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 что бы 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.
Химики СПбГУ создали новый тип аккумулятора, который будет заряжаться в десять раз быстрее литий-ионного
Результаты исследования, поддержанного грантом РНФ, опубликованы в журнале Batteries & Supercaps.
Современный мир немыслим без литий-ионных аккумуляторов. Они используются в широком спектре устройств — от смартфонов до электромобилей. При этом у аккумуляторов литий-ионного типа имеется и ряд серьезных недостатков. Среди них возможное возгорание, потеря емкости на холоде, а также существенная угроза экологии при утилизации исчерпавших свой ресурс батарей.
По словам руководителя группы ученых, профессора кафедры электрохимии СПбГУ Олега Левина, в качестве материалов, которые могли бы стать основой для новых аккумуляторов, химики рассматривают редокс-активные нитроксилсодержащие полимеры. Им свойственны высокая плотность энергии (количество энергии на единицу объема) и скорость зарядки и разрядки в результате окислительно-восстановительных реакций. Использование таких полимеров затрудняет их недостаточная электрическая проводимость — она препятствует накоплению заряда даже при использовании добавок с высокой проводимостью, например угля.
Чтобы решить эту проблему, ученые СПбГУ синтезировали полимер на основе комплекса никель-сален (NiSalen). Молекулы этого полимера выступают в качестве молекулярной проволоки, на которую прикреплены энергоемкие нитроксильные фрагменты. Такая молекулярная архитектура материала позволяет добиться одновременно высоких мощностных, емкостных и низкотемпературных характеристик.
Концепция этого материала возникла у нас в 2016 году. В это время мы начали заниматься фундаментальным проектом «Электродные материалы для литий-ионных аккумуляторов на базе металлорганических полимеров», поддержанным грантом Российского научного фонда.
Профессор кафедры электрохимии СПбГУ Олег Левин
«Когда мы исследовали механизм переноса заряда в этом классе соединений, оказалось, что у них есть два направления развития. Первое — они могут использоваться в качестве защитных слоев в связке с традиционными материалами литий-ионных батарей. И второе — они сами могут стать активным компонентом электрозапасающих материалов», — рассказывает Олег Левин.
Фото: пресс-служба СПбГУРазработка полимера заняла более трех лет. В первый год работы ученые проверяли концепцию нового материала: смешивали отдельные компоненты, моделирующие проводящую цепь, и редокс-активные нитроксилсодержащие полимеры. Им важно было убедиться, что все части структуры работают вместе и усиливают друг друга. После этого начался этап синтеза вещества, который стал самым сложным в создании нового материала. Дело в том, что в нем задействованы чувствительные компоненты, которые легко могут разрушиться при малейшей ошибке ученого.
Из нескольких полученных полимеров только один оказался стабильным и работоспособным. Основную цепь нового материала образуют комплексы никеля с лигандами, которые называются «сален». К ней через ковалентные связи присоединили стабильный свободный радикал, который обладает способностью к быстрому окислению и восстановлению (заряду и разряду).
Аккумулятор, созданный с использованием нашего материала, будет заряжаться за считаные секунды — примерно в десять раз быстрее, чем литий-ионный. Мы уже выяснили это в результате экспериментов. Однако на данном этапе он отстает от них на 30–40 % по емкости. Сейчас мы работаем над увеличением этого показателя при сохранении скорости заряда-разряда.
Профессор кафедры электрохимии СПбГУ Олег Левин
Сегодня создан катод для нового аккумулятора — положительный электрод химического источника тока. Ему в пару необходим отрицательный электрод — анод, который не обязательно создавать с нуля — его можно подобрать из уже существующих. Вместе они образуют систему, которая в некоторых областях уже скоро может потеснить литий-ионные аккумуляторы.
«Новая батарея способна прекрасно проявить себя в ситуациях, когда необходим очень быстрый заряд, или же во время работы при низких температурах. Ее использование абсолютно безопасно — в ней нет ничего, что могло бы загореться или взорваться, в отличие от батарей на основе кобальта, которые сегодня широко распространены. Также в ней содержится в десятки раз меньше металлов, которые могут нанести экологический вред. В небольшом количестве в нашем полимере присутствует никель, но его там во много раз меньше, чем в литий-ионных аккумуляторах», — рассказывает Олег Левин.
Сейчас ученые оформляют патент на свое изобретение. Его правообладателем станет Санкт-Петербургский государственный университет.
Работа выполнена при поддержке гранта Российского научного фонда № 16-13-00038.
Типы аккумуляторов у ноутбуков
Различные типы аккумуляторов в ноутбуках напрямую влияют на продолжительность автономной работы устройства. При выборе нужно учитывать не только совместимость с конкретной моделью, но и тип элемента питания, от которого зависит целый ряд свойств аккумуляторной батареи. АКБ разных типов отличаются принципом работы и способом заряда, поэтому менять их между собой нельзя.
Основные типы аккумуляторов в ноутбуках
В современных переносных компьютерах используются следующие типы аккумуляторных батарей:
- Литий-ионные батареи (маркировка Li-on) – самый распространенный современный тип аккумуляторов для ноутбуков. Преимуществом являются компактные размеры и небольшой вес, они также отличаются долговечностью. Литий-ионный аккумулятор рассчитан на 300 циклов полной зарядки и разрядки. Однако у него есть и важные минусы это способность к саморазряду и уменьшению емкости со временем, работать такая батарея в состоянии только при пюсовых температурах. Однако они продолжают пользоваться спросом из-за высокой производительности. Ниже представлена
- Никель-кадмиевые аккумуляторы (NiCad). Продолжительность использования достигает 350 циклов зарядки и разрядки, от литий-ионных батарей они отличаются невысокой стоимостью. Главное преимущество – возможность работы в любых условиях, в том числе при низких температурах и резких температурных перепадах. Однако есть и существенный минус – большой вес. Такие батареи относительно редко применяются в ноутбуках.
- Никель-металл-гидридные батареи питания (NiMh). В отличие от никель-кадмиевых, они обладают увеличенной емкостью, что продлевает автономную работу ноутбука, при этом по размеру и весу они практически не отличаются. При их изготовлении не применяются тяжелые металлы поэтому они считаются наиболее безопасными экологически.
- Литий-полимерные аккумуляторы (Li-polymer) — относительно новое изобретение, обладающее маленькими габаритными размерами. Такие элементы питания используются в различных небольших гаджетах, их можно справедливо назвать технологией будущего. Одно из преимуществ – возможность придания любой формы, что дополнительно расширяет возможности использования в портативных устройствах.
В зависимости от того, как вы собираетесь использовать аккумулятором в связи с вашими привычками и ритмом жизни, есть следующие рекомендации:
В ближайшем будущем можно ожидать появление более совершенных аккумуляторных батарей, которые позволят забыть о постоянной подзарядке ноутбука. Технологии продолжают совершенствоваться, развитие техники идет в сторону уменьшения веса АКБ и увеличения ее емкости.
Ниже представлена сводная таблица по характеристикам аккумуляторов для ноутбуков
| Тип аккумулятора | SLA (герметичный свинцово-кислотный) | NiCD (никель-кадмиевый) | NiMH (никель-металл-гидридный) | Li-Ion (литий-ионный) | Li-Pol (литий-полимерный) |
| Напряжение на элемент, Вольт | 02.янв | 01.фев | 01.фев | 03.июн | 03.июн |
| Удельная энергоёмкость, Вт*ч/кг | 30-40 | 40-60 | 30-80 | 100-250 | 130-200 |
| Удельная энергоплотность, Вт*ч/литр | 60-75 | 50-150 | 140-300 | 250-360 | ~300 |
| Максимальное число циклов заряд/разряд | 500-800 | 2000 | 500-1000 | 1000-1200 | 500-1000 |
| Саморазряд за месяц | 3%-20% | 10% | 30% | 8-15% | ~5% |
| Минимальное время зарядки, часов | авг.16 | 1 | 02.апр | 02.апр | 02.апр |
| Диапазон рабочих температур, градусов Цельсия | -20…60 | -40…60 | -20…60 | -20…60 | 0…60 |
| Пиковый ток нагрузки (в долях от ёмкости) | 5С | 20C | 5C | > 2.0C | > 2.0C |
| Оптимальный ток нагрузки (в долях от ёмкости) | 0.2С | 1C | 0.5C | < 1.0C | < 1.0C |
| Эффект памяти | Отсутствует | Присутствует | Присутствует | Отсутствует | Отсутствует |
| Устойчивость к перезаряду | Высокая | Средняя | Низкая | Очень низкая | Очень низкая |
Что такое эффект памяти аккумуляторов?
Батареи типа Ni-Cad и Ni-Mh обладают свойством, которое получило название «эффект памяти». Аккумулятор ноутбука способен «запоминать», сколько энергии было отдано, и в следующий раз при зарядке количество полученной энергии окажется меньше. Этот эффект приводит к постепенному снижению емкости батареи и уменьшению промежутков между зарядкой от сети.
Чтобы уменьшить проявления эффекта памяти, батареи таких типов необходимо обязательно заряжать и разряжать полностью, в результате энергия будет расходоваться и накапливаться в соответствии с изначальной емкостью. Эффект памяти обусловлен химическими процессами, протекающими в данных видах аккумуляторных батарей.
Все типы аккумуляторов нуждаются в аккуратном обращении и соблюдении требований производителя. Соблюдение простых правил эксплуатации и хранения позволяет значительно увеличивать продолжительность их работы, и АКБ не придется менять часто. Разные виды батарей предъявляют разные условия к эксплуатации, необходимо ознакомиться с инструкцией производителя.
Аккумуляторы «Европа» и «Азия» что это? Как определить и чем они отличаются. | АКБ-сервис
На данный момент существует негласное разделение аккумуляторных батарей на «Европу» и «Азию». Если раньше производством занималась только Европейская часть, то сейчас Азиатские производители очень прочно закрепились на рынке и это не только Япония, но и лидер промышленного производства Китай. Российские производители, зачастую выпускают сразу двух типов – и «Европейские» и «Азиатские». Так в чем же отличия этих батарей, как их определить …
Собственно различий в этих двух стандартах не особо много однако они есть. Азиатский стандарт сейчас также достаточно популярен среди автомобилистов, потому как очень много Японских, Корейских (именно из Кореи) и Китайских машин на нашем рынке. А вот эти батареи немного отличаются от привычных нам — Европейских стандартов. Однако отличий не так много, и в принципе «Азию» можно заставить работать на машине со стандартом «Европа», как собственно и наоборот. Отличий всего три, давайте подробнее.
РазмерыКак ни странно, но Азиатские батареи зачастую компактнее и выше своих Европейских собратьев. В их корпусах используется не так много пластика, особенно могут отсутствовать ребра жесткости из пластика. То есть практически всегда обычная коробка. Поставить такой аккумулятор в Европейский стандарт сложно, ведь он просто банально будет мотаться в креплении, также верхняя планка (которая удерживает АКБ), просто эффективно не закрепит к кузову, что также не желательно.
Напротив «Европейский» АКБ, вы можете не всунуть в крепление «Азиатского» стандарта, он просто окажется больше, ХОТЯ ИНОГДА РАЗМЕРЫ МОГУТ СОВПАДАТЬ!
Клеммы
Вот тут кроется пожалуй самое большое отличие, которое нельзя пройти стороной. Именно по клеммам изначально определяли Европу и Азию. Все дело в том, что различия здесь глобальны:
- Европа АКБ – здесь у нас имеется две круглые клеммы, размеры у них такие – плюсовая – 19,5 мм, минусовая – 17,9 мм.
- Азия АКБ – а вот здесь есть различия. У них бывают широкие и узкие клеммы. Широкие — это та же Европа. Узкие схожи с Европой, то есть на них одеваются обычные клеммы, однако размеры у них меньше, плюсовая – 12,7 мм, минусовая – 11,1 мм. Аккумуляторы с узкими клеммами обычно небольшой емкости ( до 55 А/ч) и бывает, комплектуются переходниками ( называется «конус» и предназначен для одевания стандартного клеммника ). Эти аккумуляторы выполнены в «узком» же корпусе.
Иногда «Азию» с узкими круглыми клеммами ставят на авто, где не помещается аккумулятор стандартной ширины (на Хондах, к примеру) но также через переходники.
КорпусЕще одно отличие это отличие в типе корпуса. В азиатских АКБ клеммы как бы торчат сверху, то есть возвышаются над ним.
В европейском исполнении напротив, они утоплены и находятся как бы в нишах.
Если места под капотом автомобиля достаточно, то это не проблема, а вот если торчащие контакты смогут дотянуться до крышки капота, то это банально опасно, тут и до пожара не далеко.
Это все отличия аккумуляторных батарей, некоторые могут возразить — что есть еще отличия в прямой и обратной полярности. Ребята это не совсем так и Европа и Азия могут иметь различную полярность, все это зависит от расположения двигателя у конкретно заданной модели. Характеристики тока, напряжения, долговечности могут быть абсолютно одинаковыми. Так что лучше выбирать аккумулятор в стандарте, который предназначен конкретно для вашего авто. Это поможет избежать проблем с безопасностью, установкой, удобством использования.
Удачных покупок, Друзья!
Виды и типы аккумуляторов
На сегодня основным используемым типом аккумуляторов для ИБП и автономных решений являются кислотно-свинцовые и литий-ионные аккумуляторы.
На рынке сегодня можно найти много разновидностей кислотно-свинцовых (LA = lead-acid) аккумуляторов и АКБ. Это стартерные, GEL, AGM, OPzV, OPzS. И из описаний «различных» типов LA аккумуляторов создаётся впечатление, что можно некоторым образом подобрать их и, заплатив таки весьма приличную сумму, надолго избавиться от этой проблемы. Однако это совсем не так.
Как бы красиво не назывался LA аккумулятор, в нём всегда есть водный раствор серной кислоты, свинец и их многочисленные соединения. Все прочие добавки в виде кальция, сурьмы, серебра … если и влияют на химические реакции, протекающие в ячейках, то только в худшую сторону. Применение этих добавок вызвано в основном физическими свойствами чистого свинца, а именно его мягкостью, которая не позволяет применять чистый свинец в АКБ автомобилей и других транспортных средств из-за вибраций и ударов. Классическая призматическая компоновка ячеек LA АКБ, мягко говоря, малооптимальна, батареи же из ячеек рулонного (циллиндрического) типа стоят несоразмерно дорого.
LA АКБ лучше всего работают при температуре около 25°С, при понижении температуры теряется их электрическая ёмкость, а при повышении температуры снижается ресурс (количество циклов заряда-разряда). Так AGM батарея при 25°С может работать 10 лет, а при 33°С — только 5 лет, а при 42°С — 1 год. Оптимальная глубина разряда LA аккумуляторов обычно не превышает 30%, а при превышении оптимальной глубины разряда опять-таки снижается ресурс, причём иногда для того чтобы необратимо «убить» такой аккумулятор достаточно один раз разрядить его в ноль (например, на сильном морозе это легко сделать, как и случается с незаводящимися автомобилями). Вообще LA АКБ не любят недозаряда, хотя и перезаряд также вреден для них, и лучше всего работают в буферном режиме, а в системе автономного энергоснабжения АКБ работает в циклическом режиме. А, поскольку, любая батарея это последовательная цепочка из первичных ячеек, которые не могут быть совершенно идентичными, всегда возникает проблема разбалансировки уровней заряда на разных ячейках. Либо одни ячейки недозаряжаются, либо другие ячейки перезаряжаются, и проконтролировать это подручными средствами очень трудно. Несмотря на то, что все эти проблемы давно известны, не существует за внятные деньги аппаратуры, следящей за уровнями заряда для каждой ячейки, вероятно из-за того, что эти АКБ умирают тихо, а простейшие стартерные батареи стоят сравнительно недорого и в любом случае эксплуатируются в недружественных температурных режимах.
Это далеко не все, но вполне достаточные причины, чтобы считать LA аккумулятор очень нежным устройством. Этот аккумулятор может отработать заявленное количество циклов, но Вы должны постоянно следить за уровнем заряда в каждой его ячейке и эксплуатировать его при 20-25°С. Насколько это реально? Думаю, что это совершенно невыполнимая задача для простого пользователя. А результатом будут убитые за год-два аккумуляторы, может быть самые дорогие и стойкие продержаться три-четыре года. Поскольку же время жизни LA АКБ очень сильно зависит от множества трудно выдерживаемых в реальной жизни параметров, не один продавец не сможет внятно сказать, сколько реально прослужат LA АКБ именно у Вас. Зато открывается широкое поле для всякого рода недоговорённостей и умных слов, смысл которых сводится к следующему: кислотно-свинцовые АКБ у рядового пользователя ВСЕГДА проработают в несколько раз меньше в сравнении с максимально заявляемым сроком. Выражение «в несколько раз» при интенсивной эксплуатации я оцениваю как число между двумя и семью. И, наконец, последний гвоздь в крышку гроба кислотно-свинцовых аккумуляторов. Они заряжаются очень долго – просто непозволительно долго. Нормальный ток зарядки в амперах для них составляет всего лишь 10% от амперчасов ёмкости АКБ (такой ток называется C/10 или 0,1C). Это означает следующее: даже если Вы возьмёте самые стойкие элементы OPzS и будете разряжать их до допустимых (но не оптимальных!) для них 70% разряда, то заряжать их Вам придётся около 6 часов, а потом «добивать» в импульсном режиме оставшиеся 5-10% ёмкости ещё 3-5 часов. Это не проблема для резервных систем, заряжаемых от сети, но очень неэффективно для автономных, внесетевых систем, и уж совсем неэффективно для зимней автономии, когда по времени солнца очень мало. Для добивки (полной зарядки) АКБ в пасмурную погоду потребуется несколько часов малопродуктивной работы топливного генератора практически на холостом ходу. А ведь все топливные генераторы не очень любят работать без нагрузки, т.е. в режиме холостого хода, они быстро теряют свой ресурс. Если же LA АКБ не дозаряжать, в них активно развиваются процессы сульфатации пластин, приводящие к снижению срока службы и реальной ёмкости. Сейчас на рынке появились LA АКБ, которые производитель «позволяет» заряжать до 80% ёмкости токами 0,3С, однако все основные параметры паспортной ёмкости как и прежде позиционируются на 0,05С. Это значит, что заряжая LA АКБ в таком режиме мы уменьшаем их ресурс и снижаем электрический КПД* АКБ. Для LA АКБ КПД = 65-80% (в зависимости от конкретного производителя и скоростей заряда и разряда)
Литий-ионные аккумуляторы, а именно LiFePO4 АКБ последнего поколения выглядят более предпочтительно как для использования в системах полной автономии так и для серьёзных резервных систем. Их КПД в автономных системах 96-99%. Диапазон рабочих температур от -40 до +60°С. В диапазоне от 0 до +35°С без существенного снижения ёмкости и ресурса. Хорошо держат глубокий разряд. Циклический заряд-разряд до 60-80% от номинальной ёмкости абсолютно нормальное явление для литиевых АКБ. 100%-й разряд не убивает литиевую АКБ, а только незначительно (менее 0,1%) снижает её общий ресурс. Количество глубоких циклов заряда-разряда достигает 5-8 тысяч, что существенно превосходит показатели кислотно-свинцовых АКБ. Ток зарядки литиевых АКБ может достигать 3С. Реально же нужны меньшие значения в диапазоне 0,3-0,5С, что позволяет за 1-2 часа заряжать АКБ. Причём необязательно заряжать АКБ на 100%, для литиевых батарей это несущественно. А ведь именно в режиме неполного заряда очень часто работает система автономного энергоснабжения.
Литиевая АКБ в сравнении с аналогичной по номинальной ёмкости AGM дороже последней приблизительно в 3,5 раза. Однако AGM имеет оптимальную глубину разряда около 40 %, и соотношение цен за эффективный ватт-час равно уже 2-м. Вспоминаем сроки жизни сравниваемых АКБ. Для AGM заявленный срок работы в буферном режиме при 25°С составляет 7 лет, при циклическом режиме 2-3 года, т.е. около 1000 циклов, для LiFePO4 батарей срок жизни как таковой не существует, кол-во же циклов таково, что можно говорить о 25 годах циклической эксплуатации. Т.е. время жизни LiFePO4 в 8-12 раз больше чем AGM. Подытоживая всё вышесказанное, итоговая стоимость 1 полезного кВт-ч в AGM будет в 5-8 раз выше чем в LiFePO4.
Кроме того важным преимуществом LiFePO4 АКБ является то, что в процессе работы они ничего не выделяют, их можно устанавливать в любом месте дома или офиса. А вот кислотно-свинцовые АКБ изначально требуют отдельного помещения с вентиляцией и поддержанием температуры в +20 +25°С, что сразу же удорожает вроде бы небольшую начальную стоимость этих АКБ.
* Коэффициент использования энергии или КПД АКБ, показывает отношение энергии, отданной АКБ, к энергии, израсходованной для её заряда
Технология и компоненты в аккумуляторных батареях для электромобилей
Аккумуляторы являются подходящими системами хранения энергии в различных типах автомобилей, но они играют ключевую роль в случае электромобилей. Технологии, отвечающие за их работу, постоянно развиваются, и различные типы аккумуляторов отличаются друг от друга по применению и техническим характеристикам. Узнайте о типах батарей, используемых в электромобилях.
Технологии в аккумуляторах электромобилей – основные типы аккумуляторов
Аккумуляторы электромобилей (EV) отличаются используемыми в них химическим элементам. В основном мы различаем литий-ионные, никель-металл-гидридные и свинцово-кислотные аккумуляторы. Выбрать оптимальную аккумуляторную батарею для электромобиля сложно, потому что индивидуальные решения хорошо работают в разных ситуациях.
Ниже вы найдете краткое описание различных типов аккумуляторов, используемых в автомобильной промышленности, а также их применение.
Литий-ионная батарея – большая популярность и высокая производительность.
Несомненно, именно литий-ионные батареи в последние годы внесли наибольший вклад в передовое развитие электроэнергетического сектора. Они характеризуются эффективностью, низкой ценой и высоким уровнем производительности по отношению к весу элементов. Это лучшие батареи, если учитывать три параметра: оптимизация размера и веса батареи, соотношение массы к количеству накопленной энергии и выгодная цена. Литий-ионные батареи также можно найти во многих бытовых устройствах, таких как телефоны, компьютеры или пылесосы.
Никель-металл-гидридная аккумуляторная батарея – для специализированного использования.
Аккумуляторы являются подходящими системами хранения энергии в различных транспортных средствах, но они играют ключевую роль в случае электромобилей.Это специальные аккумуляторные элементы, которые достаточно редки по своим химическим и физическим параметрам. Водород является сырьем, требующим особого контроля. Батарея теряет энергию, когда она не используется, но этот недостаток компенсируется длительным сроком службы элементов. Никель-металл-гидридные батареи используются в специализированных устройствах, таких как медицинское оборудование. Решения такого рода характеризуются высокой себестоимостью производства.
Свинцово-кислотные аккумуляторы – низкий срок службы и впечатляющая мощность.
Аккумуляторы этой категории характеризуются отличными параметрами мощности. В электромобиле, однако, приходится делать ставку на решение, которое характеризуется высокой эффективностью даже при низких температурах, где такие батареи работают плохо. Несмотря на то, что стандартные аккумуляторные батареи автомобиля также фиксируют снижение таких условий, свинцово-кислотные элементы демонстрируют худшие показатели в этом аспекте. К их преимуществам относятся низкая себестоимость и надежность.
Суперконденсаторы – поддержка производительности аккумуляторов.
Суперконденсаторы или ультраконденсаторы в первую очередь используются для обеспечения необходимого электропитания при временном отключении электричества. По этой причине они также полезны в электромобилях, где их роль заключается в обеспечении достаточной мощности, когда требуется больше энергии.
Многие электромобили используют аккумуляторные батареи – несколько элементов одновременно. Сочетая возможности суперконденсаторов с литий-ионными и никель-металлогидридными аккумуляторами, можно добиться лучших результатов, чем при использовании одиночных элементов. В настоящее время в автомобильном секторе доминируют литий-ионные аккумуляторы, чаще всего используемые в электромобилях.
Литиево-ионные или никель-металл-гидридные аккумуляторы – как выбрать лучшую батарею для электромобиля?
Из-за описанных выше параметров литий-ионная батарея используется чаще всего. Более того, технология, связанная с этими элементами, все еще развивается. Ведущие поставщики работают над тем, чтобы разрушить дальнейшие барьеры на пути к ассортименту транспортных средств, которые используют данный тип батареи в качестве источника энергии.
Никель-металл-гидридные батареи используются в гибридных транспортных средствах. Сектор EV редко использует свинцово-кислотные батареи, хотя они иногда дополняют литий-ионные батареи. На современном этапе развития эта технология еще не готова к использованию в более широком масштабе.
Суперконденсаторы находят свое место и в электромобилях, позволяя увеличить мощность автомобиля при высокой нагрузке. Благодаря этому во время разгона может поддерживаться стандартный аккумулятор. Суперконденсаторы также очень важны для рекуперативного торможения, что позволяет преобразовывать тепловую энергию в электричество.
См. также: Срок службы аккумуляторных батарей электромобилей — когда следует заменять аккумуляторные батареи электромобилей?
Какой тип батареи используется в электромобилях?
Использование конкретного элемента зависит не только от его производительности, но и от типа транспортного средства. В случае полностью электрических транспортных средств и plug-in гибридов, которые могут быть заряжены от розетки, мы, как правило, имеем дело с литий-ионными батареями. Традиционные гибриды используют в основном никель-гидридные батареи. Больший вклад двигателя внутреннего сгорания в работу транспортного средства позволяет обеспечить более высокий уровень потерь энергии, когда он не используется. Следует также помнить, что в случае гибридных автомобилей элементы долгое время не работают при максимальной нагрузке.
Электромобили намного эффективнее, чем автомобили внутреннего сгорания. Стоимость электроэнергии в большинстве случаев значительно ниже, чем цена топлива, необходимого для проезда по аналогичному маршруту. Наиболее эффективные решения на рынке в настоящее время позволяют преодолевать расстояние около 500 км на одной зарядке.
Партнерство с компанией «KNAUF AUTOMOTIVE» – получение всесторонней поддержки опытного партнера.
Для того чтобы обеспечить оптимальные решения в области электрических батарей, вы не можете работать в одиночку. В течение многих лет компания Knauf Industries работает над внедрением инноваций в автомобильной промышленности. Благодаря командам инженеров, работающих в лаборатории ID Lab, нам удалось превратить полученные за эти годы знания в потенциал на будущее. Мы разрабатываем новые решения по изоляции автомобильных аккумуляторов, компонентов аккумуляторов, электрических кабелей, фитингов для холодильных труб и сепараторов аккумуляторных элементов.
Мы хотим предоставлять нашим партнерам аккумуляторные батареи с гораздо более высокими эксплуатационными характеристиками и оптимизированным сроком службы. Чтобы предотвратить выход аккумулятора из строя при слишком низких или слишком высоких температурах, важно помнить об изоляции, которая при этом не будет существенно влиять на вес автомобиля. Наш взгляд на будущее сочетает в себе электромобильность с экологией — мы предлагаем такие материалы, как пенополипропилен и пенополистирол, которые на 100% пригодны для вторичной переработки. Мы приглашаем к сотрудничеству предприятия автомобильной отрасли, которые хотят всесторонне поддерживать свое производство.
Хотите получить более специализированные знания?
Как определить тип аккумулятора в детском электромобиле и подобрать замену?
Когда нужно менять аккумулятор в детском электромобиле?
По прошествию определенного времени способность аккумулятора накапливать и отдавать энергию подходит к концу. Как только вы заметите, что после полной зарядки электромобиль ездит не более 20-30 минут или вообще не трогается с места – это верный признак, что пора менять АКБ.
Как выбрать аккумуляторную батарею для замены.
Штатные аккумуляторы детских электромобилей отдельно в Россию не завозятся, поэтому для них нужно подобрать замену.Чтобы определиться с тем какой аккумулятор вам нужен, важно знать габариты и характеристики штатной АКБ.
Для начала нужно достать аккумулятор из электромобиля. Он может находиться, под сидением, либо под капотом. Как правило информация о его местоположении указана в инструкции к машинке.
Аккумулятор может быть в защитном в пластиковом кожухе. Кожух нужно обязательно снять. В электромобиле могут быть одновременно установлены 2 одинаковых аккумулятора. Менять батареи нужно все одновременно. Не рекомендуется использовать в паре аккумуляторные батареи разных производителей, пусть даже и одинаковой емкости.
На корпусе найдите название производителя аккумулятора, напряжение, емкость и запишите их:
-
наименование производителя и модель аккумулятора
— на фото: DELTA DTM 6v 7Ah -
напряжение
— измеряется в Вольтах
— английское обозначение «V»
— на фото: 6V -
емкость
— измеряется в Ампер*часах
— английское обозначение «Ah»
— на фото: 7Ah
Измерьте аккумулятор и запишите размеры в миллиметрах: длину, ширину и высоту. Высоту нужно измерять без учета высоты клемм, если они выступают над крышкой. В некоторые электромобили можно поставить более габаритные и емкие АКБ , если в отсеке с установленными батареями есть свободное место, замерьте и размеры отсека. Важно учитывать,что при увеличении емкости увеличится не только катание,но и время заряда аккумулятора. В некоторых случаях придется докупить более мощную зарядку.
Подключение аккумуляторов.
Если в электромобиле вашего ребенка установлены 2 аккумуляторные батареи, то иногда их можно заменить на 1 батарею с такой же или большей емкостью.
Пример.
В детском электромобиле установлены 2 АКБ 6v4.5AH в последовательном соединении . В сумме 2 АКБ дают напряжение 12v и емкость 4,5Ah. Если позволяют габариты отсека для аккумуляторов, то можно установить 1 АКБ 12v4.5Ah или 12v7Ah.
Пример 2.
В детском электромобиле установлены 2 АКБ 12v7AH в паралельном соединении. В сумме 2 АКБ дают напряжение 12v и емкость 14Ah. Если позволяют габариты отсека для аккумуляторов, то можно установить 1 АКБ 12v12Ah или 12v15Ah.
Пример 3.
В детском электромобиле установлены 2 АКБ 12v7AH в последовательном соединении. В сумме 2 АКБ дают напряжение 24v и емкость 7Ah. В этом случае заменить 2 акб на 1 не получится. Можно только увеличить емкость если установить 2 аккумулятора по 12v9AH.
Пример последовательного соединения
Пример параллельного соединения
Таблица размеров аккумуляторных батарей детских электромобилей
|
Напряжение |
Емкость |
Размеры АКБ |
|
6v |
4/4.5Ah |
70x47x101 mm |
|
6v |
7/9Ah |
151x34x94 mm |
|
6v |
10/12/15 Ah |
151x50x94 mm |
|
12v |
4.5/5.5 Ah |
90x70x101 mm |
|
12v |
7/9Ah |
151x65x94 mm |
|
12v |
10/12/15 Ah |
151x98x95 mm |
Подобрать аккумулятор для детского электромобиля можно в специальном разделе нашего сайта.
Типы аккумуляторов
12 В: какой из них подойдет вам?
Клинт Демеритт 5 апреля 2021 г.
Когда дело доходит до 12-вольтовых батарей, выбор может показаться немного сложным для тех, кто не знаком с аккумуляторными технологиями. Все типы 12-вольтовых батарей похожи в том, что они обеспечивают питание вашей 12-вольтовой электрической системы. Однако есть существенные различия в том, как они спроектированы, их мощность, объем необходимого обслуживания и стоимость покупки и установки.
Присоединяйтесь к нам, мы внимательно рассмотрим и подберем для вас подходящий тип батареи!
Что такое аккумулятор 12 В?
Двенадцатавольтные батареи обычно используются в жилых домах, лодках и других автомобильных системах. С технической точки зрения, в батарее используется одна или несколько ячеек, чтобы обеспечить химическую реакцию, создающую поток электронов в цепи. Батареи не создают энергию или мощность сами по себе. Батареи просто накапливают энергию, которую вы можете использовать, когда она вам понадобится.
Электропитание, которое вы получаете от аккумулятора, является постоянным (DC) и отличается от переменного тока (AC), которое вы получаете от настенных розеток в вашем доме.При необходимости мощность постоянного тока можно преобразовать в мощность переменного тока с помощью инвертора.
Вы можете подключить несколько 12-вольтных батарей последовательно или параллельно, чтобы получить более высокое напряжение или большую емкость. Например, если вы подключите две батареи на 12 В последовательно, у вас будет 24-вольтовая система. Если вы подключите эти же 12-вольтовые батареи параллельно, у вас все равно будет 12-вольтовая система, но она сможет питать одно и то же устройство вдвое дольше, чем одна 12-вольтовая батарея.
Эти батареи устанавливаются на лодке последовательно, чтобы обеспечить 36 вольт для троллингового мотора.Аккумуляторная система на 12 В будет обеспечивать питание большинства ваших основных систем, таких как фонари и некоторые приборы в вашем доме на колесах.Вы будете заряжать эту аккумуляторную систему, когда она подключена к береговому источнику питания, и получать от нее энергию во время путешествия или стыковки.
Типы батарей 12 В
Что касается 12-вольтовых аккумуляторных батарей, то в настоящее время используются два основных типа: свинцово-кислотные и литий-ионные.
Свинцово-кислотные батареи существуют уже давно, а литий-ионные — более новая технология. Есть много типов свинцово-кислотных аккумуляторов, поэтому давайте сначала рассмотрим их.
Свинцово-кислотные батареи заливные
Свинцово-кислотные батареи — это самый основной тип батарей на 12 В.Они сделаны из свинцовых пластин, взвешенных в растворе серной кислоты. Это создает химическую реакцию, которая позволяет накапливать энергию.
Свинцово-кислотные аккумуляторы с заливной жидкостью являются наиболее распространенной разновидностью свинцово-кислотных аккумуляторов. Для правильной работы этих батарей вам потребуется достаточное количество воды. Это означает, что для контроля этой батареи требуется периодическое обслуживание. Залитые свинцово-кислотные батареи обычно служат от 2 до 5 лет, в зависимости от использования и обслуживания. Стоимость может сильно варьироваться, начиная от 100 долларов.
ПлюсыТак как это наиболее распространенные типы батарей, они также являются наиболее доступными и дешевыми для предварительной замены, когда придет время. Аккумулятор этого типа также не имеет никакой электроники и может вырабатывать большой ток в течение короткого периода времени. Это делает их идеальными для запуска аккумуляторных батарей в автомобильных двигателях.
МинусыПоскольку эти батареи нуждаются в определенном количестве жидкости для правильной работы, вам нужно будет комфортно обслуживать свою систему батарей каждые 3-6 месяцев.Это может быть сложно, в зависимости от того, где находятся ваши батареи в вашем доме на колесах.
Залитые свинцово-кислотные батареи также имеют самый короткий общий срок службы среди основных типов батарей, и на них могут негативно повлиять экстремально высокие или низкие температуры. Вы также должны установить их в вертикальном положении, иначе они выйдут из строя.
Залитые батареи имеют порты, которые можно снять сверху, чтобы добавить дистиллированную воду, когда она станет низкой.Свинцово-кислотные батареи с герметичным клапаном (VRLA)
Герметичные свинцово-кислотные батареи с клапанной регулировкой (VRLA) устраняют большую часть потребностей в техническом обслуживании своих залитых аналогов.Как следует из их названия, они запечатаны необходимыми ингредиентами для правильной работы в течение всего срока службы вашей батареи.
Так как они герметичны, при разряде химическая реакция начинает повышать давление газообразного водорода. Большая часть этого газа рекомбинируется обратно в воду в батарее, но во время быстрой зарядки или разрядки давление газа может превышать требования безопасности батареи. Регулирующий клапан используется для сброса этого избыточного давления, но, к сожалению, в то же время медленно снижает емкость аккумулятора.
Их также довольно легко найти во время замены. Срок службы герметичных свинцово-кислотных батарей примерно такой же, как у залитых (2-8 лет), и, как правило, они стоят несколько сотен долларов.
Аккумулятор этого типа VRLA не подлежит ремонту ПлюсыОтсутствие технического обслуживания означает более беспроблемную жизнь для вас. Хотя они дороже, чем залитые батареи, они по-прежнему остаются одними из самых экономичных вариантов батарей. Однако в расчете на поставленную энергию эти батареи будут стоить больше, чем залитые батареи.
МинусыКак уже упоминалось, повышение цен может быть важным для покупателей, заботящихся о затратах. Невозможность обслуживать аккумулятор также может привести к неоптимальным характеристикам в течение срока их службы из-за потери некоторого количества газа. Правильно обслуживаемый залитый свинцово-кислотный аккумулятор прослужит дольше герметичного аккумулятора, но плохо обслуживаемый залитый аккумулятор будет иметь более короткий срок службы, чем герметичный аккумулятор.
Гелевые батареи 12 В
Следующим шагом вперед в производстве свинцово-кислотных аккумуляторов 12 В является гелевый аккумулятор.Гелевые батареи подвешивают свои свинцовые пластины внутри более толстого геля вместо жидкости и считаются типом батарей VRLA. Гелевые аккумуляторы на 12 В обычно служат от 2 до 5 лет и стоят от 100 до 800-900 долларов. Стоимость обычно возрастает по мере увеличения емкости аккумулятора.
Плюсы Гелевые батареине требуют регулярного обслуживания, и вам не нужно беспокоиться о вытекании жидкости, как в случае залитых батарей. Благодаря этому их не нужно устанавливать вертикально.Они также хорошо работают при высоких температурах, в отличие от других типов свинцово-кислотных аккумуляторов. Это делает их широко используемыми в особых случаях или в качестве высокотемпературных пусковых батарей для двигателей.
Минусы Гелевые аккумуляторытребуют большей осторожности при зарядке, чтобы убедиться, что они не повреждены. Для них требуется конкретный тип контроллера заряда и более медленные циклы зарядки при более низком напряжении. Все это означает увеличение стоимости всей системы, помимо стоимости ваших батарей.Как и для других свинцово-кислотных аккумуляторов, для этих аккумуляторов не подходят глубокий разряд и быстрая перезарядка.
AGM 12 В аккумуляторы
Что такое аккумулятор AGM? Это технология абсорбирующего стеклянного мата (AGM), которая представляет собой герметичные свинцово-кислотные батареи.
В аккумуляторах AGM 12 В свинцовые пластины находятся между матами из стекловолокна, насыщенного электролитом. Это позволяет повысить эффективность разрядки и перезарядки. Аккумуляторы AGM обычно служат 4-7 лет и стоят от 200 долларов.
Плюсы АккумуляторыAGM не требуют регулярного обслуживания, герметичны и хорошо работают при большинстве температур. Они также не требуют специального зарядного оборудования и ухода, необходимого для гелевых аккумуляторов, и, как правило, имеют более длительный срок службы.
МинусыЗа эти дополнительные преимущества приходится платить. Аккумуляторы AGM могут быть значительно дороже свинцово-кислотных или гелевых аккумуляторов аналогичной емкости.
Задачи для всех типов свинцово-кислотных аккумуляторов
Все батареи, которые мы обсуждали до сих пор, представляют собой разновидности технологии свинцово-кислотных аккумуляторов и используют одну и ту же внутреннюю химическую реакцию.Из-за этого все они страдают схожими недостатками в эксплуатационных характеристиках.
Все типы свинцово-кислотных аккумуляторов требуют строгих требований к использованию и зарядке для обеспечения полного срока службы. Чтобы получить полный срок службы этих батарей, необходим мониторинг уровней разряда и заряда, поскольку глубокая разрядка и частичная зарядка могут повредить батарею. Эти батареи также имеют длительное время перезарядки и требуют особого цикла абсорбционной зарядки для полной зарядки. Это делает свинцово-кислотные батареи плохим выбором для приложений, требующих большого количества циклов зарядки и разрядки, например, для возобновляемых источников энергии.
Типы литий-ионных батарей 12 В
Литий-ионные батареиотносительно новые и в настоящее время являются самыми дорогими из батарей 12В. Однако они предлагают множество преимуществ для тех, кто желает обновиться. В отличие от своих свинцово-кислотных аналогов, литий-ионные батареи работают с использованием соли лития для создания более эффективного накопления электроэнергии. Литий-ионные батареи RV стоят около 900 долларов каждая.
Плюсы Литий-ионные аккумуляторыобладают самой высокой емкостью из всех типов аккумуляторов RV 12 В и имеют самую быструю и эффективную зарядку.Кроме того, они служат дольше всего, прежде чем потребуется их замена, иногда в 3-5 раз дольше, чем у традиционных батарей. Литий-ионные батареи легче и не требуют регулярного обслуживания, как батареи других типов.
Наконец, в отличие от свинцово-кислотных аккумуляторов, литий-ионные аккумуляторы могут разряжать больше накопленной энергии, не повреждая аккумулятор и не снижая мощность. Благодаря всем этим преимуществам зарядки этот тип батареи очень хорошо справляется с повторяющимися и частичными задачами зарядки, такими как солнечные энергосистемы.
Литий-ионные батареи можно устанавливать где угодно, и они не должны соответствовать существующим формам и размерам. Батарея Battle Born GC3 имеет другой форм-фактор, который обладает большой мощностью и уникальной формой, предназначенной для установки в любом месте. Минусы Литий-ионные батареи— безусловно, самые дорогие из всех имеющихся типов 12-вольтных батарей. Кроме того, поскольку литий-ионная технология является более новой, вам нужно будет обновить не только ваши батареи, если вы хотите перейти на систему литий-ионных аккумуляторов.
Однако литий-ионные батареи служат намного дольше, и в них также используется электроника, которая защищает батарею и вас. В целом это делает аккумулятор намного безопаснее, чем свинцово-кислотная альтернатива.
Наконец, они ограничивают ток до значения, указанного на паспортной табличке. Это означает, что большинство литий-ионных аккумуляторов на 12 В не будут работать в качестве аккумулятора для запуска двигателя.
Литий-ионные аккумуляторы на 12 В лучше всего подходят для аккумуляторов.Как выбрать лучший тип батареи на 12 В для вас
Выбор наиболее подходящего для вас типа 12-вольтовой батареи — это поиск компромиссов.У каждого типа батареи есть свои преимущества и недостатки, и они могут различаться в зависимости от вашего стиля поездки на жилом доме или путешествия.
RVer с ограниченным бюджетом может пойти на более дешевые залитые свинцово-кислотные батареи, даже если долгосрочная стоимость будет выше. Те, кто часто работает при очень высоких или низких температурах, могут захотеть отказаться от свинцово-кислотных аккумуляторов, однако в пользу литий-ионных аккумуляторов, которые будут защищать себя и работать лучше.
Гелевые аккумуляторыустраняют некоторые из этих проблем, но владельцу должно быть комфортно с дополнительными требованиями к зарядке.
RV тем, кто ищет батареи, не требующие особого обслуживания, следует сосредоточить внимание на герметичных свинцово-кислотных, гелевых, AGM или литиевых батареях и вообще игнорировать залитые свинцово-кислотные батареи.
Литий-ионные батареи— очевидный лучший выбор, так как они сочетают в себе оптимальное сочетание безопасности, низких эксплуатационных расходов, эффективности, длительного срока службы и мощности.
Для чего вам нужна энергия? Наши литий-ионные аккумуляторы Battle Born позволяют тысячам людей хранить энергию, чтобы воплощать свои мечты в жизнь, где бы они ни находились!Выберите лучший тип аккумулятора 12 В для своего приключения
Все типы 12-вольтовых батарей могут показаться сложными, но в конечном итоге результаты будут одинаковыми.Как только вы поймете свои потребности и бюджет, вы сможете использовать все плюсы и минусы, которые мы обсудили, чтобы сделать лучший выбор для вас и вашего автофургона, чтобы оставаться в пути на долгие годы.
Мы рекомендуем вам проверить нашу линейку литий-ионных аккумуляторов, собранных прямо здесь, в США, для вашего следующего жилого дома, морского или автономного питания!
Хотите узнать больше об электрических системах и литиевых батареях?
Мы знаем, что строительство или модернизация электрической системы может быть сложной задачей, поэтому мы здесь, чтобы помочь.Наши специалисты по продажам и обслуживанию клиентов из Рино, штат Невада, готовы ответить на ваши вопросы по телефону (855) 292-2831!
Также присоединяйтесь к нам в Facebook, Instagram и YouTube, чтобы узнать больше о том, как системы с литиевыми батареями могут способствовать вашему образу жизни, увидеть, как другие построили свои системы, и обрести уверенность, чтобы выйти и остаться в стороне.
Присоединяйтесь к нашему списку контактов
Подпишитесь сейчас на новости и обновления в свой почтовый ящик. Глоссарий по батареям| Гель | Мокрый | Затопленные
Свинцово-кислотные батареи
Свинцово-кислотные батареи — самая старая форма аккумуляторных батарей. Перезаряжаемые батареи также называют «вторичными батареями».
Батареи этого типа примечательны тем, что они содержат жидкость в негерметичном контейнере, поэтому необходимо держать батарею в вертикальном положении и хорошо проветривать зону, чтобы обеспечить безопасное рассеивание газообразного водорода, выделяемого этими батареями во время перезарядки.
Несмотря на очень низкое отношение энергии к весу и низкое отношение энергии к объему, их способность обеспечивать высокие импульсные токи означает, что элементы поддерживают относительно большое отношение мощности к весу. Эти особенности, наряду с их низкой стоимостью, делают их привлекательными для использования в автомобилях, поскольку они обеспечивают высокий ток, необходимый для автомобильных стартеров.
Узнайте больше о разнице между автомобильными аккумуляторами и аккумуляторами глубокого разряда.
Лицензия: Некоторая информация на этой странице была взята из Википедии и поэтому выпущена под лицензией CC-BY-SA.
Аккумуляторы с жидким электролитом или залитые батареи
Аккумуляторы мокрые или залитые аккумуляторные батареи работают с жидким раствором электролита (аккумуляторная кислота), покрывающим все внутренние части. При перезарядке мокрые батареи выделяют газ. Этот газ должен улетучиваться, поэтому некоторые называют этот тип батареи вентилируемой батареей . Некоторые типы влажных батарей заявляют, что они «герметичны». Это батареи типа VRLA (см. Ниже).
Влажные элементы до сих пор широко используются в автомобилях, стационарных (больших) источниках бесперебойного питания и, конечно же, в автономных энергосистемах.
Сухие элементы или герметичные батареи
Сухие элементы или герметичные батареи составляют большинство батарей, используемых в доме, и встречаются во многих предметах домашнего обихода, включая фонарики, игрушки, радио, фотоаппараты, электроинструменты, мобильные телефоны и портативные компьютеры.
«Сухой элемент» — это антоним аккумуляторным батареям с жидким электролитом. Компания Rainbow Power воздерживается от использования термина «сухой элемент», поскольку он может вводить в заблуждение. Во-первых, сухие батареи не такие сухие, как следует из названия: они содержат влагу в пасте или коврике.Во-вторых, мокрые батареи обычно поставляются без кислоты, которая буквально делает их сухими. (Предостережение: использование влажных батарей в «сухом» состоянии приведет к «мертвым» батареям)
«Герметичный» также немного вводит в заблуждение, поскольку ни один свинцово-кислотный аккумулятор не является действительно герметичным. В большинстве случаев герметичная батарея рекомбинирует кислород, образующийся на положительных пластинах, с водородом отрицательных пластин. Однако батарея может создавать избыточное давление, которое необходимо сбросить, чтобы предотвратить взрыв.
Поэтому мы предпочитаем термин «свинцово-кислотная батарея с клапанной регулировкой» (VRLA).См. Следующую вкладку.
Свинцово-кислотные батареи с клапанным регулированием
Свинцово-кислотные батареи с клапанным регулированием (или аккумулятор VRLA) — это улучшенный тип аккумуляторных батарей с жидким электролитом. Благодаря своей конструкции батареи VRLA не требуют регулярного добавления воды в элементы и обычно рекламируются как батареи, не требующие обслуживания. Батареи VRLA далее классифицируются как:
- Батареи с абсорбированным стеклом (AGM)
- Гелевые батареи
Эти батареи часто называют герметичными свинцово-кислотными батареями , но они всегда включают предохранительное давление. предохранительный клапан.В отличие от влажных (также называемых затопленных ) батарей, VRLA не может пролить свой электролит, если он перевернут. Поскольку в аккумуляторах AGM VRLA используется гораздо меньше электролита (аккумуляторной кислоты), чем в традиционных свинцово-кислотных аккумуляторах, их также иногда называют конструкцией с «кислотным голоданием».
Батареи из абсорбированного стекломата
Батареи из абсорбированного стекломата (AGM) изначально были разработаны для военных как термостойкий и устойчивый к вибрации источник питания.Эти батареи удерживают электролит на сепараторе стекломата.
Некоторые преимущества перед аккумуляторными батареями с жидким электролитом:
- отсутствие разливов кислоты
- низкие эксплуатационные расходы (не требуется дозаправка)
- термостойкость (работа при -20 ° C)
- устойчивость к вибрации
- они могут быть (иногда! ) разряжены намного глубже без серьезных повреждений
- они могут заряжаться намного быстрее
Гелевые батареи
Гелевые батареи (также известные как «гелевые элементы») представляют собой батареи типа VRLA с «гелеобразным» электролитом.В отличие от свинцово-кислотных аккумуляторов с жидким электролитом, эти аккумуляторы не нужно хранить в вертикальном положении. Гелевые батареи уменьшают испарение электролита, утечку (и последующие проблемы с коррозией), характерные для батарей с жидкими элементами, и обладают большей устойчивостью к экстремальным температурам, ударам и вибрации. По химическому составу они такие же, как мокрые (не герметичные) батареи, за исключением того, что сурьма в свинцовых пластинах заменена кальцием.
Литиевые батареи
Литиевые батареи — это одноразовые неперезаряжаемые батареи (или «первичные» батареи), которые используются в небольших устройствах, таких как калькуляторы или таймеры, и известны своим долгим сроком службы.Их также называют литий-металлическими батареями. RPC не продает литий-металлические батареи или первичные батареи в этом отношении. Термин «Литиевые батареи», однако, также иногда (неправильно) используется в качестве заголовка для различного химического состава перезаряжаемых литий-ионных батарей.
Литий-ионные батареи
Литий-ионные батареи, или сокращенно Li-ion, представляют собой аккумуляторные батареи с очень высокой плотностью энергии. Это приводит к меньшему размеру и весу батарей по сравнению с батареями других технологий или химического состава.У них также очень низкая скорость саморазряда, а это означает, что они имеют длительный срок хранения; Фактически, литий-ионные батареи остаются почти полностью заряженными даже после многих недель хранения. Самым большим преимуществом является высокая емкость заряда и разряда. Литий-ионные аккумуляторы могут обеспечивать до 100% своей номинальной емкости.
Существует несколько типов литий-ионных батарей с различным химическим составом и другими характеристиками. RPC рекомендует использовать фосфат лития-железа для автономных солнечных систем.
Литий-железо-фосфатные батареи
Литий-железо-фосфатные батареи или LiFePO 4 Батареи представляют собой литий-ионные батареи с плотностью энергии, которая немного ниже, чем у других литий-ионных аккумуляторов (например, LiCoO 2 ) так как они имеют более низкое рабочее напряжение. Однако из-за химического состава катода из фосфата железа LiFePO 4 практически негорючие — даже при быстрой зарядке или разрядке. Этот аспект безопасности дает литий-железофосфату преимущество перед другими химическими веществами, поскольку в домашних условиях часто встречаются всплески высоких токов.Кроме того, LiFePO 4 может обеспечивать более высокие пиковые токи, чем другие литий-ионные батареи.
Общие типы батарейБатареи — это группы электрохимических ячеек, соединенных в серию или параллельно . Параллельные соединения (все аноды соединены, все катоды соединены) не приводят к изменению общего напряжения цепи, в то время как при последовательном соединении (анод одной ячейки с катодом следующей) напряжение умножается на количество ячеек. На этой схеме показано параллельное соединение четырех ячеек на 1,5 В, а на нижнем рисунке показаны аналогичные элементы, подключенные последовательно. Чтобы накапливать электрическую энергию, элементы должны быть легко обратимыми.
|
Какая батарея самая лучшая? — Battery University
Нас часто озадачивают объявления о новых батареях, которые, как говорят, обладают очень высокой плотностью энергии, обеспечивают 1000 циклов заряда / разряда и тонкие как бумага.Они настоящие? Возможно — но не в одном аккумуляторе. Хотя один тип батарей может быть рассчитан на малый размер и длительное время работы, этот аккумулятор не прослужит долго и изнашивается преждевременно. Другой аккумулятор может быть рассчитан на долгий срок службы, но его размер будет большим и громоздким. Третья батарея может обеспечить все желаемые характеристики, но цена будет слишком высокой для коммерческого использования.
Производители аккумуляторов хорошо осведомлены о потребностях клиентов и в ответ предлагают пакеты, которые лучше всего подходят для конкретных приложений.Индустрия мобильных телефонов — пример умной адаптации. Акцент делается на небольшие размеры, высокую удельную энергию и невысокую цену. На втором месте — долголетие.
Надпись NiMH на батарейном блоке не гарантирует автоматически высокую плотность энергии. Например, призматический никель-металлогидридный аккумулятор для мобильного телефона имеет тонкую форму. Такой пакет обеспечивает плотность энергии около 60 Втч / кг, а количество циклов составляет около 300. Для сравнения, цилиндрический NiMH аккумулятор обеспечивает плотность энергии 80 Втч / кг и выше.Тем не менее, количество циклов этой батареи от умеренного до низкого. NiMH аккумуляторы высокой прочности, выдерживающие 1000 разрядов, обычно упаковываются в громоздкие цилиндрические элементы. Плотность энергии этих ячеек составляет скромные 70 Втч / кг.
Компромиссы существуют и в отношении литиевых батарей. Литий-ионные блоки производятся для оборонных приложений, плотность энергии которых намного превышает их коммерческий эквивалент. К сожалению, эти литий-ионные аккумуляторы сверхвысокой емкости считаются небезопасными в руках населения, а высокая цена делает их недоступными для коммерческого рынка.
В этой статье мы рассмотрим преимущества и ограничения серийного аккумулятора. Так называемые чудо-батареи, которые просто живут в контролируемой среде, исключаются. Мы тщательно изучаем батареи не только с точки зрения удельной энергии, но и с точки зрения долговечности, характеристик нагрузки, требований к техническому обслуживанию, саморазряда и эксплуатационных расходов. Поскольку никель-кадмиевые батареи остаются стандартом, с которым сравнивают другие батареи, мы сравниваем альтернативные химические составы с этим классическим типом батарей.
Никель-кадмий (NiCd) — зрелый и хорошо изученный, но с относительно низкой плотностью энергии.NiCd используется там, где важны долгий срок службы, высокая скорость разряда и экономичная цена. Основные области применения — двусторонняя радиосвязь, биомедицинское оборудование, профессиональные видеокамеры и электроинструменты. NiCd содержит токсичные металлы и не наносит вреда окружающей среде.
Никель-металлогидрид (NiMH) — имеет более высокую плотность энергии по сравнению с NiCd за счет сокращения срока службы. NiMH не содержит токсичных металлов. Приложения включают мобильные телефоны и портативные компьютеры.
Свинцово-кислотный — наиболее экономичный для приложений с большой мощностью, где вес не имеет большого значения.Свинцово-кислотные батареи являются предпочтительным выбором для больничного оборудования, инвалидных колясок, аварийного освещения и систем ИБП.
Литий-ионный (Li-ion) — самая быстрорастущая аккумуляторная система. Литий-ионный используется там, где первостепенное значение имеют высокая плотность энергии и легкий вес. Технология хрупкая, и для обеспечения безопасности требуется схема защиты. Приложения включают портативные компьютеры и сотовые телефоны.
Литий-ионный полимер (литий-ионный полимер) — предлагает атрибуты литий-ионного аккумулятора в сверхтонкой геометрии и упрощенной упаковке.Основное применение — мобильные телефоны.
На рис. 1 сравниваются характеристики шести наиболее часто используемых систем аккумуляторных батарей с точки зрения плотности энергии, срока службы, требований к упражнениям и стоимости. Цифры основаны на средних номиналах имеющихся в продаже батарей на момент публикации.
| NiCd | NiMH | Свинцово-кислотный | Литий-ионный | Литий-ионный полимер |
(включая периферийные цепи) в мОм
Блок 6 В
Пакет на 12 В
7.Пакет на 2 В
Пакет на 7,2 В
Пакет на 6 В
300 2
500
(до 50%)
— пик
— лучший результат
20C
1C
5C
0,5C или ниже
5C 7
0,2C
> 2C
1C или ниже
1C или ниже
1C или ниже
0.5C
0,2C или ниже
60 ° C
60 ° C
60 ° C
60 ° C
60 ° C
65 ° C
(долл. США, только для справки)
(7,2 В)
(7,2 В)
(6 В)
(7,2 В 4 В)
100 долл. США
(7,2 В)
(9 В)
Преимущества и ограничения NiCd аккумуляторов | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Рисунок 2: Преимущества и ограничения NiCd аккумуляторов. Никель-металл-гидридная (NiMH) батареяИсследование системы NiMH началось в 1970-х годах как средство обнаружения того, как хранить водород для никель-водородной батареи .Сегодня никель-водородные батареи используются в основном для спутниковой связи. Они громоздкие, содержат стальные баллончики высокого давления и стоят тысячи долларов за элемент. В первые дни экспериментов с никель-металлгидридными батареями металлогидридные сплавы были нестабильны в окружающей среде элемента, и желаемые рабочие характеристики не могли быть достигнуты. В результате разработка NiMH замедлилась. В 1980-х годах были разработаны новые гидридные сплавы, которые были достаточно стабильны для использования в электролизере.С конца 1980-х годов NiMH неуклонно совершенствовалась. Успех NiMH обусловлен его высокой плотностью энергии и использованием экологически чистых металлов. Современные никель-металлгидридные аккумуляторы обеспечивают на 40 процентов более высокую плотность энергии по сравнению с никель-кадмиевыми сплавами. Есть потенциал для еще более высоких возможностей, но не без некоторых отрицательных побочных эффектов. NiMH менее долговечен, чем NiCd. Езда на велосипеде под большой нагрузкой и хранение при высокой температуре сокращает срок службы. NiMH страдает от высокого саморазряда, который значительно больше, чем у NiCd. NiMH заменяет никель-кадмиевые на таких рынках, как беспроводная связь и мобильные вычисления. Во многих частях мира покупателю рекомендуется использовать никель-металлогидридные, а не никель-кадмиевые батареи. Это связано с заботой об окружающей среде по поводу небрежной утилизации использованной батареи. Эксперты согласны с тем, что NiMH значительно улучшился с годами, но ограничения остаются. Большинство недостатков присущи никелевой технологии и присущи никель-кадмиевым батареям. Широко признано, что NiMH — это промежуточный этап в технологии литиевых батарей.
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||