Виды аккумуляторных батареек: Типы аккумуляторных батарей для систем автономного электроснабжения

Типы аккумуляторных батарей для систем автономного электроснабжения

• 1 Основные типы аккумуляторов
  • 1.1 Свинцово-кислотные аккумуляторы
  • 1.2 Щелочные аккумуляторы
  • 1.3 Литий-ионные и литий-полимерные аккумуляторы
• 2 Как выбрать правильную батарею?
  • 2.1 Для маленьких, маломощных электронных устройств
  • 2.2 Для цифровых фотоаппаратов и камер, радиоприемников и фонариков
  • 2.3 Для солнечных электростанций
  • 2.4 Почему не применяются щелочные и метал-гидридные аккумуляторы в солнечных электросистемах, предлагаемых компанией «Ваш Солнечный Дом»?
• 3 Выбор батарей: итоговые замечания
  • 3. 1 Литиевые батареи
  • 3.2 Никель-металгидридные батареи
  • 3.3 Герметичные свинцово-кислотные аккумуляторы

В этой заметке содержатся общие советы по выбору аккумуляторов для систем с возобновляемыми источниками энергии. В заметке затронуты 3 основные технологии: литий-ионные, никель-металл-гидридные и свинцово-кислотные (AGM, или Gel).

Мы постараемся избегать формул и научных обоснований, просто приведем причины, по которым нужно выбирать тот или иной тип аккумуляторов в зависимости от конкретного применения системы электроснабжения.

Основные типы аккумуляторов

Существует 3 лидирующих технологии аккумуляторных батарей: свинцово-кислотные, щелочные и литий-ионные. Каждая из этих технологий имеет свои уникальные достоинства и недостатки, которые определяют их применение в различных случаях. Смотрите по ссылкам для более подробной информации о каждом из типов аккумуляторов:

• свинцово-кислотные
  • стартерные (автомобильные)
  • AGM (герметичные)
  • герметичные гелевые
  • герметичные гелевые с трубчатыми электродами (OPzV)
  • заливные с намазными пластинами (серия OPzS)
  • тяговые (обычно с жидким электролитом)
  • карбоновые
• щелочные
  • никель-железные
  • никель-кадмиевые
  • никель-металгидридные
• литий-ионные (в последнее время цена на них снизилась и появились аккумуляторы с большим сроком службы — литий-железо-фосфатные)

Свинцово-кислотные аккумуляторы

Наиболее распространенным типом АБ являются свинцово-кислотные, как с жидким электролитом, так и герметизированные (в последнее время становятся все более популярными вследствие снижения цены).

Специальные батареи с намазными пластинами для использования в системах автономного электроснабжения часто собираются из отдельных аккумуляторов с напряжением 2 вольта, соединенных вместе. АБ меньшей емкости с напряжением 6 и 12 вольт также используются, но реже. Такие батареи выпускаются в основном в Европе и в США. Они сравнительно дорогие. В последнее время на российском рынке появились такие аккумуляторы китайского производства. При практически таких же характеристиках, китайские аккумуляторы значительно (в полтора-два раза) дешевле.

Тяговые аккумуляторы, как с жидким электролитом, так и герметизированные, предназначены для цикличных режимов работы. Аналогичными параметрами обладают и модификации deep cycle (глубокого разряда). Они более подходят для автономных систем энергоснабжения. Они дороже обычных герметизированных АБ, но и срок службы у них больше.

Герметичные свинцово-кислотные аккумуляторы имеют аналогичный принцип действия, как и обычные автомобильные стартерные аккумуляторы. Это наиболее зрелая технология, и по некоторым уникальным параметрам ей до сих пор не найдена замена. Эти аккумуляторы нельзя выбрасывать просто на свалку, так как они содержат высокотоксичные свинец и серную кислоту. Однако они очень легко утилизируются и свинец может быть использован повторно. Эти аккумуляторы заряжаются гораздо медленнее, чем другие аккумуляторы (примерна в 5 раз медленнее), но зато в состоянии обеспечивать гораздо больше мощности для питания мощных потребителей.

Самым большим недостатком свинцово-кислотных аккумуляторов является их вес. Из-за этого они имеют наихудшие показатели по удельной плотности энергии. Однако, широкое распространение элементов, используемых в этих аккумуляторах и простота их производства обуславливают не только их широкое применение, но и намного меньшую цену.

Подробно различные типы свинцово-кислотных АБ рассмотрены в статье «Типы свинцово-кислотных аккумуляторов«.

Щелочные аккумуляторы

Кислотный аккумулятор не переносит глубокой разрядки, но не прочь подзаряжаться порциями при каждом удобном случае. Щелочной наоборот, не любит отдавать больших токов, зато токи в количестве примерно 1/10 емкости готов отдавать долго и до изнеможения. То есть полный разряд он не только допускает, но и всячески приветствует (поскольку, если зарядить не разряженный полностью щелочной аккумулятор, он не наберет полной емкости — действует так называемый «эффект памяти», наиболее выраженный у никель-кадмиевых аккумуляторов). Короче, заряжать/разряжать щелочной аккумулятор порциями нельзя — только "от и до". Зато при правильной эксплуатации (помимо зарядки/разрядки она подразумевает промывку банок и замену электролита раз в сезон ) щелочники служат до 20 лет (точнее, 1000-1500 полных циклов). Также, щелочные аккумуляторы плохо заряжаются малыми токами. То есть, ток через них течет, а заряда нет.

Этим объясняется тот факт, что щелочные аккумуляторы не нашли широкого применения в системах автономного электроснабжения с возобновляемыми источниками энергии. Никель-кадмиевые и никель-металгидридные герметичные батареи могут использоваться в некоторых случаях. Хотя они намного дороже кислотных, зато имеют очень большой срок службы и имеют более стабильное напряжение в процессе разряда. Применяются обычно в переносных или мобильных источниках питания, т.к. позволяют запасать большее количество энергии на кг веса.

NiMh аккумуляторы появились на массовом рынке в 1980-х годах как более экологически чистая альтернатива никель-кадмиевым аккумуляторам. NiCd батареи используют высокотоксичный элемент кадмий в своем составе, и так как массовый бытовой потребитель не особо задумывается об утилизации отработанных аккумуляторов, это представляло большую проблему для окружающей среды. К недостаткам NiMh батарей относится сравнительно высокий саморазряд, который приводит к потере примерно 30% энергии в течение 1 месяца. Они также заряжаются в 2 раза дольше, чем литиевые или никель-кадмиевые аккумуляторы.

Хотя электрические параметры NiMh батарей не такие хорошие, как у NiCd, никель-металлгидридные батареи более стабильны и не так страдают от «эффекта памяти» никель-кадмиевых батарей. Их не нужно полностью разряжать перед зарядом, так как это требуют NiCd аккумуляторы, для предотвращения роста внутренних кристаллов, которые приводят к трещинам корпуса NiCd батареи. NiMh аккумуляторы формата «АА» соответствуют обычным алкалиновым батарейкам, и поэтому наиболее популярны при использовании в цифровых фотоаппаратах и камерах, портативных плеерах, радиоприемниках и фонариках.

Никель-кадмиевые и никель-железные аккумуляторы с жидким электролитом дешевле герметичных, но содержат жидкий электролит, выделяют газы при заряде и требуют периодического обслуживания и специального вентилируемого помещения. По стоимости запасенной энергии в цикле заряд-разряд сопоставимы или даже дешевле герметичных свинцово-кислотных батарей.

Мы рекомендуем использовать никель-железные аккумуляторы (обычно их используют в качестве тяговых на электротранспорте, а также на железной дороге) только в одном случае — в составе автономной дизель-аккумуляторной системы, в которой топливный генератор является единственным источником энергии. Из нашего опыта знаем, что свинцово-кислотные АБ не долго держатся в таких системах — глубокие циклы и хронический недозаряд делают свое черное дело. В этих условиях работы можно смириться с такими недостатками щелочных АБ, как невозможность заряда малыми токами (можно от генератора выставить любой, и даже лучше если ток будет большой — быстрее зарядится), эффект памяти (циклы будут как раз глубокие) и низкий КПД заряда. Для генераторной системы эффект памяти не важен — АБ разряжаются как можно сильнее, чтобы запускать генератор как можно реже.

По поводу КПД — если щелочные АБ можно заряжать большим током, то его низкий КПД с лихвой окупится более эффективным режимом работы генератора. Ведь для дозаряда свинцовых АБ требуется долго заряжать их малыми токами, т.е. практически на холостом ходу генератора. А у щелочных ограничения при заряде — это температура аккумуляторов, а также газовыделение.

Еще раз подчеркнем, что не для всякой резервной или автономной системы подходят щелочные аккумуляторы. Если есть солнечные батареи или ветроустановки, т.е. источники, которые выдают разные токи, в т.ч. и малые, щелочные аккумуляторы ставить смысла нет — энергия малых токов будет просто теряться без пользы.

Литий-ионные и литий-полимерные аккумуляторы

Это одна из наиболее новых технологий, которая развивается быстрее других. Существуют несколько вариаций химических процессов литий-ионных технологий, но их обсуждение здесь не затрагивается. Литий-ионные аккумуляторы широко применяются в малых электронных устройствах, таких как мобильные телефоны, гаджеты и аудиоплееры, электронные часы, карманные компьютеры и ноутбуки. Эти аккумуляторы очень хорошо снабжают малой мощностью в течение длительного времени. Они имеют очень высокую удельную плотность заряда, что значит они могут хранить значительное количество электрической энергии в малом объеме. Однако, такая концентрация энергии приводит в определенной уязвимости литий-ионных батарей.

Химия процесса литий-ионных аккумуляторов требует строгого соблюдения технологии изготовления, и загрязнения при производстве этих аккумуляторов часто приводят к ухудшению качества аккумуляторов. Многие возможно помнят отзыв тысяч ноутбуков Dell и Apple летом 2006 года, когда оказалось, что их аккумуляторы, произведенные Sony, содержат загрязнители, приводящие к их перегреву. Литиевые батареи не переносят перегрев, поэтому часто имеют встроенные электронные схемы, которые обеспечивают их безопасность за счет предотвращения перезаряда — заряд прекращается, если напряжение достигло предельного значения.

Литий-полимерные батареи, которые разработаны в последнее время, являются ‘сухой’ версией литий-ионных батарей. Они лучше себя ведут при высоких температурах (более 25C), а также позволяют изготавливать исключительно плоские батареи, вплоть до толщины кредитной карты. Вследствие особенностей технологии производства, эти батареи очень дороги, и редко их использование оправдано по сравнению с более обычными литий-ионными батареями.

Для систем электроснабжения лучше всего подходят литий-железо-фосфатные аккумуляторы. См. по ссылке подробную информацию по этому типу аккумуляторов. Купить такие аккумуляторы можно в нашем магазине.

В последнее время на российском рынке появились относительно недорогие литий-железо-фосфатные аккумуляторы производства завода Лиотех. Выпускаемые емкости — от 250 А*ч, поэтому их применение ограничено относительно мощными системами автономного или резервного электроснабжения.  Также, есть неоднозначные отзывы об этих батареях.

Одни из новейших разработок — литий-титанатные аккумуляторы. Они имеют срок службы до 25000 тысяч циклов.

Как выбрать правильную батарею?

Итак, главный вопрос — какая батарея наиболее подходит для моего случая? Ответ довольно прост, а предопределяется природой каждой из вышеперечисленных технологий аккумуляторов.

Для маленьких, маломощных электронных устройств

Литиевые аккумуляторы применяются в карманных компьютерах, мобильных телефонах, и т. п. Они обеспечивают быстрый заряд, малый вес и компактные размеры, и не требуют обслуживания. Обычно вы скорее замените свое электронное устройство, чем литиевая батарея выработает своей ресурс.

Автомобильные адаптеры существуют для большинства этих электронных устройств, и эти же адаптеры можно использовать с 12V солнечной батареей (обычно мощностью до 10 Вт).

Для цифровых фотоаппаратов и камер, радиоприемников и фонариков

Здесь применяются NiMh аккумуляторы как замена стандартных алкалиновых элементов типа ‘AA’ или ‘AAA’. Они питают достаточно хорошо вспышки фотоаппаратов, доступны повсеместно и есть очень много зарядных устройств хорошего качества в любом специализированном магазине.

основным недостатком NiMh аккумуляторов является их неспособность сохранять заряд в течение длительного времени. В 2008 году появились новые технологии NiMh батарей, которые преодолевают эти недостатки (например PowerEx Imedion).

Когда дело доходит до заряда АА батарей, появляются много возможностей. Но лучше купить хорошее зарядное устройство. Многие зарядные устройства, которые позволяют быстро заряжать аккумуляторы, приводят к их перегреву. Помните, что оптимальный ток заряда составляет 200-300 мА. Появившиеся в последнее время мощные зарядные устройства с током до 1 А не позволяют полностью заряжать ваши батареи и сокращают их срок службы.

Для солнечных электростанций

Когда нужно сохранить энергию, выработанную солнечными батареями, королями по прежнему являются свинцово-кислотные аккумуляторы. Домашние фотоэлектрические системы используют специальные аккумуляторы глубокого разряда (похожие на аккумуляторы для гольф-каров). Они имеют низкую цену, широко доступны и способны сохранять энергию месяцами при очень малом саморазряде. когда вы инвестируете в солнечные батареи, очень важно не терять так дорого достающуюся электроэнергию. Работа свинцово-кислотных батарей показала в течение многих лет эксплуатации их стабильность и предсказуемость.

Маленькие переносные устройства с солнечными батареями используют маломощные литиевые аккумуляторы для того, чтобы обеспечить их малый вес и не повлиять отрицательно на их дизайн.

Почему не применяются щелочные и метал-гидридные аккумуляторы в солнечных электросистемах, предлагаемых компанией «Ваш Солнечный Дом»?

Химические процессы в литиевых и метал-гидридных аккумуляторах становятся нестабильными при больших размерах батарей. Сложность регулирования и схемы управления сильно возрастает при увеличении емкости литиевых аккумуляторов. Было бы конечно заманчиво иметь батарею намного более легкую, чем свинцово-кислотная, но, к сожалению, сейчас литиевые и металгидридные аккумуляторы наиболее подходят только для маломощных потребителей постоянного тока. Исключение составляют современные литий-железо-фосфатные аккумуляторы. При правильном подборе системы управления зарядом они могут быть заменой свинцово-кислотным аккумуляторам в системах автономного и резервного электроснабжения.

NiMh батареи трудно сделать большими, и максимальная емкость одного аккумулятора из тех, которые есть на рынке, составляет 4 А*ч. При неправильном заряде, NiMh аккумуляторы могут выделять водород . Это не проблема для пальчиковых батарей, но если аккумуляторная батарея довольно большая, то это нужно учитывать при эксплуатации. Также, если NiMh батарея выходит из строя, это происходит практически сразу. т.е. один день она работает хорошо, но на следующий день она может выдать не более 50% емкости — это не очень хорошо, если вы находитесь далеко от электрической розетки.

Литиевые батареи содержать специальные электронные схемы для обеспечения безопасной работы, и которые не позволяют их заряжать слишком быстро или перезаряжать, а также ограничивают разрядные токи. Большинство литиевых батарей не смогут выдать больше, чем их двойная номинальная емкость. Это означает, что самые большие батареи для ноутбука не могут обеспечить более 100Вт мощности. Попробуйте подключить инвертор к 12В литиевой батареи, и он даже не сможет распознать, что к нему подключена батарея. Почти все аккумуляторные батареи на литиевых аккумуляторах не поддерживают даже самые маленькие инверторы, если к ним подключена нагрузка. Также, как и NiMh аккумуляторы, литиевые выходят из строя неожиданно, когда приближается окончание их срока службы. Многие замечали, что их сотовые телефоны неожиданно начинают работать намного меньше, чем совсем недавно. Это также не добавляет уверенности в работе аккумуляторов, если вы уезжаете далеко от электрической розетки, от которой можно в любое время подзарядить аккумулятор.

Поэтому, для использования в автономных системах электроснабжения остаются только «медленные» свинцово-кислотные аккумуляторы. Они имеют большой срок службы, просты в эксплуатации и предсказуемы в работе. Эти батареи работают как резервуары, которые хранят вашу солнечную энергию до тех пор, пока она не понадобится. Они также работают как буфер для тех моментов, когда ваша солнечная батарея не может полностью обеспечить нагрузку. Они могут быть подключены к оборудованию и заряжаться одновременно — в отличие от литиевых аккумуляторов. Даже 7 А*ч аккумулятор, такой как используется в комплекте для ноутбука, может питать ноутбуки, зарядные устройства для батарей, может заряжаться от солнечных батарей и весит не так уж много.

Почитайте разделы по солнечным батареям и по контроллерам заряда, чтобы иметь более ясное представление о том, как работает солнечная энергосистема, какие режимы заряда и разряда необходимы для обеспечения надежного обеспечения энергией вдали от сетей централизованного электроснабжения.

Выбор батарей: итоговые замечания

Литиевые батареи

• могут обеспечивать до 5000 зарядных циклов
• Наиболее длительный срок службы при разряде на 80%
• Могут заряжаться за 1-2 часа
• Могут работать при минусовых температурах, но заряжать нужно при плюсовых температурах
• Не могут заряжаться малыми токами
• Требуют обслуживания,  выравнивания и специальной системы управления зарядом и разрядом
• Саморазряд на уровне примерно 10% в месяц
• Можно хранить в холодном месте при заряженности не менее 40% от полной
• Низкая токсичность, но желательно утилизировать после окончания срока службы

Никель-металгидридные батареи

• Могут обеспечить до 3000 зарядных циклов
• Заряд происходит за 2-4 часа
• Могут работать при минусовых температурах
• Не могут заряжаться малыми токами, низкая устойчивость к перезаряду
• Могут обеспечивать большие токи при мощности до 200Вт (для самых больших NiMh батарей)
• Требуют периодического обслуживания и выравнивания (каждые 3 месяца)
• Саморазряд на уровне примерно 30% в месяц
• Можно хранить в холодном месте при заряженности не менее 40% от полной
• Низкая токсичность, но желательно утилизировать после окончания срока службы

Герметичные свинцово-кислотные аккумуляторы

• Могут обеспечить до 3000 зарядных циклов
• Заряжаются за 8-16 часов
• Могут работать при минусовых температурах
• Могут заряжаться малыми токами
• Не требуют обслуживания, но желательно следить за уровнем заряженности и периодически проводить тренировочные циклы
• Могут обеспечить высокие разрядные токи при больших мощностях
• Желательно не разряжать более, чем на 50%
• Саморазряд — около 3% в месяц
• Хранить при комнатной температуре и полностью заряженными
• Содержат токсичные материалы и должны быть утилизированы после окончания срока службы

Подробно о видах и применении свинцово-кислотных аккумуляторов в статье Типы свинцово-кислотных аккумуляторов

Эта статья прочитана 42389 раз(а)!

Продолжить чтение

• Аккумуляторные батареи. Ликбез

  68

  Как продлить срок службы свинцово-кислотных аккумуляторов? Зачастую представляет определенные трудности использовать напрямую энергию, генерируемую солнечными, ветровыми или микрогидроэлектрическими установками. Поэтому электричество обычно сохраняется в специальных аккумуляторных батареях для последующего использования. Эти батареи очень часто работают по тому же принципу, что…

• Online калькулятор емкости АКБ

  64

  Какая емкость аккумуляторной батареи нужна в  системе электроснабжения? При расчете системы автономного или резервного электроснабжения очень важно правильно выбрать емкость аккумуляторной батареи. Калькулятор емкости АКБ в конце статьи. Специалисты компании “Ваш Солнечный Дом” помогут Вам правильно рассчитать необходимую емкость АБ…

• 12 вариантов уничтожения аккумулятора

  59

  Двенадцать вариантов уничтожения нового АКБ Приведем наиболее часто встречающиеся нарушения правил эксплуатации: Заряд током чрезмерно большой силы, превышающим нормальный в несколько раз. Перегрев электролита, коробление электродов, реже – разрушение сепараторов, осыпание активной массы и т.п. Это обычно происходит при форсированных…

• Руководство покупателя АКБ для систем электроснабжения

  58

  Аккумуляторы для систем электроснабжения. Руководство покупателя В интернете есть много разрозненной информации по разным типам аккумуляторов, их возможностям, характеристикам, областям применения, достоинствам и недостаткам. При этом во многих случаях информация эта однобокая – связано это бывает или с недостаточными знаниями…

• Аккумуляторы – FAQ

  55

  Как правильно заменять аккумуляторные батареи, какое напряжение выдают аккумуляторы, что такое гелевый аккумулятор, в чем преимущества литиевых аккумуляторов, как соединять аккумуляторы параллельно и последовательно для увеличения емкости и напряжения – ответы на эти и другие часто задаваемые вопросы вы получите…

• Эксплуатационный ресурс герметичных АБ

  54

  Эксплуатационный ресурс герметичных свинцовых аккумуляторных батарей в составе электронного оборудования Мерунко Александр Анатольевич Технический директор ООО «Диск», г. Томск В настоящее время на потребительском рынке вторичных источников тока лидирующее положения (вследствие относительно низкой стоимости) занимают герметичные свинцовые аккумуляторные батареи. Их применяют…

Типы аккумуляторов, их достоинства, недостатки и специфика использования

Литий-ионные аккумуляторы (Li-Ion, Lithium Ion)

Достоинства Li-Ion аккумуляторов:

Высокая ёмкость
Малые габариты
Небольшая масса
Отсутствует эффект “памяти”
Низкая степень саморазряда
Возможность форсированной (быстрой) зарядки
Большое количество циклов заряда/разряда

Недостатки Li-Ion аккумуляторов:

Высокая стоимость
Быстрое старение
Чувствительна к низким температурам

Общая информация:

Отсутствие эффекта «памяти» в литиевых аккумуляторах позволяет заряжать и подзаряжать аккумуляторы по мере необходимости, а так же находиться в зарядном устройстве длительное время. Обычно поставляются заряженным на 40-60%. Степень саморазряда литиевого аккумулятора рекордно мала – 3-5% в месяц. При длительном хранении необходима подзарядка не реже, чем раз в 3 месяца. Время работы литиевых аккумуляторов сокращается при температуре ниже 0°С. Срок службы литиевых аккумуляторов составляет от 4 до 6 лет, по прошествии которых ёмкость аккумулятора снизится и он может стать непригоден, не зависимо от интенсивности использования. Номинальное количество циклов заряда/разряда более 1000, максимальное – более 2000 циклов. Восстановлению данные аккумуляторы не подлежат.

Аккумуляторы на основе литий-ионных ячеек эффективны при интенсивном использовании и частых циклах заряда/разряда. В период срока службы такие аккумуляторы будут оптимальны для техники, которая часто и регулярно используется, в сравнении с батареями на основе никеля.

Литий-полимерные аккумуляторы (Li-Pol, Lithium Polymer)

Достоинства Li-Pol аккумуляторов:

Высокая ёмкость
Малые габариты
Небольшая масса
Отсутствует эффект “памяти”
Низкая степень саморазряда
Большое количество циклов заряда/разряда
Возможность форсированной (быстрой) зарядки
Возможность изготовления любой формы и конфигурации

Недостатки Li-Pol аккумуляторов:

Высокая стоимость
Быстрое старение
Чувствительна к низким температурам

Общая информация:

Литий-полимерные и литий-ионные батареи схожи по своим техническим характеристикам за исключением того, что литий-полимерные аккумуляторы имеют возможность изготовления практически любой формы и конфигурации, что позволяет убрать ограничения в отношении конечной формы, размеров и электрических характеристик. Так же литий-полимерные аккумуляторы имеют более высокие показатели в стандартных тестах на производительность и безопасность (раздавливание, протыкание, вибрация, короткое замыкание, перезаряд, форсированный заряд), но из-за кристаллизации находящегося внутри полимера электрические характеристики сильно ухудшаются при отрицательной температуре.

Аккумуляторы на основе литий-полимерных ячеек эффективны при интенсивном использовании и частых циклах заряда/разряда. Подходят для устройств с нестандартным форм-фактором и специфической конфигурацией.

Литий-железо-фосфатные аккумуляторы (LiFePO4)

Достоинства LiFePO4 аккумуляторов:

Высокая ёмкость
Отсутствует эффект “памяти”
Устойчивы к переразряду
Не теряют емкость при отрицательных температурах
Низкая степень саморазряда
Срок хранения до 15 лет
Большое количество циклов заряда/разряда
Возможность форсированной (быстрой) зарядки
Не горят при повреждении и не токсичны

Недостатки LiFePO4 аккумуляторов:

Высокая стоимость
Тяжелее относительно Li-Ion

Общая информация:

В отличие от большинства литиевых аккумуляторов LiFePO4 отличаются длительным сроком службы, устойчивостью к отрицательным температурам и безопасностью в эксплуатации. Поставляются заряженным на 40-60%. Могут использоваться вне помещений, так как устойчивы к отрицательным температурам до -30°С. Степень саморазряда менее 1,5% в месяц. Длительное хранение не сказывается негативно на работе. Срок службы достигает 5000 циклов перезарядки, а срок хранения до 15 лет.

Аккумуляторы на основе литий-железо-фосфатных ячеек оптимальны для техники, которая используется вне помещений и периодически остается на хранении длительное время. Область применения – накопители для солнечных панелей и ветрогенераторов, электроавтомобили, водный транспорт, складская техника, гольфкары, электровелосипеды и электроскутеры.

Никель-кадмиевые аккумуляторы (Ni-Cd, Nickel Cadmium)

Достоинства Ni-Cd аккумуляторов:

Низкая стоимость
Высокая вероятность восстановления
Работа в широком диапазоне температур
Большое количество циклов заряда/разряда
Возможность форсированной (быстрой) зарядки

Недостатки Ni-Cd аккумуляторов:

Высокая степень саморазряда
Эффект “памяти”
Большие размеры
Токсичность при неправильной утилизации
Срок службы ограничен количеством циклов заряда/разряда

Общая информация:

Никель-кадмиевые аккумуляторы чаще всего поставляются почти полностью разряженными из-за высокой степени саморазряда – 15-20% в месяц. Нахождение в зарядном устройстве длительное время нежелательно, так как сильно ухудшаются характеристики. У никель-кадмиевых аккумуляторов есть эффект “памяти” и чтобы избежать проявления этого эффекта требуется регулярно (где-то раз в неделю) полностью разряжать аккумулятор перед зарядкой. Практически нет потери емкости при температуре до -20°C, а рабочий диапазон температур варьируется от -50°C до +70°C. Номинальное количество циклов заряда/разряда более 1000, максимальное – более 2500 циклов. Восстановление данных аккумуляторов возможно с вероятностью 60%.

Специфика использования никель-кадмиевых аккумуляторов обусловлена сроком службы, который зависит от количества циклов заряда/разряда и соблюдения условий зарядки. Наиболее эффективно использование для периодической эксплуатации и в режиме полного разряда.

Никель-металлогидридные аккумуляторы (Ni-MH, Nickel Metal-Hydride)

Достоинства Ni-MH аккумуляторов:

Низкая стоимость
Высокая ёмкость
Низкая токсичность
Слабовыраженный эффект “памяти”
Работа в широком диапазоне температур

Недостатки Ni-MH аккумуляторов:

Высокая степень саморазряда
Медленная зарядка
Малое количество циклов заряда/разряда
Сложное и дорогое устройство зарядных устройств

Общая информация:

Никель-металлогидридные аккумуляторы должны храниться полностью заряженными. Степень саморазряда у них крайне высока и достигает 30% в месяц. Нахождение в зарядном устройстве длительное время нежелательно, так как сильно ухудшаются характеристики. У никель-металлогидридныx аккумуляторов слабо выражен эффект “памяти” и рекомендуется регулярно (примерно каждые два месяца) полностью разряжать аккумулятор перед зарядкой. По сравнению с никель-кадмиевыми аккумуляторами (Ni-Cd) имеют большую энергетическую плотность (емкость), но требовательны к зарядным устройствам и условиям зарядки. Проявляют хорошую работоспособность при низких температурах, но диапазон рабочих температур не высок – от -10°C до +40°C. Номинальное количество циклов заряда/разряда от 500 до 1000 циклов. Восстановление данных аккумуляторов возможно с вероятностью 15%.

Использование никель-металлогидридных аккумуляторов ограничено сроком службы, однако они обладают большой емкостью и наиболее эффективно их использование в устройствах с низким постоянным потреблением.

3 лучших типа перезаряжаемых батарей современности

Для устройства, инновации или инженерного проекта вам понадобится надежный и перезаряжаемый источник питания. Знаете ли вы, какие типы батарей вам потребуются?
Зарядная емкость перезаряжаемой батареи выражается в миллиамперах (мАч) (миллиампер-часах). Вы заметите этот номер на упаковке, а также на самой батарее. Заряд аккумулятора определяет, какой электрический ток он может обеспечить и как долго он может питать ваш гаджет.
Потребители могут выбрать один из трех типов батарей. Щелочные, никель-металлгидридные (NIMH) и ионно-литиевые – это три типа. Каждая форма имеет преимущества и недостатки. Каждый из них занимает уникальное место в истории техники.

---

Батарея NiMH и батарея NiCd

Аккумулятор NiMH представляет собой технологический прогресс по сравнению с долговечной герметичной батареей NiCD. Вместо использования металлического кадмия в качестве отрицательного электрода для основного отрицательного электрода поглощайте водород. Этот тип модификации батареи увеличивал емкость единицы веса и единицы объема (рассчитывать на основе Ач, терминология – емкость отношения веса и емкость отношения объема), не было эффекта памяти, как у NiCD аккумуляторов, и не было кадмия, поэтому были не беспокойтесь о токсичности металлического кадмия. В остальном NiMH и NiCD аккумуляторы очень похожи. При переходе от NiCD к NiMH батареям практически нет различий в характеристиках применения и нет явных проблем с конструкцией.

Батарея NiMH против батареи NiCd

Никель-кадмиевые (NiCAD) батареи

В 1899 году шведский ученый изобрел первую в мире батарею NiCd. Надо ли говорить, что с тех пор многое изменилось. Пластина положительного электрода из оксида гидроксида никеля, пластина отрицательного электрода из кадмия, сепаратор и электролит из гидроксида калия составляют обычную никель-кадмиевую батарею.

сопутствующий товар 🛠

[добавить постоянную ссылку = «Батарея» count = »9″ lang=”en”]

Обычное использование: Игрушки, аварийное освещение, медицинское оборудование, коммерческие и промышленные товары, электрические бритвы, рации, электроинструменты и другие устройства используют батареи NiCAD.

Преимущества этого типа батарей: Некоторые преимущества никель-кадмиевых батарей перечислены ниже:

• Большое количество циклов зарядки/разрядки: при правильном обслуживании никель-кадмиевая батарея может выдержать более 1000 циклов зарядки/разрядки.
• Исключительная нагрузочная способность: NiCd позволяет заряжать аккумуляторы при экстремально низких температурах.
• Длительный срок хранения: при любом уровне заряда.
• Простое хранение и транспортировка: большинство авиаперевозчиков принимают NiCd без особых требований.
• Исключительные характеристики при низких температурах; прощает злоупотребления: NiCd — одна из самых долговечных доступных аккумуляторных батарей.
• С точки зрения стоимости цикла, NiCd аккумулятор является наиболее экономичным вариантом.
• Большинство NiCd аккумуляторов имеют цилиндрическую форму и бывают разных размеров и с разными характеристиками.

Недостатки батарей этого типа : Вот некоторые их недостатки:

Низкая плотность энергии по сравнению с современными системами.

• Эффект запоминания: NiCd необходимо регулярно тренировать, чтобы избежать памяти.
• Вредно для окружающей среды: NiCd содержит опасные элементы. Использование NiCd аккумуляторов ограничено в некоторых странах.
• Обладает высокой скоростью саморазряда; требует перезарядки после хранения

NiMH аккумулятор

Никель-металлогидридные (NiMH) аккумуляторы

NiMH аккумуляторы относятся к относительно новым типам аккумуляторов. Исследовательский центр Battelle-Geneva начал исследования и разработки в 1967 году и завершил их должным образом в 1987 году. Пластина положительного электрода из гидроксида никеля, пластина отрицательного электрода с ионами водорода, сепаратор и щелочной электролит, такой как гидроксид калия, составляют химический состав. обычной никель-металлогидридной батареи.

Обычное использование: Автомобильные аккумуляторы, медицинское оборудование, пейджеры, сотовые телефоны, видеокамеры, цифровые фотоаппараты, электрические зубные щетки и другие недорогие потребительские товары являются одними из примеров использования этого типа аккумуляторов.

✔ Преимущества этого типа батареи: Вот лишь несколько преимуществ использования NiMH батареи:

• Емкость примерно на 30–40 % больше, чем у обычной NiCd. NiMH предлагает потенциал для достижения гораздо большей плотности энергии.
• В отличие от NiCd менее подвержен памяти. Периодические циклы тренировок больше не нужны.
• Простое хранение и транспортировка: условия перевозки не регулируются.
• Экологичность: минимальное количество токсинов; утилизация выгодна

❌ Недостатки аккумуляторов этого типа: Вот некоторые из недостатков:

• Ограниченный срок службы: после 200-300 циклов глубокого циклирования, особенно при высоких токах нагрузки, производительность начинает снижаться. Циклы глубокой разрядки предпочтительнее циклов мелкой разрядки.
• Низкий ток разряда: несмотря на то, что батарея NiMH может генерировать большие токи разряда, частые разряды с высоким током нагрузки сокращают срок службы батареи. Токи нагрузки от 0,2°C до 0,5°C обеспечивают наилучшие характеристики (от одной пятой до половины номинальной емкости).
• Требуется более сложный алгоритм зарядки, поскольку NiMH выделяет больше тепла во время зарядки и заряжается дольше, чем NiCd. Капельный заряд чрезвычайно важен, и им необходимо правильно управлять.
• Высокий саморазряд: по сравнению с NiCd, у NiMH саморазряд на 50% выше. Новые химические добавки увеличивают саморазряд, но снижают плотность энергии.
• При хранении при высоких температурах производительность снижается: NiMH аккумуляторы следует хранить в холоде и заряжать примерно до 40% емкости.
• Требуемое техническое обслуживание: во избежание образования кристаллов аккумулятор необходимо регулярно полностью разряжать.
• Примерно на 20 % дороже, чем NiCd: NiMH аккумуляторы, предназначенные для высокого потребления тока, стоят примерно на 20 % дороже, чем обычные NiCd аккумуляторы.

Какой тип батареи лучше

Nick-Cadmium Batteries

NIMH Батареи

• У них около 1000 циклов заряда • Они работают с 15-20 процентами. емкостью 1,2 Ач – 2,2 Ач • Быстро заряжаются • Требуют надлежащего обслуживания с ежемесячной глубокой разрядкой • Обладают сильным эффектом памяти при непостоянном обслуживании разряд (20-30%) • Большая емкость от 2,2 Ач до 3,0 Ач • Быстрое время зарядки • Полурегулярное техническое обслуживание с глубоким разрядом раз в 3 месяца • При правильном обслуживании имеют меньший эффект памяти, чем никель-кадмиевые аккумуляторы • Они чувствительны к нагреву

Литий-ионный аккумулятор

Литий-ионный аккумулятор

Литий-ионные аккумуляторы — это новаторская технология, которая успешно используется в качестве источника питания для широкого спектра приложений, включая портативную электронику и электрические/гибридные автомобили.

Литий-ионная батарея в деталях

Литий-ионная батарея, часто называемая литий-ионной батареей, представляет собой перезаряжаемый тип батареи, в которой ионы лития перемещаются от отрицательного электрода к положительному электроду через электролит во время разряда и затем обратно во время зарядки. Положительный электрод литий-ионного аккумулятора изготовлен из интеркалированного соединения лития, тогда как отрицательный электрод обычно изготавливается из графита.

Литиевые и литий-ионные батареи. В чем разница этих типов батарей?

Наиболее существенное различие между литиевыми батареями и ионно-литиевыми батареями заключается в том, что литиевые батареи являются одноразовыми и не подлежат перезарядке после использования. С другой стороны, литий-ионные батареи можно использовать снова, поскольку они перезаряжаемы и могут заряжаться и разряжаться сотни раз.

📌 Литиевые батареи живут значительно дольше, пока лежат на полке неиспользованными. Литиевые батареи могут работать от 10 до 12 лет, сохраняя при этом заряд, однако литий-ионные батареи служат только от 2 до 3 лет. Вы можете не осознавать, что эти два типа литиевых батарей не единственные доступные; Узнайте больше о различиях между литий-ионными и литий-полимерными батареями в нашем посте. Несмотря на то, что литий-ионные батареи намного лучше, особенно с точки зрения отходов, все же есть несколько качеств, которые делают литиевые батареи весьма полезными. У них гораздо большая плотность энергии, чем у литий-ионных аккумуляторов, что означает, что они могут сохранять намного больше заряда для своего размера.

Даже если это единственная зарядка, которая у них когда-либо будет, литиевые батареи могут обеспечить питание от одного заряда. К сожалению, не существует безопасного или практичного способа перезарядки этих типов аккумуляторов, поэтому они и были созданы в первую очередь. Литиевые батареи также дешевле покупать, поскольку они дешевле и проще в производстве.

Литий-ионный аккумулятор Преимущества и недостатки

Ниже приведены некоторые преимущества или преимущества использования этого типа аккумуляторов:

• Он имеет высокую плотность энергии, в два раза больше, чем Ni-Cd.
• Литий-ионный аккумулятор можно заряжать несколько раз.
• Никакого влияния на память нет. В результате нет необходимости полностью разряжать их перед зарядкой.
• Аккумулятор выдерживает несколько циклов зарядки/разрядки;
• Аккумулятор может поддерживать заряд и терять всего 5 % заряда каждый месяц.

Этот тип батарей имеют следующие недостатки:

• • Срок службы составляет всего два-три года после изготовления, и он чувствителен к температуре.
• Полностью разряженный аккумулятор невозможно зарядить.
• Доступная цена.
• Если «разделитель» поврежден, он может загореться.

График использования литий-ионных аккумуляторов

Литий-ионные аккумуляторы Применение

Литий-ионные аккумуляторы — это легкие источники питания с высокой плотностью энергии, которые можно использовать в различных приложениях. Соединение нескольких крошечных батарей в параллельную цепь для питания более крупного оборудования, такого как электромобили, более эффективно и экономично, чем соединение одной огромной батареи.

• Электроинструменты: Аккумуляторные дрели, шлифовальные машины, пилы и целый ряд садовых инструментов, таких как ножницы и кусторезы, — все они требуют аккумуляторов этого типа.
• Портативные устройства: Мобильные телефоны и смартфоны, компьютеры и планшеты, цифровые фотоаппараты и видеокамеры, электронные сигареты, портативные игровые приставки и фонарики — это лишь некоторые из них (фонарики).
• Электрические транспортные средства: В электромобилях, гибридных транспортных средствах, электрических мотоциклах и скутерах, электрических велосипедах, личных транспортных средствах и сложных электрических инвалидных креслах используются батареи. Также представлены радиоуправляемые модели, модели самолетов, самолетов и марсоход Curiosity.

Обслуживание и хранение аккумуляторов

Экстремальные температуры не подходят для этого типа аккумуляторов. По возможности избегайте хранения телефонов и компьютеров в горячих автомобилях или холодных помещениях, так как эти экстремальные температуры могут сократить срок службы их батарей. Однако следует опасаться перегрева во время зарядки, если производитель вашего телефона или ноутбука выполнил свою работу, это не должно быть проблемой.

📌 В качестве дополнительной меры предосторожности убедитесь, что вы используете официальное зарядное устройство, прилагаемое к вашему телефону или планшету, или купите точную замену. Это гарантирует, что зарядное устройство совместимо с аккумулятором вашего устройства и что оно предназначено для максимально быстрой зарядки. Одобренное зарядное устройство будет использовать лучшие методы для общего состояния вашей батареи.

Утилизация и переработка литий-ионных аккумуляторов

• Для этих типов аккумуляторов действуют разные правила утилизации и переработки в зависимости от страны и региона. Перед утилизацией какой-либо батареи убедитесь, что вы проверили и соблюдаете местные требования.
• Выбрасывание ненужного электронного оборудования в обычные мусорные баки запрещено в некоторых странах.
• В контейнер для сбора аккумуляторов следует помещать только разряженные аккумуляторы. Во избежание короткого замыкания закройте места подключения аккумулятора изолентой или другим подходящим покрытием.

---

Часто задаваемые вопросы ❓

Почему аккумуляторы не рекомендуются?
Аккумуляторы могут треснуть, если они станут слишком горячими, что приведет к задымлению и возгоранию, а чрезмерный нагрев значительно снизит емкость заряда. Когда перезаряжаемые батареи становятся слишком холодными, напряжение падает, и они могут вообще не работать

Можно ли использовать ионно-литиевые батареи вместо NiMH?
Элементы NiMh, скорее всего, представляют собой сильноточные элементы, что означает, что они созданы для обеспечения высокого тока, необходимого для двигателя пылесоса. Если вы используете «обычные» литий-ионные аккумуляторы, они не смогут выдерживать такие высокие токи.

Заключение 📜

Существует три основных типа аккумуляторов для бытового использования, различающихся химическими веществами, обеспечивающими их заряд: никель-кадмиевые (NiCD), антацидные, литиевые и никель-металлогидридные (NiMH). Каждый из них имеет свои качества и ценен для определенных целей. Если вы выбираете один или два разных сорта для различных целей в доме, следите за тем, чтобы не смешивать их; Вы никогда не должны смешивать батареи разных химических элементов в одном устройстве.

Различные типы аккумуляторов —

Аккумуляторы — хорошее вложение, независимо от того, для какого устройства они предназначены. Но часто возникает путаница, поскольку они бывают разных форм. Давайте подробнее рассмотрим некоторые из различных типов перезаряжаемых батарей, и, надеюсь, это будет иметь немного больше смысла.

Прежде всего, и это очень важно, вы должны понимать, что существует ДВА основных типа аккумуляторной химии. Никель-металлогидридный (обычно известный как NiMH) и литий-ионный или сокращенно литий-ионный.

NIMH

Sanyo Eneloop NiMH. Признан одним из лучших!

В основном, они предназначены для использования в любом устройстве, которое обычно принимает щелочные элементы AA или AAA. Одноразовые элементы обычно работают при напряжении 1,5 вольта. NiMH элементы работают при напряжении 1,2 вольта. Это не имеет большого значения с точки зрения мощности. Хотя на НЕКОТОРЫХ устройствах может быть четко указано, что им НЕОБХОДИМО 1,5 В для правильной работы. Такие устройства являются исключением из правил. Если они не указывают, то аккумулятор на 1,2 В должен работать нормально.

Иногда NiMH элементы продаются вместе с зарядным устройством. Изображенные NiMH элементы Eneloop являются одними из самых популярных среди людей, которые рассчитывают на перезаряжаемые батареи AA. Eneloops — это элемент с «низким саморазрядом», который сохраняет баланс своей мощности в течение длительного времени… даже когда он не используется. По большей части они доступны только у онлайн-продавцов. Вы можете нажать здесь, чтобы купить их на Amazon.

Практически любой магазин, торгующий батареями, будь то Duracell или Energizer, также должен продавать никель-металлогидридные аккумуляторы.

Перезаряжаемый литий-ионный

Литий-ионный — это совершенно другой химический состав. Большинство ПЕРЕЗАРЯЖАЕМЫХ литиевых батарей, продаваемых в Интернете, работают при напряжении 3,7 вольта. На фото два самых популярных размера. Большинство портативных компьютеров будут иметь более крупные батареи 18650, размещенные в их аккумуляторном блоке.

Два популярных типа литиевых батарей.
18650 (вверху) 16340 (внизу)

Многие современные светодиодные фонари, использующие литий-ионный аккумулятор в качестве основного источника питания, имеют два изображенных типа. Меньший элемент 16340 (также известный как RCR123) представляет собой перезаряжаемую версию (одноразовой) батареи CR123. «CR» доступны во многих крупных магазинах. «RCR» доступны ТОЛЬКО онлайн!

Все изображенные на 3,7 вольта, но имеют разную мощность. Вы увидите наборы чисел, такие как; 2400, 2600, 2900, 3100 и 3400. Чем выше числовая последовательность, тем больше энергии они смогут предложить после полной зарядки. Как я уже сказал, они чаще всего используются для портативных светодиодных фонариков с большим световым потоком.

Еще один размер литий-ионной батареи — 14500 ячеек. Это ИДЕНТИЧНО (по внешнему виду и размеру) стандартной ячейке AA или NiMH (AA). Он перезаряжаемый и, как и другие, работает от 3,7 вольт, но от 9 вольт.0011 ДОЛЖЕН ИСПОЛЬЗОВАТЬСЯ ТОЛЬКО В УСТРОЙСТВЕ, КОТОРОЕ МОЖЕТ ПРИНИМАТЬ НАПРЯЖЕНИЕ БОЛЬШЕ, ЧЕМ СТАНДАРТ AA. Единственные два известных мне устройства, которые МОГУТ использовать эту ячейку, это *LED-фонарик или электронная сигарета. Я открыт для исправления, если кто-нибудь знает какие-либо другие варианты использования.

* Обратите внимание; Любой светодиодный фонарик, который может принимать 14500, в основном является лампой «AA», которая может принимать напряжение выше 4,0 вольт.