Продавець ТОВ "ЕНЕРДЖІ ГМБХ" - постачання промислових акумуляторних батарей розвиває свій бізнес на Prom.ua 15 років.
Знак PRO означає, що продавець користується одним з платних пакетів послуг Prom.ua з розширеними функціональними можливостями.
Порівняти можливості діючих пакетів
Кошик
43 відгуків
promo_banner

Зараз у компанії неробочий час. Замовлення та повідомлення будуть оброблені з 10:00 найближчого робочого дня (сьогодні).

+380 (50) 444-67-42
+380 (95) 949-11-90
+380 (93) 210-82-71
Тягові батареї для навантажувачів, акумулятори від ТОВ "ЕНЕРДЖІ ГМБХ"

Який акумулятор краще?

Який акумулятор краще?

Який акумулятор краще?

Нас часто спантеличують анонси нових акумуляторних батарей (АКБ), таких що, як кажуть, мають дуже велику ємність, витримують 1000 циклів заряду/розряду і при цьому тонке, як папір. Чи дійсно це так? Можливо і так, але це не одна і та ж батарея одночасно. Наприклад, один тип акумуляторної батареї може мати невеликі розміри і велику місткість, але така батарея дуже швидко зношується. Інший тип батареї може мати тривалий термін роботи, але при цьому мати дуже великий розмір і вагу. Третій тип акумуляторної батареї може мати і невеликі розміри і велику ємність і тривалий термін роботи, але ціна буде дуже високою, що автоматично робить невигідним використання в комерційних цілях.

Виробники акумуляторів добре знають потреби клієнтів і пропонують саме те, що найкраще підходить для конкретної області застосування. Індустрія мобільних телефонів є прикладом розумної адаптації АКБ. Наголос робиться на малий розмір, високу енергоємність та низьку ціну. Довговічність ж відходить на другий план.

Напис NiMH на акумуляторі автоматично передбачає малу ємність. Призматичні Нікель-Метал-Гидридні (NiMH — Nickel-Metal Hydride) акумулятори, наприклад, для мобільних телефонів можна зробити досить таки тонкими. Такі АКБ забезпечують енергоємність близько 60Вт∙год/кг і число циклів заряд/розряд складає близько 300. Для порівняння, циліндрична NiMH акумулятор пропонує енергоємність 80Вт∙год/кг і вище. Однак, кількість циклів заряд/розряд даної АКБ нижче. Довговічні NiMH акумулятори, що мають 1000 циклів, зазвичай досить громіздкі. Енергоємність таких АКБ досить скромні - 70Вт∙год/кг

Компроміс існує в АКБ на основі літію. Li‑ion АКБ виготовляються для захисту додатків зі значною вартістю. На жаль, ці Li-ion АКБ з надвисокою ємністю вважаються небезпечними, мають високу ціну, що нівелює всі конкурентні переваги.

У цій статті ми розглянемо переваги та недоліки батарей комерційного використання. Так звані диво-батареї, які просто містять в ідеальних умовах регульованої середовища, ми виключаємо. Ми уважно вивчили батареї не тільки з точки зору енергоємності, але і довговічності, навантажувальних характеристик, вимог до технічного обслуговування, саморозряду і експлуатаційних витрат. З тих пір як Нікель-Кадмієві АКБ (NiCd) залишаються стандартом, з яким порівнюють інші батареї, ми оцінюємо альтернативні хімічні АКБ проти цього класичного типу батареї.

Нікель-Кадмієві АКБ (NiCd) — вже добре вивчені, але мають відносно низьку енергоємність. NiCd використовується там, де необхідні довгий термін служби, висока швидкість розряду і важлива ціна. Основні області застосування - рації, біомедичне обладнання, професійні відеокамери та електроінструмент. NiCd містить токсичні метали і є екологічно небезпечними.

Нікель-Метал-Гидридні АКБ (NiMH) — має більш високу енергоємність порівняно з NiCd, але програють по кількості циклів заряду/розряду. NiMH не містить токсичних металів. Використовуються для мобільних телефонів і портативних комп'ютерів.

Свинцево-кислотні АКБ (Lead Acid) — є найбільш економічними для збільшення потужності в обладнанні, де вага не має особливого значення. Свинцево-кислотний акумулятор є кращим вибором для медичного обладнання, інвалідних колясок, аварійного освітлення і системи безперебійного живлення (UPS).

Літій-іонні АКБ (Li‑ion) — найбільш швидко розвивається тип батарей. Літій-іонні АКБ використовується там, де необхідна висока енергоємність і першорядне значення має найменшу вагу. Технологічно Li‑ion дуже крихкі АКБ, тому для забезпечення безпеки необхідна особлива захист. Застосування знайшли в ноутбуках і мобільних телефонах.

Літій-іон полімерні АКБ (Li‑ion polymer) — це той же Li‑ion, але в ультра-тонкому форматі і спрощеній упаковці. Основні області застосування - мобільні телефони.

В Таблиці 1 наведено порівняння характеристик шести найбільш використовуваних типів акумуляторних батарей по енергоємності, кількості циклів заряду/розряду, вимог до використання і вартості. Ці дані засновані на середній оцінці доступних АКБ на момент публікації.

 

NiCd

NiMH

Lead Acid

Li-ion

Li-ion polymer

Багаторазові

Alkaline

енергія на одиницю маси (Вт∙год/кг)

45-80

60-120

30-50

110-160

100-130

80 (початкова)

Внутреннене опір

від 100 до 2001

від 200дto 3001

< 1001

від 150 до 2501

від 200 до 3001

від 200 до 20001

(включено в пристрій) в mΩ

6V

6V

12V

7.2 V

7.2 V

6V

Число циклів (до 80% початкової ємності)

до 15002

від 300 до 5002,3

від 200 до 3003

від 500 до 10003

від 300 до 500

503 (to 50%)

Час заряду

1 год

2-4 год

8-16 год

2-4 год

2-4 год

2-3 год

Переносимість надлишкового заряду

помірна

низька

висока

дуже низька

низька

помірна

Саморозряд / Місяць (при кімнатній температурі)

20%4

30%4

5%

10%5

~10%5

0.3%

Вольтаж (номінальний)

1.25 V6

1.25 V6

2V

3.6 V

3.6 V

1.5 V

Струм навантаження

- пік

20C

5C

5C7

> 2C

> 2C

0.5 C

- найкраще значення

1C

0.5 C і нижче

0.2 C

1C і нижче

1C і нижче

0.2 C і нижче

Температура використання (тільки при розряді)

-40 до

-20 до

-20 до

-20 до

0

0

60°C

60°C

60°C

60°C

60°C

65°C

Періодичність технічного обслуговування

від 30 до 60 днів

від 60 до 90 днів

від 3 до 6 місяців9

не вимагає

не вимагає

не вимагає

Приблизна вартість АКБ

$50

$60

$25

$100

$100

$5

(US$, відноситься тільки до)

(7.2 V)

(7.2 V)

(6V)

(7.2 V)

(7.2 V)

(9V)

Вартість циклу(US$)11

$0.04

$0.12

$0.10

$0.14

$0.29

$0.10-0.50

Початок комерційного використання

1950

1990

1970

1991

1999

1992

 

Таблиця 1: Характеристика найбільш часто використовуваних акумуляторних батарей

1. Внутрішній опір акумулятора залежить від розмірів елементів, типу захисту ланцюга і кількості елементів в АКБ. Захист ланцюга додає Li‑ion і Li-polymer АКБ близько 100mΩ.

2. Кількість циклів вважалося з урахуванням регулярного технічного обслуговування батарей. Неможливість застосувати повний періодичний цикл розряду АКБ може призвести до зниження числа циклів у три рази.

3. Чило циклів засноване на глибоких розрядах. Малий розряд забезпечує більше циклів, ніж глибокий розряд.

4. Сильний розряд вироблявся відразу після заряду, а потім зменшувався. Для NiCd АКБ ємність зменшується на 10% у перші 24 години, потім знижується до 10% кожні 30 днів. Саморозряд збільшується з ростом температури.

5. Внутрішня захист ланцюга зазвичай споживає близько 3% ємності в місяць.

6. 1.25 V напруга одного елемента. 1.2 V найбільш часте значення.

7. Можливість високих імпульсів струму.

8. Застосовується тільки для розряду; при заряді діапазон температур більш обмежений.

9. Технічне обслуговування може бути у формі «вирівнюючого» або «доливного» заряду.

10. Ціна АКБ для доступних на ринку портативних пристроїв.

11. Виходить з ціни акумулятора діленої на число циклів. Не включає в себе вартість електроенергії та зарядних пристроїв.

Спостереження: Цікаво що у NiCd АКБ самий короткий час зарядки, високий струм навантаження і найнижча загальна вартість за цикл, але NiCd АКБ має найвищі вимоги по обслуговуванню.

Нікель-Кадмиевая (NiCd) батарея

NiCd АКБ воліє швидкий заряд повільного та імпульсну зарядку зарядці постійного струму. Всі інші хімічні воліють невеликий розряд і помірні струми навантаження. NiCd АКБ «сильний» і «мовчазний» роботяга; важкі умови праці не представляє великої проблеми. У самому справі, NiCd це єдиний тип акумуляторів, який працює навіть при безжальних умовах. Йому не потрібно днями перебувати в зарядному пристрої, щоб використовуватися лише зрідка і на короткий час. Періодичний повний розряд настільки важливий для даного типу АКБ, що, якщо пропускати його, то на осередках пластин утворюються великі кристали (також іменується «ефект пам'яті») і NiCd АКБ буде поступово втрачати свою ефективність.

Серед акумуляторів, NiCd залишається самим популярним вибором для такого обладнання як рації, медична техніка та електроінструменти. Батареї з більш високою енергоємністю і менш токсичних металів, закликають відмовлятися від NiCd на користь нових технологій.

 

Переваги і недоліки NiCd АКБ

 

Переваги

Швидкий і простий заряд — навіть після тривалого зберігання.

Велике число циклів заряд/розряд — за умови правильного і своєчасного технічного обслуговування NiCd дає більше 1000 циклів.

Хороші навантажувальні характеристики —NiCd можна перезаряджати навіть при низьких температурах.

Можливість тривалого зберігання в розрядженому стані без втрати характеристик - до 5-10 років.

Проста можливість транспортування - авіакомпанії перевозять без всяких попередніх умов.

Не втрачають характеристик при низьких температурах.

Допускають повний розряд - за цим показником NiCd акумулятори кращий вибір з усіх типів АКБ.

Економічно вигідна ціна —NiCd мають одну з найменших цін на один цикл заряду/розряду.

Доступні в різних варіантах розмірів і розрядних характеристик — більшість NiCd елементів циліндричні.

Недоліки

Відносно низька енергоємність — порівняно з новими типами АКБ.

Ефект пам'яті —NiCd АКБ необхідно періодично глибоко розряджати для нівелювання ефекту пам'яті.

Компоненти батареї токсичні для навколишнього середовища і переробка цих батарей складна, із-за чого багато країн обмежують їх використання.

Відносно високий саморозряд батареї, після тривалого зберігання вимагають обов'язкової перезарядки.

 

Таблиця 2: Переваги та недоліки NiCd АКБ.

Нікель-Метал-Гидридні (NiMH) АКБ

Дослідження в області нікель-металогідридних батарей почалися в 1970х роках як вдосконалення нікель-водневих батарей, оскільки вага та обсяг нікель-водневих батарей не задовольняв виробників (водень в цих батареях перебував під високим тиском, що вимагало тривалого і важкого сталевого корпусу). Використання водню у вигляді гідридів металів дозволило знизити вагу і об'єм батарей, також знизилася і небезпека вибуху батареї при перегріві.

Починаючи з 1980х була суттєво покращена технологія виробництва NiMH батарей і почалося комерційне використання в різних областях. Успіху NiNH батарей сприяла збільшена ємність (на 40% порівняно з NiCd), використання матеріалів, придатних до вторинної переробки («дружність» природного середовища), а також досить тривалих термін служби, часто перевищує показники NiCd акумуляторів.

NiMH менш довговічні, ніж NiCd. Використання під великим навантаженням і зберігання при високій температурі скорочує термін служби. NiMH страждає від високого саморозряду, що значно вище, ніж у NiCd.

NiMH прийшла на заміну NiCd в такі ринки як: бездротовий зв'язок, мобільні обчислювальні системи. У багатьох частинах світу, покупцеві рекомендується використовувати NiMH, а не NiCd. Це пов'язано з екологічними проблемами при недбалій утилізації відпрацьованих батарей.

Експерти сходяться на думці, що NiMH значно покращилися за ці роки, але недоліки все ж залишаються. Більшість недоліків є однаковими і для NiMH і для NiCd. Загальновизнано, що NiMH є проміжним кроком в технології літієвих батарей.

Для творців електромобілів є один великий облом: для використання в електромобілях NiMH батареї не продаються. Причина проста - корпорація Texaco викупила частку патентодержателя на нікель-металогідридні батареї (фірми Ovonics) у General Motors і тепер об'єднана Texaco/Chevron не дає ліцензій на виробництво акумуляторних елементів великого розміру до кінця 2014 року (і хто після цього скаже, що немає змови нафтових корпорацій проти електромобілебудування).

Ви можете сказати, що у Toyota Prius використовується тяговий металогідридний акумулятор. Це так, тільки Тойоті доводиться йти на жертви у вигляді високовольтної акумуляторної батареї з сотнями елементів для того, щоб з малоємних акумуляторів можна було зібрати батарею з прийнятною струмовим навантаженням. Винагородою за такі хитрощі стала акумуляторна батарея ємністю 1,3 КВт*год - цього вистачає тільки на 10 км пробігу.

До введення заборони на NiMH акумулятори досить великим успіхом користувався електромобіль Toyota RAV4 EV. Хоча із-за закінчення виробництва великих акумуляторів RAV4 EV перестали виробляти більше 6 років тому, до цих пір багато з цих електромобілів їздять на рідних акумуляторах.

 

 

Переваги і недоліки NiMH акумулятор

 

Переваги

Ємність на 30 – 40 відсотків вище, ніж у стандартної NiCd. У NiMH є потенціал підвищення енергоємності.

Менший ефект пам'яті ніж у NiCd. Цикли обслуговування можна проводити рідше.

Просте зберігання і транспортування — умови перевезення не підлягають особливому контролю.

Екологічно безпечні — містять невелику кількість токсичних речовин; можлива переробка.

Недоліки

Обмежений час життя батареї — зазвичай від 200 до 300 циклів повного заряду/розряду (хоча в залежності від режимів роботи і внутрішнього пристрою можуть бути відмінності в рази).

Обмежений струм розряду - хоча NiMH акумулятор здатний забезпечити високі струми розряду, повторні розряди з високими струмами навантаження знижує термін служби батареї. Найкращі результати досягаються при струмах навантаження від 0.2 до 0.5 C (від однієї п'ятої до половини номінальної ємності).

Потрібно складне спеціальний зарядний пристрій з стадійним алгоритмом заряду, оскільки при заряді виділяється велика кількість тепла і нікель-металгідридні батареї погано переносять перезаряд.

Високий саморозряд — у NiMH акумулятор саморозряд сильніше на 50 відсотків ніж у NiCd. Нові хімічні добавки покращують саморозряд, але за рахунок меншої енергоємності.

Відносно малий термін зберігання батарей — зазвичай не більше 3х років при зберіганні в розрядженому стані, після чого втрачаються основні характеристики. Зберігання в прохолодних умовах при частковому заряді в 40-60% уповільнюють процес старіння батарей.

Часте обслуговування — АКБ вимагають частої повної розрядки для запобігання кристалізації.

Приблизно на 20 дорожче ніж NiCd — NiMH акумулятор розроблені для підтримки високих струмів розряду коштують набагато дорожче, ніж звичайні.

Погана переносимість високих температур (понад 25-30 за Цельсієм).

 

Таблиця 3: Переваги і недоліки NiMH акумулятор

Свинцево кислотні (Lead Acid) АКБ

Свинцево-кислотний (Lead Acid) акумулятор був винайдений в 1859 році французьким лікарем Гастоном Планте. З-за примітивної конструкції пластин і сепаратора (пластини з листового свинцю, обгорнені в полотняний сепаратор, скрученые в спіраль, опускалися в 10% розчин сірчаної кислоти) відрізнялися низькою ємністю. Також для збільшення ємності акумулятора його потрібно багаторазово «тренувати» зарядом-розрядом, для отримання достатньої кількості оксидів свинцю на пластинах.

Далі конструкція свинцево-кислотних акумуляторів неодноразово вдосконалювалася за рахунок зміни структури пластин і сепаратора.

У 1880 році була запропонована технологія виготовлення намазных електродів (на пластини наносилися оксиди свинцю), у зв'язку з цим значно підвищилася ємність акумуляторів і відпала необхідність у «тренувальних» циклах для акумуляторів.

У 1881 році було запропоновано використовувати в якості електродів намазную ґрати, позволивщую збільшити міцність і довговічність електродів. У цьому ж році була винайдена технологія виробництва електродів зі сплаву свинцю і сурми.

З 1890 року свинцево-кислотні батареї стали випускатися в промислових масштабах.

В 1957 році були винайдені батареї з гелеподібні електролітом, не вимагають догляду.

В 1970х роках в промисловості з'явилися також герметизовані батареї, в яких електроліт був адсорбований на сепараторі.

У 1980х з'явилися електроди із сплаву свинцю з кальцієм для поліпшення міцності електрода при зниженні його ваги.

У 1990х роках технологія свинцево-кислотних акумуляторів отримала черговий поштовх у вигляді винаходу акумуляторних батарей з біполярними електродами. В даний час вже існують технології масового виробництва таких акумуляторних батарей, однак масового виходу на ринок біполярних АКБ ще не відбулося.

У наші дні, широко поширені свинцево-кислотні АКБ з рідким електролітом використовують в автомобілях, навантажувачах, электроштабелерах, самохідних візках і великих системах безперебійного живлення (UPS).

Рухомі різними сферами застосування, з'явилися два позначення свинцево-кислотної батареї. Це невеликі герметичні свинцево-кислотні (SLA) і велика з регульованим клапаном свинцево-кислотні (VRLA). Технічно, обидві батареї це одне те саме. (Інженери можуть стверджувати, що «герметичні свинцево-кислотні» слово є неправильним, тому що свинцево-кислотні батареї не можуть бути повністю закритими.) Так як наш акцент на портативних батареях, ми орієнтуємося на SLA.

На відміну від свинцево-кислотних акумуляторів з рідким електролітом, SLA та VRLA розроблені з низьким потенціалом перенапруження, щоб уберегти акумулятор від досягнення газогенераторного потенціалу під час зарядки. Надлишкове зарядження може викликати газоутворення і випаровування дистиляту. Отже, ці батареї ніколи не можуть бути повністю заряджені і, відповідно, не можуть повністю реалізувати свій потенціал.

Свинцево-кислотні АКБ не мають ефекту пам'яті. Батарею можна залишати на підзарядці протягом тривалого часу (буферний режим) і це не викликає жодних ушкоджень. Збереження заряду батареї є кращим серед акумуляторних батарей. У той час як NiCd самостійно розрядиться приблизно 40 відсотків своєї накопиченої енергії за три місяці, SLA самостійного розрядиться на таку ж величину аж за рік. SLA відносно недорого придбати, але експлуатаційні витрати можуть бути більш дорогими, ніж NiCd, особливо якщо періодично необхідний повний цикл.

SLA не піддається швидкій зарядці - типове час заряду 8 до 16 годин. SLA завжди повинні зберігатися в зарядженому стані. Не можна залишати батареї в розрядженому стані – це викликає сульфатацию, умова, що робить батарею важко перезаряджається, або взагалі не заряджається.

На відміну від NiCd, SLA не подобаються глибокі цикли (крім спеціальних батарей від глибокого розряду, наприклад Trojan DEEP CYCLE). Повний розряд викликає додаткове навантаження, і кожен цикл забирає у акумулятора невелику кількість ємності. Цей знос також поширюється в різній мірі на інші хімічні батареї.

В залежності від глибини розряду і робочої температури, SLA забезпечує від 200 до 300 циклів розрядки / підзарядки. Основною причиною його відносно короткого життєвого циклу - це корозія решітки позитивного електрода, виснаження активного матеріалу і розширення позитивних пластин. Ці зміни є найбільш поширеними при високих робочих температурах. Глибокий розряд/заряд не запобігає або повертає назад цю тенденцію.

Оптимальна температура для SLA та VRLA батареї становить 25 °C . Як правило, кожне підвищення температури на 8 °C скоротять термін служби батареї в два рази. VRLA, який буде працювати протягом 10 років при 25 °C, або протягом 5 років при 33 °C. Та ж батарея буде працювати трохи більше ніж один рік при температурі 42 °C.

Серед сучасних акумуляторних батарей, свинцево кислотні АКБ має саму низьку енергоємність, що робить його непридатним для портативних пристроїв, які вимагають компактного розміру. Крім того, дуже погана продуктивність цього типу АКБ при низьких температурах.

SLA розрахований на 5-годинний розряд або 0.2 C. Деякі батареї навіть розраховані на повільний 20-годинний розряд. Більше часу розряду виробляють більш високі значення потужності. SLA добре працює на високих імпульсних струмах. Під час цих імпульсів, можна отримати струм набагато перевищують 1С (наприклад АКБ ПОДВІЙНОГО ПРИЗНАЧЕННЯ СТАРТЕРНІ/ГЛИБОКОГО РОЗРЯДУ ).

З точки зору утилізації, SLA є менш шкідливим, ніж NiCd, але високий вміст свинцю робить SLA екологічно небезпечною.

 

Переваги і недоліки свинцево-кислотних АКБ

 

Переваги

Недорогий і простий у виготовленні, - з точки зору витрат на ват-година, SLA є найменш дорогим.

Давно розроблені, надійні і з добре зрозумілою технології - при правильному використанні, SLA є міцним і забезпечує надійний сервіс.

Низький саморозряд, швидкість саморозряду є одним з найнижчих в акумуляторних системах.

Низькі вимоги до обслуговування - ні пам'яті, ні електроліту для заповнення (SLA та VRLA).

Здатні витримувати високі темпи розряду.

Недоліки

Не можуть зберігатися в розрядженому стані.

Низька енергоємність і велику вагу.

При заряді втрачається до 30% витраченої електроенергії.

Не можна залишати сильно розряджену батарею на морозі.

Важко прогнозувати вихід з ладу акумулятора.

При великих струмах розряду стоїть проблема неповної одномоментної віддачі заряду батареї.

Дозволяє використовувати тільки обмежене число повних циклів розряду - добре підходить для резервного живлення, коли потрібно лише зрідка глибокі розряди.

Екологічно шкідливі - електроліт і вміст свинцю може призвести до екологічного збитку.

Транспортні обмеження на свинцево-кислотні АКБ з рідким електролітом - є екологічні проблеми щодо розливу в разі аварії.

Може статися вибух при неправильному зарядці.

 

Таблиця 4: Переваги і недоліки свинцево-кислотних АКБ.

Літій-іонні (Li-Ion) АКБ

Перші експерименти з літієвими акумуляторами відносяться до 1912 році, але перші серійно вироблені літієві батареї з'явилися в 1970-х, вони були неперезаряжаемые.

 

У середині 1980-х з'явилися серійні літієві акумулятори, але їх використання було обмежене через високу вибухонебезпечності - при циклировании на литиевом аноді утворювалися дендритообразные кристали літію, які проростали

до катода і провокували всередині елементне коротке замикання і вибух з-за перегріву, який запускав хімічну реакцію між літієм і органічним електролітом.

З 1991 року почалося комерційне використання літій-іонних акумуляторів, виготовлених фірмою Sony Corporation. У цих акумуляторах використовувався кобальтат літію (LiCoO2) і кокс в якості матеріалу електродів. Електролітом був розчин солі літію в органічному розчиннику. При дотриманні умов розряду/заряду дані елементи досить безпечні в плані вибуху, що забезпечило їх комерційний успіх. Літій один з найбільш легких металів, має найбільший електрохімічний потенціал і найбільшу енергоємність.

Енергоємність літієво-іонних АКБ, як правило, удвічі вище, ніж у стандартних NiCd. Модернізація активних речовин в електроді дає потенціал збільшення енергоємності майже в три рази більше, ніж у NiCd. На додаток до високої продуктивності, навантажувальні характеристики є досить непоганими і ведуть себе аналогічно NiCd з точки зору розрядних характеристик. Плоска крива розряду пропонує ефективне використання накопиченої енергії в спектрі бажаного напруги.

Висока напруга можливо у батареї тільки з одним елементом. Більшість сучасних мобільних телефонів, що працюють на одному елементі, це перевага спрощує дизайн батареї. Для підтримки тієї ж потужності, взяті більш високі струми. Дуже важливо низький опір елемента, щоб витримувати необмежений струм при імпульсного навантаження.

Li-Ion акумулятори практично не вимагають обслуговування, це перевага, на яке не може претендувати більшість інших хімічних АКБ. Немає ефекту пам'яті. Крім того, саморозряд менше ніж наполовину порівняно з NiCd, що робить Li Ion більш придатними для сучасних пристроїв. Літій-іонні елементи практично нешкідливі при утилізації.

Незважаючи на загальні переваги, літій-іонні АКБ також мають свої недоліки. Це дуже тендітні і потребують захисту ланцюга для підтримки безпечної експлуатації акумулятори. Вбудована схема захисту обмежує пікова напруга кожного елемента під час заряду і оберігає елемент від дуже низького розряду. Крім того, контролюється температура елемента, щоб запобігти екстремальні температури. Максимальний заряд і струм розряду обмежений між 1С і 2С.

Старіння є проблемою з більшістю літій-іонні батареї, і багато виробників зберігають мовчання з цього питання. Частина ємності погіршення помітно після одного року, незалежно від батареї використовується чи ні. Протягом двох або трьох років, можливо, акумулятор часто не вдається. Слід зазначити, що інші хімічні також мають вікових дегенеративних ефектів. Це особливо справедливо для NiMH при впливі високих температур.

Зберігання батареї в прохолодному місці значно уповільнює процес старіння Li-ion. Виробники рекомендують температуру зберігання 15 °C. Крім того, батарея повинна бути хоча б частково заряджена під час зберігання.

Найекономічніший літій-іонний акумулятор з точки зору витрат для виробництва енергії складається з 18650 циліндричних елементів. Такі елементи використовуються для мобільних комп'ютерів і інших додатків, які не вимагають ультра-тонкої геометрії.

Літій-іонні батареї погано переносять низькі струми заряду і високі струми розряду (зауваження про високі струми розряду не відноситься до LiFePO4 акумуляторів, які можуть переносити великі струми розряду, і, в меншій мірі для LiMnO2 і LiMn2O4). Для досягнення максимальної тривалості життя необхідно використовувати струми 0,5 C (половина номінальної ємності) для заряду і розряду акумулятора. Для LiCoO2 акумуляторів небажано переходити межу в 1C для струмів заряду і розряду (розряд при 2C призводить до скорочення життя в 2 рази, при 3C – в 4 рази).

На закінчення можна сказати, що дотримання всіх зазначених заходів дозволить досягти великого терміну життя (ресурсу) вашого літій-іонного акумулятора і він буде довго радувати вас своєю місткістю і низьким рівнем внутрішнього опору. Проте кожні 6-12 місяців з'являються літій-іонні акумулятори на основі інших хімічних сполук і внутрішньої конструкції – у них будуть трошки (або трошки:) інші характеристики. До заяв виробників з приводу нових акумуляторів потрібно ставитися з певною часткою скептицизму, оскільки тільки досвід тривалої експлуатації може дати відповідь на питання відповідності заявлених параметрів реальним і перевірити рішення з приводу правильної експлуатації літій-іонних акумуляторів.

 

Переваги і недоліки Li-ion АКБ

 

Переваги

Висока енергоємність – є потенціал для ще більшої місткості.

Напруга живлення на елементі - 3,6 В, що в 3 рази вище, ніж у NiMH і NiCd акумуляторів і майже в 2 рази вище, ніж для свинцево-кислотних акумуляторів

Швидкий процес заряду батарей - до 90% ємності за 30-40 хвилин

Високий показник ресурсу - понад 1000 циклів розряду/заряду (в лабораторних умовах)

Відносно низький саморозряд — саморозряд нижче майже в половину ніж у NiCd або NiMH.

Практично не обслуговуються, немає необхідності в періодичних циклічних розрядах; немає ефекту пам'яті.

Дружність до довкілля - можуть утилізуватися без попередньої переробки

Недоліки

Потрібен захист ланцюзі - схема захисту обмежує напругу і струм.

Можливість вибуху при механічному пошкодженні або перезарядки акумулятора (можливість вибуху для сучасних акумуляторів різко знижена)

Досить швидке старіння акумулятора - більшість акумуляторів різко знижують свої характеристики при зберіганні або використання понад 5 років.

Помірний струм розряду.

.Перевезення літій-іонних батарей в великих кількостях може бути предметом нормативного регулювання. Це обмеження не поширюється на одиничні АКБ, або в АКБ пристроях.

Для створення акумуляторних батарей потрібна складна система управління батареєю

Досить висока вартість виробництва, але над цим параметром посилено працюють китайські виробники.

 

Таблиця 5: Переваги і недоліки Li-ion АКБ

Літій-полімерні (Li-Pol) акумулятор

LiPo – АКБ з електролітом, що являє собою спеціальний полімер, насичений литийсодержащим розчином. З практичної точки зору нас хвилює тільки той момент, що літій-полімерні акумулятори зараз забезпечують більш високі розрядні струми. Тому на модельному ринку в якості джерела енергії для силових установок в основному пропонують саме їх..

Літій-полімерні акумулятори при однаковій вазі перевершують по енергоємності NiCd в 4-5 разів, NiMH в 3-4 рази. Кількість робочих циклів 500 - 600, при розрядних струмах у 2С до втрати ємності до 20% (для порівняння - у NiCd - 1000 циклів, у NiMH – 500). Взагалі кажучи, будь–яких даних щодо кількості робочих циклів поки ще дуже мало і до наведених у даному випадку їх характеристикам необхідно ставитися критично. Крім того, технологія їх виготовлення вдосконалюється, і можливо, що в даний момент цифри по цьому типу акумулятора вже інші. Так само, як і всі акумулятори, літієві схильні до старіння. Через 2 роки батарея втрачає близько 20% ємності.

З усього різноманіття силових літій-полімерних акумуляторів, наявних у продажу, можна виділити дві основні групи - быстроразрядные (Hi discharge) і звичайні. Відрізняються вони між собою максимальним розрядним струмом - його вказують або в амперах, або в одиницях ємності акумулятора, що позначається букою «З». Наприклад, якщо струм розряду 3С, а ємність акумулятора – 1 Ач, то струм буде дорівнює 3 А.

Максимальний струм розряду звичайних акумуляторів, як правило, не перевищує 3С, деякі виробники вказують 5С. Быстроразрядные акумулятори допускають струм розряду до 8-10С. Такі акумулятори трохи важче своїх слабкострумових побратимів (приблизно на 20%), і в назві у них після цифр ємності присутні букви HD або HC, наприклад KKM1500 – звичайний акумулятор ємністю 1500 маг, а KKM1500HD – быстроразрядный. Хочеться відразу зробити невелике зауваження для любителів експериментів. У побутовій техніці быстроразрядные акумулятори не застосовуються. Тому якщо вас відвідає ідея добути задешево акумулятор із стільникового телефону або відеокамери, то на хороший результат тут розраховувати складно. Швидше за все, така батарея дуже швидко зіпсується через порушення передбачених режимів експлуатації.

Застосування Li-Po акумуляторів дозволяє вирішити два важливі завдання — збільшити час роботи пристроїв і знизити вагу батареї

Звичайні Li-Po акумулятори застосовуються в якості джерел живлення в електронних пристроях з відносно невеликим токопотреблением (мобільні телефони, комунікатори, ноутбуки тощо).

Швидко-розрядні літій-полімерні акумулятори часто називають «силовими» — такі акумулятори застосовуються для живлення пристроїв з високим токопотреблением. Яскравим прикладом застосування «силових» Li-Po акумуляторів є радіокеровані моделі з електродвигунами і сучасні гібридні автомобілі. Саме в цьому сегменті ринку відбувається основна конкурентна боротьба різних виробників Li-Po акумуляторів.

Єдина область, де поки що літій-полімерні акумулятори поступаються нікелевим — це область надвисоких (40-50С) розрядних струмів. За ціною, що в перерахунку на ємність, літій-полімерні акумулятори коштують приблизно стільки ж, скільки NiMH. Але в цьому сегменті ринку вже з'явилися конкуренти — літій-фосфатні акумулятори (Life), технологія виробництва яких розвивається з кожним днем.

. Заряд акумуляторів здійснюється за досить простим алгоритмом - заряд від джерела постійної напруги 4.20 вольт/елемент з обмеженням струму в 1С. Заряд вважається завершеним, коли струм впаде до 0.1-0.2 С. Після переходу в режим стабілізації напруги при струмі в 1С акумулятор набирає приблизно 70-80% ємності. Для повної зарядки необхідно близько 2-х годин. До зарядного пристрою пред'являються досить жорсткі вимоги по точності підтримання напруги в кінці заряду - не гірше 0.01 в/банку.

Можна з упевненістю сказати, що літій-полімерні акумулятори «найніжніші» акумулятори з існуючих, тобто вимагають обов'язкового дотримання декількох простих, але обов'язкових правил, недотримання яких трапляється або пожежа, або акумулятор «вмирає».

Перерахуємо їх у порядку убування небезпеки:

Заряд до напруги, що перевищує 4.20 вольт/банку.

Коротке замикання акумулятора.

Розряд струмами, що перевищують навантажувальну здатність або нагрівальними акумулятор вище 60°С.

Розряд нижче напруги 3.00 вольта/банку.

Нагрів акумулятора вище 60°С.

Розгерметизація акумулятора.

Хранение в разряженном состоянии.

Невыполнение первых трех пунктов приводит к пожару, всех остальных - к полной или частичной потере ёмкости.

Учитывая, какими темпами двигается технический прогресс в области электрохимии, можно предположить, что будущее за литий-полимерными аккумуляторами - если их не догонят топливные элементы. По мере повышения спроса на аккумуляторы и увеличения объема их выпуска цена будет неизбежно падать, и тогда литий станет, наконец, также распространен, как NiMH. Популярность устройств с литий-полимерными аккумуляторами все растет.

 

Преимущества и недостатки Li-Pol АКБ

 

Переваги

Дуже тонкі – як кредитка.

Гнучкий форм-фактор - виробники не обмежені стандартними форматами елементом.

Мала вага – гелеподібний електроліт дозволяє поміщати в АКБ просту пластмасову оболонку.

Покращена безпека - більш стійкі до перезаряду; менше шансів для витоку електроліту.

Недоліки

Низька енергоємність і нижче число циклів порівняно з літій-іонною АКБ – і існує потенціал для збільшення.

Дуже дорогі у виробництві, але при масовому виробництві, літій-іонний полімерний акумулятор має потенціал для зниження вартості..

 

Інші статті
Контакти
ТОВ "ЕНЕРДЖІ ГМБХ" - постачання промислових акумуляторних батарей
Роман Герасименко
Київ, Кадетський гай 6-А, Київ, Україна
+380 (50) 444-67-42Роман, (Vodafone, Telegram & Viber)
+380 (95) 949-11-90Александр, Vodafone
+380 (93) 210-82-71Роман, Life (Viber)
Мапа

Наскільки вам зручно на сайті?

Розповісти Feedback form banner