

5. Иметь резервный аккумулятор.

Ранее ЭлектроВести писали, что ученые представили новый катодный материал для металл-ионных батарей. Об этом говорится в работе исследователей из Центра энергетических наук и технологий Сколтеха.

По материалам: electrik.info.

Как выбрать аккумулятор для ИБП по парметрам

Автор: Voltmarket

Время прочтения: 5 мин

Свинцово-кислотные аккумуляторы крайне популярны как в Украине, так и в других странах мира. Они имеют отличное сочетание цены и технико-эксплуатационных характеристик. На данный момент главным потребителем свинцово-кислотных АКБ является автомобильная отрасль. Каждый автомобиль, мотоцикл и любой другой транспорт нуждается в надежном источнике питания с характеристиками, способными обеспечить высокие пусковые токи в любую погоду. Но для другого типа нагрузки — тягового — такие батареи довольно неэффективны ввиду не самого лучшего циклического ресурса и плохой переносимости сильных разрядов.

В нашей стране активно развивается сфера резервных источников питания, что не в последнюю очередь вызвано не самым лучшим качеством централизованного электроснабжения, которое то и дело дает сбой. Метеорологические условия, человеческий фактор недофинансирование обслуживающих организаций и еще масса причин приводят к возникновению самого разного рода аварийных и прочих ситуаций, вызывающих перепады напряжения и даже полное обесточивание сети. Это может повлечь за собой как обыкновенное отключение потребителей, так и их выход из строя. Очень неприятно обнаружить неисправный, скажем, холодильник из-за очередного скачка напряжения. В промышленной, информационной и прочих сферах деятельности все куда серьезнее, так как даже кратковременные остановки оборудования влекут издержки, не говоря о его выходе из строя. Это все стало причиной огромной популярности источников бесперебойного питания во всех сферах деятельности, что подтверждают многочисленные отзывы обычных потребителей и специалистов из Киева, Харькова, Днепра, Одессы и других городов Украины.

К чему вся эта история о важности ИБП? А все дело в том, что ни один бесперебойник не имеет абсолютно никакого смысла, если к нему не будут подключены качественные тяговые аккумуляторные батареи, которые способны длительное время обеспечивать потребителя резервной электроэнергией. Именно благодаря развитию сферы резервных источников питания растет популярность тяговых гелевых аккумуляторов, которые также претерпевают активное развитие для достижения наилучших технико-эксплуатационных характеристик. Это развитие порождает появление различных типов батарей, в которых рядовому пользователю может быть крайне трудно разобраться. Именно поэтому мы рассмотрим аккумуляторы для ИБП и попробуем разобраться, какой лучше. Также в этом Вам помогут отзывы покупателей и консультация менеджеров интернет-магазина электротехники «Вольтмаркет», где можно купить подходящий Вам аккумулятор для ИБП в нужном количестве по самым лучшим ценам.

Как выбрать аккумулятор для ИБП

Прежде чем приступить к размышлениям о том, какой аккумулятор лучше для ИБП, надо рассмотреть основные параметры батарей, по которым следует осуществлять выбор. Тяговые гелевые аккумуляторы для ИБП имеют те же основные критерии выбора, что и автомобильные аналоги, лишь с некоторыми переменными.

Напряжение батареи или цепи ПТ. Аккумулятор для ИБП, и уж тем более сборка батарей должны обеспечивать напряжение цепи постоянного тока, которое требуется конкретной моделью бесперебойника. Для маломощных экземпляров данный показатель составляет 12В, когда как в промышленных моделях требуемое напряжение может достигать 384 вольта, что достигается последовательным соединением АКБ. Если Ваш бесперебойник имеет встроенные батареи, требующие замены, то обязательно обратите внимание на их вольтаж, так как нередко внутри установлена сборка из 6-вольтовых аккумуляторов.

Емкость батареи или сборки. Если Вам нужен аккумулятор для ИБП, предусматривающего ячейки для батарей, то потенциальная емкость значительно ограничивается физическими размерами этих ячеек. В данном случае лучше не мудрить и купить аккумуляторы, характеристики которых идентичны тем, которые исчерпали свой ресурс и требуют замены. Если же бесперебойник предусматривает внешнее подключение цепи постоянного тока, то Ваши возможности куда шире и вполне можно установить аккумулятор высокой емкости, либо целую сборку соединенных параллельно батарей.

Физические параметры. Для бесперебойников с внешним подключением цепи ПТ физические параметры АКБ не имеют особого значения, когда как для ИБП со встроенными батареями важна как форма корпуса, так и расположение клемм.

Аккумуляторы для ИБП выбираются по данным характеристикам. Их немного, всё очень просто. Однако сперва надо сделать самое трудное — определиться с типом тяговой гелевой АКБ. Давайте рассмотрим, какой аккумулятор лучше и при каких обстоятельствах. А Вы, в свою очередь, можете купить в нашем магазине АКБ любого типа по выгодной цене с быстрой доставкой в Киев, Харьков, Днепр, Одессу и по всей территории Украины.

Какой тип аккумуляторов для ИБП лучше

Какой аккумулятор для ИБП лучше? Разумеется, тот, емкость которого выше! А что тогда насчет аккумуляторных батарей, чьи параметры емкости и напряжения одинаковы? Вот тут-то и пойдет речь о технологии производства, которая наделяет АКБ определенными физическими свойствами.

Тяговые гелевые аккумуляторы, о которых мы говорили — это наиболее подходящий вариант для систем автономного электроснабжения ввиду превосходного сочетания технико-эксплуатационных характеристик и цены. Однако и они делятся на типы, ввиду чего выбор становится не таким простым, как хотелось бы. В чем суть так называемых гелевых аккумуляторов для ИБП? Само название намекает на наличие некого геля. И это правда, однако лишь отчасти. Наиболее справедливо называть гелевыми аккумуляторы для ИБП класса GEL VRLA (полное название gelled electrolyte valve-regulated lead-acid). Если расшифровать название, мы получим подробное описание данного типа АКБ, а именно: свинцово-кислотный аккумулятор с гелеобразным электролитом и с регулировочными клапанами. Клапаны предназначены для спуска избыточного давления из герметичного корпуса в случае возникновения неисправностей. По своей структуре электролит аккумуляторов для ИБП типа GEL напоминает пористую густую субстанцию наподобие силикагеля, что достигается различными способами. Такое решение дает массу преимуществ для работы в тяговом режиме по сравнению с аналогами, у которых электролит находится в свободном жидком виде:

Рекомбинация. Вода больше не испаряется наружу, так как корпус герметичный, а в порах геля происходит процесс рекомбинации. Водород и кислород не успевают покинуть корпус (да и не могут физически), а объединяются в порах, образуя воду. Результат — аккумуляторы для ИБП типа GEL не имеют выделений и не требуют обслуживания.

Глубокие разряды. Для обыкновенных свинцово-кислотных АКБ глубокие разряды губительны. Да что там глубокие, разряд до 40-50% уже вреден. АКБ с гелевым электролитом, в свою очередь, не только легко переносят сильные разряды, но и запросто выводятся из состояния глубокого разряда. Это необходимые условия для работы в циклическом режиме, и батареи GEL прекрасно этому соответствуют.

Саморазряд. Аккумуляторы для ИБП с гелевым электролитом имеют низкий саморазряд, благодаря чему могут очень длительное время храниться, либо работать в дежурном режиме.

Циклический ресурс. От аккумулятора для ИБП нет смысла, если он не поддерживает большое количество циклов разряд-заряд. Благодаря плотному содержанию электролита с охватом всей поверхности свинцовых пластин, АКБ GEL практически не подвергаются коррозии и с них не осыпается активное вещество.

У аккумуляторов для ИБП GEL есть достойный конкурент — батареи с абсорбированным электролитом (AGM — absorbent glass mat). Они характеризуются наличием жидкого электролита, который удерживается порами специальных плотно уложенных прокладок из стекловолокна. Как результат — физические свойства, схожие с оными у аккумуляторов для ИБП типа GEL. Какой лучше? Трудно ответить. У гелевых лучше циклический ресурс, но они очень требовательны к качеству заряда. У AGM меньше саморазряд, требования к заряду невысокие. Даже кратковременное короткое замыкание не фатально. Вы можете проконсультироваться с менеджерами интернет-магазина «Вольтмаркет», дабы узнать, какой аккумулятор лучше непосредственно для Ваших нужд.

На данных двух типах тяговые гелевые АКБ не заканчиваются. Сейчас на рынке Украины доступна довольно свежая разработка, изначально представленная компанией Luxeon — карбоновые аккумуляторы (Luxeon серии LX типа AGM carbon). Само название “карбоновый” говорит о том, что основная особенность данных АКБ заключается в содержании углерода. Так и есть: углерод содержится в электродах, придавая батарее прекрасные свойства. В данном случае, речь идет о циклическом ресурсе. К примеру, производитель заявляет о двух тысячах циклов при сильном разряде, и аж о пяти тысячах циклов при циклическом разряде на 30%. Это видно из соответствующего графика. Другой график говорит нам о недостатке карбоновых аккумуляторов для ИБП: они быстро разряжаются при высоком токе нагрузки. Другими словами, чем ниже ток, тем выше эффективность хранения заряда. В идеале, номинал тока нагрузки должен быть не выше 10% от номинала емкости карбонового аккумулятора или сборки аккумуляторов. Если предполагаемая нагрузка выше — выберите аккумулятор для ИБП AGM или GEL без содержания углерода. Также минусом карбоновых АКБ можно назвать более высокую цену по отношению к конкурентам.

И так, смогли ли мы прийти к выводу, какой аккумулятор лучше для ИБП? Не совсем. Несмотря на схожесть основных технико-эксплуатационных характеристик, они имеют как минимум небольшие различия, которые позволяют сделать выбор более точным для конкретных нужд. Один тип для определенных целей может быть более предпочтителен, нежели другие, однако это не отменяет их достоинств, которые во многом схожи, за исключением некоторых переменных.

Каким бы ни были Ваши потребности в тяговых аккумуляторах для ИБП, в интернет-магазине электротехники «Вольтмаркет» Вы запросто найдете подходящую модель, которую можно купить по выгодной цене с доставкой в любой город Украины.

Лучшие автомобильные аккумуляторы — какой лучше выбрать в 2020 году

Tudor

Эта торговая марка получила известность в конце XIX века. Главным её продуктом стал усовершенствованный свинцово-кислотный аккумулятор. Сегодня бренд Tudor принадлежит корпорации Exide Technologies.

Ассортиментный ряд бренда отличается использованием наиболее современных технологических решений. К ним относятся технологии:

• Ca/Ca — легирование свинцовых пластин кальцием (кальциевая технология), повышающее их прочность, улучшающее работоспособность АКБ, уменьшающее водопотребление;
• 3DX — изготовление свинцовых решёток с алмазоподобной геометрией методом холодной перфорации, что увеличивает адгезию активной массы к пластине, удлиняет срок эксплуатации, улучшает электрические характеристики;
• Carbon Boost — использование углеродных добавок в материале отрицательных пластин, что сокращает срок зарядки АКБ в 1,5 раза и другие.

Модели бренда объединены в серии, отличающиеся уровнем цен, электрической ёмкостью, пусковыми токами, скоростью перезарядки. Также их позиционирование определяется возможностью использования в современных городских автомобилях с большим числом дополнительных устройств, работающих как при включенном двигателе, так и во время стоянки.

• Tudor Starter — бюджетная группа, в которую входит до десяти моделей ёмкостью от 55 до 90 А·ч. с прямой и обратной полярностью, пусковыми токами от 460 до 720 А. Напомним, прямая полярность — это когда плюсовой вывод находится слева, если смотреть на фасад с табличкой. Обратная — наоборот.
• Tudor Technica — АКБ для автомобилей более высокого уровня. Они могут обслуживать дополнительные устройства типа климат-контроля, мощных аудиосистем и т. п. Пусковые токи холодной прокрутки — 200-850 А, ёмкость — от 32 до 110 А·ч. В эту группу входит около 40 моделей с прямой и обратной полярностью.
• Tudor High-Tech — группа АКБ для дизельных внедорожников и автомобилей бизнес-класса. Их ёмкость — от 38 до 100 А·ч, пусковые токи — от 300 до 900 А. Всего в этой категории около 20 моделей с прямой и обратной полярностью.
• Tudor Heavy Professional — группа АКБ, которые выпускаются для грузовых автомобилей и спецтехники. Пусковые токи — от 1000 до 1130 А, ёмкость — от 185 до 235 А·ч.
• Tudor AGM Start-Stop — особая группа аккумуляторов, выполненных по технологии AGM. Их пластины окружены не жидкостью, а стекловолокном, пропитанным электролитом. Такая технология совместно с решениями Start-Stop существенно увеличивает пусковые токи, скорость зарядки, срок службы батареи, усиливает её стойкость к вибрации и коррозии.

АКБ последней категории стоят минимум в два раза больше ординарных аналогов. Они предназначены для мощных автомобилей с большим потреблением энергии и частым использованием стартера (Start-Stop). Такие АКБ устойчивы к глубокому разряду. Их ёмкость — от 50 до 105 А·ч, пусковые токи — от 680 до 950 А. Линейка состоит из шести моделей, все с обратной полярностью.

Все аккумуляторы Tudor — необслуживаемые. Их крышки герметичны, весь конденсат в АКБ с жидким электролитом возвращается обратно, поэтому его количество не уменьшается до конца эксплуатации. В батареях AGM уровень электролита как таковой вообще не контролируется. Заряжать все АКБ необходимо током силой в 1/10 ёмкости. Напряжение заряда — 14,4-14,8 В. Перезарядка (напряжение более 15 В) для таких АКБ губительна.

BOSCH

Robert Bosch GmbH — это группа немецких предприятий, разрабатывающих и изготавливающих, кроме прочей продукции, известные во всём мире аккумуляторы. Батареи для мотоциклов и автомобилей производятся с 1922 года. Сегодня компания объединяет 300 дочерних предприятий и 13 тысяч дилерских центров. Аккумуляторы 182 типов продаются в 140 странах.

Кроме собственных разработок, компания активно использует в своей продукции инновационные проекты других производителей АКБ, включая технологии EFB и AGM.

Все производимые аккумуляторы разделяются на несколько групп:

• S3 — самая недорогая серия батарей, предназначенных для автомобилей с невысоким энергопотреблением. Их раскупают в наибольших объёмах;
• Bosch S4 Silver — для современных европейских и азиатских машин со средним энергопотреблением во всех климатических районах;
• S5 Silver Plus — рассчитанные на мощные дизельные авто с большим потреблением. Они стабильно работают при низких и высоких температурах в городских условиях;
• S5 EFB — разработаны для малолитражных автомобилей, оборудованных системой Start-Stop. Такие батареи являются улучшенными модификациями жидкостных S3;
• S6 AGM HighTec — наиболее продвинутые в техническом плане АКБ. Они разработаны для автомобилей премиум-класса с мощными двигателями и большим количеством потребителей.

EXIDE

Компания, именуемая Exide Technologies, основана в Филадельфии (США) в 1888 году. Сегодня это мировой лидер в изготовлении систем накопления и сохранения энергии. За 130 лет существования в неё вошли крупнейшие разработчики аккумуляторов — испанская фирма Tudor, немецкая Hagen Batteries, американская GNB Technologies.

Компания Exide имеет представительства в 80 странах. Её разработки отличаются инновационными идеями, быстро распространяющимися по всему миру. Концерн производит:

• стартерные батареи для легкового, грузового и водного транспорта;
• тяговые АКБ для специальной, аграрной, электрической и строительной техники;
• большое число устройств и вторичных источников электропитания различных систем.

В числе новейших технологий, разрабатываемых или внедряемых в новые батареи:

• Exide Carbon Boost;
• решетки 3DX;
• Exide AGM;
• Exide EFB и другие.

Преимущества от освоения этих технологий в новых АКБ получают не только пользователи, но и окружающая среда. Так, батареи EFB и AGM, разработанные для машин с системой Start-Stop, сокращают расход топлива, что уменьшает выбросы CO2 на 5-12 %. Технология 3DX-решётки увеличивает срок жизни аккумулятора и количество подаваемой энергии.

Под брендом Exide компания выпускает следующие серии аккумуляторов:

• Classic — классические батареи обслуживаемого типа, самые недорогие по цене;
• Excell — кальциевые АКБ обслуживаемого типа, они отличаются от предыдущей серии дополнительной мощностью (до 15 %) и универсальностью применения;
• Start-Stop EFB — батареи для малолитражных авто, оснащаемых системами Start-Stop и рекуперативного торможения. Эти изделия отличаются втрое большим сроком службы;
• Start-Stop AGM — батареи, выполненные по передовой технологии AGM с отсутствием жидкого электролита. Они характеризуются высоким пусковым током, большой скоростью приёма заряда, вчетверо удлинённым сроком службы. Такие модели предназначены для авто со значительным энергопотреблением;
• Premium — батареи, изготавливаемые по технологии Carbon Boost (углеродные добавки в теле отрицательных пластин). Они обладают двойной скоростью зарядки и дополнительной (30 %) пусковой мощностью. Назначение — интенсивная городская эксплуатация в экстремальных климатических условиях.

VARTA

VARTA была основана в Германии ещё в 1887 году под другим именем. После 2002-го она вошла в состав мирового лидера по производству АКБ — компанию Johnson Controls. Сегодня VARTA выпускает аккумуляторные батареи для легковых и грузовых автомобилей, моторных катеров и яхт.

В 2003 году компания освоила технологию AGM, через три года запустила изготовление батарей для авто с системой Start-Stop, ещё через год запатентовала изготовление решёток по новейшей технологии. Инновации существенно увеличили надёжность выпускаемых батарей, их производительность и срок службы.

Компания производит следующие виды аккумуляторов для легковых автомобилей:

• Black Dynamic — стандартные необслуживаемые АКБ классического типа. Они производятся в 13 вариантах, отличающихся друг от друга ёмкостью (от 40 до 90 А·ч), пусковым током и размером корпуса.
• Blue Dynamic — АКБ для автомобилей среднего энергопотребления без системы Start-Stop. Пусковая мощность на 25 % выше, чем у АКБ вида Black. Выпускаются в 25 моделях. Запатентованная технология решётки Power Frame обеспечивает быструю зарядку и высокий пусковой ток. Ёмкость — от 40 до 95 А·ч.
• Blue Dynamic EFB — необслуживаемые батареи с жидким электролитом для автомобилей с энергопотреблением выше среднего. Серия представлена пятью моделями для автомобилей с системой Start-Stop начального уровня. За счёт технологии EFB срок службы увеличен вдвое по сравнению с Black Dynamic.
• Silver Dynamic — наилучшие АКБ компании VARTA для автомобилей премиум-класса, не оснащённых системой Start-Stop. Они отличаются высокой производительностью (пусковая мощность выше на 15 %, чем у Blue Dynamic). Серия состоит из 11 моделей. Ёмкость — от 54 до 100 А·ч.
• Silver Dynamic AGM — наиболее мощные аккумуляторы для автомобилей с системой Start-Stop, а также с большим энергопотреблением в экстремальных климатических условиях, в интенсивном городском цикле. Модели обладают втрое повышенной устойчивостью к циклическим процессам заряда-разряда, высокими пусковыми токами и продолжительным сроком службы (в три раза по отношению к Black Dynamic). Линейка состоит из пяти моделей.

TOPLA

Свои лучшие автомобильные аккумуляторы словенская компания TAB выпускает под брендом Topla. Первые модели фирма изготовила в 1965 году по лицензии компании Tudor. Со временем она получила право поставлять свои изделия для производителей автомобилей Fiat, Peugeot, Renault и Citroen.

Через 15 лет на конвейер встали изделия собственной разработки. Современное производство реализуется с активным использованием прогрессивных технологий, в числе которых:

• Expanded Metal — просечно-растяжное изготовление свинцовых электродов;
• производство электродов с кальциевыми добавками, что резко уменьшило потребление воды и дало возможность выпускать необслуживаемые АКБ;
• лабиринтная система крышки для возвращения конденсата электролита в основной объём;
• защита от возгорания в случае перегрева;
• клапанное регулирование VRLA для отвода газов;
• производство батарей EFB, гелевых и AGM.

Для легковых автомобилей аккумуляторы Topla выпускаются сериями:

• Start — ёмкостью от 44 до 99 А·ч, пусковыми токами от 390 до 850 А. Модель рассчитана на бюджетные автомобили с умеренным энергопотреблением и представлена в четырёх модификациях.
• Energy — ёмкостью 45-110 А·ч, пусковыми токами 400-1000 А. Эта серия предназначена для авто любых марок, состоит из 18 модификаций.
• Top — ёмкостью 54-100 А·ч, пусковыми токами 510-950 А. Это современная разработка, пользующаяся самым большим спросом и представленная в восьми модификациях.
• Top EFB Stop/Go. В этих изделиях используется технология пакетирования электродов, что увеличивает срок службы батареи в два раза. Такие АКБ разработаны для авто с системой Start-Stop и представлены в пяти модификациях.
• Top AGM Stop/Go — ёмкостью 60-95 А·ч, пусковыми токами 680-850 А. В таких батареях использована технология AGM. Они отличаются высокой надёжностью и доступны в четырёх модификациях.

MUTLU

Бренд Mutlu принадлежит турецкому холдингу Мутлу Акю, который входит в группу Metair Grubu. Под этим брендом производство АКБ стартовало ещё в 1955 году, поэтому времени для превращения в мирового гиганта было достаточно.

Аккумуляторы Mutlu отличаются широким ассортиментным рядом, доступными ценами, надёжностью и долговечностью — до 5-6 лет. Продукция с завода в Тузле экспортируется в 70 стран. Её хорошо знают и в России. Компания использует следующие технологии:

• серебряно-кальциевый сплав, уменьшающий расход воды, что увеличивает стойкость пластин к коррозии;
• непрерывное литьё Con-Cast, усиливающее структуру решёток;
• просечно-вытяжной лист Ex-Met, позволяющий получать более прочные решётки не литьём, а прокаткой и нарезкой;
• изготовление АКБ методом AGM, при котором электролит находится не в жидком, а адсорбированном состоянии в стекловолокне. Технология повышает все характеристики изделия.

Модельный ряд содержит линейки:

Calcium Silver — пластины содержат кальций и серебро, повышающих срок службы.

• SFB — новейшая методика изготовления АКБ с жидким электролитом. Аккумуляторы для нормального и высокого потребления.
• EFB Start-Stop — батареи для транспортных средств с системой Start-Stop.
• GEL — АКБ с электролитом в виде геля. Они экологически безопасные, могут использоваться в закрытом помещении, устойчивы к разряду.
• Full Energy — АКБ с наиболее высоким зарядом энергии и длительным сроком службы. Они используются в электромобилях, инвалидной технике, солнечных электростанциях, лифтах, погрузчиках и ИБП. Являются необслуживаемыми, стойки к глубокому разряду.
• Marine — АКБ, изготовленные по технологии SFB и предназначенные для водного транспорта. Необслуживаемые, могут долго храниться на складе не в сезон.

SOLITE

Продукция этой марки изготавливается концерном Hyundai Sungwoo Automotive Korea в Южной Корее. Предприятие открыто в 1979 году. Оно пользуется популярностью как крупный производитель запчастей для транспортных средств, имеет собственный научно-исследовательский центр, поставляет свои изделия на автомобильные заводы Toyota, KIA, Nissan, Hyundai, Honda и General Motors.

АКБ Solite, изготавливаемые для легковых и грузовых авто, поставляются в страны Европы, Азии и Америки. В них применяются как современные, так и испытанные технологии:

• сплавы свинца с кальцием, серебром и другими металлами, увеличивающими токоотдачу, скорость заряда, уменьшение потребления воды;
• инновационные клеммы и особый вид токоотводов, защищающих АКБ от вибрации и увеличивающих срок службы;
• CMF, AGM и гелевый электролит.

Все аккумуляторы — необслуживаемые. Примерное количество моделей для легковых авто — 43, для грузовых — 7 единиц. Ёмкости АКБ для легковых машин — от 44 до 110 А·ч, токи холодной прокрутки — от 350 до 850 А. Для грузового транспорта характеристики АКБ равны соответственно 110-220 А·ч и 900-1315 А.

AKOM

Эти батареи выпускает российская компания с одноименным названием, основанная в 2001 году в городе Жигулёвске. Её развитию способствовали всемирно известные производители АКБ TUDOR и VARTA.

Ассортимент состоит из нескольких линеек:

• АКОМ — батареи стартовой серии. Ёмкость для легковых машин — 55-100 А·ч, пусковой ток — 460-870 А. Выпускается 18 моделей с изделиями для грузовых и азиатских машин.
• EFB — новейшие АКБ с двойным ресурсом и увеличенными токами. Они не боятся глубокого разряда и коррозии на пластинах. Ёмкость — 55-100 А·ч, токи — 530-930 А. Все семь моделей производятся для автомобилей премиум-класса с системой Start-Stop.
• Ultimatum — линейка EFB батарей для машин с системой Start-Stop, большим потреблением. Эти АКБ предназначены для авто, яхт и катеров, отличаются стойкостью к разрядам. Три модели выпускаются с емкостями 60-95 А·ч и пусковыми токами 550-850 А.
• Bravo — аккумуляторы для авто со стандартным набором потребителей. Выпускаются четыре модели для легковых и две модели для грузовых авто. Ёмкости — 55-90 А·ч и 140-190 А·ч. Токи — 430-760 А и 890-1100 А соответственно.
• Reactor — наиболее мощные АКБ для машин с большим количеством потребителей. Ёмкости в пяти моделях колеблются в диапазоне 55-100 А·ч, пусковые токи — 550-1000 А. Такие батареи не имеют аналогов в России.

TYUMEN BATTERY

Бренд принадлежит Тюменскому аккумуляторному заводу, который образовался из эвакуированного сюда в 1941 году Подольского завода из Подмосковья. Сегодня это огромное предприятие полного цикла, которое изготавливает в год более 70 млн АКБ 400 типов.

Наиболее востребованными являются линейки Tyumen Premium, Tyumen Standart, Tyumen Standart Asia.

О выборе аккумуляторов

Каждые 3-5 лет владелец автомобиля вынужден покупать автомобильный аккумулятор. Какой лучше выбрать — вопрос не из лёгких, потому что в продаже их представлено много.

Информация о качестве, полученная из источников в интернете, может оказаться ложной. Самые надёжные сведения можно получить от знакомых, уже испытавших приглянувшиеся вам автомобильные аккумуляторы. Какие лучше и от каких вариантов стоит сразу отказаться, вы установите сами, сузите этим круг поиска.

Чтобы выбор был правильным, нужно чётко понимать, что требуется от новой батареи. Если важна минимальная цена — нужно искать описания и рассматривать лучшие бюджетные аккумуляторы 2020 года.

Если играют роль другие параметры — необслуживаемость, долгий срок эксплуатации, производительность по энергоотдаче, скорость заряда, наличие передовых технологий (EFB, AGM, гелевые источники и т. д.), то стоит изучить тему максимально глубоко, чтобы впоследствии не пожалеть о принятом решении.

Доверять рейтингам бюджетных или премиальных аккумуляторов нужно с осторожностью, так как в них может быть много субъективизма или (что хуже) информации, придуманной в интересах какого-то производителя.

Об обслуживании аккумуляторов

Практически для всех описанных в статье видов аккумуляторов производители рекомендуют схожие методики зарядки и обслуживания:

• Заряжать АКБ нужно в тёплом помещении (20-25 ºС) после предварительной выдержки в нём в течение нескольких часов.
• Ток зарядки — 1/10 от ёмкости (численного значения). Об окончании заряда можно судить по значительному уменьшению уровня тока, по достижению плотности электролита в 1,27-1,28 г/см³, а также по напряжению на клеммах АКБ не ниже 12,7 В через 8-10 часов после зарядки.
• Напряжение зарядки для всех АКБ (кроме кальциевых) не должно превышать 14,4-14,8 В. Кальциевые батареи заряжают специальными программируемыми ЗУ напряжением 16,1 В.
• Обслуживаемые аккумуляторы нужно обрабатывать щелочным раствором соды для уменьшения саморазряда, а также периодически контролировать уровень электролита и доливать дистиллированную воду.
• Необслуживаемые АКБ нельзя подвергать глубоким разрядам. Особенно чревато это для кальциевых АКБ. Их также сложнее заряжать.

Аккумуляторная батарея — важнейшая часть автомобиля, поэтому подбирать её нужно без спешки и советуясь со специалистами, которым вы доверяете. К её эксплуатации следует относиться бережно, тогда она прослужит дольше ожидаемого.

Преимущества и ограничения различных типов батарей

Нас часто озадачивают объявления о новых батареях, которые, как говорят, обладают очень высокой плотностью энергии, обеспечивают 1000 циклов заряда / разряда и тонкие как бумага. Они настоящие? Возможно — но не в одном аккумуляторе. Хотя один тип батарей может быть рассчитан на небольшой размер и длительную работу, этот аккумулятор не прослужит долго и преждевременно изнашивается. Другой аккумулятор может быть рассчитан на долгий срок службы, но его размер большой и громоздкий.Третья батарея может обеспечить все желаемые характеристики, но цена будет слишком высокой для коммерческого использования.

Производители аккумуляторов хорошо осведомлены о потребностях клиентов и отреагировали, предложив пакеты, которые лучше всего подходят для конкретных приложений. Индустрия мобильных телефонов — пример умной адаптации. Акцент делается на небольшие размеры, высокую удельную энергию и невысокую цену. На втором месте — долголетие.

Надпись NiMH на батарейном блоке не гарантирует автоматически высокую плотность энергии.Призматический никель-металлогидридный аккумулятор для мобильного телефона, например, имеет тонкую форму. Такой пакет обеспечивает плотность энергии около 60 Втч / кг, а количество циклов составляет около 300. Для сравнения, цилиндрический NiMH обеспечивает плотность энергии 80 Втч / кг и выше. Тем не менее, количество циклов этой батареи от умеренного до низкого. Высокопрочные NiMH аккумуляторы, выдерживающие 1000 разрядов, обычно упаковываются в громоздкие цилиндрические элементы. Плотность энергии этих элементов составляет скромные 70 Втч / кг.

Компромиссы существуют и в отношении литиевых батарей. Литий-ионные блоки производятся для оборонных приложений, плотность энергии которых намного превышает их коммерческий эквивалент. К сожалению, эти литий-ионные батареи сверхвысокой емкости считаются небезопасными в руках населения, а высокая цена делает их недоступными для коммерческого рынка.

В этой статье мы рассмотрим преимущества и ограничения серийного аккумулятора. Так называемые чудо-батареи, которые просто живут в контролируемой среде, исключены. Мы тщательно изучаем батареи не только с точки зрения плотности энергии, но и с точки зрения долговечности, характеристик нагрузки, требований к техническому обслуживанию, саморазряда и эксплуатационных расходов.Поскольку никель-кадмиевые батареи остаются стандартом, с которым сравниваются другие батареи, мы сравниваем альтернативные химические составы с этим классическим типом батарей.

Никель-кадмий (NiCd) — зрелый и хорошо изученный, но с относительно низкой плотностью энергии. NiCd используется там, где важны долгий срок службы, высокая скорость разряда и экономичная цена. Основные области применения — двусторонняя радиосвязь, биомедицинское оборудование, профессиональные видеокамеры и электроинструменты. NiCd содержит токсичные металлы и не наносит вреда окружающей среде.

Никель-металлогидрид (NiMH) — имеет более высокую плотность энергии по сравнению с NiCd за счет сокращения срока службы. NiMH не содержит токсичных металлов. Приложения включают мобильные телефоны и портативные компьютеры.

Свинцово-кислотный — наиболее экономичный для мощных систем, где вес не имеет значения. Свинцово-кислотные батареи являются предпочтительным выбором для больничного оборудования, инвалидных колясок, аварийного освещения и систем ИБП.

Lithium Ion (Li ‑ ion) — самая быстрорастущая аккумуляторная система.Литий-ионный используется там, где первостепенное значение имеют высокая плотность энергии и легкий вес. Технология хрупкая, и для обеспечения безопасности требуется схема защиты. Приложения включают портативные компьютеры и сотовые телефоны.

Литий-ионный полимер (литий-ионный полимер) — предлагает атрибуты литий-ионного аккумулятора в сверхтонкой геометрии и упрощенной упаковке. Основное применение — мобильные телефоны.

На рисунке 1 сравниваются характеристики шести наиболее часто используемых систем аккумуляторных батарей с точки зрения плотности энергии, срока службы, требований к упражнениям и стоимости.Цифры основаны на средних номиналах имеющихся в продаже батарей на момент публикации.

	никель-кадмиевый	NiMH	Свинцово-кислотный	Литий-ионный	Литий-ионный полимерный	Многоразовые Щелочные
Гравиметрическая плотность энергии (Втч / кг)	45-80	60-120	30-50	110-160	100–130	80 (начальная)
Внутреннее сопротивление (включая периферийные цепи) в мОм	От 100 до 200 1 6 В, упаковка	От 200 до 300 1 6 В, упаковка	<100 1 12В в упаковке	150 по 250 1 7. 2V упаковка	От 200 до 300 1 Пакет 7,2 В	200 до 2000 1 Упаковка 6 В
Срок службы (до 80% от начальной емкости)	1500 2	От 300 до 500 2,3	200 к 300 2	От 500 до 1000 3	300 к 900 63 500	50 3 (до 50%)
Время быстрой зарядки	1 час типичный	2-4ч	8-16ч	2-4ч	2-4ч	2-3 часа
Допуск перегрузки	умеренный	низкий	высокий	очень низкий	низкий	умеренный
Саморазряд / месяц (комнатная температура)	20% 4	30% 4	5%	10% 5	~ 10% 5	0. 3%
Напряжение элемента (номинальное)	1,25 В 6	1,25 В 6	2В	3,6 В	3,6 В	1,5 В
Ток нагрузки — пик — лучший результат	20C 1C	5C 0,5C или ниже	5С 7 0.2C	> 2C 1C или ниже	> 2C 1C или ниже	0,5C 0,2C или ниже
Рабочая температура (только нагнетание)	От -40 до 60 ° C	От -20 до 60 ° C	От -20 до 60 ° C	От -20 до 60 ° C	От 0 до 60 ° C	От 0 до 65 ° C
Требования к техническому обслуживанию	От 30 до 60 дней	От 60 до 90 дней	От 3 до 6 месяцев 9	не требуется	не требуется	не требуется
Стандартная стоимость батареи (в долларах США, только для справки)	50 долларов США (7,2 В)	$ 60 (7,2 В)	25 долларов США (6 В)	$ 100 (7,2 В)	$ 100 (7,2 В)	$ 5 (9 В)
Стоимость цикла (долл. США) 11	$ 0.04	0,12 долл. США	0,10 долл. США	0,14 долл. США	0,29 долл. США	0,10–0,50 долл. США
Коммерческое использование с	1950	1990	1970 (герметичный свинцово-кислотный)	1991	1999	1992

Рисунок 1: Характеристики обычно используемых аккумуляторных батарей

1. Внутреннее сопротивление аккумуляторной батареи зависит от номинала ячеек, типа схемы защиты и количества ячеек. Схема защиты из литий-ионных и литий-полимерных добавляет около 100 мОм.
2. Срок службы зависит от регулярного обслуживания батареи. Несоблюдение периодических циклов полной разрядки может сократить срок службы в три раза.
3. Срок службы зависит от глубины разряда. Мелкие разряды обеспечивают больше циклов, чем глубокие разряды.
4. Разряд достигает максимума сразу после зарядки, затем спадает. Емкость NiCd уменьшается на 10% в первые 24 часа, а затем снижается примерно до 10% каждые 30 дней.Саморазряд увеличивается с повышением температуры.
5. Цепи внутренней защиты обычно потребляют 3% накопленной энергии в месяц.
6. 1,25 В — напряжение открытого элемента. 1,2 В. Обычно используется значение. Между ячейками нет разницы; это просто метод оценки.
7. Способен к сильным импульсам тока.
8. Относится только к разряду; диапазон температур заряда более ограничен.
9. Техническое обслуживание может быть в форме «выравнивающего» или «дополнительного» заряда.
10. Стоимость аккумулятора для имеющихся в продаже портативных устройств.
11. Получено из цены батареи, разделенной на срок службы. Не включает стоимость электричества и зарядных устройств.

Наблюдение: Интересно отметить, что NiCd имеет самое короткое время зарядки, обеспечивает самый высокий ток нагрузки и предлагает самую низкую общую стоимость цикла, но при этом предъявляет самые высокие требования к обслуживанию.

Никель-кадмиевый (NiCd) аккумулятор

NiCd предпочитает быструю зарядку медленной зарядке и импульсную зарядку постоянному току.Все остальные химические соединения предпочитают неглубокий разряд и умеренные токи нагрузки. NiCd — сильный и тихий работник; тяжелый труд не представляет проблемы. Фактически, NiCd — единственный тип батарей, который хорошо работает в суровых условиях работы. Он не любит, когда его балуют днями, когда он сидит в зарядном устройстве и используется лишь изредка в течение коротких периодов времени. Периодический полный разряд настолько важен, что, если его не использовать, на пластинах элементов образуются большие кристаллы (также называемые память ), и NiCd постепенно теряет свои характеристики.

Среди перезаряжаемых батарей никель-кадмиевые батареи остаются популярным выбором для таких приложений, как двусторонняя радиосвязь, оборудование для оказания неотложной медицинской помощи и электроинструменты. Батареи с более высокой плотностью энергии и менее токсичными металлами вызывают переход от никель-кадмиевых к более новым технологиям.

Преимущества и недостатки никель-кадмиевых аккумуляторов
Преимущества	Быстрая и простая зарядка — даже после длительного хранения. Большое количество циклов заряда / разряда — при правильном обслуживании NiCd обеспечивает более 1000 циклов заряда / разряда. Хорошая нагрузочная способность — NiCd позволяет заряжаться при низких температурах. Длительный срок хранения — в любом состоянии заряда. Простое хранение и транспортировка — большинство авиаперевозчиков принимают никель-кадмиевый металл без особых условий. Хорошие низкотемпературные характеристики. Простите, если злоупотребляли — NiCd — одна из самых прочных аккумуляторных батарей. Экономичная цена — NiCd — это самый дешевый аккумулятор с точки зрения стоимости цикла. Доступен в широком диапазоне размеров и вариантов исполнения — большинство никель-кадмиевых элементов имеют цилиндрическую форму.
Ограничения	Относительно низкая плотность энергии — по сравнению с более новыми системами. Эффект памяти — необходимо периодически тренировать NiCd, чтобы предотвратить память. Экологичность — NiCd содержит токсичные металлы. Некоторые страны ограничивают использование никель-кадмиевых батарей. Имеет относительно высокий саморазряд — после хранения требует подзарядки.

Рисунок 2: Преимущества и недостатки никель-кадмиевых батарей.

Никель-металлогидридный (NiMH) аккумулятор

Исследование системы NiMH началось в 1970-х годах как средство открытия, как хранить водород для никель-водородной батареи .Сегодня никель-водородные батареи используются в основном для спутниковой связи. Они громоздкие, содержат стальные баллончики высокого давления и стоят тысячи долларов за элемент.

В первые дни экспериментов с никель-металлгидридными батареями металлогидридные сплавы были нестабильны в окружающей среде элемента, и желаемые рабочие характеристики не могли быть достигнуты. В результате разработка NiMH замедлилась. В 1980-х годах были разработаны новые гидридные сплавы, которые были достаточно стабильны для использования в электролизере.С конца 1980-х годов NiMH неуклонно совершенствовалась.

Успех NiMH обусловлен его высокой плотностью энергии и использованием экологически чистых металлов. Современные никель-металлгидридные аккумуляторы обеспечивают на 40 процентов более высокую плотность энергии по сравнению с никель-кадмиевыми сплавами. Есть потенциал для еще более высоких возможностей, но не без некоторых негативных побочных эффектов.

NiMH менее долговечен, чем NiCd. Езда на велосипеде под большой нагрузкой и хранение при высокой температуре сокращает срок службы. NiMH страдает высоким саморазрядом, который значительно больше, чем у NiCd.

NiMH заменяет NiCd на таких рынках, как беспроводная связь и мобильные вычисления. Во многих частях мира покупателю рекомендуется использовать NiMH, а не NiCd батареи. Это связано с заботой об окружающей среде из-за небрежной утилизации использованной батареи.

Эксперты сходятся во мнении, что NiMH значительно улучшился за эти годы, но ограничения остаются. Большинство недостатков присущи никелевой технологии и присущи никель-кадмиевым батареям.Широко признано, что NiMH — это промежуточный этап в технологии литиевых батарей.

Преимущества и недостатки NiMH аккумуляторов
Преимущества	Емкость на 30-40% выше, чем у стандартного никель-кадмиевого сплава.NiMH обладает потенциалом для еще более высокой плотности энергии. Менее подвержен памяти, чем NiCd. Периодические циклы упражнений требуются реже. Простое хранение и транспортировка — условия транспортировки не подлежат нормативному контролю. Экологичность — содержит только легкие токсины; выгодно для вторичной переработки.
Ограничения	Ограниченный срок службы — при многократном глубоком цикле, особенно при высоких токах нагрузки, производительность начинает ухудшаться после 200–300 циклов.Предпочтительны мелкие, а не глубокие циклы разряда. Ограниченный ток разряда — хотя никель-металлгидридная батарея способна обеспечивать высокие токи разряда, повторные разряды с высокими токами нагрузки сокращают срок службы батареи. Наилучшие результаты достигаются при токах нагрузки от 0,2 до 0,5 ° C (от одной пятой до половины номинальной мощности). Требуется более сложный алгоритм зарядки — NiMH выделяет больше тепла во время зарядки и требует более длительного времени зарядки, чем NiCd. Капельный заряд имеет решающее значение и требует тщательного контроля. Высокий саморазряд — саморазряд NiMH примерно на 50% выше, чем у NiCd. Новые химические добавки улучшают саморазряд, но за счет более низкой плотности энергии. При хранении при повышенных температурах производительность ухудшается — NiMH следует хранить в прохладном месте и при уровне заряда около 40 процентов. Высокое техническое обслуживание — аккумулятор требует регулярной полной разрядки для предотвращения образования кристаллов. Примерно на 20 процентов дороже, чем NiCd — NiMH батареи, рассчитанные на большой ток, дороже, чем обычная версия.

Рисунок 3: Преимущества и ограничения NiMH аккумуляторов

Свинцово-кислотный аккумулятор

Свинцово-кислотный аккумулятор, изобретенный французским врачом Гастоном Планте в 1859 году, стал первым перезаряжаемым аккумулятором для коммерческого использования. Сегодня свинцово-кислотные аккумуляторные батареи используются в автомобилях, вилочных погрузчиках и крупных системах бесперебойного питания (ИБП).

В середине 1970-х годов исследователи разработали необслуживаемую свинцово-кислотную батарею, которая могла работать в любом положении. Жидкий электролит был преобразован в увлажненные сепараторы, и корпус был герметизирован. Были добавлены предохранительные клапаны, позволяющие выпускать газ во время зарядки и разрядки.

Под влиянием разных приложений появилось два обозначения батарей.Это небольшая герметичная свинцово-кислотная смесь (SLA), также известная под торговой маркой Gelcell, и свинцово-кислотная кислота с большим клапаном (VRLA). Технически обе батареи одинаковые. (Инженеры могут возразить, что слово «герметичный свинцово-кислотный» употребляется неправильно, потому что ни одна свинцово-кислотная батарея не может быть полностью герметичной.) Из-за того, что мы делаем упор на портативные батареи, мы ориентируемся на SLA.

В отличие от свинцово-кислотных аккумуляторных батарей, SLA и VRLA спроектированы с низким потенциалом перенапряжения, чтобы не дать аккумулятору достичь своего газообразующего потенциала во время зарядки.Чрезмерная зарядка вызовет газообразование и истощение воды. Следовательно, эти батареи никогда не могут быть полностью заряжены.

Свинцово-кислотный не подлежит памяти. Если оставить аккумулятор на плавающей зарядке в течение длительного времени, это не приведет к повреждению. У аккумуляторной батареи лучше всего сохраняется заряд. В то время как NiCd самостоятельно разряжает приблизительно 40 процентов своей накопленной энергии за три месяца, SLA саморазряжает такое же количество за один год. SLA относительно недорого купить, но эксплуатационные расходы могут быть выше, чем у NiCd, если полные циклы требуются на повторяющейся основе.

SLA не предусматривает быстрой зарядки — типичное время зарядки составляет от 8 до 16 часов. Соглашение об уровне обслуживания должно всегда храниться в заряженном состоянии. Оставление аккумулятора в разряженном состоянии вызывает сульфатирование, состояние, которое затрудняет, а то и делает невозможным перезарядку аккумулятора.

В отличие от NiCd, SLA не любит глубоких циклов. Полная разрядка вызывает дополнительную нагрузку, и каждый цикл лишает аккумулятор небольшой емкости. Эта характеристика износа в той или иной степени применима и к батареям другого химического состава.Чтобы предотвратить перегрузку аккумулятора из-за повторяющейся глубокой разрядки, рекомендуется использовать аккумулятор SLA большего размера.

В зависимости от глубины разряда и рабочей температуры SLA обеспечивает от 200 до 300 циклов разрядки / зарядки. Основная причина относительно короткого срока службы — коррозия сетки положительного электрода, истощение активного материала и расширение положительных пластин. Эти изменения наиболее распространены при более высоких рабочих температурах. Езда на велосипеде не предотвращает и не обращает вспять тенденции.

Оптимальная рабочая температура для батарей SLA и VRLA составляет 25 ° C (77 ° F). Как показывает практика, повышение температуры на 8 ° C (15 ° F) сокращает срок службы батареи вдвое. VRLA, который прослужит 10 лет при 25 ° C, будет годен только в течение 5 лет при эксплуатации при 33 ° C (95 ° F). Та же батарея проработает чуть больше одного года при температуре 42 ° C (107 ° F).

Среди современных аккумуляторных батарей семейство свинцово-кислотных аккумуляторов имеет самую низкую плотность энергии, что делает их непригодными для портативных устройств, требующих компактных размеров.К тому же производительность при низких температурах оставляет желать лучшего.

SLA рассчитан на 5-часовую разрядку или 0,2 ° C. Некоторые батареи даже рассчитаны на медленную 20-часовую разрядку. Чем больше время разряда, тем выше показания емкости. SLA хорошо работает на высоких импульсных токах. Во время этих импульсов скорость разряда значительно превышает 1С.

С точки зрения утилизации SLA менее опасен, чем NiCd аккумулятор, но высокое содержание свинца делает SLA экологически вредным.

Преимущества и ограничения свинцово-кислотных аккумуляторов
Преимущества	Недорого и просто в производстве — с точки зрения стоимости ватт-часов SLA является наименее дорогим. Зрелая, надежная и хорошо изученная технология — при правильном использовании соглашение об уровне обслуживания является долговечным и обеспечивает надежное обслуживание. Низкий саморазряд — скорость саморазряда одна из самых низких среди аккумуляторных систем. Низкие требования к обслуживанию — нет памяти; нет электролита для заполнения. Способен к высокой скорости разряда.
Ограничения	Нельзя хранить в разряженном состоянии. Низкая плотность энергии — плохое соотношение веса и плотности энергии ограничивает использование в стационарных и колесных установках. Допускает лишь ограниченное количество полных циклов разряда — хорошо подходит для приложений в режиме ожидания, требующих лишь периодических глубоких разрядов. Не наносит вред окружающей среде — электролит и содержащийся в нем свинец могут нанести вред окружающей среде. Ограничения на транспортировку затопленной свинцовой кислоты — существуют экологические проблемы, связанные с утечкой в ​​случае аварии. При неправильной зарядке может произойти тепловой пробой.

Рисунок 4: Преимущества и недостатки свинцово-кислотных аккумуляторов.

Литий-ионный аккумулятор

Пионерские работы с литиевой батареей начались в 1912 году под руководством Г. Льюиса, но только в начале 1970-х годов первые неперезаряжаемые литиевые батареи стали коммерчески доступными.Литий — самый легкий из всех металлов, имеет наибольший электрохимический потенциал и обеспечивает наибольшую плотность энергии на единицу веса.

Попытки разработать перезаряжаемые литиевые батареи последовали в 1980-х годах, но потерпели неудачу из-за проблем с безопасностью. Из-за присущей металлическому литию нестабильности, особенно во время зарядки, исследования переключились на неметаллическую литиевую батарею с использованием ионов лития. Хотя литий-ионный аккумулятор немного ниже по плотности энергии, чем металлический литий, он безопасен при соблюдении определенных мер предосторожности при зарядке и разрядке.В 1991 году корпорация Sony выпустила на рынок первый литий-ионный аккумулятор. Другие производители последовали их примеру. Сегодня литий-ионные аккумуляторы являются наиболее быстрорастущими и многообещающими.

Плотность энергии у литий-ионных аккумуляторов обычно вдвое больше, чем у стандартных никель-кадмиевых. Улучшение электродных активных материалов может увеличить плотность энергии почти в три раза по сравнению с NiCd. Помимо высокой емкости, нагрузочные характеристики достаточно хороши и ведут себя так же, как NiCd с точки зрения разрядных характеристик (аналогичная форма профиля разряда, но другое напряжение).Плоская кривая разряда обеспечивает эффективное использование накопленной мощности в желаемом спектре напряжения.

Высокое напряжение ячеек позволяет использовать аккумуляторные блоки только с одной ячейкой. Большинство современных мобильных телефонов работают на одной ячейке, что упрощает конструкцию батарей. Для поддержания той же мощности потребляются более высокие токи. Низкое сопротивление элемента важно для обеспечения неограниченного протекания тока во время импульсов нагрузки.

Литий-ионная батарея не требует особого обслуживания, а это преимущество, на которое не может претендовать большинство других химикатов.Память отсутствует, и для продления срока службы батареи не требуется регулярных циклов. Кроме того, саморазряд меньше половины по сравнению с NiCd, что делает литий-ионный аккумулятор хорошо подходящим для современных датчиков уровня топлива. Литий-ионные элементы при утилизации не причиняют большого вреда.

Несмотря на свои общие преимущества, литий-ионный аккумулятор также имеет свои недостатки. Он хрупок и требует схемы защиты для обеспечения безопасной работы. Схема защиты, встроенная в каждую батарею, ограничивает пиковое напряжение каждой ячейки во время зарядки и предотвращает слишком низкое падение напряжения ячейки при разряде.Кроме того, контролируется температура ячейки, чтобы предотвратить скачки температуры. Максимальный ток заряда и разряда ограничен от 1С до 2С. При соблюдении этих мер предосторожности возможность появления металлического литиевого покрытия из-за перезарядки практически исключается.

Старение является проблемой для большинства литий-ионных аккумуляторов, и многие производители умалчивают об этой проблеме. Некоторое ухудшение емкости заметно через год, независимо от того, используется аккумулятор или нет. Через два или, возможно, три года батарея часто выходит из строя.Следует отметить, что другие химические вещества также обладают возрастными дегенеративными эффектами. Это особенно актуально для NiMH при воздействии высоких температур окружающей среды.

Хранение батареи в прохладном месте замедляет процесс старения литий-ионных (и других химических компонентов). Производители рекомендуют хранить при температуре 15 ° C (59 ° F). Кроме того, во время хранения аккумулятор должен быть частично заряжен.

Производители постоянно улучшают химический состав литий-ионных аккумуляторов.Новые и улучшенные химические комбинации вводятся каждые шесть месяцев или около того. При таком быстром прогрессе сложно оценить, насколько долго обновленная батарея устареет.

Самый экономичный литий-ионный аккумулятор с точки зрения соотношения затрат и энергии — это цилиндрический аккумулятор 18650. Эта ячейка используется для мобильных вычислений и других приложений, не требующих ультратонкой геометрии. Если требуется более тонкий корпус (тоньше 18 мм), призматический литий-ионный элемент является лучшим выбором. По сравнению с 18650 нет увеличения плотности энергии, однако стоимость получения той же энергии может удвоиться.

Для сверхтонкой геометрии (менее 4 мм) единственным выбором является литий-ионный полимер. Это самая дорогая система по соотношению затрат и энергии. Нет увеличения плотности энергии, а долговечность уступает прочному элементу 18560.

Преимущества и ограничения литий-ионных аккумуляторов
Преимущества	Высокая плотность энергии — потенциал для еще большей мощности. Относительно низкий саморазряд — саморазряд в два раза меньше, чем у NiCd и NiMH. Низкие эксплуатационные расходы — периодическая разрядка не требуется; нет памяти.
Ограничения	Требуется схема защиты — схема защиты ограничивает напряжение и ток. Батарея безопасна, если ее не спровоцировать. Подвержен старению, даже если он не используется — хранение аккумулятора в прохладном месте при 40-процентном уровне заряда снижает эффект старения. Умеренный ток разряда. В соответствии с правилами транспортировки — отправка больших партий литий-ионных аккумуляторов может подлежать нормативному контролю. Это ограничение не распространяется на аккумуляторные батареи для ручной клади. Дороговизна в производстве — примерно на 40% дороже, чем NiCd. Более совершенные технологии производства и замена редких металлов более дешевыми альтернативами, вероятно, снизят цену. Не до конца зрелые — изменения в комбинации металлов и химических веществ влияют на результаты тестирования батарей, особенно с некоторыми быстрыми методами тестирования.

Рисунок 5: Преимущества и ограничения литий-ионных батарей

Литий-полимерный аккумулятор

Литий-полимерный аккумулятор отличается от других аккумуляторных систем типом используемого электролита. В оригинальной конструкции 1970-х годов используется сухой твердый полимерный электролит. Этот электролит напоминает пластиковую пленку, которая не проводит электричество, но позволяет обмениваться ионами (электрически заряженными атомами или группами атомов).Полимерный электролит заменяет традиционный пористый сепаратор, пропитанный электролитом.

Конструкция из сухого полимера предлагает упрощения в отношении изготовления, прочности, безопасности и тонкопрофильной геометрии. Опасность воспламенения отсутствует, поскольку не используется жидкий или гелеобразный электролит. При толщине ячеек всего один миллиметр (0,039 дюйма) конструкторы оборудования предоставлены самому себе в плане формы, формы и размера.

К сожалению, сухой литий-полимер имеет плохую проводимость.Внутреннее сопротивление слишком велико и не может обеспечить всплески тока, необходимые для современных устройств связи и раскрутки жестких дисков мобильного вычислительного оборудования. Нагревание ячейки до 60 ° C (140 ° F) и выше увеличивает проводимость, но это требование не подходит для портативных приложений.

Чтобы сделать небольшую литий-полимерную батарею проводящей, было добавлено немного гелеобразного электролита. Большинство коммерческих литий-полимерных аккумуляторов, используемых сегодня для мобильных телефонов, являются гибридными и содержат гелеобразный электролит.Правильный термин для этой системы — литий-ионный полимер . В рекламных целях большинство производителей аккумуляторов обозначают их просто как Li-poly . Поскольку гибридный литий-полимерный аккумулятор на сегодняшний день является единственным действующим полимерным аккумулятором для портативного использования, мы сосредоточимся на этой химии.

В чем же тогда разница между классическим литий-ионным и литий-ионным полимером с добавлением гелеобразного электролита? Хотя характеристики и производительность двух систем очень похожи, литий-ионный полимер уникален тем, что твердый электролит заменяет пористый сепаратор.Гелеобразный электролит просто добавляют для повышения ионной проводимости.

Технические трудности и задержки с массовым производством задержали внедрение литий-ионных полимерных батарей. Кроме того, обещанное превосходство литий-ионного полимера до сих пор не реализовано. Никаких улучшений в увеличении емкости не достигается — фактически, емкость немного меньше, чем у стандартной литий-ионной батареи. В настоящее время нет преимущества в стоимости. Основная причина перехода на литий-ионный полимер — это форм-фактор. Он позволяет использовать тонкую пластину с геометрией, которая востребована в высококонкурентной индустрии мобильных телефонов.

Преимущества и ограничения литий-ионных полимерных аккумуляторов
Преимущества	Очень низкий профиль — возможно использование батарей, которые напоминают профиль кредитной карты. Гибкий форм-фактор — производители не ограничиваются стандартными форматами ячеек. При большом объеме можно экономично произвести любой разумный размер. Легкий вес — гелеобразные, а не жидкие электролиты позволяют упростить упаковку, в некоторых случаях исключая металлическую оболочку. Повышенная безопасность — более устойчивая к перезарядке; меньше шансов на утечку электролита.
Ограничения	Более низкая плотность энергии и меньшее количество циклов по сравнению с литий-ионными батареями — потенциал для улучшений существует. Дороговизна в производстве — после массового производства литий-ионный полимер может иметь меньшую стоимость. Уменьшение схемы управления компенсирует более высокие производственные затраты.

Последнее обновление 21.03.2017

*** Пожалуйста, прочтите комментарии ***

Комментарии предназначены для «комментирования», открытого обсуждения среди посетителей сайта. Battery University отслеживает комментарии и понимает важность выражения точек зрения и мнений на общем форуме. Однако при общении необходимо использовать соответствующий язык, избегая спама и дискриминации.

Если у вас есть предложение или вы хотите сообщить об ошибке, воспользуйтесь формой «Свяжитесь с нами» или напишите нам по адресу: [email protected]. Нам нравится получать от вас известия, но мы не можем ответить на все запросы. Мы рекомендуем размещать свой вопрос в разделах комментариев, чтобы Battery University Group (BUG) могла поделиться им.

Или перейти к другому архиву

Лучшие перезаряжаемые батареи AA и AAA

Большая часть электроники в наши дни, например ваш смартфон, имеет встроенный аккумулятор, который заряжается от настенного зарядного устройства. Они более удобны и позволяют компаниям изготавливать устройства меньшего размера, но поскольку они обычно не подлежат замене, вам приходится покупать совершенно новое устройство, когда батарея разряжается. В то же время многие устройства по-прежнему полагаются на батареи AA или AAA, такие как мгновенные камеры, фонарики, беспламенные свечи, беспроводные мыши, беспроводные клавиатуры, вибраторы, электрические мельницы для перца и многое другое.Если у вас есть какое-либо из этих устройств, вероятно, стоит инвестировать в некоторые аккумуляторные батареи: они работают лучше, более доступны в долгосрочной перспективе и лучше для планеты, чем одноразовые.

Когда я был ребенком в 90-х, мне казалось, что каждый раз, когда я хотел использовать свой Walkman или «одалживать» пульт дистанционного управления моего брата, батарейки разряжались, и мне приходилось ждать, пока они перезаряжаться со скоростью улитки. К счастью, с тех пор технология значительно продвинулась вперед. Большинство аккумуляторных батарей AA и AAA изготовлены из никель-металлгидрида (NiMH), в отличие от никель-кадмиевых (NiCd) батарей, которые использовались ранее.Никель-металл-гидридные аккумуляторные батареи дольше держат заряд, их можно перезаряжать больше раз в течение срока их службы и они имеют более высокую емкость, чем аккумуляторы из никель-кадмиевых батарей.

Помимо технологических обновлений, значительно снизилась цена на аккумуляторные батареи. Даже с учетом стоимости зарядного устройства аккумуляторные батареи окупятся за пять-шесть циклов перезарядки по сравнению с покупкой большинства одноразовых фирменных товаров. И преимущества выходят за рамки вашего кошелька: по данным исследовательской компании Statista, в 2019 году в США было продано около 310 миллионов щелочных батарей, или около двух.5 на семью. Предполагая, что средний срок службы перезаряжаемой батареи составляет около четырех лет, вы могли бы купить одну перезаряжаемую батарею вместо 10 щелочных батареек, которые в противном случае сгорели бы за это время.

Лишь в нескольких случаях одноразовые батареи могут быть предпочтительнее аккумуляторных. Если вы, например, отправляетесь в поход и вам нужны батарейки для фонарика и другого оборудования, имеет смысл бросить в рюкзак несколько дополнительных одноразовых батарей, чем пытаться разряжать аккумуляторные батареи с помощью блока питания или солнечное зарядное устройство на тропе. А поскольку одноразовые батареи обычно имеют срок годности 5-10 лет, они могут быть более безопасным выбором, если вы собираете чемодан на случай стихийного бедствия, придорожной аварии или апокалипсиса.

Кроме того, для надежной работы некоторым устройствам требуется немного более высокое напряжение щелочной батареи (1,5 В по сравнению с 1,2 В для большинства аккумуляторов). По этой причине мы всегда рекомендуем использовать батарею того типа, который рекомендован в руководстве к устройству, особенно для таких спасательных устройств, как дымовые извещатели.

Наконец, одноразовые щелочные батареи имеют гораздо более низкую скорость разряда, чем аккумуляторные батареи (даже те, которые имеют маркировку «низкий саморазряд», как те, которые мы тестировали для этого руководства), поэтому они могут работать дольше в электронике, которая постоянно потребляет небольшое количество энергии. мощность, например настенные часы или пульт дистанционного управления. Однако есть компромисс: щелочи иногда пропускают химические вещества, которые могут разрушить ваше устройство, тогда как аккумуляторные батареи на основе никеля или лития никогда не протекают, если они не используются неправильно, сказал нам Бухманн из Battery University. замедлить.

Литий-ионный или литий-полимерный: в чем разница?

Литий-ионные (литий-ионные) аккумуляторы исторически использовались в качестве элементов питания для смартфонов и многих других портативных гаджетов. Однако современные смартфоны теперь обычно оснащены литий-полимерными (Li-poly) батареями, которые являются подходящей альтернативой широкому спектру бытовых электронных устройств. Это, конечно, не факт, что нельзя упускать из виду, учитывая периодические попытки литий-ионных аккумуляторов с проблемами перегрева.

Поскольку безопасность и долговечность аккумуляторов находятся в списке приоритетов некоторых заказчиков, полезно знать плюсы и минусы этих двух технологий аккумуляторов. Вот все, что вам нужно знать о литий-ионных и литий-полимерных батареях.

Советы по аккумулятору: Как лучше всего зарядить смартфон

Как работают литий-ионные аккумуляторы?

Надежный литий-ионный аккумулятор — старая рабочая лошадка в отрасли. Разработка технологии началась еще в 1912 году, но она не пользовалась популярностью до тех пор, пока не была принята Sony в 1991 году.С тех пор литий-ионные батареи используются в самых разных устройствах, от портативных фотоаппаратов до музыкальных плееров и смартфонов.

Литий-ионный аккумулятор оказался настолько успешным, что частично связано с его очень высокой плотностью энергии, отсутствием «эффекта памяти» (когда аккумуляторы со временем становится труднее заряжать), в отличие от предыдущих технологий аккумуляторов, и сравнительно низкой стоимостью производство.

Эти батареи состоят из двух положительных и отрицательных электродов, разделенных жидким химическим электролитом, таким как этиленкарбонат или диэтилкарбонат.Химический состав этой батареи ограничивает ее в основном прямоугольной формой. Емкость литий-ионного аккумулятора уменьшается во время циклов зарядки и даже разряжается, когда он не используется, что не идеально. Что еще хуже, химический электролит может стать нестабильным при экстремальных температурах или при проколе, что приведет к «тепловому выходу из строя» и возгоранию. Хотя, подчеркну, это очень и очень редко. Электронные контроллеры часто используются для регулирования мощности заряда и разряда, чтобы предотвратить перегрев.

Как работают литий-полимерные батареи?

Технология литий-полимерных батарей новее, чем литий-ионные.Он не появлялся на рынке до 1970-х годов и появился в смартфонах совсем недавно. Например, Samsung перешла на литий-полимерный только в серии Galaxy S20. Хотя другие используют эту технологию немного дольше, и Samsung, похоже, придерживается литий-ионных аккумуляторов в линейке Galaxy Note 20.

Литий-полимерная технология снова использует положительный и отрицательный электроды, но с сухим твердым, пористым химическим или гелеобразным электролитом, а не с жидкостью.В результате полимерные батареи могут иметь более низкий профиль, гибкую и более прочную конструкцию и иметь меньшую вероятность утечки электролитов, приводящей к тепловому уходу. Короче говоря, они намного безопаснее.

Главный недостаток этой технологии — значительно более высокая стоимость производства. Жизненный цикл литий-полимерных батарей также короче, и батареи накапливают меньше энергии, чем литий-ионные батареи того же размера. В этих элементах также по-прежнему используются схемы защиты для поддержания рабочего напряжения в безопасных пределах.

Следующее: 6 распространенных мифов о батареях, которым вы, вероятно, поверите

Литий-ионная и литий-полимерная: основные различия

У обоих типов батарей есть свои плюсы и минусы. Вообще говоря, литий-ионные батареи предлагают самую высокую емкость по самым низким ценам. Удобно, если вам нужен недорогой телефон, который работает без подзарядки больше одного дня. Недостатки литий-ионных аккумуляторов — это постепенный саморазряд, не то чтобы это слишком важно для телефонов, которые постоянно включены, и крошечный, но не нулевой потенциал для проблем безопасности.

Li-poly по сравнению с ним безопаснее, что особенно важно в наши дни, когда технология сверхбыстрой зарядки. Эти батареи также имеют очень низкий уровень саморазряда, поэтому они не разрядятся, когда вы их не используете. Однако это связано с более высокой ценой, меньшим сроком службы и меньшей плотностью емкости. Тем не менее, легкий вес литий-полимерных батарей обеспечивает в целом лучшую удельную энергию на килограмм.

В целом, литий-полимерный постепенно вытесняет литий-ионный в индустрии смартфонов благодаря своей превосходной безопасности, универсальности форм-фактора и весовым характеристикам в устройствах высокого и среднего уровня.Хотя более доступные конструкции и телефоны с очень большой емкостью ячеек, скорее всего, еще какое-то время будут использовать литий-ионные аккумуляторы.

Android-телефоны с лучшим аккумулятором | Лучшие телефоны Android со съемным аккумулятором

Другие часто задаваемые вопросы

Q: Безопасны ли литий-ионные аккумуляторы?
A: Да. Сбои в работе и повреждение очень редки, поэтому использование литий-ионных аккумуляторов очень безопасно. Особенно, если не допускать сильного нагрева и повреждения корпуса аккумулятора.

Q: Безопасны ли литий-полимерные батареи?
A: Да. Литий-полимерный даже безопаснее, чем литий-ионный, так как меньше риск утечки электролитического компонента.

Q: Можно ли утилизировать литий-ионные аккумуляторы?
A: Да. Вам следует утилизировать, а не выбрасывать литий-ионные батареи. Эти батареи часто можно утилизировать в большинстве местных центров переработки и некоторых магазинах, таких как The Home Depot и Lowe’s.

Q: Можно ли перерабатывать литий-полимерные батареи?
A: Да.Вам следует утилизировать, а не выбрасывать литиево-полимерные батареи. Эти батареи часто можно утилизировать в большинстве местных центров переработки и некоторых магазинах, таких как The Home Depot и Lowe’s.

6 типов литий-ионных аккумуляторов, о которых следует знать инвесторам

Существует несколько видов литий-ионных батарей, и не все они одинаковы. Вот шесть типов литий-ионных батарей.

Литий-ионные аккумуляторы необходимы для современных технологий, для питания мобильных телефонов, ноутбуков, медицинских устройств и даже электромобилей.

Производители обычно используют в этих батареях карбонат или гидроксид лития, а не металлический литий. Хотя литий является ключевым ингредиентом литий-ионных аккумуляторов, они также включают другие металлы, такие как кобальт, графит и никель.

Но какие типы литий-ионных батарей используются для каких приложений? Существует несколько типов литий-ионных батарей, и не все они одинаковы. Ниже мы описали шесть типов литий-ионных аккумуляторов, а также их состав и способы использования.Читайте дальше, чтобы узнать больше об этой захватывающей технологии.

1. Литий-кобальтовый оксид

Литий-кобальтовые батареи, также известные как литий-кобальтатные или литий-ионно-кобальтовые батареи, изготавливаются из карбоната лития и кобальта. Из-за очень высокой удельной энергии эти батареи используются в сотовых телефонах, ноутбуках и электронных камерах. Они имеют катод из оксида кобальта и используют в качестве анодного материала графитовый углерод; во время разряда ионы лития перемещаются от анода к катоду, при этом поток меняется в обратном направлении, когда батарея заряжается.

Батарея этого типа имеет ряд недостатков, в том числе относительно небольшой срок службы батареи и ограниченную удельную мощность. Кроме того, Battery University отмечает, что эти батареи не так безопасны, как другие типы. Несмотря на это, их характеристики делают их популярным выбором для сотовых телефонов и других портативных электронных устройств.

Литий-марганцево-оксидные батареи также обычно называют литиево-марганцевыми или литий-ионно-марганцевыми батареями, а иногда их также называют литий-марганцевыми или марганцевыми шпинелями.Технология для этого типа батарей была открыта в 1980-х годах, когда первая публикация по этому вопросу появилась в Бюллетене исследований материалов в 1983 году. Первые коммерческие литий-ионные элементы, изготовленные из оксида лития-марганца в качестве катодного материала, были произведены в 1996 году компанией Moli Energy.

Литий-марганцево-оксидные батареи

отличаются высокой температурной стабильностью, а также более безопасны, чем литий-ионные батареи других типов. По этой причине они часто используются в медицинском оборудовании и устройствах, но они также могут использоваться в электроинструментах, электрических велосипедах и т. Д.Также можно использовать литий-оксидные батареи на основе оксида марганца для питания ноутбуков и автомобилей с электроприводом.

В литий-железо-фосфатных батареях, также известных как литий-фосфатные батареи, в качестве катода используется фосфат. Они обладают свойствами низкого сопротивления, которые повышают их безопасность и термическую стабильность.

Что вам

НУЖНО Чтобы знать о металлах батарей в этом году!

Наш

БЕСПЛАТНЫЙ отчет Outlook предоставит вам ЭКСКЛЮЗИВНЫЙ контент , такой как советы экспертов, тенденции, прогнозы и многое другое!

Другие преимущества включают долговечность и долгий срок службы — полностью заряженные батареи можно хранить с небольшим изменением общего срока службы батареи. Литий-фосфатные батареи также часто являются наиболее экономичным вариантом, если принять во внимание их длительный срок службы. Однако более низкое напряжение литий-фосфатной батареи означает, что она имеет меньше энергии, чем другие типы литиевых батарей.

Соответственно, эти батареи часто используются в электрических мотоциклах, а также в других приложениях, требующих длительного срока службы и значительной безопасности. Электромобили также часто используют эти батареи.

4. Литий, никель, марганец, кобальт, оксид

Литий-никель-марганцево-кобальтооксидные батареи, также известные как литиево-марганцево-кобальтовые батареи, изготовлены из нескольких материалов, которые обычно используются в литий-ионных батареях.Они включают катод, сделанный из комбинации никеля, марганца и кобальта.

Как и другие разновидности литий-ионных батарей, батареи NMC могут иметь либо высокую удельную плотность энергии, либо высокую удельную мощность. Однако они не могут обладать обоими свойствами. Аккумуляторы этого типа чаще всего используются в электроинструментах и ​​трансмиссиях автомобилей.

Соотношение катодной комбинации обычно составляет 60 процентов никеля, 20 процентов марганца и 20 процентов кобальта. Это означает, что стоимость сырья ниже, чем для других вариантов литий-ионных батарей, поскольку кобальт может быть довольно дорогим.В будущем эти батареи могут подешеветь, так как некоторые производители батарей планируют изменить химический состав батарей на более высокий процент никеля, чтобы они могли использовать меньше кобальта. Этот тип батареи обычно предпочтителен для электромобилей из-за очень низкой скорости самонагрева.

5. Литий-никель-кобальт-оксид алюминия

Литий-никель-кобальт-алюминиевые оксидные батареи также называются батареями NCA и становятся все более важными в электрических силовых агрегатах и ​​в энергосистемах хранения.

Аккумуляторы

NCA не распространены в потребительской промышленности, но перспективны для автомобильной промышленности. Аккумуляторы NCA представляют собой вариант с высоким энергопотреблением и длительным сроком службы, но они не так безопасны, как их можно было бы сравнивать с другими типами литий-ионных аккумуляторов, и довольно дороги. Boston Consulting Group отмечает, что батареи NCA должны сопровождаться в автомобилях мерами безопасности, которые контролируют их работу и поведение, чтобы обеспечить безопасность водителей.

Аргоннская национальная лаборатория провела исследование потенциала батарей NCA и проблем, связанных с ними.Учитывая постоянное использование аккумуляторов NCA в электромобилях, возможно, что спрос на эти батареи будет расти по мере того, как электромобили станут более распространенными.

6. Титанат лития

Наконец, титанат лития, также известный как литий-титанат, представляет собой класс аккумуляторов, который позволяет находить все более широкое применение. Основное преимущество литий-титанатной батареи — ее удивительно быстрое время перезарядки, благодаря передовой нанотехнологии, пишет Battery Space.

В настоящее время производители электромобилей и велосипедов используют литиево-титанатные батареи, и существует потенциал для использования этого типа батарей в электрических автобусах для общественного транспорта.Однако эти батареи имеют более низкое собственное напряжение или меньшую плотность энергии, чем другие разновидности литий-ионных батарей, что может создавать проблемы с эффективным питанием транспортных средств. Даже в этом случае плотность литий-титанатных батарей по-прежнему выше, чем у других не литий-ионных батарей, что является плюсом.

Приложения для этих батарей могут включать в себя военное и аэрокосмическое использование, а также они могут использоваться для хранения энергии ветра и солнца и создания интеллектуальных сетей. Кроме того, Battery Space предполагает, что эти батареи также могут использоваться в критически важных системах резервного копирования для энергосистем.

Какой литий-ионный аккумулятор лучше?

Литий-ионные батареи

бывают разных типов и имеют множество применений. Это означает, что некоторые современные литий-ионные батареи лучше подходят для определенных приложений, чем другие. Самое главное — выбрать аккумулятор, наиболее подходящий для поставленной задачи.

Также стоит отметить, что промышленность литий-ионных аккумуляторов постоянно меняется. Компании и ученые по всему миру создают новые батареи, которые будут либо работать вместе с литий-ионными батареями, либо заменять их.По мере развития этих новых батарей будет важно следить за тем, какие из них выйдут на первый план.

Это обновленная версия статьи, впервые опубликованной Investing News Network в 2014 году.

Не забудьте подписаться на нас @INN_Resource, чтобы получать новости в реальном времени!

Раскрытие информации о ценных бумагах: Я, Присцила Баррера, в настоящее время не владею долей прямых инвестиций ни в одной компании, упомянутой в этой статье.

<< 5 основных фактов о литииЛучшие компании по добыче лития >>

Какой тип батареи лучший?

Здесь поможет определить, какой тип батареи подходит для вашей конструкции

КЕРРИ ЛАНЗА
Palladium Energy, Naperville, IL
www. palladiumenergy.com

Батареи есть повсюду, и они играют большую роль в создании нашей современной жизни. Каждый день анонсируются новые химические составы и конструкции аккумуляторов, обеспечивающие очень высокую плотность энергии, 1000 циклов заряда / разряда и тонкие как бумага. Эти характеристики действительно достижимы, но не одновременно и с использованием разных батарей.

Батарея может быть рассчитана на небольшой размер и длительное время работы, но имеет ограниченный срок службы. Другой может быть построен для долговечности, он большой и громоздкий.Третья может иметь высокую плотность энергии и длительный срок службы, но предназначена для специального применения и слишком дорога для среднего потребителя.

Производители аккумуляторов осведомлены о потребностях клиентов и предлагают аккумуляторы, наиболее подходящие для их применения. Индустрия мобильных телефонов — хороший пример этого изменения. Здесь малый размер и высокая плотность энергии предпочтительнее долговечности. Хотя плотность энергии является основной проблемой, другие важные атрибуты включают срок службы, характеристики нагрузки, требования к техническому обслуживанию, саморазряд, стоимость и безопасность.Никель-кадмиевые батареи были первой аккумуляторной батареей небольшого формата и образуют стандарт, с которым обычно сравнивают другие химические элементы. Однако сегодня наиболее популярными конструкциями являются системы на основе лития. См. Таблицу 1 для сравнения данных шести различных типов батарей.

Таблица 1. Типы батарей и типовые характеристики

Никель-кадмиевый аккумулятор

Никель-кадмиевый (NiCd) предпочитает быструю зарядку медленной зарядке и импульсную зарядку постоянному току. Это сильный работник, и тяжелая работа не представляет особых проблем.Фактически, никель-кадмиевые батареи — это единственный тип батарей, который хорошо работает в суровых условиях работы — например, в электроинструментах. Никель-кадмиевый не любит сидеть в зарядных устройствах в течение длительного времени и использоваться в течение коротких периодов. Периодический полный разряд настолько важен, что, если его не использовать, на пластинах элементов образуются большие кристаллы (также называемые памятью), и никель-кадмий постепенно теряет свои характеристики.

NiCd остается популярным выбором для двусторонней радиосвязи, оборудования для оказания неотложной медицинской помощи и электроинструментов.Наблюдается переход к батареям с более высокой плотностью энергии и менее токсичными металлами, но альтернативный химический состав не всегда может сравниться с превосходной долговечностью и низкой стоимостью никель-кадмиевых.

Вот краткое изложение преимуществ и ограничений никель-кадмиевых батарей.

Преимущества

• Простое хранение и транспортировка. Большинство авиакомпаний принимают никель-кадмиевые без особых условий.

• Простить, если злоупотребляют. NiCd прочен.

• Хорошая цена. Батареи NiCd имеют экономичную цену и имеют быструю и простую зарядку даже после длительного хранения.

• Долгая жизнь. Никель-кадмиевый сплав имеет большое количество циклов заряда / разряда и возможно пятилетнее хранение.

• Хорошая нагрузка. Никель-кадмиевый позволяет заряжаться при низких температурах.

• Большое разнообразие. NiCd доступен в широком диапазоне размеров и вариантов исполнения.

Ограничения

• Без вреда для окружающей среды. NiCd содержит токсичные металлы.

• Относительно высокий саморазряд. Никель-кадмий после хранения требует подзарядки.

• Низкая плотность энергии. Никель-кадмиевые батареи больше и тяжелее, чем альтернативы.

• Эффект памяти. NiCd необходимо периодически проверять.

Никель-металлогидридный аккумулятор

Успех никель-металлгидрида (NiMH) обусловлен высокой плотностью энергии и использованием экологически чистых металлов. Современный никель-металлгидридный металл обеспечивает до 40% более высокую плотность энергии по сравнению со стандартным никель-кадмиевым. Есть потенциал для еще более высоких возможностей, но не без некоторых негативных побочных эффектов.

NiMH менее долговечен, чем NiCd. Езда на велосипеде под большой нагрузкой и хранение при высокой температуре сокращает срок службы. NiMH испытывает высокий саморазряд, который выше, чем у NiCd. Большинство недостатков аналогичны технологии на основе никеля и присущи NiCd. Широко признано, что никель-металлгидридные аккумуляторы являются промежуточным звеном в технологии литиевых батарей.

Преимущества

• Простое хранение и транспортировка. Транспорт не подлежит нормативному контролю.

• Экологичность. NiMH содержит только легкие токсины.

• Высокая производительность. NiMH имеет на 30-40% большую емкость, чем NiCd.

• Менее запоминается. NiMH не всегда нужно полностью сливать перед подзарядкой.

Ограничения

• Требуется более сложный алгоритм зарядки.

• Высокий саморазряд. Скорость разряда NiMH обычно на 50% выше, чем у NiCd.

• Термочувствительный. Характеристики NiMH ухудшаются при хранении при высоких температурах.

• Ограниченный срок службы. Производительность начинает ухудшаться после 200–300 циклов при многократном повторении глубоких циклов.

• Короткий срок хранения. NiMH имеет относительно короткое хранение — три года.

• Ограниченный ток разряда. Хотя никель-металлгидридные аккумуляторы способны обеспечивать высокие токи разряда, большая нагрузка сокращает срок службы батареи.

• Высокое обслуживание. Никель-металлогидрид требует регулярной полной разрядки для предотвращения образования кристаллов.

Литий-ионный аккумулятор

Плотность энергии литий-иона обычно вдвое больше, чем у стандартного NiCd.Высокое напряжение ячеек 3,6 — 4,2 В позволяет создавать аккумуляторные батареи только с одним элементом. Большинство современных мобильных телефонов работают на одной соте. Для блока на основе никеля потребуются три последовательно соединенных элемента на 1,2 В.

Литий-ионный аккумулятор

не требует особого обслуживания, а это преимущество, на которое не могут претендовать другие химические производители. Память отсутствует, и для продления срока службы батареи не требуется регулярных циклов. Кроме того, саморазряд меньше чем наполовину по сравнению с никель-кадмиевым, что делает литий-ионные аккумуляторы хорошо подходящими для современных датчиков уровня топлива.Литий-ионные элементы также не причиняют большого вреда при утилизации.

Несмотря на свои общие преимущества, литий-ионный имеет свои недостатки. Он хрупкий и требует схемы защиты для обеспечения безопасной работы. Встроенная схема защиты ограничивает пиковое напряжение каждой ячейки во время зарядки и предотвращает слишком низкое падение напряжения ячейки при разряде. Кроме того, контролируется температура ячейки, чтобы предотвратить перепады температур. Максимальный ток заряда и разряда на большинстве блоков ограничен от 1С до 2С.При соблюдении этих мер предосторожности возможность появления металлического литиевого покрытия из-за перезарядки практически исключается.

Производители рекомендуют хранить при температуре 15 ° C (59 ° F), потому что хранение в прохладном месте замедляет процесс старения литий-ионных (и других химических веществ). Производители литиевых элементов рекомендуют уровень заряда 40% для хранения.

Преимущества

• Низкие эксплуатационные расходы. Периодическая разрядка не требуется; нет памяти.

• Разнообразие использования.Специальные элементы могут обеспечивать очень высокий ток для таких приложений, как электроинструменты.

• Высокая плотность энергии. Есть потенциал для еще более высоких мощностей.

• Относительно низкий саморазряд. Саморазряд в два раза меньше, чем у никелевых батарей.

Ограничения

• Вопросы безопасности. Литий-ионный требует схемы защиты для поддержания напряжения и тока в безопасных пределах.

• Подлежит старению. Старение происходит даже тогда, когда аккумулятор не используется, но хранение в прохладном месте при 40% заряда снижает эффект.

• Транспортные ограничения. Отгрузка больших объемов может подлежать регулирующему контролю.

• Дороговизна в производстве. Стоимость литий-ионных аккумуляторов примерно на 40% выше, чем у NiCd.

Литий-полимерный аккумулятор

Литий-полимерный аккумулятор отличается от обычных аккумуляторных систем типом используемого электролита. Этот электролит напоминает пластиковую пленку, которая не проводит электричество, но позволяет ионам обмениваться. Полимерный электролит заменяет традиционный пористый сепаратор, пропитанный электролитом.Коммерческие литий-ионные полимерные элементы очень похожи по химическому составу и материалам на их аналоги с жидким электролитом.

Литий-полимерный

прижился не так быстро, как ожидали некоторые аналитики. Например, не удалось полностью реализовать низкие производственные затраты. Поскольку литий-полимерные элементы легче деформировать и повредить, чем стандартные литий-ионные элементы, необходимо больше внимания уделять конструкции устройства и способам доступа, использования и замены батареи пользователем.Тем не менее литий-полимер нашел свою рыночную нишу в тонких геометриях.

Преимущества

• Легкий. Литий-полимерный, с его высокой плотностью заряда, весит меньше, чем эквивалентная плотность энергии никелевых и литий-ионных аккумуляторов.

• Повышенная безопасность. Литий-полимерный более устойчив к перезарядке, поэтому вероятность утечки электролита меньше.

• Очень низкий профиль. Возможны батареи, напоминающие профиль кредитной карты.

• Гибкий форм-фактор.Производители не связаны стандартными форматами ячеек.

Ограничения

• Различные проблемы безопасности. Многие разработчики устройств, использующие литий-полимерные батареи, считают, что безопаснее сделать аккумуляторную батарею незаменимой, чтобы предотвратить потенциальное повреждение более хрупкой аккумуляторной батареи потребителем.

• Более низкая плотность энергии и меньшее количество циклов по сравнению с литий-ионными. Литий-полимерные элементы меньше для эквивалентной мощности и могут заряжаться-разряжаться чаще.

• Дороговизна в производстве. Литий-полимерная технология сложна, а производственные затраты выше, чем у других технологий.

• Стандартных размеров нет. Большинство ячеек производится для массовых потребительских рынков.

• Дорого. Отношение стоимости к энергии выше, чем у литий-ионных. ■

Связанные товары: Batteries

Как мы доберемся до следующего крупного прорыва в области аккумуляторных батарей — Quartz

Вы читаете эксклюзивную статью Quartz, доступную всем читателям в течение ограниченного времени.Чтобы разблокировать доступ ко всем Quartz, станьте участником.

Электрические самолеты могут быть будущим авиации. Теоретически они будут намного тише, дешевле и чище, чем те самолеты, которые есть у нас сегодня. Электрические самолеты с дальностью полета 1 000 км (620 миль) на одной зарядке могут использоваться сегодня для половины всех рейсов коммерческих самолетов, сокращая глобальные выбросы углерода авиации примерно на 15%.

То же самое и с электромобилями. Электромобиль — это не просто более чистая версия своего кузена, извергающего загрязнения.По сути, это лучший автомобиль: его электродвигатель мало шумит и молниеносно реагирует на решения водителя. Зарядка электромобиля обходится намного дешевле, чем оплата эквивалентного количества бензина. Электромобили могут быть построены с небольшим количеством движущихся частей, что удешевляет их обслуживание.

Так почему же электромобили уже не повсюду? Это связано с тем, что батареи дороги, поэтому первоначальная стоимость электромобиля намного выше, чем у аналогичной модели с бензиновым двигателем.И если вы не водите много, экономия на бензине не всегда компенсирует более высокие первоначальные затраты. Короче говоря, электромобили по-прежнему не экономичны.

Точно так же современные батареи не обладают достаточной энергией по весу или объему для питания пассажирских самолетов. Нам все еще нужны фундаментальные прорывы в аккумуляторных технологиях, прежде чем это станет реальностью.

Портативные устройства с батарейным питанием изменили нашу жизнь. Но есть еще много вещей, которые могут вывести из строя батареи, если бы только более безопасные, более мощные и энергоемкие батареи могли быть сделаны дешево.Никакой закон физики не исключает их существования.

И все же, несмотря на более чем два столетия тщательного изучения с момента изобретения первой батареи в 1799 году, ученые до сих пор не до конца понимают многие основы того, что именно происходит внутри этих устройств. Что мы действительно знаем, так это то, что, по сути, есть три проблемы, которые необходимо решить, чтобы батареи снова действительно изменили нашу жизнь: мощность, энергия и безопасность.

Не существует универсальной литий-ионной батареи

Каждая батарея имеет два электрода: катод и анод.Большинство анодов литий-ионных аккумуляторов изготовлено из графита, но катоды изготавливаются из различных материалов, в зависимости от того, для чего будет использоваться аккумулятор. Ниже вы можете увидеть, как различные материалы катода меняют работу типов батарей по шести параметрам.

Проблема питания

В просторечии люди используют термины «энергия» и «мощность» как синонимы, но при разговоре об аккумуляторах важно различать их. Мощность — это скорость, с которой может высвобождаться энергия.

Батарея, достаточно сильная, чтобы запустить и удерживать в воздухе коммерческий самолет на расстояние 1000 км, требует большого количества энергии, чтобы высвободиться за очень короткое время, особенно во время взлета. Таким образом, дело не только в накоплении большого количества энергии, но и в способности очень быстро извлекать эту энергию.

Решение проблемы энергоснабжения требует от нас заглянуть в черный ящик коммерческих аккумуляторов. Будет немного занудно, но терпи меня. Новые аккумуляторные технологии часто преувеличиваются, потому что большинство людей не вникают в детали.

Самая современная химия батарей, которая у нас есть в настоящее время, — это литий-ионные. Большинство экспертов сходятся во мнении, что никакая другая химия не сможет подорвать ионно-литиевый сплав еще как минимум десять лет или больше. Литий-ионный аккумулятор имеет два электрода (катод и анод) с сепаратором (материал, который проводит ионы, но не электроны, предназначен для предотвращения короткого замыкания) в середине и электролит (обычно жидкий) для обеспечения обратного потока ионов лития и вперед между электродами. Когда батарея заряжается, ионы перемещаются от катода к аноду; когда батарея питает что-то, ионы движутся в противоположном направлении.

Представьте себе две буханки нарезанного хлеба. Каждая буханка — это электрод: левый — катод, а правый — анод. Предположим, что катод состоит из пластин никеля, марганца и кобальта (NMC) — одного из лучших в своем классе — и что анод состоит из графита, который по сути представляет собой слоистые листы или кусочки атомов углерода. .

В разряженном состоянии, то есть после того, как энергия была истощена, в буханке NMC между каждым ломтиком находятся ионы лития. Когда аккумулятор заряжается, каждый ион лития извлекается из промежутков между пластинами и вынужден проходить через жидкий электролит.Сепаратор действует как контрольно-пропускной пункт, гарантирующий, что только ионы лития проходят через графитовую буханку. При полной зарядке в катодной буханке батареи не останется ионов лития; все они будут аккуратно зажаты между ломтиками графитового хлеба. По мере того как энергия батареи расходуется, ионы лития возвращаются к катоду, пока на аноде не останется ни одного. Вот тогда и нужно снова зарядить аккумулятор.

Емкость аккумулятора определяется, по сути, тем, как быстро происходит этот процесс.Но не так-то просто увеличить скорость. Слишком быстрое извлечение ионов лития из катодной буханки может привести к появлению дефектов на ломтиках и, в конечном итоге, к их разрушению. Это одна из причин, почему чем дольше мы пользуемся смартфоном, ноутбуком или электромобилем, тем хуже время автономной работы. Каждая зарядка и разрядка заставляют буханку немного ослабевать.

Над решением проблемы работают разные компании. Одна из идей — заменить слоистые электроды чем-то более прочным.Например, швейцарская компания по производству аккумуляторов Leclanché со 100-летней историей работает над технологией, в которой используется фосфат лития-железа (LFP), который имеет структуру «оливина» в качестве катода, и оксид титаната лития (LTO), который имеет Структура «шпинель», как анод. Эти структуры лучше справляются с потоком ионов лития в материал и из него.

Leclanché в настоящее время использует свои аккумуляторные элементы в автономных складских вилочных погрузчиках, которые можно зарядить до 100% за девять минут. Для сравнения: лучший нагнетатель Tesla может зарядить автомобильный аккумулятор Tesla примерно до 50% за 10 минут.Leclanché также внедряет свои батареи в Великобритании для быстрой зарядки электромобилей. Эти батареи находятся на зарядной станции, медленно потребляя небольшое количество энергии в течение длительного периода времени из сети, пока они не будут полностью заряжены. Затем, когда автомобиль пристыкован, аккумуляторы док-станции быстро заряжают аккумулятор автомобиля. Когда машина уезжает, аккумулятор станции снова начинает заряжаться.

Такие усилия, как шоу Лекланше, можно изменить с химическим составом батарей, чтобы увеличить их мощность. Тем не менее, никто еще не построил аккумулятор, достаточно мощный, чтобы быстро доставить энергию, необходимую коммерческому самолету для преодоления гравитации.Стартапы стремятся строить самолеты меньшего размера (вмещающие до 12 человек), которые могли бы летать на относительно менее энергоемких батареях, или электрические гибридные самолеты, где реактивное топливо выполняет тяжелую работу, а батареи — накатом.

Но на самом деле нет компании, работающей в этой сфере, даже близко к коммерциализации. Кроме того, технологический скачок, необходимый для полностью электрического коммерческого самолета, вероятно, займет десятилетия, — говорит Венкат Вишванатан, эксперт по аккумуляторным батареям в Университете Карнеги-Меллона.

Reuters / Alister Doyle

Двухместный электрический самолет, сделанный словенской фирмой Pipistrel, стоит у ангара в аэропорту Осло, Норвегия.

Энергетическая проблема

Tesla Model 3, самая доступная модель компании, стоит от 35 000 долларов. Он работает от батареи на 50 кВтч, что стоит примерно 8750 долларов, или 25% от общей стоимости автомобиля.

Это все еще удивительно доступно по сравнению с тем, что было не так давно. По данным Bloomberg New Energy Finance, средняя мировая стоимость литий-ионных аккумуляторов в 2018 году составляла около 175 долларов за киловатт-час, что ниже почти 1200 долларов за киловатт-час в 2010 году.

Министерство энергетики США подсчитало, что как только стоимость батарей упадет ниже 125 долларов за кВтч, владение и эксплуатация электромобиля будет дешевле, чем бензиновый в большинстве частей мира. Это не означает, что электромобили победят автомобили с бензиновым двигателем во всех нишах и сферах — например, для грузовиков дальнего следования еще нет электрического решения. Но это переломный момент, когда люди начнут предпочитать электромобили просто потому, что в большинстве случаев они будут иметь более экономичный смысл.

Один из способов добиться этого — увеличить удельную энергию батарей — втиснуть больше кВтч в аккумуляторную батарею, не снижая ее цены. Теоретически это может сделать специалист по производству аккумуляторов, увеличив плотность энергии катода или анода, либо того и другого.

Катод с наибольшей энергоемкостью на пути к коммерческой доступности — это NMC 811 (каждая цифра в номере представляет собой соотношение никеля, марганца и кобальта, соответственно, в смеси). Это еще не идеально. Самая большая проблема заключается в том, что он может выдержать лишь относительно небольшое количество жизненных циклов заряда-разряда, прежде чем перестанет работать.Но эксперты прогнозируют, что отраслевые исследования и разработки должны решить проблемы NMC 811 в течение следующих пяти лет. В этом случае батареи, использующие NMC 811, будут иметь более высокую плотность энергии на 10% или более.

Однако увеличение на 10% не так уж и много в общей картине.
И хотя ряд инноваций за последние несколько десятилетий поднял плотность энергии катодов еще выше, аноды — это то, где открываются самые большие возможности для плотности энергии.

Графит был и остается главным анодным материалом.Он дешевый, надежный и относительно энергоемкий, особенно по сравнению с современными катодными материалами. Но он довольно слаб, если сопоставить его с другими потенциальными материалами анода, такими как кремний и литий.

Кремний, например, теоретически намного лучше поглощает ионы лития в виде графита. Вот почему ряд производителей аккумуляторов пытаются добавить кремний вместе с графитом в свои конструкции анодов; Генеральный директор Tesla Илон Маск сказал, что его компания уже делает это в своих литий-ионных батареях.

Большим шагом была бы разработка коммерчески жизнеспособного анода, полностью сделанного из кремния. Но у этого элемента есть особенности, которые затрудняют это. Когда графит поглощает ионы лития, его объем не сильно меняется. Однако кремниевый анод по тому же сценарию набухает в четыре раза по сравнению с исходным объемом.

К сожалению, вы не можете просто увеличить корпус, чтобы компенсировать это набухание, потому что расширение разрушает так называемую «межфазную поверхность твердого электролита» или SEI кремниевого анода.

SEI можно рассматривать как своего рода защитный слой, который анод создает для себя, подобно тому, как железо образует ржавчину, также известную как оксид железа, для защиты от элементов: когда вы оставляете кусок недавно кованое железо снаружи, оно медленно реагирует с кислородом воздуха, образуя ржавчину. Под слоем ржавчины остальная часть железа не постигает та же участь и, таким образом, сохраняет структурную целостность.

В конце первого заряда батареи электрод образует собственный слой «ржавчины» — SEI, отделяющий неэродированную часть электрода от электролита.SEI предотвращает потребление электрода дополнительными химическими реакциями, гарантируя, что ионы лития могут течь как можно более плавно.

Но с кремниевым анодом SEI ломается каждый раз, когда батарея используется для питания чего-либо, и восстанавливается каждый раз, когда батарея заряжается. И во время каждого цикла зарядки расходуется немного кремния. В конце концов, силикон рассеивается до такой степени, что батарея перестает работать.

За последнее десятилетие несколько стартапов Кремниевой долины работали над решением этой проблемы.Например, подход Sila Nano заключается в заключении атомов кремния в наноразмерную оболочку с большим количеством пустого места внутри. Таким образом, SEI формируется снаружи оболочки, а расширение атомов кремния происходит внутри нее, не разрушая SEI после каждого цикла заряда-разряда. Компания, оцениваемая в 350 миллионов долларов, заявляет, что ее технология будет использоваться в устройствах уже в 2020 году.

Enovix, с другой стороны, применяет особую технологию производства, чтобы подвергнуть 100% кремний анод огромному физическому давлению, заставляя его поглощать меньше ион лития и, таким образом, ограничивает расширение анода и предотвращает разрушение SEI.У компании есть инвестиции от Intel и Qualcomm, и она также ожидает, что к 2020 году ее батареи будут в устройствах.

Эти компромиссы означают, что кремниевый анод не может достичь своей теоретической высокой плотности энергии. Однако обе компании заявляют, что их аноды работают лучше, чем графитовые. Третьи стороны в настоящее время тестируют аккумуляторы обеих фирм.

Tesla

В 2020 году новый Tesla Roadster станет первым электромобилем, который может проехать 1000 км (620 миль) на одной зарядке.

Проблема безопасности

Все молекулярные переделки, предпринятые для накопления большего количества энергии в батареях, могут происходить за счет безопасности. С момента своего изобретения литий-ионный аккумулятор вызывает головные боли из-за того, как часто он воспламеняется. Например, в 1990-х годах канадская компания Moli Energy начала продавать литий-металлические батареи для использования в телефонах. Но в реальном мире его батареи начали воспламеняться, и Moli был вынужден отозвать свой заказ и, в конечном итоге, объявить о банкротстве. (Некоторые из его активов были куплены тайваньской компанией, и она до сих пор продает литий-ионные батареи под торговой маркой E-One Moli Energy.) Совсем недавно смартфоны Samsung Galaxy Note 7, которые были сделаны на современных литий-ионных аккумуляторах, начали взрываться в карманах людей. В результате отзыв продукции в 2016 году обошелся южнокорейскому гиганту в 5,3 миллиарда долларов.

Современные литий-ионные батареи по-прежнему сопряжены с определенными рисками, поскольку в качестве электролита почти всегда используются легковоспламеняющиеся жидкости. Одна из прискорбных (для нас, людей) причуд природы заключается в том, что жидкости, способные легко переносить ионы, также имеют более низкий порог возгорания.Одно из решений — использовать твердые электролиты. Но это означает другие компромиссы. Конструкция батареи может легко включать жидкий электролит, который контактирует с каждым элементом электродов, что позволяет эффективно переносить ионы. С твердыми телами намного сложнее. Представьте, что вы бросаете пару кубиков в чашку с водой. А теперь представьте, что те же самые кости бросают в чашку с песком. Очевидно, что вода коснется гораздо большей площади поверхности игральных костей, чем песок.

До сих пор коммерческое использование литий-ионных батарей с твердыми электролитами ограничивалось приложениями с низким энергопотреблением, такими как датчики, подключенные к Интернету.Усилия по расширению масштабов твердотельных батарей, то есть не содержащих жидкий электролит, можно в общих чертах разделить на две категории: твердые полимеры при высоких температурах и керамика при комнатной температуре.

Твердые полимеры при высоких температурах

Полимеры представляют собой длинные цепочки молекул, связанных вместе. Они очень распространены в повседневном использовании — например, одноразовые полиэтиленовые пакеты делают из полимеров. Когда некоторые типы полимеров нагреваются, они ведут себя как жидкости, но без воспламеняемости жидких электролитов, используемых в большинстве батарей.Другими словами, они обладают высокой ионной проводимостью, как жидкий электролит, без каких-либо рисков.

Но у них есть ограничения. Они могут работать только при температуре выше 105 ° C (220 ° F), что означает, что они не подходят, например, для смартфонов. Но их можно использовать, например, для хранения энергии от сети в домашних батареях. По крайней мере две компании — SEEO (США) и Bolloré (Франция) — разрабатывают твердотельные батареи, в которых в качестве электролита используются высокотемпературные полимеры.

Керамика при комнатной температуре

За последнее десятилетие два класса керамики — LLZO (оксид лития, лантана и циркония) и LGPS (литий, германий, сульфид фосфора) — показали почти такие же хорошие проводящие ионы при комнатной температуре. как жидкости.

Toyota, а также стартап из Кремниевой долины QuantumScape (который в прошлом году привлек 100 млн долларов от Volkswagen) работают над внедрением керамики в литий-ионные батареи. Включение крупных игроков в пространство свидетельствует о том, что прорыв может быть ближе, чем многие думают.

«Мы очень близки к тому, чтобы увидеть что-то реальное [с использованием керамики] через два или три года», — говорит Вишванатан из Карнеги-Меллона.

Закон о балансе

Аккумуляторы — это уже большой бизнес, и их рынок продолжает расти.Все эти деньги привлекают множество предпринимателей с еще большим количеством идей. Но стартап с аккумулятором — сложная ставка — он терпит неудачу даже чаще, чем компании-разработчики программного обеспечения, которые известны своей высокой частотой отказов. Это потому, что инновации в области материаловедения — это сложно.

К настоящему времени химики, занимающиеся аккумуляторными батареями, обнаружили, что, когда они пытаются улучшить одну характеристику (например, плотность энергии), они вынуждены идти на компромисс в отношении другой характеристики (например, безопасности). Такой баланс означает, что прогресс на каждом фронте был медленным и чреват проблемами.

Но если внимательнее присмотреться к проблеме — Йет-Мин Чан из Массачусетского технологического института считает, что сегодня в США в три раза больше ученых, занимающихся аккумуляторными батареями, чем всего 10 лет назад, — шансы на успех возрастут. Потенциал батарей остается огромным, но, учитывая предстоящие задачи, лучше относиться к каждому заявлению о новых батареях с хорошей долей скептицизма.

Cordless Tool Batteries Battle — NiCD vs NiMH vs Li-Ion

Различные типы батарей для аккумуляторных дрелей

Найти аккумуляторную дрель, которая наилучшим образом соответствует вашим потребностям, может быть сложно.Необходимо учитывать большое количество различных функций и спецификаций, не последней из которых является тип используемой батареи. Существует три различных типа батарей, которые можно использовать с аккумуляторными дрелями или любым другим аккумуляторным инструментом: никель-кадмиевые (NiCd), никель-металлогидридные (NiMH) и литий-ионные (Li-ion). Давайте внимательно рассмотрим каждый из них.

Никель-кадмиевые батареи

Никель-кадмиевые батареи — самые старые из трех типов, и они до сих пор широко используются, поскольку незаменимы при работе в тяжелых условиях.Кроме того, они недорогие, а срок их службы впечатляет. В целом, Li-Ion и NiMH лучше, но если вы встретите беспроводной инструмент, в котором используются никель-кадмиевые батареи, не спешите отказываться от него.

Одной из причин, по которой никель-кадмиевые батареи еще не списаны, является их общая прочность и устойчивость к ударам, а также к высоким и низким температурам. Кроме того, их жизненный цикл составляет около 1000 зарядов, что действительно впечатляет. В дополнение к этому они обеспечивают лучшее прохождение электрического тока.Хотя держать батарею в состоянии глубокого разряда далеко не рекомендуется, если вы сделаете это с никель-кадмиевыми батареями, они не повредятся так же легко, как их литий-ионные или никель-металлгидридные собратья. Если вы посмотрите на все это с экономической точки зрения, никель-кадмиевые батареи также значительно дешевле, чем другие варианты.

Поскольку никель-кадмиевые батареи являются самым старым типом батарей, некоторые их характеристики немного устарели. Например, они весят больше других вариантов, а грузоподъемность меньше.Если вы используете никель-кадмиевые батареи, вам нужно быть осторожным, чтобы их заряд не упал ниже 70% между зарядками. Это сокращает их продолжительность жизни. Однако вы должны выполнять глубокую разрядку примерно раз в месяц, иначе никель-кадмиевые батареи пострадают от эффекта памяти. Еще одна вещь, о которой следует помнить, — это то, что никель-кадмиевые батареи необходимо остыть перед перезарядкой. И еще один момент: если вы заботитесь об окружающей среде, вы можете быть разочарованы, узнав, что кадмий может нанести вред окружающей среде при неправильном хранении.

NiCd аккумуляторы в двух словах

• Около 1000 циклов зарядки, что означает длительный срок службы
• Допустимая разрядка 15% -20%
• Низкая емкость 1,2 Ач — 2,2 Ач
• Время быстрой зарядки
• Они требуют надлежащего обслуживания, например, глубокая разрядка каждый месяц
• Эффект высокой памяти без регулярного обслуживания
• Чрезвычайно прочные и жесткие

Никель-металлогидридные батареи

Никель-металл-гидридные батареи более дорогие, чем никель-кадмиевые батареи, но они также имеют некоторые улучшения по сравнению с никель-кадмиевыми батареями аналоги.Одно из самых больших улучшений заключается в том, что никель-металл-гидридный металл гораздо меньше наносит вред окружающей среде. Их самым большим преимуществом является их емкость, которая иногда в 2 или даже 3 раза больше, чем у никель-кадмиевых батарей, благодаря лучшей плотности энергии. Однако, как и никель-кадмиевые батареи, никель-металлгидридные батареи чувствительны к неправильным условиям хранения и зарядки. Они весят меньше, чем никель-кадмиевые батареи, и дешевле литий-ионных.

Однако никель-металлгидридные батареи очень чувствительны к условиям хранения и зарядки, и их необходимо хранить и обслуживать надлежащим образом, чтобы продлить срок их службы.В отличие от никель-кадмиевых батарей, никель-металлгидридные батареи более чувствительны как к высоким, так и к низким температурам. Хорошее практическое правило — хранить и использовать их при температуре от 33 ° F до 103 ° F. Когда никель-металлгидридные аккумуляторы не используются или находятся в состоянии глубокого разряда, они будут повреждены гораздо сильнее, чем никель-кадмиевые аккумуляторы. Их срок службы и емкость хранения сократятся. Как и никель-кадмиевые батареи, их также следует заряжать до 70% емкости, но с одной глубокой разрядкой каждые три месяца, чтобы избежать эффекта памяти.

NiMH аккумуляторы в двух словах

• Срок службы зависит от условий хранения и обслуживания, но может достигать срока службы никель-кадмиевых аккумуляторов
• Быстрый саморазряд 20% -30%
• 2.Емкость от 2 Ач до 3,0 Ач
• Время быстрой зарядки
• Умеренное обслуживание, которое обычно включает глубокую разрядку каждые 3 месяца
• Меньший эффект памяти, чем у никель-кадмиевых аккумуляторов при правильном обслуживании
• Очень чувствителен к нагреванию

Литий-ионные аккумуляторы

Будучи новейшим из трех типов аккумуляторных батарей для аккумуляторных инструментов, литий-ионные аккумуляторы также являются вашим лучшим вариантом, если учесть все аспекты. Конечно, они не лишены недостатков.Например, они дороже, чем NiCd и NiMH батареи. Их самый большой враг — тепло, которое разрушает их внутренние компоненты и изменяет электрохимические процессы, происходящие внутри. Возраст и постоянное использование также играют большую роль в сокращении продолжительности их жизни.

Хотя может показаться, что они не лучший вариант из-за их короткого жизненного цикла, они имеют большую емкость и могут быстро заряжаться. Технология Li-Ion аккумуляторов все еще совершенствуется, поэтому будет интересно посмотреть, что с ними произойдет в будущем.Одна из вещей, которые не нуждаются в улучшении, — это их вес, поскольку они являются самыми легкими из трех типов батарей. Кроме того, я упоминал ранее, что NiMH имеют высокую плотность энергии, что также характерно для литий-ионных батарей, но литий-ионные батареи менее чувствительны к колебаниям температуры, чем их собратья NiMH. В то время как другие типы батарей требуют регулярного обслуживания, потому что они подвержены эффекту памяти, литий-ионные батареи не страдают от таких недугов.

В то время как два других типа батарей должны иметь определенную форму, поэтому инструменты должны быть сконструированы вокруг них, конструкция литий-ионных батарей позволяет им принимать любую форму, поэтому они могут быть физически спроектированы для предоставить инструмент с лучшим балансом и / или производительностью.А когда дело доходит до хранения и подзарядки, если вы не храните их в слишком жаркой среде, вы можете использовать их как угодно, потому что они не страдают от саморазряда или эффекта памяти. Их цикл зарядки / перезарядки также превосходит циклы других типов батарей. Лучше всего, в отличие от никель-кадмиевых аккумуляторов, литий-ионные аккумуляторы не наносят вреда окружающей среде.

Li-Ion аккумуляторы в двух словах

• Более короткий срок службы: всего 300-500 зарядов или 2–3 года
• Самый дорогой из трех типов аккумуляторов
• Практически нет саморазряда
• Очень высокая емкость : 3.0 Ач и выше
• Практически не требуют обслуживания
• Нет эффекта памяти

Резюме

Как видите, литий-ионные аккумуляторы определенно подходят, но их цены значительно выше, чем у NiCd и NiMH аккумуляторов .