Какой лучше тип аккумулятора


Ni-Cd, Ni-MH и Li-Ion аккумуляторы. В чем разница. Плюсы и минусы

16 Марта 2013

Аккумулятор купить

Основные типы аккумуляторов:

  • Ni-Cd Никель-кадмиевые аккумуляторы
  • Ni-MH Никель-металлогидридные аккумуляторы
  • Li-Ion Литий-ионные аккумуляторы

Ni-Cd Никель-кадмиевые аккумуляторы

Для аккумуляторного инструмента никель-кадмиевые аккумуляторы являются фактическим стандартом. Инженерам хорошо известны их достоинства и недостатки, в частности Ni-Cd Никель-кадмиевые аккумуляторы содержат кадмий – тяжёлый металл повышенной токсичности.

У никель-кадмиевых аккумуляторов есть так называемый «эффект памяти» суть которого сводится к тому, что при заряде не полностью разряженного аккумулятора его новый разряд возможен только до того уровня, с которого его зарядили. Другими словами аккумулятор «помнит» уровень остаточного заряда, с которого его полностью зарядили.

Итак, при заряде не полностью разряженного Ni-Cd аккумулятора происходит уменьшение его ёмкости.

Существует несколько способов борьбы с этим явлением. Опишем только самый простой и надёжный способ.

При использовании аккумуляторного инструмента с Ni-Cd аккумуляторными батареями следует придерживаться простого правила: заряжать только полностью разряженные аккумуляторы.

Рекомендуется хранить Ni-Cd Никель-кадмиевые аккумуляторные батареи в разряженном состоянии, желательно чтобы разряд не был глубоким, в противном случае это может вызвать необратимые процессы в батарее.

Плюсы Ni-Cd Никель-кадмиевых аккумуляторов

  • Низкая цена Ni-Cd Никель-кадмиевых аккумуляторов
  • Возможность отдавать наибольший ток нагрузки
  • Возможность быстрого заряда аккумуляторной батареи
  • Сохранение высокой ёмкости аккумулятора до -20°C
  • Большое количество циклов заряда-разряда. При правильной эксплуатации подобные аккумуляторы отлично работают и допускают до 1000 циклов заряда-разряда и более

Минусы Ni-Cd Никель-кадмиевых аккумуляторов

  • Относительно высокий уровень саморазряда – Ni-Cd Никель-кадмиевый аккумулятор теряет порядка 8-10% своей ёмкости в первые сутки после полного заряда.
  • Во время хранения Ni-Cd Никель-кадмиевый аккумулятор теряет порядка 8-10% заряда каждый месяц
  • После длительного хранения ёмкость Ni-Cd Никель-кадмиевого аккумулятора восстанавливается после 5 циклов разряда-заряда.
  • Для продления срока службы Ni-Cd Никель-кадмиевого аккумулятора рекомендуется каждый раз полностью его разряжать для предотвращения проявления «эффекта памяти»

Ni-MH Никель-металлогидридные аккумуляторы

Эти аккумуляторы предлагаются на рынке как менее токсичные (по сравнению с Ni-Cd Никель-кадмиевыми аккумуляторами) и более экологически безопасные, как в производстве, так и при утилизации.

На практике Ni-MH Никель-металлогидридные аккумуляторы действительно демонстрируют весьма большую ёмкость при габаритах и массе, несколько меньших, чем у стандартных Ni-Cd Никель-кадмиевых аккумуляторов.

Благодаря практически полному отказу от применения токсичных тяжелых металлов в конструкции Ni-MH Никель-металлогидридных аккумуляторов последние после использования могут быть утилизованы вполне безопасно и без экологических последствий.

У никель-металлогидридных аккумуляторов несколько снижен «эффект памяти». На практике «эффект памяти» практически незаметен из-за высокого саморазряда этих аккумуляторов.

При эксплуатации Ni-MH Никель-металлогидридных аккумуляторов желательно разряжать их в процессе работы не полностью.

Хранить  Ni-MH Никель-металлогидридные аккумуляторы следует в заряженном состоянии. При длительных (более месяца) перерывах в работе аккумуляторы следует перезаряжать.

Плюсы Ni-MH Никель-металлогидридных аккумуляторов

  • Нетоксичные аккумуляторы
  • Меньший «эффект памяти»
  • Хорошая работоспособность при низкой температуре
  • Большая ёмкость по сравнению с Ni-Cd Никель-кадмиевыми аккумуляторами

Минусы Ni-MH Никель-металлогидридных аккумуляторов

  • Более дорогой тип аккумуляторов
  • Величина саморазряда примерно в 1.5 раза выше по сравнению с Ni-Cd Никель-кадмиевыми аккумуляторами
  • После 200-300 циклов разряда-заряда рабочая ёмкость Ni-MH Никель-металлогидридных аккумуляторов несколько снижается
  • Батареи Ni-MH Никель-металлогидридных аккумуляторов имеют ограниченный срок службы

Li-Ion Литий-ионные аккумуляторы

Несомненным достоинством литий-ионных аккумуляторов является практически незаметный «эффект памяти».

Благодаря этому замечательному свойству Li-Ion аккумулятор можно заряжать или подзаряжать по мере необходимости, исходя из потребностей. Например, можно подзарядить не полностью разряженный литий-ионный аккумулятор перед важной, ответственной или продолжительной работой.

Длительное хранение рекомендуется производить при половинном уровне заряда литий-ионного аккумулятора.

К сожалению эти аккумуляторы являются наиболее дорогими аккумуляторными батареями. Кроме того литий-ионные аккумуляторы имеют ограниченный срок службы, независящий от числа циклов разряд-заряд.

Резюмируя можно предположить, что литий-ионные аккумуляторы лучше всего пригодны для случаев постоянной интенсивной эксплуатации аккумуляторного инструмента.

Плюсы Li-Ion Литий-ионных аккумуляторов

  • Отсутствует «эффект памяти» и поэтому появляется возможность заряжать и подзаряжать аккумулятор по мере необходимости
  • Высокая ёмкость Li-Ion Литий-ионных аккумуляторов
  • Небольшая масса Li-Ion Литий-ионных аккумуляторов
  • Рекордно-низкий уровень саморазряда – не более 5% в месяц
  • Возможность быстрого заряда  Li-Ion Литий-ионных аккумуляторов

Минусы Li-Ion Литий-ионных аккумуляторов

  • Высокая стоимость Li-Ion Литий-ионных аккумуляторов
  • Сокращается время работы при температуре ниже нуля градусов Цельсия
  • Ограниченный срок службы

Примечание

Из практики эксплуатации Li-Ion Литий-ионных аккумуляторов в телефонах, фотокамерах и т.д. можно отметить, что эти аккумуляторы служат в среднем от 4 до 6 лет и выдерживают за это время около 250-300 циклов разряда-заряда. При этом абсолютно точно замечено: больше циклов разряд-заряд – короче срок службы Li-Ion Литий-ионных аккумуляторов!

Следите за новостями в нашей группе Вконтакте

Хочешь всегда знать обо всех акциях компании?

Типы аккумуляторных батарей

Категория: Поддержка по аккумуляторным батареям Опубликовано 25.06.2015 19:00 Автор: Abramova Olesya

Аккумуляторная батарея – это источник постоянного тока, который предназначен для накопления и хранения энергии. Подавляющее число типов аккумуляторных батарей основано на циклическом преобразовании химической энергии в электрическую, это позволяет многократно заряжать и разряжать батарею.

Еще в 1800 году Алессандро Вольта произвел поразительное открытие, когда опустил в банку, наполненную кислотой, две металлические пластины – медную и цинковую, после чего доказал, что по соединяющей их проволоке протекает электрический ток. Спустя более чем 200 лет, современные аккумуляторные батареи продолжают производить на основе открытия Вольта.

Рисунок 1. Вольтов столб из шести элементов.

Рисунок 2. Алессандро Джузеппе Антонио Анастасио Вольта

Виды аккумуляторных батарей

Со времени изобретения первого аккумулятора прошло не больше 140 лет и сейчас сложно представить современный мир без резервных источников питания на основе батарей. Аккумуляторы применяются всюду, начиная с самых безобидных бытовых устройств: пульты управления, переносные радиоприемники, фонари, ноутбуки, телефоны, и заканчивая системами безопасности финансовых учреждений, резервными источниками питания для центров хранения и передачи данных, космической отраслью, атомной энергетикой, связью и т. д.

Развивающийся мир нуждается в электрической энергии столь сильно, сколько человеку нужен кислород для жизни. Поэтому конструкторы и инженеры ежедневно ведут работу по оптимизации имеющихся типов аккумуляторов и периодически разрабатывают новые виды и подвиды.

Основные виды аккумуляторов приведены в таблице №1.

Тип

Применение

Обозначение

Рабочая температура, ºC

Напряжение элемента, В

Удельная энергия, Вт∙ч/кг

Литий-ионный (Литий-полимерный, литий-марганцевый, литий-железно-сульфидный, литий-железно-фосфатный, литий-железо-иттрий-фосфатный, литий-титанатный, литий-хлорный, литий-серный)

Транспорт, телекоммуникации, системы солнечной энергии, автономное и резервное электроснабжение, Hi-Tech, мобильные источники питания, электроинструмент, электромобили и т.д.

Li-Ion (Li-Co, Li-pol, Li-Mn, LiFeP, LFP, Li-Ti, Li-Cl, Li-S)

-20 … +40

3,2-4,2

280

никель-солевой

Автомобильный транспорт, Ж\Д транспорт, Телекоммуникации, Энергетика, в том числе альтернативная, Системы накопления энергии

Na/NiCl

-50 … +70

2,58

140

никель-кадмиевый

Электрокары, речные и морские суда, авиация

Ni-Cd

–50 … +40

1,2-1,35

40 – 80

железо-никелевый

Резервное электропитание, тяговые для электротранспорта, цепи управления

Ni-Fe

–40 … +46

1,2

100

никель-водородный

Космос

Ni-h3

1,5

75

никель-металл-гидридный

электромобили, дефибрилляторы, ракетно-космическая техника, системы автономного энергоснабжения, радиоаппаратура, осветительная техника.

Ni-MH

–60 … +55

1,2-1,25

60 – 72

никель-цинковый

Фотоаппараты

Ni-Zn

–30 … +40

1,65

60

свинцово-кислотный

Системы резервного питания, бытовая техника, ИБП, альтернативные источники питания, транспорт, промышленность и т.д.

Pb

–40 … +40

2, 11-2,17

30 – 60

серебряно-цинковый

Военная сфера

Ag-Zn

–40 … +50

1,85

ОБЗОР: Самые популярные типы аккумуляторов. Часть 1

  • Статьи
  • ОБЗОР: Самые популярные типы аккумуляторов. Часть 1

Устройства, предназначенные для накопления электроэнергии и последующего ее использования для питания разнообразного оборудования, приборов, инструментов, называются аккумуляторами. Существует несколько десятков типов аккумуляторов, однако в данном обзоре мы расскажем о принципах действия, преимуществах и недостатках самых распространенных из них.

Общая характеристика

Диапазон среднего разрядного напряжения аккумуляторов достаточно широкий — от 1,25 В до 24 В соответственно у никель-кадмиевых и свинцово-кислотных источников питания. Важными характеристиками являются скорость разряда и емкость, которые зависят от температуры окружающей среды. Кроме того:
  • максимальной удельной мощностью характеризуются никель-кадмиевые, свинцовые и серебряно-цинковые модели, минимальной — никель-железные;
  • минимальную удельную массовую энергию дают аккумуляторы свинцовые, а максимальную – литиевые;
  • низким ресурсом отличаются свинцово- и серебряно-цинковые типы аккумуляторов, а самым высоким славятся никель-водородные источники питания;
  • наиболее дешевыми на данный момент являются свинцовые, а дорогими — никель- водородные и серебряно-кадмиевые аккумуляторы.
Технические характеристики: просто о сложном При выборе аккумулятора потребителю полезно знать основные характеристики, на которые нужно обратить внимание:
  • напряжение питания обозначается числом и буквой V (русская В). Чем напряжение выше, тем выше скорость работы устройства. Однако не стоит думать, что если к машине, рассчитанной на напряжение 10V, подключить аккумулятор на 30V, то она помчится в 3 раза быстрей. Вероятней всего, она не выдержит накала и просто выйдет из строя. Не стоит рисковать. Лучше покупать аккумулятор рекомендованной мощности;
  • емкость аккумулятора обозначается числом и буквами mA или А (для устройств большой мощности). От емкости аккумулятора зависит продолжительность работы подключенного к нему оборудования;
  • очень важным параметром является ток разряда — это объем тока, который потенциально может потреблять оборудование. Его обозначают числом и буквой С  (от англ. «сapacity»). Так, значение 20С на аккумуляторе емкостью 1400 mA для специалиста означает ток разряда 28000 мА или 28A. Однако это максимальный, а не рабочий ток. Еще выше будет значение у пикового тока.
Например: нужно с помощью электромоторчика сжать металлическую пружину. Слабый мотор потребляющий малый ток не справится с работой. Если его заменить более мощным (с таким же напряжением), то больший ток, который может потребить мотор позволит преодолеет сопротивление пружины.   Производители предлагают два типа SLA-аккумуляторов, отличающихся по принципу работы:
  • в технологии GEL в электролит добавляют особые компоненты, переводящие его в гелеобразное состояние. В его порах и раковинах, имеющих большой объем и площадь поверхности, проходит взаимодействие молекул кислорода и водорода с синтезом воды. Благодаря этому количество электролита в аккумуляторе не уменьшается в течение всего срока эксплуатации;
  • в AGM –устройствах внутри находится пористый заполнитель из стекловолокна, пропитанный электролитом. В той части пор, где электролита нет, идет рекомбинация водорода и кислорода. Герметично закрытые аккумуляторы можно устанавливать в непроветриваемых помещениях. Они обладают хорошей емкостью, высокой мощностью и привлекают покупателей выгодной ценой.
Использование SLA-аккумуляторов Одним из самых распространенных вариантов установки аккумуляторных батарей AGM являются системы бесперебойного электроснабжения. Они гарантируют сохранение информации в компьютерных системах при аварийном завершении и остановке работы. Это недорогой и эффективный вариант электропитания офисных зданий и бизнес-центров. SLA-аккумуляторы используются:
  • в охранных и противопожарных системах, системах контроля доступа и видеонаблюдения, аварийного освещения и бесперебойного энергоснабжения;
  • в системах оповещения МЧС;
  • в АТС и радиоцентрах;
  • для питания контрольно-кассовых машин, холодильного, торгового и медицинского оборудования;
  • в радарах, фонарях, переносных электроосветительных приборах.
Особенности и преимущества Емкость портативных SLA-аккумуляторов составляет 1-30А, а габаритных стационарных — 50-200А. У них не бывает эффекта памяти. Они подходят для долгосрочной эксплуатации в буферном режиме подзарядки, без периодов полной разрядки батареи. Служат они не менее 10 лет. Цикличный режим, то есть регулярная зарядка-разрядка на треть- половину емкости, для этого типа аккумуляторов подходит меньше.

Саморазрядка свинцово-кислотного аккумулятора составляет примерно 40% в год при температуре воздуха +20 градусов. С, что в 4 раза медленней, чем у никелево-кадмиевых элементов питания. Зарядка занимает 8-16 часов.

Среди плюсов SLA-аккумуляторов нужно отметить:

  • низкую стоимость;
  • отсутствие затрат по сервису и обслуживанию;
  • высокую мощность тока;
  • нетребовательность к температуре внешней среды. Их можно использовать в диапазоне от -10 до +50 градусов;
  • виброустойчивость;
  • пожарную безопасность.
Но, есть и минусы Среди недостатков SLA-аккумулятора нужно отметить:
  • большой вес;
  • при глубокой разрядке и хранении без подзарядки пластины аккумулятора портятся из-за сульфатации;
  • довольно малый срок службы — до пятисот циклов зарядки/разрядки;
  • токсичность оксида свинца, который используется в их производстве.
Аккумуляторы нужно хранить в сухих помещениях при комнатной температуре. Подзарядка аккумуляторов AGM требует особого зарядного устройства.   Щелочными никель-кадмиевыми аккумуляторами (Ni-Cd) человечество пользуется более ста лет. В 1899 г. их изобрел Вальдмар Юнгнер. Правда, оказалось, что производство их обходится слишком дорого в сравнении с другими аккумуляторами. Лишь в 1932 г. была найдена недорогая технология осаждения активного материала на пористый край электрода, покрытого никелем. Так появились герметичные никелево-кадмиевые аккумуляторы, достаточно широко распространенные и сейчас.

Принцип работы Ni-Cd

Ni-Cd имеют второе название – рулонные аккумуляторы, поскольку электроды в них скатаны в цилиндрический рулон. Он вставлен в металлический корпус, заполненный электролитом. Пластины отделены друг от друга слоем сепаратора – нетканого материала, не взаимодействующего со щелочью. Электролит состоит из гидрооксидов калия и лития. Их взаимодействие образует никелат лития и увеличивает емкость аккумулятора на 20 процентов.

Где используются Ni-Cd:

  • на электрокарах;
  • в качестве бортовых аккумуляторов вертолетов, самолетов;
  • на электротранспорте (трамваи и троллейбусы);
  • для изготовления стандартных гальванических элементов;
  • для питания автономных строительных инструментов.
Эффект памяти и работа при минусовой температуре В данном типе аккумуляторов без периодической полной разрядки в полной мере проявляется эффект памяти со значительным уменьшением емкости. Одним из важных факторов, влияющих на электрические параметры аккумуляторов, является температура воздуха. Максимальную емкость устройства демонстрируют при 20 градусах С. Нижней температурной границей, при которой Ni-Cd сохраняют работоспособность, считается - 20 градусов. Хотя их можно использовать и при – 40 градусов, если изменить концентрацию и химический состав электролита. Хранить аккумуляторы нужно в сухом месте при комнатной температуре.

Особенности аккумуляторов Ni-Cd

Величина разрядных характеристик аккумуляторов при различной плотности тока зависит от их внутреннего сопротивления. Оно формируется под влиянием:
  • толщины электродов и сепаратора;
  • их структурных характеристик;
  • плотности сборки пакета электродов в аккумуляторе;
  • объема электролита;
  • конструкции аккумулятора.
С учетом комбинации этих факторов Ni-Cd могут давать ток от 0,2 С до 10 С.

Преимущества Ni-Cd:

  • быстрая и простая зарядка, в том числе аккумулятора, который давно не использовался;
  • более 1000 циклов зарядки/разрядки;
  • стабильная работа и сбережение стандартной емкости при минусовых температурах;
  • доступная цена.
Недостатки щелочных никель-кадмиевых аккумуляторов: Говоря о недостатках, следует упомянуть:
  • сравнительно низкую энергетическую плотность;
  • зависимость емкости от эффекта памяти;
  • токсичность материалов и вред, наносимый окружающей среде при их утилизации;
  • активный саморазряд при хранении.
  Ni-MH (никель-металлгидридные) аккумуляторы очень популярны. Они подкупают потребителей доступной ценой, хотя значительно уступают по емкости на единицу массы и литий-йонным, и литий-фосфатным аккумуляторам. Конструкция их аналогична никель-кадмиевым источникам питания, а протекающие в них химические и физические процессы такие же, как в никель-водородных аккумуляторах.

Применение

Используют Ni-MH там, где нужны компактные размеры и высокая удельная емкость. Обычно срок их службы составляет от 3 до 5 лет (500-1000 циклов).

Аккумуляторы этого типа профессионалы делят на две группы:

  • обычные — для электрооборудования, инструментов и приборов;
  • силовые и бортовые — источники питания для авто- и авиамоделей.
Особенности В отличие от никель-кадмиевых батарей, у Ni-MH эффект памяти выражен меньше, а вот по сроку эксплуатации они им уступают. Чтобы аккумулятор имел большую емкость, нужно заряжать его после разрядки и при напряжении не ниже 1 В. Этот тип аккумуляторов требует тщательного контроля процессов разрядки и зарядки.

Существует много разновидностей никель-металлгидридных аккумуляторов. В них используются разные виды электродов:

  • металлводородные;
  • оксидноникелевые;
  • ламельные;
  • прессованные;
  • металлокерамические и металловойлочные;
  • пеноникельные.
У Ni-MH аккумуляторов не очень большой температурный диапазон использования. Оптимальная температура для них от +40 до –10 градусов.

Хранение

Специалисты рекомендуют хранить аккумуляторы этого типа в заряженном состоянии. Не собираетесь в течение ближайшего месяца использовать батарею — зарядите ее на половину емкости! Многие типы аккумуляторов при простое теряют энергию, однако Ni-MH особенно чувствительны к переразряду. Чтобы они не вышли из строя, при длительном хранении следует раз в 1-2 месяца дозаряжать их до половины емкости.

Преимущества

Среди плюсов Ni-MH аккумуляторов:

  • высокие удельные энергетические характеристики;
  • отсутствие кадмия делает этот тип батарей более экологичным в сравнении с Ni-Cd. Нетоксичность и простота утилизации, не ухудшающей экологию, вызвали быстрое развитие производства Ni-MH ведущими компаниями-изготовителями аккумуляторов;
  • одноразовая ежемесячная разрядка до 1В избавит от свойственного данному типу батарей снижения разрядного напряжения.
О недостатках Ni-MH Основными минусами этих источников питания являются:
  • узкий интервал рабочих токов;
  • возможность перегрева вызывает необходимость установки термопредохранителя и отказ от производства батарей, в которых более десятка аккумуляторов;
  • необратимая потеря емкости при разрядке до нулевого значения напряжения;
  • коррозия электродов при использовании низкосортных сплавов.
  Хотя данные аккумуляторы не является отдельным видом, но они достаточно сильно отличаются от типичных Ni-MH аккумуляторов, и по этой причине достойны отдельной главы обзора. Около 10 лет назад на рынке появились пальчиковые аккумуляторы LSD Ni-MH —компактная модификация металл-гидридного источника питания. Компания Sanyo презентовала потребителям новый тип элементов питания с низкой саморазрядкой. Они получили название LSD NiMH (Low Self-Discharge). Постепенно LSD Ni-MH вытеснили из обихода бытовые Ni-MH, которые быстро разряжаются при хранении и не дают нужной фотокамерам, фонарям и управляемым моделям мощности. В связи с тем, что компания Panasonic приобрела компанию Sanyo, бренд LSD Ni-MH eneloop и eneloop pro теперь принадлежит Panasonic.

Применение

Аккумуляторы LSD NiMH внешне напоминают обычные пальчиковые батарейки. Они обладают низким саморазрядом, поэтому в продажу поступают в заряженном виде. Такой аккумулятор подлежит многократной перезарядке. Качественные изделия солидных брендов выдерживают от 1000 до 1500 циклов зарядки/разрядки.

Эти аккумуляторы используются в разных приборах, без которых современный человек не может обойтись:

  • фотокамерах;
  • часах и будильниках;
  • фонариках;
  • электроинструментах.
Сфера применения их огромна, а экономию от замены разовых элементов питания аккумуляторами LSD NiMH потребители оценили сразу. Оптимальная емкость в пределах 1900 – 2500 mА подходит большинству устройств. Для хранения аккумуляторов следует использовать сухие помещения с комнатной температурой.

Особенности

Аккумуляторы этого типа являются более экологичными, поскольку они уменьшают потребность в элементах питания типов АА и ААА, а значит и количество токсичных отходов от их утилизации. У LSD NiMH нет эффекта памяти. Их можно подзаряжать, не дожидаясь полной разрядки, без потери емкости. Отрицательная температура до – 20 и жара +40 градусов не влияют на рабочие характеристики.

Преимущества LSD NiMH

Основные достоинства:
  • низкий саморазряд (до 20% в год) обусловлен применением новейшей технологии LSD (Low self-discharge);
  • надежность и долгий срок службы;
  • максимальная токоотдача при работе с высокой нагрузкой;
  • быстрый заряд при сохранении всех заявленных производителем характеристик.
Недостатки:
  • большое колличество подделок. Приобретайте аккумуляторы только солидных брендов, хотя стоят они довольно дорого! Малоизвестные производители часто указывают на изделиях емкость, которая фактически будет на треть меньше заявленной.
  • высокая стоимость по сравнению с обычными Ni-MH
​ В скором времени ждите продолжение статьи. Во второй части мы рассмотрим Li-Ion, Li-Po и Li-FePo4 аккумуляторы. https://pbsvyaz.ru/image/catalog/goods/ROBITON/LP-HTB2-3200.jpg https://pbsvyaz.ru/image/catalog/goods/ROBITON/robiton-18650-3400.jpg https://pbsvyaz.ru/image/catalog/goods/acs/batareyk/panasonic-eneloop-pro-aku-aa-2450-4bp-1.jpg

Виды аккумуляторов: типы аккумуляторных батарей, плюсы и минусы, чем заряжать, как определить тип аккумулятора

Сегодня встречаются различные виды аккумуляторов. Наиболее важными показателями АКБ является емкость, количество циклов заряда – разряда, внутренняя начинка.

Типы аккумуляторов

Типы производимых аккумуляторных батареек определяются материалами, применяемыми при их изготовлении.

Свинцовые элементы

Свинцовый элемент

Корпус герметичный. Внутри вместо жидкости иногда применяется гель. Есть клапаны для выхода газов. Сейчас такого рода АКБ встречаются реже, однако до сих пор АКБ такого типа выпускаются.

Достоинства:

  • Невысокая стоимость.
  • Неплохая переносимость низких температур.

Недостатки:

  • Не являются полностью герметичными, несмотря на название – чаще всего необходимо эксплуатировать в строго вертикально.
  • Имеются выделения щелочных или кислотных паров – не стоит использовать в невентилируемых помещениях.
  • Нельзя заряжать до предела – кипение жидкости приводит к выходу из строя.
  • Низкий заряд приводит к резкому сокращению емкости.

Никелевые АКБ

Никель-кадмиевые аккумуляторы

У никель-кадмиевых батарей наблюдается «эффект памяти», то есть если вы не полностью разрядили аккумулятор, то он заряжается только до уровня последней зарядки. То есть он как бы запоминает уровень последнего заряда, с которого его заряжали. Чтобы «стереть» память такого аккумулятора, никель-кадмиевые аккумуляторы надо обязательно полностью разряжать перед зарядкой, если вы хотите быть уверенным, что он зарядится полностью, а не, например, на 80 процентов.

Хранить их лучше в примерно с 40 % заряда, по причине необратимых изменений в случае длительного разряженного состояния.

Достоинства:

  • Низкая цена.
  • Возможность скоростной зарядки.
  • Сохраняет емкость даже при – 20°C.
  • Количество циклов заряда – до 1000.

Недостатки:

  • Специальная система зарядки, предусматривающая полный разряд.
  • Содержат токсичный кадмий.
  • В течение первых 24 часов может потерять 10 % заряда.
  • В течение первых 30 дней теряет до 20 % емкости.

Долго хранившиеся АКБ необходимо подзаряжать с помощью 5 циклов, чтобы они пришли в норму.

Другой вид – АКБ на основе никеля и металл гидридов.

NI-MH аккумулятор

Преимущества:

  • Менее токсичные, чем содержащие кадмий.
  • АКБ Ni-Mh «эффекта памяти» не имеет или он у них мало выражен.
  • Хранится с полным зарядом. В случае длительного хранения заряжайте ежемесячно.
  • Имеют на 50 % большую емкость чем на основе кадмия.
  • Некоторые имеют отметку LSD (low self-discharge), то есть очень медленно разряжающиеся.

Недостатки:

  • Выше стоимость.
  • Саморазряд больше, чем у тех что содержат кадмий – могут разрядиться в течение нескольких месяцев хранения.
  • После 200-300 циклов разряда емкость начинает снижаться.
  • Срок службы меньше чем у аккумуляторов, содержащих кадмий.

Новые АКБ перед первым применением рекомендуется 3-5 полностью зарядить – разрядить для приведения в рабочее состояние.

Аккумуляторы на основе лития

Выпускаются различные типы производимых литиевых аккумуляторов.

Литий-ионные аккумуляторы (li ion)

Li- Ion

Набирающие популярность АКБ. НЕ допускают полного разряда, поэтому некоторые модели выпускаются с защитой от полного разряда.

Li- Ion с защитой и без

Достоинства:

  • Практически нет «эффекта памяти» – можно заряжать в любом состоянии.
  • Высокая емкость, легкие, поэтому получила распространение также в автомобилестроении, где соотношение веса и мощности АКБ сильно влияет на дневной пробег.
  • Медленно разряжаются – в среднем до 3 % в первый месяц, и 1% в последующие месяцы.
  • Скоростная зарядка почти не вредит дальнейшей эксплуатации.
  • Цены постепенно падают.

Недостатки:

  • Все типы существующих литий ионных аккумуляторов плохо переносят холод. Ниже 0 емкость резко падает.
  • Дороже чем АКБ Ni htm и ni-cd.
  • Имеют тенденцию к взрыву при неправильной зарядке.

Заряжать их рекомендуется уже при половинном заряде. Чем больше циклов заряда-разряда – тем меньше работают батареи. Отсюда вывод – старайтесь не допускать полного разряда. Держите эти аккумуляторы, по возможности, максимально заряженными – это обеспечит их длительную работу. Например, используя ноутбук, держите его всегда включенным в розетку. Ноутбук станет питаться током от сети, а аккумулятор будет использоваться реже, например, в дороге, или там, где действительно необходимо автономное питание.

Некоторые даже снимают батареи с ноутбуков, предварительно зарядив их, и хранят отдельно, чтобы увеличить срок службы батареи. Однако у такого метода имеются свои недостатки – ноутбук, в случае отключения света или если хозяин забыл правильно завершить работу операционной системы, может не сохранить важные данные. Это также негативно сказывается на операционной системе. В любом случае приходится периодически ставить аккумулятор на зарядку, чтобы уровень заряда был по возможности выше 50 %.

Разновидности литиевых АКБ

Литий-полимерные АКБ

Некоторые из них являются полностью сухими, а поэтому долговечными и менее пожароопасными. Их характеристики лучше при относительно высоких температурах. Поэтому их часто предпочитают использовать в жарком климате.

Литий-ионный полимер

Литий-ионный полимерный аккумулятор

Производители в большинстве случаев все же добавляют гель внутри АКБ. Название батареи остается таким же, как и у полностью сухих – Li-Polymer, хотя правильней было бы литий-ионные полимерные АКБ. Их чаще всего используют в телефонах и ноутбуках.

Различия в таких АКБ определяются, прежде всего, материалом катода. Материал катода можно узнать по второй букве в названии АКБ. Например:

  • C — с кобальтом. Такие АКБ имеют самое большое значение емкости.
  • M — с марганцем. Емкость меньше, зато имеют максимальный разрядный ток, то есть их лучше применять там, где нужна большой ток отдачи.
  • F — железо – фосфатные. Имеют ёмкость меньше, как и отдаваемый ток, зато можно перезаряжать больше 1000 раз и за 1 час.

Достоинства:

  • Уменьшенные размеры и вес – толщина может достигать миллиметра при незначительном весе.
  • Возможность сгибания.
  • Достаточно высокая емкость.

Недостатки:

  • Недопустим глубокий разряд.
  • Стоимость выше обычных.

Li-Fe

АКБ литий-железосульфитные имеют высокие количества перезарядки – до 2000, быстро заряжаются – 15 мин, большой ток отдачи – 60-130 А. Хорошо работают при температуре -30 С, требуют особого зарядного устройства, и имеют больший вес чем обычные. Цены пока высокие.

Литий-железосульфитный

Как определить наиболее предпочтительный тип аккумулятора

Прежде всего определите, что для вас наиболее важно, а что нет. Если вес и размеры не имеют значения, а цена имеет – берите свинцовые АКБ. Они громоздки, но наиболее дешевы. Если вам важны размер, вес и цена – берите никелевые АКБ. Если нужна компактность и высокая отдача, а цена второстепенна – берите литиевые АКБ. Самые мощные — Li-Fe АКБ. Но и достаточно дорогие.

Виды аккумуляторов

Виды производимых аккумуляторных батареек различаются значительно. Рассмотрим наиболее популярные типоразмеры.

Типоразмер «AA»

«АА»

Напряжение 1,2V, длина 50,5 мм, диаметр 13,5-14,5 мм. Обычно называют «пальчиковыми».

Типоразмер «AAA»

Напряжение 1,2V, длина 44,6 мм, диаметр 10,5 мм. Часто называют «мизинчик».

Типоразмер «16340»

3,7V, длина 35 мм, диаметр 17 мм.

Типоразмер «18500»

«18500»

3,7V, длина 35 мм, диаметр 18 мм.

Типоразмер «18650»

3,7V, длина 67 мм, диаметр 18 мм.

Также обозначаются 168A. Формой напоминает АА или ААА, однако больше в размерах. Емкость аккумуляторов 18650 обычно в пределах 2200-4000 мАч. Зарядка аккумулятора осуществляется подачей напряжения 0,05 В, а заканчивается напряжением 4,2 В. Рекомендуемая сила тока 0,5 А. В отдельных случаях, если надо зарядить АКБ срочно – допускается напряжение максимум 1 А. Время заряда – 3 часа. Большее время вызывает перегрев. Разумеется, все эти операции должно выполнять зарядное устройства. Поэтому так важно правильно выбирать зарядку.

Типоразмер «26650»

«26650»

Напряжение 3,6 V, длина 68-72,5 мм, диаметр 26,5 мм.

Некоторые модели обещают 1500 циклов заряд/разряд. После этого срока емкость батареи падает до 80 %. Используется в устройствах где требуется мощный источник питания.

Типоразмер «32650»

«32650»

Напряжение 3, 7 V, длина 68мм, диаметр 33 мм.

В большинстве случаев выпускается уже с платой защиты. Вес до 150 гр.

Типоразмер «R14/LR14» или «Элемент С»

«Элемент С»

Напряжение 1.5 V, длина 50мм, диаметр 26,2 мм.

Видом напоминает маленький бочонок. Масса обычно около 37 граммов.

Типоразмер «R20/LR20» или «Элемент D»

Напряжение 1.5 V, длина 61,5 мм, диаметр 34,2 мм.

Похож на большой бочонок, масса обычно от 66 до 141 граммов. Батарейки такого типоразмера (иногда называют «тип d»), стали выпускаться одними из первых в мире – первые образцы были выпущены в 1898 году будущей компанией «Energizer».

Типоразмер PP3 («Крона 9v»)

Аккумулятор такого типа как крона получил название благодаря популярному в СССР названию батарейки.

Напряжение 9V, размеры: 48,5 мм × 26,5 мм × 17,5 мм.

Масса 53 граммов. Емкость – 120 мАч – 700 мАч. В некоторых моделях имеется возможность зарядки током 4,5-5,5 в с помощью встроенного преобразователя тока.

Тип АКБ «Без корпуса» или «гибкие» батареи

Батареи без корпуса

Напряжение 4.5- 6 V, размеры от 3x10x12мм до 5x120x130мм.

Многие говорят, что такая АКБ скорее напоминают не батарейку, а завтрак космонавта в металлической фольге. Однако они удобны во многих случаях, когда устройство компактное, отсек АКБ имеет сложное строение.

Зарядные устройства

Бывают нескольких типов:

  • Для одного размера батареек или для разного типа батарей.
  • Специализированные – для батарей, например, на основе никеля или лития, или универсальные — для любого вида батарей.
  • Для обычного, то есть медленного заряда, и скоростного, или суперскоростного заряда.
  • С различными таймерами и системами регулировок заряда.

Нормальное зарядное устройство должно уметь:

  1. Быстро заряжать током более высокого напряжения, чем отдаваемый аккумулятором.
  2. Правильно контролировать сам процесс заряда. То есть по мере заряда снижать силу заряжаемого тока.
  3. Уметь заряжать как сильным током для быстрой зарядки в случае срочной необходимости использовать аккумулятор, так и слабым током, в случае если необходимо аккумулятор заряжать медленно и бережно. Ведь чем медленнее заряжается аккумулятор, тем меньше греется и менее склонен к быстрому сокращению срока службы.
  4. Заряжающее устройство должно уметь отключать автоматически зарядку.

Хорошее заряжающее устройство обычно может заряжать совершенно различные виды аккумуляторов – например, «пальчиковые» («АА»), «ААА», «186502», аккумуляторы типа «крона», в общем как можно больше типов аккумуляторов.

  1. При прочих равных условиях выбирайте с более высокой емкостью. Это позволит устройству работать дольше, циклов будет меньше, а, следовательно, срок службы выше. Кроме случаев, когда АКБ с наибольшей емкостью стоит неадекватно дорого, что иногда бывает при выпуске новых моделей. На калькуляторе легко рассчитать какое соотношение емкости и цены наиболее выгодно. Даже если соотношение цена – емкость немного хуже, предпочтительнее брать АКБ с большей емкостью – все компенсируется меньшим количеством циклов заряда.

К примеру, рассмотрим устройство 8.

Acme Power RC8

Оно имеет следующие возможности:

  • зарядка АКБ разной емкости;
  • регулировка тока на разных АКБ;
  • защита, если вставите батареи наоборот, перепутав плюс с минусом;
  • защита от высокой температуры;
  • отключение после достижения полного заряда;
  • настройка включения и выключения по расписанию;
  • перезарядка старых АКБ;
  • быстрая зарядка;
  • умеет работать с никель-кадмиевыми батарейками с «памятью»;
  • дополнительный разъем для питания от аккумулятора автомобиля на 12 вольт.

Приобретайте высококачественные устройства зарядки – это того стоит. Желательно вообще приобретать аккумуляторы и зарядные устройства одной и той же фирмы. Часто они предлагаются в комплекте – и аккумуляторы и зарядное устройство вместе – что является идеальным вариантом. В дальнейшем покупайте АКБ той же фирмы и того же внутреннего строения и проблем с зарядкой АКБ у вас не будет никогда.

Можно смело покупать известные бренды Америки (Duracell, Energizer, Kodak). Японии (SONY, MAXELL, Sanyo, National, Panasonic, Toshiba, TDK), Европы (PHILIPS, VARTA), Кореи (Samsung, LG, TEKCELL, DAEWOO). Место, где изготовлены аккумуляторы, особо значения не имеет. Обычно это Китай.

Главное, не купить подделку. Отличить ее можно прежде всего необычайно низкой ценой, низким качеством исполнения типографской печати, отсутствием мелкой структуры, плохой заделка швов, короткой гарантией и так далее. В последнее время Китай также наладил производство неплохих аккумуляторов, но здесь надо различать «фабричных» и «кустарных» изготовителей. «Фабричные» не подделывают известные бренды, а продвигают свои. Такие аккумуляторы заслуживают внимания. Они имеют неплохое качество и умеренную цену.

Виды аккумуляторов: типы аккумуляторных батарей и их особенности

Одной из важнейших составляющих электрического оборудования и техники любого типа является аккумуляторная батарея, или, проще говоря, аккумулятор. Существуют различные виды аккумуляторов, и в данной статье речь пойдет обо всех типах таких приспособлений.

Самый первый АКБ был создан более полутора столетий назад во Франции ученым Гастоном Планте. С каждой последующими попытками усовершенствования устройства становились все лучше, однако принцип их функционирования и строение остались неизменны. Сейчас же существуют самые разнообразные типы аккумуляторов: Li-Ion, Ni-MH, Ni-Cd и многие другие. Они имеют примерно одинаковый принцип работы, но у каждого — свои особенности. Стоит рассказать обо всех этих разновидностях по порядку.

Устройства с пониженным содержанием сурьмы

Пожалуй, стоит начать описание с одного из самых часто применяемых видов аккумуляторов. АКБ с содержанием менее 5% сурьмы избавили от необходимости частого добавления дистиллированной воды. Хотя это не делает аккумуляторы данного типа необслуживаемыми из-за имеющихся расходов жидкости.

Также они обладают крайне малой степенью саморазряда батареи и переносимости электрических характеристик автомобильной бортовой сети, в отличие от своих более новых аналогов.

Сурьмянистые аккумуляторы

Данный вид аккумуляторных батарей признан устаревшим. Ему на замену пришли более современные и усовершенствованные типы АКБ с пониженным содержанием сурьмы. Однако до сих пор аккумуляторы данного вида служат по своему назначению в стационарных токовых источниках с неприхотливыми батареями.

Кальциевые альтернативы

Кальциевые АКБ хороши тем, что они уменьшают интенсивность электролиза и снижают уровень электролита. Помимо этого, кальций, заменивший сурьму, увеличил напряжение, нужное для начала осуществления электролиза, что уменьшило критичность последствий перезаряда.

Но не стоит забывать, что, как и все существующие типы аккумуляторных батарей, кальциевые АКБ обладают своими слабыми сторонами. Главный минус — повышенная чувствительность к мощному разряду ведет к резкому падению емкости.

Щелочные АКБ

Щелочными батареями называют такие устройства, в которых электролитом выступает щелочь, а не кислота. Устройства такого вида встречаются в автомобилях далеко не часто, однако они могут выступать в качестве аккумуляторов, например, для шуруповертов.

Одним из таких приспособлений является Ni-Cd аккумулятор — по факту его признали устаревшим, тем не менее он еще может встать наравне со своими более новыми конкурентами за счет дешевизны. Однако так называемый «эффект памяти» и повышенный саморазряд делают применение Ni-Cd устройства весьма проблематичным.

Его никель-металл-гидридный конкурент, разумеется, выше по цене, но при этом по качеству он существенно лучше. По сравнению с Ni-Cd аналогами, «эффект памяти» у них выражается в меньшей степени, хотя он все же присутствует. Также увеличенная вместимость и пониженный саморазряд вполне объясняют высокую цену.

Литий-ионная альтернатива

Пожалуй, из всех существующих видов аккумуляторов для автомобилей и не только самым лучшим можно назвать Li-ion. Он стоит значительно дороже своих Ni-MH и Ni-Cd аналогов. Это можно объяснить тем, что аккумуляторы с ионами лития не имеют тех недостатков, которыми обладают рассмотренные ранее модели. Хотя приспособления такого вида, равно как и все существующие устройства, все же не лишены своих слабых сторон, причем действительно существенных.

Среди главных уязвимостей можно выделить:

  • чрезмерную чувствительность к низким температурам, из-за чего уменьшается ток, отправляемый li-ion батареей;
  • уменьшение вместимости с каждым годом;
  • литий-ионные приспособления не выдерживают тотальной разрядки и зарядки до конца — в противном случае это оканчивается разрушением и даже взрывом прибора. Подробнее о том, как правильно заряжать Li-ion аккумуляторы →

Модели такого типа широко применимы в качестве зарядного устройства для мобильных устройств. В случае, если технологический прогресс дойдет до достаточного уровня, чтобы Li-Ion приспособления лишились своих уязвимостей, они сумеют встать на замену кислотным батареям.

Стоит также заметить, что в старых моделях литий-ионных аккумуляторов применялись разнообразные оксиды лития, в которых также содержался марганец либо кобальт. Однако в более новые модели эти элементы добавлять перестали, заменив их сплавами литий-ферро-фосфатов в связи с их дешевизной, уменьшенной токсичностью и более простой возможносттю переработки.

Литий-полимерные аккумуляторы

Литий-ионный полимерный аккумулятор, известный также как Li-Pol, LiPo, Li-polymer, представляет собой улучшенную версию стандартного литиевого аккумулятора и находит применение во многих видах техники. Электролитом здесь служит полимерный материал.

Такие типы литиевых аккумуляторов хороши тем, что обладают значительной энергетической плотностью на единицу объема и массы, пониженным саморазрядом, донельзя тонкими элементами (всего от 1 мм), возможностью гибкости, крайне несущественным перепадом напряжения в процессе разрядки, широким диапозоном температур, при которых устройство продолжит свою полноценную работу. И, ко всему прочему, LiPo не имеет эффекта памяти.

Хотя не стоит слепо полагать, что батареи такого плана на самом деле можно назвать полностью идеальными. Даже у Li-Pol есть свои изъяны. Один из самых существенных — опасность возгорания в случае перезарядки и избыточного потребления тепла. Недостатком представляется и сравнительно небольшое количество рабочих циклов — 800-900, а также старение аккумуляторов, даже если они лежат в стороне без надобности.

Наконец, даже сама зарядка весьма пагубно влияет на приспособление: если процесс зарядки уменьшает вместимость, то при глубоком заряде прибор можно смело отправлять в металлолом.

AGM и GEL-батареи

Гелевые батареи, как их часто называют, выступили как альтернативный вариант, безопасный в использовании. Проблему безопасности решили посредством перемещения электролита в связанное состояние, чтобы обеспечить уменьшение текучести.

Другими достоинствами GEL-батарей стали:

  • пониженное осыпание активной массы пластин;
  • пониженный саморазряд;
  • переносимость к вибрации.

Их также можно наклонять практически под любым удобным углом, они могут храниться в течение достаточно продолжительного времени за счет медленного саморазряда, а переразряд не «смертелен» и не несет никакого ущерба технике в процессе.

А вот перезарядка устройства этого типа, наоборот, может крайне отрицательно повлиять на него. Поэтому AGM и GEL-батареи все же требуют очень аккуратного и бережного обращения.

К примеру:

  • несмотря на то, что их можно класть чуть ли не как угодно, их нельзя держать перевернутыми;
  • работа при пониженных температурах может резко снизить функциональность приборов;
  • особых мер предосторожности требует особая чувствительность приспособлений к зарядке.

При надежном хранении устройства оно сможет прослужить до десяти лет.

Гибриды

Название говорит само за себя: гибридными считаются те батареи, в строение которых входят неодинаковые пластины, то есть выполненные из различных материалов. Стоит учесть, что положительно заряженные пластины включают в себя компоненты сурьмы (ее содержание в них не превышает 5%), в то время как отрицательно заряженные пластины имеют в составе кальциевые компоненты.

Новый, чуть ли не революционный метод изготовления аккумуляторных батарей смог привести к следующему:

  • Во-первых, если сравнивать аккумуляторы с пониженным содержанием сурьмы, расход жидкости очевидно уменьшается.
  • Во-вторых, батарея стала более устойчивой и выносливой к перепадам напряжения, даже в случаях интенсивной зарядки и тотальной разрядки.

Конечно, это вовсе не означает, что данные аккумуляторы можно считать полностью идеальными «без единого изъяна». Они не имеют никаких особых преимуществ над всеми вышеописанными устройствами. Но при этом по качеству характеристик их можно поставить прямо посередине этого ряда.

Никель-металл-гидрид

Никель-металл-гидриды, или Ni-MH, как их обозначают в сокращенном варианте, являются такими видами аккумуляторных батарей, где в качестве отрицательного иона выступает водородный металлогидридный электрод, калиевый гидроксид в качестве электролита, никелевый — в качестве положительного иона.

Существует немалое количество различных типов батарей Ni-MH. К примеру, есть батареи долгого хранения LSD NiMH, которым не страшен мороз и длительный срок хранения. Они функционируют и с повышенными токами разряда, не разрываясь и не приходя в негодность из-за чрезмерной нагрузки.

Поэтому, к примеру, никель-металл-гидриды размера АА могут быть применимы в различных видах мелкой техники. Так, АА с большим объемом емкости в 1500-3000 мА/ч можно поместить в музыкальный плеер, радиоуправляемые игрушки, фотоаппарат и многие другие приспособления, где будет произведена зарядка за относительно непродолжительное время.

Весьма хороши и АА-батареи с уменьшенным объемом вместимости — такие АА, где емкость составляет всего 300-1000 мА/ч. АА данного типа применимы в качестве обеспечения питанием неавтоматических фонариков, управляемых пультом ДУ игрушек, раций и электронных приспособлений со сбалансированным энергопотреблением.

Свинцово-кислотный аккумулятор

Свинцово-кислотная батарея стала первым изобретенным аккумулятором, увидевшим свет и нашедшим широкое применение в автомобилях и ряде других технических приборов.

Свое название приспособление получило за счет опущенных в воду и серную кислоту пластин из свинца, выполняющих роль электродов, хотя с течением времени водород в устройстве начинает теряться.

Популярность такие приспособления получили неслучайно, а благодаря очевидным достоинствам:

  • отсутствие эффекта памяти;
  • наличие необслуживаемых экземпляров;
  • невысокая цена;
  • несложная конструкция;
  • надежная технология;
  • пониженный авторазряд;
  • потенциал увеличенной токоотдачи.

Хотя, несмотря на немалое количество достоинств, даже у этих моделей есть и свои слабые стороны:

  • невозможность хранения разряженными;
  • чрезмерная чувствительность к температурным изменениям, влияющая на продолжительность функциональности и жизни;
  • ограниченность транспортов и дозволяемых целых циклов разряда;
  • и, разумеется, самый очевидный изъян — пагубное влияние свинца на экологическую среду.

Никелево-железные аналоги

Дешевые и малообслуживаемые Ni-Fe, они же никелево-железные батареи, обладают никель оксидо-гидроксидами, используемые как положительные пластины. В роли отрицательных пластин выступают оксиды-гидроксиды феррума. Жидкий электролит представляется в виде разъедающего калия.

Стоит признать, что данный тип батарей весьма надежен благодаря выносливости к тотальным разрядам, частой перезарядке. В отличие от той же свинцово-кислотной альтернативы, такие аккумуляторы не выйдут из строя, будучи в недозаряженном состоянии.


Смотрите также


Оцените статьюПлохая статьяСредненькая статьяНормальная статьяНеплохая статьяОтличная статья (проголосовало 13 средний балл: 5,00 из 5)
Загрузка...