0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как хранить никель-кадмиевые аккумуляторы для шуруповерта

Как хранить никель-кадмиевые аккумуляторы для шуруповерта

Чтобы увеличить срок службы аккумулятора, а также минимизировать потерю емкости и максимально эффективно и правильно использовать его возможности, нужно разбираться в том, как правильно его хранить в то время, когда вы долго не пользуетесь инструментом.

Нередки случаи, когда человек покупает электроинструмент, пользуется им пару раз и откладывает в ящик на долгое время, после чего элемент питания выходит из строя или держит заряд короткое время. Чтобы купить источник тока определенной модели, придется потратить половину или треть стоимости нового инструмента и, возможно, придется длительное время ждать, когда придет заказ.

Выбираем аккумулятор

Технология шагнула далеко вперед, создавая каждый год что-то новое, без чего человек не может представить жизни. Так, многие строители и творческие люди не могут представить свою работу без инструментов, которые работают от аккумулятора, благодаря чему работа идет быстрее и более качественно.

На рынке строительных материалов представлен большой выбор инструментов, будь это инструмент бош, hitachi, Makita, а теперь появилась еще и марка GREENWORKS. С выбором техники покупатели сталкиваются постоянно и обращают внимание на производителя, гарантию, отзывы других покупателей. Покупая аккумуляторный инструмент, почитайте и о самом аккумуляторе и его параметрах.

Все данные инструменты устроены по принципу накапливания энергии от электричества или от батареи, а затем отдающие энергию, чтобы прибор заработал. В первую очередь, длительность работы будет зависеть от аккумулятора, и во вторую очередь от материалов, из которых изготовили инструмент производители.

Выделяют следующие основные виды аккумуляторов:

1. Никель-кадмиевые (Ni-Cd)

Модель, которая появилась в двадцатом столетии и имеет свои преимущества и недостатки. Они относятся к группе щелочных батарей. Эти аккумуляторы (АКБ) востребованы и на сегодняшний день. Основное применение они нашли там, где требуется отдача постоянного уровня большого тока: трамваи, троллейбусы, электро кары, авиа транспорт и т.п. Это связано с тем, что Ni-Cd аккумулятор выдает стабильную мощность и не перегревается. Также они находят применение и в различных инструментах: шуруповертах, дрелях и т.п.

Существенное ограничение в использовании такого типа батарей – это крайняя токсичность кадмия (он является тяжелым металлом повышенной токсичности). К тому же, у никель-кадмиевых аккумуляторов явно выражен «эффект памяти». То есть, при заряде не полностью выработанного аккумулятора новый цикл разряда будет только до того уровня, с которого его зарядили. Поэтому заряжать такой тип стоит только после полной разрядки. Однако, хранение Ni-Cd желательно не в глубоком разряде, иначе это вызывает необратимые процессы разрушения в батарее.

Из плюсов – это стабильная работа даже при отрицательных температурах, быстрый заряд без выделения тепла, низкое внутреннее сопротивление и малый удельный вес.

  • Стоимость — доступная цена таких Ni-Cd аккумуляторов;
  • Быстрая зарядка батареи и стабильная отдача большой мощности;
  • Ёмкость и рабочие параметры сохраняются при температурах до -20C;
  • Средняя сумма циклов заряда и разряда. При строгом соблюдении правил, возможно, до 1000 циклов;
  • Практически не ограничен срок хранения (при строгом соблюдении правил).
  • Высокий уровень саморазряда – Ni-Cd теряет порядка 8-10% от своей ёмкости в первые сутки после полного заряда;
  • Ежемесячная потеря до 10% уровня заряда при хранении;
  • Необходимо применять технологию восстановления после длительного хранения (минимум 5-7 циклов разряда-заряда);
  • Высокая токсичность кадмия;
  • Существует запрет в некоторых странах на эксплуатацию таких батарей и требуется спец оборудование для их утилизации.

Как мы видим, несмотря на довольно внушительные плюсы, есть один существенный недостаток: это необходимость тщательного слежения за состоянием аккумулятора и категорическое соблюдение условий хранения. А в противном случае просто не избежать покупки нового.

2. Никель-металлогидридные (Ni-MH)

Появились чуть позже первой модели и сразу же облегчили работу людям. Однако плюсы прошлого аккумулятора стали минусами этого вида. Очень большую роль в качестве и долговечности Ni-MH батарей играют используемые сплавы, составы анодов и электродов. Поэтому каждый производитель использует разную технологию производства, в зависимости от поставленных задач. В итоге удалось добиться большей емкости при меньших размерах и снизить эффект памяти.

Одним из важных достижений стал отказ от использования токсичного кадмия Cd. Но основными недостатками стали: нагрев элементов, высокая степень разрядки при хранении, довольно узкий диапазон рабочих температур, необратимые потери емкости при разряде в ноль и т.п.

  • Относительная экологичность Ni-Cd по сравнению с Ni-MH;
  • Снижен порог эффекта памяти;
  • Увеличена емкость при снижении веса и объема;
  • Хорошие показатели при соблюдении температурных значений.
  • Дороже по сравнению с Ni-Cd аккумуляторами;
  • Саморазряд выше в 1,5 раза по сравнению с никель кадмиевыми АКБ;
  • Снижение рабочей емкости после 200-300 зарядок-разрядок;
  • Повышенное выделение тепла при заряде, поэтому добавляются дополнительные детали (предохранители и температурные реле), которые не способствуют надежности;
  • Практическая бесполезность и неработоспособность при температурах ниже -10С и выше +40С;
  • Ввиду технологических особенностей Никель-металлогидридных батарей, при разряде в ноль проявляется необратимая потеря мощности отрицательно электрода.

Вывод практически такой же, как и у никель-кадмиевых элементов: необходимость постоянно соблюдать рекомендации к использованию и хранению этих элементов. Согласитесь, что это попросту можно забыть сделать.

3. Литий-ионные аккумуляторы (Li-Ion)

Это последние разработанные АКБ, который используют, в том числе в инструментах Greenworks и других фирм. Собрав все минусы предыдущих моделей, производители постарались превратить их в плюсы и это у них получилось. Это уже не щелочные элементы и они активно вытесняют Ni-Cd и Ni-MH.

Прежде всего удалось добиться стабильной работы в широких температурных интервалах, от -20С до +60С, удалось достичь наиболее приемлемых результатов хранения. Саморазряд в год составляет всего примерно 10 -20% от общей емкости. Существенно улучшена безопасность от внутренних коротких замыканий, улучшены характеристики заряда-разряда и т.д. Конечно, и у этого типа аккумуляторов есть свои минусы. Вот давайте с них и начнем.

  • Конечно, это стоимость Li-Ion. К сожалению, пока она выше, чем у щелочных;
  • Сокращение времени работы при отрицательных температурах;
  • Условия хранения – не ниже 0С, а идеальные условия около 40С при половинном уровне заряда самой батареи;
  • Ограниченный срок службы, примерно от 2 до 6 лет;
  • Необходимы специальные зарядные устройства, разработанные под конкретный аккумулятор, ввиду технических особенностей зарядки разными токами Li-Ion батарей.
  • Несомненно – это практическое отсутствие эффекта памяти. Подзаряжать устройство можно по мере необходимости.
  • Большая емкость при небольшой массе АКБ.
  • Низкий уровень саморазряда;
  • Возможность быстрой зарядки Li-Ion Литий-ионных аккумуляторов без «последствий», при условии использования специальных зарядных устройств, соблюдающих правила комбинированной зарядки разными токами.
  • Слабая стойкость литий-ионных аккумуляторов к перезаряду решена просто – использование в зарядных устройствах специального реле, отключающего питание аккумулятора при полной зарядке.
  • Высокая пожаробезопасность: специальная система защиты держит под контролем процессы заряда и разряда.
  • Высокая энергоемкость, в отличии от всех других видов батарей.
Читать еще:  Садовые ножницы разновидности и популярные модели

Литий-ионные аккумуляторы на сегодняшний день являются наиболее пригодными для постоянной и интенсивной эксплуатации аккумуляторного инструмента. Конечно, цена является в некоторых случаях решающим фактором. Но в данном случае можно применить пословицу «Скупой платит дважды».

Подводя итоги, скажем, что прежде чем покупать аккумуляторный инструмент прочтите информацию о его емкости, т.е. сколько прибор проработает без подзарядки, а также обратите внимание на напряжение, с которым сможет работать инструмент. Так, например, у шуроповертов диапазон может быть от 3 до 36 В. Приобретая дрели, пилы, лобзики, перфораторы или отвертки, обращайте внимание на наш инструмент Гринворкс – это производитель, который действительно создаёт качественные инструменты с долгим сроком службы. А в подтверждении этого – расширенная гарантия 2 года на технику.

Сейчас в XXI веке наблюдается тренд в сторону развития «умных аккумуляторов». Специалисты компании Greenworks как раз активно работают над этим. Уже сейчас в батареях Гринворкс воплощены: умная зарядка – это специальный чип, контролирующий уровень и равномерность заряда всех ячеек аккумулятора, схема отключения при полной зарядке, специальное реле, защищающее от перегрева батарей, это пожаро и взрывобезопасность, ячейки аккумуляторов только от ведущих производителей SAMSUNG или LG, и т.д.

Вы спросите, а что дальше?

Мы думаем, что не за горами персональная идентификация батарей, контроль состояния и оптимизация всех процессов – и все это на экране вашего смартфона!

Надеемся, что этот обзор основных параметров аккумуляторных батарей оказался вам полезен. Осталось только выбрать наиболее подходящий вариант именно для Вас.

Материал подготовлен ведущим специалистом в России по аккумуляторной технике GREENWORKS Дмитрием П.Команда green-battery.

Понравилась статья? Поделитесь ей с друзьями!

Типы аккумуляторов

Никель-кадмиевые (NiCd). Это старый тип аккумуляторов, который начали широко использовать еще в середине XX века. У никель-кадмиевых аккумуляторов есть два несомненных преимущества.

Первое – большое количество циклов зарядки/разрядки: у современных устройств оно может достигать 1 000. Срок годности, таким образом, может доходить до 20 лет. Второе преимущество – это возможность работы в различных температурных условиях.

Но у этих аккумуляторов также есть несколько существенных недостатков, среди которых самые значительные — большой вес и так называемый «эффект памяти». Добавим к этому и то, что производство таких источников энергии для инструментов загрязняет окружающую среду.

«Эффект памяти» — это потеря емкости. Если постоянно подзаряжать аккумулятор, то он «запоминает», что емкость использовалась не полностью. И во время следующего включения для работы он отдает энергию только до «запомненной» границы.

Никель-металлогидридные (NiMh). Первые аккумуляторы нового типа появились в начале 70-х годов XX века. Это был прорыв — аккумуляторы NiMh стали весить существенно меньше, чем никель-кадмиевые и «эффект памяти» у них почти отсутствует. Их производство не загрязняет окружающую среду.

Но недостатком стало то, что у никель-металлогидридных аккумуляторов меньше циклов зарядки/разрядки и с ними не рекомендуется работать при минусовых температурах.

Обратите внимание! NiMh и NiCd аккумуляторы заряжают только после того, как батарея полностью разрядится. Частые подзарядки снижают емкость аккумулятора.

Литий-ионные (Li-Ion). Аккумуляторы нового поколения впервые появились в 1991 году. В массовое производство их запустила компания Sony. Они очень хорошо держат значительно больший заряд, чем аккумуляторы предыдущих поколений. У них нет «эффекта памяти», следовательно, их можно заряжать в любое время, а не только когда аккумулятор полностью разрядился. Вес и габариты снижены на 40% по сравнению с никель-металлогидридными и никель-кадмиевыми аккумуляторами, что особенно важно для профессиональных аккумуляторных инструментов, в том числе и для дрелей-шуруповертов, которые интенсивно используются мастерами в течение всего рабочего дня.

Тип аккумулятораNiCdNiMhLi-Ion
Удельная энергоемкость45-65 Вт*ч/кг60-70 Вт*ч/кг110-230 Вт*ч/кг
«Эффект памяти»естьестьнет
Количество циклов заряд/разрядБолее 1000300-500600
Саморазряд в месяц10%7-10%3-5%
Условия храненияПолностью разряженныеЧастично разряженныеПолностью заряженные
Условия зарядкиПосле полной разрядки аккумулятораПосле полной разрядки аккумулятораВ любое время

Производители инструментов самостоятельно продолжают процесс усовершенствования литий-ионных аккумуляторов и зарядных устройств для них:

  • Компания Metabo первой разработала новую технологию, позволяющую охлаждать аккумулятор во время его зарядки, тем самым ускорив весь процесс на 30%. Если аккумулятор меньше нагревается во время подзарядки, то и время, которое нужно потратить на то, чтобы он полностью зарядился, снижается. Metabo выпускает универсальные быстродействующие зарядные устройства для аккумуляторных блоков NiCd /NiMH и Li-Ion. У них разное время зарядки: у быстродействующих устройств около 15 минут, а вот для зарядки батареи универсальным устройством потребуется подождать примерно полчаса.
  • Компания Makita тоже усовершенствует свои литий-ионные аккумуляторы. С 2009 года в них появился встроенный чип, который фиксирует все данные: частоту и интенсивность использования, количество циклов зарядки/разрядки, остаточную емкость и так далее. Благодаря полученной информации, устройство автоматически выбирает лучшие условия зарядки данного конкретного аккумулятора. Это позволило добиться увеличения срока службы аккумуляторов Makita на 280%!
  • Компания Ryobi выпустила серию аккумуляторного инструмента ONE+. Аккумуляторы Ryobi ONE+ подходят для всех товаров этой серии, поэтому один аккумулятор можно использовать и для дрели-шуруповерта, и для сабельной пилы, и для любого другого инструмента Ryobi ONE+. Их емкость 1,7 А*ч, а напряжение — 18 В. При этом зарядные устройства и аккумуляторы Ryobi ONE+ можно приобретать отдельно от инструментов.

В нашем электронном каталоге Вы найдете аккумуляторные дрели-шуруповерты и другие инструменты с любыми аккумуляторами. Например, у Makita 6347 DWDE аккумулятор никель-металлогидридный, у DeWalt DW 907 K2A – никель-кадмиевый, а у Bosch GSB 36 V в комплекте два Li-ion аккумулятора.

Читать еще:  Теплый пол Devi преимущества и недостатки

Новый виток развития. По прогнозам ученых магниево-серные (Mg/S) аккумуляторы способны превзойти литиевые. Уже сейчас идут исследования и активные разработки ученых в этой области. Ведь в теории магниево-серные аккумуляторы способны выдавать энергию плотностью более 4000 Вт*ч/л, когда плотность энергии Li-Ion достигает 230 Вт*ч/кг. Основная проблема в том, что пока не найден электролит, способный стабилизировать магний и серу.

Какие характеристики важны при выборе аккумулятора для шуруповерта

Учитывая преимущества и недостатки различных типов аккумуляторов можно выбрать подходящий для конкретных условий эксплуатации. А теперь рассмотрим две ключевые характеристики, которые есть у всех типов батарей, влияющие на выбор шуруповерта.

О чем говорит емкость аккумулятора

Емкость аккумулятора прописывается цифрами от 1.0 до 7.0 и измеряется в амперах умноженных на часы (А*ч). Значение расшифровывается так: указанное количество ампер накопитель сможет выдавать в течение часа. Но поскольку никакой шуруповерт не потребляет 1-5 А в час, то время его использования растягивается от 2 до 8 часов. Чем выше емкость, тем дольше инструмент сможет оставаться в работе.

О чем говорит напряжение аккумулятора

У аккумуляторных моделей сила и скорость вращения шуруповерта зависят от напряжения батареи, которое должно соответствовать параметрам инструмента:

  • Для шуруповертов максимальным показателем является 36 В. Это самые мощные аппараты для работы с металлом и твердыми породами дерева.
  • 12-18 В — среднее значение, подходящее для большинства процессов в ремонте и монтаже.
  • 3-10 В — относятся к маломощным, и используются только для сборки мягких материалов или крепежа малого диаметра.

Установка аккумулятора большей мощности на слабую модель быстрее приведет к поломке последней. Батарея 12 В на аппарате рассчитанном на 18 В будет наоборот ограничивать силу инструмента, поэтому показатель напряжения накопителя должен точно соответствовать значению на шуруповерте.

Имейте ввиду, что если взять два аккумулятора с одинаковой ёмкостью, более длительную работу инструмента обеспечит тот у которого выше напряжение.

Что нужно знать о зарядке литий-ионных аккумуляторов

Это сложный процесс. Для каждого типа аккумуляторов существует своя стратегия, но в общих чертах она именуется CC-CV и состоит из двух основных стадий – зарядки постоянным током и растущим напряжением, затем дозарядки с постоянным напряжением. Также могут быть и дополнительные стадии, например, весь процесс может выглядеть так:

1. сначала батарея проверяется электроникой, чтобы узнать ее текущее состояние и степень заряда, а также пригодность к быстрому циклу зарядки. В первые минуты подается небольшое напряжение и невысокий ток. Если напряжение на батарее не растет (т.е. она хорошо принимает заряд), значит все в порядке, можно заряжать в быстром режиме;

2. затем идет основная фаза заряда, которая длится около часа, где постепенно повышается напряжение при неизменно высоком токе;

3. потом начинается завершающая фаза (дозарядка), где напряжение держится на максимально допустимом уровне (обычно 4,2 В), а ток постепенно снижается. Она может длится около двух часов.

Крайне важно для литий-ионных аккумуляторов – не допустить перезаряда. Он также негативно сказывается на ресурсе батареи, как и ее хранение в разряженном состоянии. Кроме того аккумулятор может банально перегреться и взорваться. Поэтому контроллер строго следит за этим процессом и прекращает заряд в соответствующий момент.

Но недобросовестные производители могут немного схитрить. Если незначительно повысить напряжение заряда (на 0,1 В, до 4,3 В), это чуть-чуть ускорит процесс, а главное – увеличит на 10% количество запасенной аккумулятором энергии. Последствия такого подхода отражает вот этот график:

Обратите внимание, что шкала ординат нелинейная, а сам график отражает лишь количество циклов перезаряда, при котором емкость аккумулятора снизится вдвое. И тут мы видим, что при напряжении 4,2 В аккумулятор деградирует крайне медленно, и количество циклов до момента «уполовинивания» емкости может быть около 1000. Но если напряжение повысить всего на 0,1 В, скорость деградации увеличится аж в четыре раза.

Ультрабыстрая зарядка

Обычно производитель рекомендует заряжать аккумуляторные элементы токами, равными 0,7 или 1 от емкости деленной на время (т.е. для аккумуляторного элемента 1500 мА·ч рекомендуемый ток заряда составляет 1,5 А). Некоторые производители допускают зарядку значительно большими токами, что в разы ускоряет процесс. Однако это приводит к ускоренной деградации батареи, плюс попутно приходится следить за ее температурой и останавливать процесс, если батарея нагрелась до 40 градусов (точное значение определяется производителем батареи). Ранний перегрев обычно характерен для стареющих батарей.

Вот график потери емкости литий-ионных аккумуляторов в зависимости от величины токов заряда и разряда:

Синяя линия – зарядка и разрядка токами, равными емкости/время (для аккумуляторов 1500 мА·ч – это 1,5 А). Зеленая – удвоенный ток заряда и разряда относительно емкости (для аккумуляторов 1500 мА·ч – 3 А). Красная – утроенный ток (для аккумуляторов 1500 мА·ч – 4,5 А).

Другими словами, режимы быстрой зарядки будут приводить к ускоренной деградации батареи.

Типы аккумуляторов

Для шуруповерта может быть выбран аккумулятор одного из трех типов:

  • никель-кадмиевый (NiCd);
  • никель-металл-гидридный (NiMH);
  • литий-ионный (Li-Ion).

Модели первого вида имеют крупные размеры. Они отличаются низкой стоимостью и бесперебойной работой при отрицательных и положительных температурах. Заряжаются такие устройства большое количество раз, но из-за эффекта памяти хранить их нужно в полностью разряженном виде. Производить зарядку также следует после окончательной выработки батареи.

Эффектом памяти называется снижение емкости батареи аккумулятора, которое уменьшает длительность использования прибора между процедурами зарядки. Показатель оставшегося заряда фиксируется аккумулятором, и после подзарядки он будет расходовать энергию до этого уровня. Поэтому важно полностью разряжать емкость батареи при работе с инструментом.

Аккумуляторы группы NiMH имеют малый вес и экологичны в использовании. Они способны работать продолжительное время без дополнительной подзарядки. Модели этого типа также снабжены эффектом памяти, но он не столь сильно влияет на работу батареи. Значительным недостатком этой линейки аккумуляторов является непереносимость отрицательных температур. Когда показатель на термометре опускается до минус двух градусов, батарея постепенно теряет заряд. Хранить инструмент с таким типом питания нужно в теплом помещении, разряжая батарею полностью.

Читать еще:  Какие бывают размеры панелей ПВХ?

Аккумуляторы литий-ионного типа появились в 1991 году и стали наиболее востребованным и удобным источником питания. Эффект памяти в них полностью отсутствует, батареи обладают высокой емкостью и могут долго держать заряд. Вес элемента питания практически в два раза меньше, чем у аналогов. Подзарядку можно проводить при любых показателях батареи. Модели шуруповертов для профессионального использования чаще всего оснащены таким типом аккумулятора.

Виды литий-ионных батарей

Промышленность выпускает несколько разновидностей аккумуляторов серии 18650:

  1. Литий-кобальтовый элемент, предназначенный для эксплуатации в устройствах с пониженным потреблением энергии.
  2. Литий-марганцевый узел, отличающийся повышенной мощностью и улучшенной стабильностью.
  3. Литий-никель-марганец-кобальт-оксидный аккумулятор, имеющий повышенную мощность и энергоемкость. Для дополнительного улучшения характеристик используется легирование анода кремнием, но материал негативно влияет на долговечность аккумулятора. Устройства используются для привода электрических двигателей в инструментах или транспортных средствах.
  4. Литий-железо-фосфатная батарея, устойчивая к переразряду и приспособленная к установке вместо сернокислотных аккумуляторов в тяговых приводах.
  5. Литий-никель-кобальт-алюминий-оксидный элемент, обладающий повышенной мощностью и расширенным сроком эксплуатации (по сравнению с изделиями литий-кобальтового типа). Устройство лучше для шуруповерта не использовать, поскольку аккумулятор сохранил основные недостатки литий-кобальтовых батарей.
  6. Литий-титановый узел, оснащенный анодом из кристаллов титаната лития. Катод выполняется из графита, напряжение на клеммах составляет 2,4 В. Устройство поддерживает режимы ускоренной зарядки, допускает эксплуатацию при низких температурах. Падение емкости при охлаждении до -30°С не превышает 20%. Изделие не подвержено тепловым пробоям, но низкая энергоемкость и повышенная стоимость сдерживают распространение литий-титановых элементов.

Старение, хранение и диапазон рабочих температур

При хранении батарей литий-ионного типа происходит естественное ухудшение рабочих параметров, связанное с изменением состава анода и катода. Производители закладывают снижение емкости 10% за каждый год нахождения элемента на складе (при соблюдении условий хранения). Если АКБ находится в неподобающих условиях, то процессы деградации ускоряются. На корпус элемента наносится дата изготовления и срок годности, после которого производитель не гарантирует работоспособности аккумулятора.

Запрещается хранение изделий в условиях повышенных или пониженных температур, размещение упаковки под прямыми солнечными лучами или рядом с нагревательными приборами. При снижении температуры корпуса ниже 0°С литий-ионный аккумулятор теряет до 50% стартовой емкости. Рекомендуется хранить частично заряженные батареи (на 30-50%) с периодической подзарядкой. При складировании разряженных элементов ускоряются процессы разрушения катода и анода, последующее восстановление батареи невозможно.

Литий-кобальтовые

Устройство отличается повышенной емкостью, но не допускает режимов ускоренной зарядки (из-за интенсивного выделения газов). Катод слоистого типа изготовлен из сплава лития и оксида кобальта, для анода применен спрессованный графит. Нормальное напряжение составляет 3,6 В, использование 4 последовательно соединенных элементов для замены кислотных батарей не рекомендуется, поскольку изделия не предназначены для применения в оборудовании с повышенным потреблением энергии.

Повышение нагрузки вызывает перегрев и разрушение корпуса с вытеканием электролита в полость прибора. Изделия рассчитаны на разрядку и зарядку током, не превышающим номинальной емкости. Аккумулятор не рекомендуется заряжать до напряжения выше допустимого параметра (4,2 В). Также изделия отличаются пониженным ресурсом и сниженной термической стабильностью (температура теплового пробоя не превышает 150°С). При полной зарядке вероятность пробоя возрастает.

Для восстановления рабочих параметров рекомендуется использовать зарядные блоки с микропроцессорным управлением, позволяющим регулировать параметры зарядки. Дополнительным недостатком батареи является низкая экологичность производства, отработавшие элементы подлежат утилизации. Изделия используются в сотовых телефонах, батареях планшетов или ноутбуков, ресурс изделия составляет до 1000 циклов разрядки и зарядки (зависит от условий эксплуатации).

Литий-марганцевые элементы

Элементы построены на базе катода из композиции лития и марганца, отличаются повышенной термической устойчивостью. Анод выполнен из графита с дополнительными присадками. Батареи имеют повышенный срок службы, приспособлены к эксплуатации в цепях с пониженным сопротивлением. Напряжение на выходах составляет 3,7 В, банка из 3 последовательно соединенных элементов заменяет свинцово-кислотный источник питания.

Изделия допускают длительный ток разрядки до 30 А (пиковые кратковременные значения достигают 50 А). Для обеспечения повышенного ресурса не допускается нагрев корпуса батареи выше 80°С. Емкость батареи на основе литий-марганцевой композиции на 30% ниже, чем у аналогичного по размерам никель-кобальтового аккумулятора. Существуют изделия одного типоразмера, различающиеся емкостью и предназначенные для установки в различное оборудование.

Скорость восстановления емкости зависит от силы тока, при превышении параметра начинается выделение газов, способных разорвать кожух батареи. Конструкция аккумулятора допускает глубокую разрядку (до 2,5 В). Но при постоянном разряде или длительном хранении в таком состоянии начинается деградация активных веществ и электролита, приводящая к необратимому повреждению батарейки.

Существует комбинированный элемент литий-никель-марганец-кобальтового типа, обеспечивающий повышение энергоемкости при одновременном росте срока эксплуатации. Изделия используются для привода автомобилей (в гибридных силовых установках). За счет комбинированной схемы удалось снизить вероятность теплового пробоя (температура составляет более 250°С) и уменьшить пожароопасность батареи.

Литий-железо-фосфатные аккумуляторы

Батарея отличается применением для изготовления катода вещества, состоящего из лития, железа и фосфата. Материал был разработан в 1996 г. в ходе поисковых работ как альтернатива соединению лития и кобальта. Вещество отличается пониженной стоимостью при повышенной термической устойчивости (что позволило отказаться от контроллера зарядки). Технология изготовления и сам материал не наносят вреда экологии, но при этом АКБ литий-железо-фосфатного типа обладают пониженной емкостью.

Изделия отличаются повышенным ресурсом, обеспечивая при разрядке стабильное напряжение (около 3,2 В). Падение параметров начинается только при снижении емкости до нулевой отметки. Стабильность параметров позволяет упростить конструкцию регулятора напряжения, что положительно сказывается на стоимости и весе оборудования. Последовательное соединение 4 элементов в общую банку дает напряжение на выходе 12,8 Вольт, что позволяет использовать элементы вместо традиционных свинцово-кислотных аккумуляторов.

Дополнительным преимуществом батареек на основе литий-железо-фосфатной композиции является повышенное значение тока при пиковой нагрузке. Материал катода обеспечивает снижение саморазряда в широком диапазоне температур (-30…+55°С). Общие технические характеристики предопределили широкое распространение батареек для привода силовых механизмов (например, электродвигателей автомобилей или бытового оборудования). Недостатком изделий является падение напряжения и емкости при росте тока в цепи нагрузки (эффект Пойкерта).

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector