Аккумуляторные батареи это: — Аккумуляторные батареи | Купить в магазине компании «АККУТРЭЙД ПЛЮС»

Виды аккумуляторов « МегаБат

Аккумуляторная батарея предназначена для накопления электроэнергии и последующего использования ее в качестве источника питания.

Среди аккумуляторных батарей в настоящее время занимают лидирующее положение свинцово-кислотные аккумуляторные батареи, т.к. выгодно отличаются от батарей с применением других химических процессов. Свинцово-кислотные батареи в сравнении с другими батареями имеют достаточно хорошие технические параметры при относительно невысокой цене.

В зависимости от функционального назначения различают 3 основных вида свинцово-кислотных аккумуляторных батарей. Это стартерные, тяговые и стационарные. К каждому из этих видов аккумуляторных батарей существуют различные требования.

Стартерные аккумуляторные батареи используются в основном для запуска двигателя, кроме того, как аварийный источник питания при выходе из строя генератора. При этом основное требование к батарее — это способность при относительно большом значении тока нагрузки (при пуске двигателя, нагрузка на аккумуляторную батарею может превышать 300А.), сохранить минимальное падение напряжения.

Тяговые аккумуляторные батареи предназначены для комплектования батарей, используемых в качестве источников энергии для электрических средств транспорта, электрических средств тяги, подъемно-транспортного оборудования и электрических дорожных машин. Особенность эксплуатации тяговых аккумуляторных батарей — это постоянная нагрузка, и зачастую батарея при использовании ежедневно проходит цикл заряд-разряд.

Стационарные аккумуляторные батареи используются в качестве источника постоянного тока на электрических станциях и подстанциях, телеграфных и телефонных узлах связи, в режимах постоянного подзаряда и заряда-разряда, в качестве источников постоянного тока на объектах энергетики и связи.

По конструкции свинцово-кислотные аккумуляторные батареи можно разделить на батареи с жидким электролитом — обслуживаемые и необслуживаемые — и батареи с регулируемыми клапанами (VLRA — Valve Regulated Lead Acid batteries) — с увлажненными сепараторами и с гелевым электролитом.

В различной технической литературе можно встретить такие названия батарей, как SLA — Sealed Lead Acid batteries — герметичные свинцово-кислотные батареи, относящиеся к VRLA батареям. Хотя это не вполне соответствует истине: абсолютно герметичных батарей не существует по той причине, что во всех них используется клапаны для снижения внутрикорпусного давления. Очень часто, подчеркивая это, вместо термина «герметичные батареи» употребляют термин «герметизированные батареи». Встречается также название Gelcell — торговая марка гелевых батарей. Стартерные батареи иногда сокращенно называют SLI, что расшифровывается как Start, Light, Ignition — пуск, освещение, зажигание.

Свинцово-кислотные аккумуляторные батареи до сих пор остаются самыми надежными, долговечными и не требующими высоких эксплуатационных затрат химическими источниками тока.

В настоящее время производятся и активно эксплуатируются аккумуляторные батареи трех поколений:

1. Батареи первого поколения — батареи с жидким электролитом открытого или закрытого типа, имеющие емкость от 36 до 5328 Ач и срок службы от 10 до 20 и более лет. Батареи открытого типа не имеют крышек, и электролит непосредственно соприкасается с открытым воздухом.

Основные затраты при их эксплуатации — это затраты на обслуживание, связанные с необходимостью частой доливки дистиллированной воды, и расходы на содержание хорошо вентилируемых помещений, в которых их устанавливают. Батареи закрытого типа имеют специальные пробки, обеспечивающие задержку аэрозоли серной кислоты. Пробки для заливки электролита и добавления воды при эксплуатации вывинчиваются. Батареи закрытого типа могут быть и необслуживаемыми: от производителя они поставляются залитыми и заряженными, и в течение срока службы нет необходимости доливки воды, т. к. конструкция пробок таких батарей обеспечивает удержание ее паров в виде конденсата. Кроме использования в качестве стационарных, батареи закрытого типа являются основным типом батарей, используемых в автотракторной технике в качестве стартерных и тяговых.

2. Батареи второго поколения, которыми являются герметизированные гелевые батареи. В них вместо жидкого электролита используется гелеобразный, представляющий собой желе, полученное в результате смешивания раствора серной кислоты с загустителем (обычно это двуокись кремния SiO2 — силикагель). Технология производства гелевых батарей получила название GEL. Гелевые батареи в течение всего срока эксплуатации не нуждаются в обслуживании, их нельзя вскрывать. Для их подзаряда необходимо использовать зарядные устройства, обеспечивающие нестабильность напряжения заряда не хуже +/- 1% для предотвращения обильного газовыделения. Такие аккумуляторные батареи критичны к температуре окружающей среды.

3. Батареи третьего поколения — это герметизированные батареи с абсорбированным сепараторами электролитом. Часто их называют батареями, собранными по AGM-технологии. AGM — Abrsorbed in Glass Mat, т.е. технология, при которой электролит абсорбирован в сепараторах из стекловолокна, размещенных между электродами. Такой сепаратор представляет собой пористую систему, в которой капиллярные силы удерживают электролит. При этом количество электролита дозируется так, чтобы мелкие поры были заполнены, а крупные оставались свободными для свободной циркуляции выделяющихся газов.

По своим свойствам AGM батареи подобны гелевым, за исключением того, что газообразование в них существенно меньше, и меньшее влияние на работу оказывает температура окружающей среды. Как и для гелевых аккумуляторных батарей, для них требуются зарядные устройства, обеспечивающие нестабильность напряжения заряда не хуже +/-1%.

По типу электродов аккумуляторные батареи можно разделить на следующие основные виды:

1. Аккумуляторные батареи с намазными электродами. К данному типу аккумуляторных батарей относятся такие аккумуляторные батареи как СН, ОР, ТБ, OGi и пр. Как положительные, так и отрицательные электроды состоят из свинцовых пластин, на поверхности которых электрохимическим способом формируется слой активной массы. Имеют небольшой срок службы. Наибольшее распространение технология получила в сфере производства автомобильных аккумуляторных батарей. Использование тяговых и стационарных аккумуляторных батарей с намазными платинами экономически нецелесообразно (за исключением отдельных случаев — батареи AGM, GEL и пр.).
2. Аккумуляторные батареи с панцирными (трубчатыми) электродами. К данному типу аккумуляторных батарей относятся такие аккумуляторные батареи как PzS, OPzS, OPzV и пр. Особенностью исполнения батарей является изготовление положительного электрода по панцирной технологии, а отрицательного — по традиционной, намазной. Как известно, положительный электрод отвечает за отдаваемую емкость, и, как правило, при длительных режимах разрядов склонен к осыпанию активной массы, что в свою очередь приводит к уменьшению емкости, а также возникновению коротких замыканий, оголению решетки, нарушению электрического контакта и т. д. При использовании панцирной технологии (набивка активной массы в панцирь из стеклоткани, в который помещен токоотвод особой конструкции) исключается осыпание активной массы, увеличивается вибростойкость, результат этого — многократное увеличение ресурса батареи.
3. Аккумуляторные батареи с электродами типа Планте. К данному типу аккумуляторных батарей относятся такие аккумуляторные батареи как СК, БП, Groe и пр. Длительный срок службы и максимальная надежность в ключевых системах безопасности являются отличительной особенностью этого типа батарей. Аккумуляторы данного типа выпускаются емкостью от 75 до 2600 А/ч. Аккумуляторы обладают очень низким внутренним сопротивлением, что обуславливает исключительно стабильное напряжение, особенно, при больших токах разряда. При средней окружающей температуре +20С и в условиях постоянного подразряда с нечастыми разрядами срок службы достигает максимального. В аккумуляторах применяются положительные электроды поверхностного типа (электроды Планте) и отрицательные намазные электроды. Электроды Планте изготовлены из чистого рафинированного свинца, имеют ламельную структуру и обладают очень большой поверхностью. В отрицательны электродах намазного типа активная масса находится в ячейках токопроводящей решетки, изготовленной из коррозионно-стойкого сплава. Саморазряд составляет приблизительно 0,1% в день.

Существуют и другие типы электродов, основанные на инновационных разработках отдельных компаний. В целом же к основным и наиболее распространенным типам электродом следует отнести электроды, приведенные выше.

Товар 95 Добавить в корзину шт. ОК

Аккумуляторные батарейки: какие бывают, как выбрать?

В мире окружающих нас гаджетов особую ценность имеют источники энергии. Садиться поближе к розеткам, носить с собой внешние аккумуляторы для телефонов – это уже вполне стандартное поведение для нас. Аккумуляторные батарейки в наших девайсах требуют регулярной подзарядки, в отличие от «обычных» батареек. Их многие привыкли просто выбрасывать после использования. О последствиях попадания батареек в землю раньше не раздумывали. Теперь, однако, куда проще уберечь природу от загрязнения, сдав батарейку в пункт приёма. Еще один способ обезопасить природу – использование аккумуляторных батарей. Они намного дороже обычных, и поэтому преимущества их перед одноразовыми батарейками не всем очевидны. А они есть, не считая даже заботу о природе.

Выгода от использования аккумуляторов сразу заметна на прожорливых приборах. Нетрудно посчитать, что регулярная замена батареек в фотоаппаратах, игрушках и в других подобных устройствах влетает в копеечку. Так что аккумуляторы, купленные однажды, сберегут ваш семейный бюджет.

Не спешите, однако, заменять все батарейки в доме на аккумуляторы. Настенные часы или пульт от телевизора фактически годами могут жить на одной батарейке. После истощения запаса энергии, вы просто покупаете новую. С аккумуляторами ситуация получится иная: они разряжаются быстрее, чем обычные батарейки и, внимание, у них есть срок службы. Т.е. вы в течение срока службы аккумуляторов сэкономите пару десятков комплектов батареек для игрушечной машинки, но если поставить аккумуляторы в настенные часы, то, увы, перезаряжаемая батарейка умрет от старости прежде, чем вы успеете сэкономить на её перезарядках. Не стоит использовать аккумуляторы в агрессивных температурных условиях. Например, если нужен элемент питания для выносного датчика метеостанции или кнопки для дверного звонка, то обычные одноразовые батарейки будут лучшим вариантом.

Определив однозначно, в каких устройствах вам стоит поменять батарейки на аккумуляторы, можно отправляться на поиски. Используя, например, каталог http://price.ua/catalog10499.html ищете аккумуляторы известных марок (чтобы не покупать кота в мешке), выбираете нужную ёмкость и форм-фактор. Подавляющее большинство аккумуляторов имеют стандартные размеры АА и ААА, экзотические батарейки труднее будет заменить на аккумуляторы.

Не забывайте и про зарядные устройства, ведь его качество – необходимое условие долговечной работы аккумуляторов. Некоторые из ЗУ не могут проверить уровень заряда батарей, прежде чем подавать ток. Т.е. электричество подается на аккумуляторы все время, пока те находятся в зарядном устройстве, независимо от текущего уровня заряда. Нетрудно догадаться, что подобная схема приносит элементам питания вред, если забывать вытаскивать заряженные аккумуляторы вовремя.

Емкость

Этот параметр напрямую характеризует быстроту разряда батарейки при использовании в приборе. Чем выше емкость, тем больше энергии она может запасти от одного заряда. Соответственно, батареи с большой емкостью дольше разряжаются и дольше заряжаются. Типичная емкость, например, пальчикового аккумулятора (АА) лежит в районе 2-3 тысяч мАч, т.е. миллиамперчасов. Величина емкости всегда указана крупными цифрами на самой батарее, так что ошибиться здесь сложно.

Материал аккумуляторов

Аккумулятор выглядят, как обычная батарейка, на которой, кроме прочего, написаны заветные символы Ni-MH или Ni-Cd, т. е. тип батарей – никель-металлогидридные и никель-кадмиевые. Первые более дружелюбны к природе, менее подвержены «эффекту памяти», когда батарейку нужно полностью разряжать, чтобы она не «забыла» свою номинальную ёмкость, но рассчитаны на меньшее количество циклов заряда-разряда. Обе модификации подвержены саморазряду, так что будьте готовы чаще ставить аккумуляторы на подзарядку, чем если бы вы просто меняли одноразовые батарейки. Причем чем выше емкость аккумулятора, тем быстрее он разряжается сам по себе, и Ni-MH разряжаются сами по себе быстрее, чем Ni-Cd.

LSD

Но решение этой проблемы тоже есть. Аккумуляторные батарейки с надписью LSD, означающей «low self-discharge», т.е. «низкий саморазряд» лишены описанной выше проблемы. Конечно, такие экземпляры дороже, но они, во-первых, часто продаются полностью заряженными, как обычные батарейки, чтобы можно было использовать их сразу после покупки. В то время как обычные аккумуляторы просто «предзаряжены», поэтому перед первым использованием их необходимо заряжать полностью. Во-вторых, аккумуляторы LSD хорошо подойдут, например, фотографам, которым очень важно всегда иметь полностью заряженные аккумуляторы.

Li-Ion

Литий-ионные аккумуляторы – это как раз не те, что мы привыкли видеть, как повседневные аккумуляторные батарейки. Литий-ионные элементы питания используются в телефонах, планшетах и прочей подобной технике. Они, конечно, лишены недостатков своих никель-металлгидридных собратьев, но стоят куда дороже и требуют к себе повышенного внимания. Например, им необходим контроллер заряда, без которого они могут просто взорваться от перезаряда. Поэтому, литий-ионный аккумулятор нужен вам только в том случае, если вы хотите заменить уже вышедший из строя другой литий-ионный аккумулятор. Это, по крайней мере, будет означать, что в устройстве есть контроллер заряда, который сможет правильно зарядить ваш аккумулятор. Да и вообще, литий-ионные аккумуляторы намеренно не выпускаются в формате привычных батареек в целях безопасности.

Пожалуй, это всё, что мы хотели рассказать вам об аккумуляторных батарейках. Вам стоит лишь определиться, где вы хотите их использовать и, возможно обзавестись дополнительным комплектом. Дело в том, что есть один ощутимый недостаток перезаряжаемых батарей – необходимость их заряжать, как ни странно. Т.е. если вам нужна бесперебойная работа устройства, то потребуются либо обычные батарейки на время зарядки аккумуляторов (а это не быстро – поделите емкость батареи на мощность зарядного устройства и получите примерное время зарядки в часах), либо второй комплект перезаряжаемых батарей. Экономьте ваш бюджет с помощью аккумуляторов и берегите Землю – не выбрасывайте батарейки в урну!

Аккумуляторные батареи

ТрансТеxСервис

Официальный дилер Volkswagen

Электроника совершенствуется с каждым днём, и всё больше приборов и блоков управления работают от бортовой сети автомобиля. Стартерная аккумуляторная батарея является поставщиком энергии №1 при пуске двигателя и одновременно служит в качестве основного источника энергии, производимой во время движения генератором.

Оригинальные аккумуляторные батареи Volkswagen

Энергия вашего автомобиля

Информация о продукте

Оригинальные стартерные аккумуляторные батареи Volkswagen безотказно обеспечивают необходимой энергией двигатель и все электрические приборы даже в самых неблагоприятных погодных условиях. Зимой гарантируют холодный пуск двигателя при температуре до –25 °С и надёжны жарким летом благодаря незначительному испарению воды из электролита. Предоставляется два года заводской гарантии.

Преимущества

• Надёжны и безопасны
• Гарантия холодного пуска до –25 °С
• Не требуют обслуживания
• Долгий срок службы
• Встроенный индикатор состояния (индикатор уровня электролита)

Быстрая проверка уровня заряда батареи

Высокая концентрация электролита, соответствующая хорошему состоянию батареи

Если аккумуляторная батарея изготовлена позднее 2009 г., можно проверять её состояние с помощью индикатора электролита. Индикатор имеет чёрный цвет? Это хороший признак. Индикатор стал ярко-жёлтым? Обратитесь на дилерское предприятие Volkswagen.

Аккумуляторная батарея — важный компонент автомобиля

Время от времени ваша аккумуляторная батарея требует замены. Почему? При разряде батареи на её свинцовых пластинах образуются стойкие кристаллы сульфата свинца, которые затрудняют прохождение электрического тока. Чем больше таких кристаллов образовывается, тем ниже становится ёмкость батареи.

Периодичность замены батареи

Длительная работа на холостом ходу, частые поездки на короткие расстояния: периодичность замены батареи зависит от множества факторов. Однако в качестве общего правила рекомендуется проверять аккумуляторную батарею раз в четыре года. Это обеспечит её надёжную работу в любых условиях.

Доверьте работу специалистам Volkswagen

Мы гарантируем безопасность для вас и вашего автомобиля Volkswagen. Доверьте замену батареи специалистам, ведь при выполнении этой операции следует учитывать множество различных факторов: электролит батареи — очень едкая жидкость, выходящие из батареи газы могут взорваться, а неправильная установка батареи может стать причиной повреждений автомобиля Volkswagen.

Почему важно использовать только оригинальные АКБ?

Рабочие свойства автомобильных аккумуляторных батарей значительно ухудшаются при низких температурах. При этом зимой для пуска двигателя и работы таких потребителей, как световые приборы, система вентиляции и отопления, требуется много энергии. Оригинальные стартерные аккумуляторные батареи Volkswagen безотказно обеспечивают необходимой энергией двигатель и все электрические потребители даже в самых неблагоприятных погодных условиях.

Как узнать дату производства АКБ?

Хотите проверить возраст вашей оригинальной стартерной аккумуляторной батареи Volkswagen? Нет ничего проще! Календарная неделя и год изготовления указаны на отрицательном выводе батареи.

Максимальная забота об окружающей среде

Хотите проявить заботу об окружающей среде? Большинство моделей Volkswagen обычно оснащаются такими функциями, как система «Старт-стоп» или использование энергии торможения. Необходимым условием для их работы является мощная стартерная аккумуляторная батарея.

Рекуперация

Использование энергии торможения

При уменьшении скорости или торможении часть кинетической энергии обычно теряется. Функция рекуперации обеспечивает частичное использование энергии торможения: в момент торможения автомобиля система намеренно подаёт на генератор увеличенную мощность, что приводит к усиленному заряду АКБ. Генератор преобразует кинетическую энергию в электричество, как динамо на велосипеде. Во время разгона автомобиля нагрузка на генератор снижается или совсем отсутствует. Почему? Теперь автомобиль использует энергию, которая была накоплена ранее в аккумуляторной батарее. Это экономит топливо и снижает токсичность отработавших газов.

Система «Старт-стоп»

Экономия топлива в условиях пробок

Система «Старт-стоп» отвечает за автоматический пуск и остановку двигателя, когда водитель нажимает педаль тормоза или отпускает её. Это позволяет экономить до 0,2 л 100 км при движении в городе. Необходимое условие: аккумуляторная батарея должна обладать особенной устойчивостью к цикличным нагрузкам, т. е. должна сохранять работоспособность в условиях частой зарядки и разрядки.

Любая информация, содержащаяся на настоящем сайте, носит исключительно справочный характер и ни при каких обстоятельствах не может быть расценена как предложение заключить  договор (публичная оферта). Фольксваген Россия не дает гарантий по поводу своевременности, точности и полноты информации на веб-сайте, а также по поводу беспрепятственного доступа к нему в любое время. Технические характеристики и оборудование автомобилей, условия приобретения автомобилей, цены, спецпредложения и комплектации  автомобилей, указанные на сайте, приведены для примера и могут быть  изменены в любое время без предварительного уведомления.

Батареи для электромобилей: в ЕС дают миллиарды на инновации и утилизацию | Экономика в Германии и мире: новости и аналитика | DW

Почему Евросоюз вдруг настолько озаботился аккумуляторами, что утверждает вторую за 14 месяцев многомиллиардную программу государственной поддержки их европейских производителей? Потому что магистральным направлением развития мирового автопрома становится выпуск электромобилей, их ключевым элементом являются именно аккумуляторные батареи, производство которых, однако, до самого последнего времени было сосредоточено в Азии и США.

В результате европейские автостроители могли оказаться в ситуации, когда им пришлось бы закупать на стороне главную деталь для своей продукции. Это стало угрожать конкурентоспособности и стратегическим перспективам одной из важнейших отраслей экономики Евросоюза. Поэтому надо было срочно переломить ситуацию.   

Марош Шевчович ждет революцию на рынке аккумуляторов

«Около трех лет назад аккумуляторная промышленность в ЕС практически отсутствовала. Сегодня Европа — глобальный центр батарейной отрасли», — подчеркнул Марош Шефчович, вице-президент Европейской комиссии (ЕК), главного исполнительного органа ЕС, давая 26 января «зеленый свет» проекту European Battery Innovation. Он признан «проектом, представляющим общеевропейский интерес» (IPCEI).

Тем самым Брюссель разрешил правительствам 12 стран выделить в общей сложности 2,9 млрд евро на государственную поддержку 42 компаний, разрабатывающих инновационные технологии производства и утилизации аккумуляторных батарей для электромобилей. Ожидается, что эти субсидии приведут к притоку еще 9 млрд евро частных инвестиций.

Производство аккумуляторных батарей на заводе Volkswagen в немецком Зальцгиттере

«Благодаря ориентации на батареи следующего поколения, этот мощный общеевропейский проект поможет произвести революцию на рынке аккумуляторов», — считает Марош Шефчович. По его словам, к 2025 году созданные в ЕС аккумуляторные батареи будут ежегодно приводить в движение не менее 6 миллионов новых электромобилей.

В первом «батарейном альянсе», субсидирование которого в размере 3,2 млрд евро ЕК одобрила в декабре 2019 года, участвовали 7 стран. Наряду с Германией, которая уже тогда выступила инициатором и координатором проекта, это были Бельгия, Италия, Польша, Финляндия, Франция и Швеция. Теперь к ним присоединились еще и Австрия, Греция, Испания, Хорватия, Словакия.

Цель: создание литий-ионных аккумуляторов 3-го и 4-го поколений

От государственной поддержки выиграют не только четыре десятка непосредственных получателей субсидий. ЕК указывает, что эти компании запланировали осуществить до 2028 года порядка 300 проектов, к которым будут привлечены свыше 150 партнеров со всей Европы — университеты, научные центры, малые и средние предприятия.  

Завод по производству лития в Боливии

В списке от Германии — 11 компаний. Самые известные из них — BMW и Tesla. Баварский автостроитель в рамках первого проекта IPCEI уже получает субсидии на разработку следующего поколения литий-ионных аккумуляторов. Теперь, в рамках второго проекта, ему предоставят господдержку на разработку еще одного поколения таких аккумуляторов, а также «для создания прототипа производственной установки по выпуску инновационных батарейных модулей и батарейных систем, более приспособленных для рециклинга», указывается в разъяснениях на сайте министерства экономики ФРГ (BMWI).

Кстати, над созданием «высокоэффективных машин и процессов для полностью автоматизированного производства литиумных батарей 3-го и 4-го поколения» будет работать и машиностроительная компания Manz из Ройтлингена — еще один получатель субсидий из немецкого списка.

Рециклинг, ресурсосбережение и снижение углеродного следа 

Появление в нем американской корпорации Tesla сначала может удивить. Однако с тех пор, как компания Илона Маска строит в Грюнхайде под Берлином завод по выпуску электромобилей и батарей, она как инвестор в экономику Германии имеет полное право на различные формы господдержки. «Центральная цель Tesla в этом проекте состоит в разработке и реализации прогрессивных методов производства и рециклинга литий-ионных батарей, чтобы существенно снизить их экологический след и их себестоимость», поясняет BMWI.

Грюнхайде под Берлином, ноябрь 2020. Строительство гигафабрики Tesla идет полным ходом

О рециклинге или утилизации, об экологических аспектах выпуска электромобилей и о ресурсосбережении речь идет в пояснениях и к другим участникам проекта. Среди них — компания SGL Carbon из Висбадена, разрабатывающая «для инновационных анодных материалов новейшие производственные процессы и концепции рециклинга». Благодаря «снижению углеродного следа, потребления материалов и энергии, а также увеличению жизненного цикла батарей» компания способствует достижению климатических целей ЕС, подчеркивает министерство.

В свою очередь, фирма ACI Systems из города Циммерн-об-Ротвайль получит от немецкого государства деньги на разработку конкурентоспособной технологии для получения «с минимизированным углеродным следом» лития из насыщенной солями природной воды.

Впредь аккумуляторные батареи будут Made in Europe

А фирме Liofit из Каменца будут предоставлены субсидии, поскольку она накапливает ценный ноу-хау для циркулярной экономики (экономики замкнутого цикла). Она специализируется на рециклинге литий-ионных аккумуляторных батарей для электровелосипедов и электросамокатов. «Эти аккумуляторы проверяются, разбираются, рекомбинируются, ремонтируются, а то, что больше нельзя использовать, измельчается с целью повторного использования сырья», указывает BMWI.

По мнению министра экономики ФРГ Петера Альтмайера (Peter Altmaier), полученное от ЕС разрешение на реализацию второго проекта поддержки всей цепочки производства аккумуляторных батарей Made in Europe создаст в Евросоюзе критическую массу для развития новой отрасли, вызовет широкомасштабные частные инвестиции и будет способствовать созданию новых, перспективных рабочих мест. Пока Азия еще лидирует с большим отрывом, но впредь «Германия и Европа будут сами создавать конкурентоспособные, инновационные и щадящие окружающую среду батареи», считает министр.

Смотрите также:

• Технологии хранения энергии из возобновляемых источников

  Электростанция из аккумуляторов

  Как хранить в промышленных масштабах излишки электроэнергии, выработанной ветрогенераторами и солнечными панелями? Соединить как можно больше аккумуляторов! В Германии эту технологию с 2014 года отрабатывают в институте общества Фраунгофера в Магдебурге (фото). По соседству, в Шверине, тогда же заработала крупнейшая в Европе коммерческая аккумуляторная электростанция фирмы WEMAG мощностью 10 МВт.

• Технологии хранения энергии из возобновляемых источников

  Большие батареи на маленьком острове

  Крупнейшие аккумуляторные электростанции действуют в США и странах Азии. А на карибском острове Синт-Эстатиус (Нидерландские Антилы) с помощью этой технологии резко снизили завоз топлива для дизельных электрогенераторов. Днем местных жителей, их около 4 тысяч, электричеством с 2016 года снабжает солнечная электростанция, а вечером и ночью — ее аккумуляторы, установленные фирмой из ФРГ.

• Технологии хранения энергии из возобновляемых источников

  Главное — хорошие насосы

  Гидроаккумулирующие электростанции (ГАЭС) — старейшая и хорошо отработанная технология хранения электроэнергии. Когда она в избытке, электронасосы перекачивают воду из нижнего водоема в верхний. Когда она нужна, вода сбрасывается вниз и приводит в действие гидрогенератор. Однако далеко не везде можно найти подходящий водоем и нужный перепад высот. В Хердеке в Рурской области условия подходящие.

• Технологии хранения энергии из возобновляемых источников

  Место хранения — норвежские фьорды

  Оптимальные природные условия для ГАЭС — в норвежских фьордах. Поэтому по такому кабелю с 2020 года подводная высоковольтная линия электропередачи NordLink длиной в 623 километра и мощностью в 1400 МВт будет перебрасывать излишки электроэнергии из ветропарков Северной Германии, где совершенно плоский рельеф, на скалистое побережье Норвегии. И там они будут храниться до востребования.

• Технологии хранения энергии из возобновляемых источников

  Электроэнергия превращается в газ

  Избытки электроэнергии можно хранить в виде газа. Методом электролиза из обычной воды выделяется водород, который с помощью СО2 превращается в метан. Его закачивают в газохранилища или на месте используют для заправки автомобилей. Идея технологии Power-to-Gas родилась в 2008 году в ФРГ, сейчас здесь около 30 опытно-промышленных установок. На снимке — пилотный проект в Рапперсвиле (Швейцария).

• Технологии хранения энергии из возобновляемых источников

  Водород в сжиженном виде

  Идея Power-to-Gas дала толчок разработкам в разных направлениях. Зачем, к примеру, превращать в метан полученный благодаря электролизу водород? Он и сам по себе отличное топливо! Но как транспортировать этот быстро воспламеняющийся газ? Ученые университета Эрлангена-Нюрнберга и фирма Hydrogenious Technologies разработали технологию его безопасной перевозки в цистернах с органической жидкостью.

• Технологии хранения энергии из возобновляемых источников

  В чем тут соль?

  Соль тут в тех круглых резервуарах, которые установлены посреди солнечной электростанции на краю Сахары близ города Уарзазат в Марокко. Хранящаяся в них расплавленная соль выступает в роли аккумуляторной системы. Днем ее нагревают, а ночью используют накопленное тепло для производства водяного пара, подаваемого в турбину для производства электричества.

• Технологии хранения энергии из возобновляемых источников

  Каверна в роли подземной батарейки

  На северо-западе Германии много каверн — пещер в соляных пластах. Одну из них энергетическая компания EWE и ученые университета Йены превратили в полигон для испытания технологии хранения электроэнергии в соляном растворе, обогащенном особыми полимерами, которые значительно повышают эффективность химических процессов. По сути дела, речь идет о попытке создать гигантскую подземную батарейку.

• Технологии хранения энергии из возобновляемых источников

  Крупнейший «кипятильник» Европы

  Человечество давно уже использует тепло для производства электроэнергии. Возобновляемая энергетика поставила задачу, наоборот, превращать электричество, в том числе и избыточное, в тепло (Power-to-Heat). Строительство в Берлине крупнейшего «кипятильника» Европы мощностью 120 МВт для отопления 30 тысяч домашних хозяйств компания Vattenfall намерена завершить к концу 2019 года.

• Технологии хранения энергии из возобновляемых источников

  Накопители энергии на четырех колесах

  Когда по дорогам мира будут бегать миллионы электромобилей с мощными аккумуляторными батареями, они превратятся в еще один крупный накопитель энергии из возобновляемых источников. Этому поспособствуют умные сети энергоснабжения (Smart grid): они будут стимулировать подзарядку по низким ценам в моменты избытка электричества. (На фото — заправка для электромобилей в Китае).

  Автор: Андрей Гурков

Лучшие аккумуляторные батареи 2021 года

Стоимость некоторых аккумуляторных батарей в три или четыре раза выше, чем у одноразовых. Однако с большинством брендов аккумуляторов вы вернете дополнительную авансовую стоимость после пяти зарядок. Не только это, но и вы будете помогать матери-природе.

В нашем руководстве мы фокусируемся на батареях AA и AAA, потому что это, безусловно, самые популярные размеры аккумуляторных батарей. Многие из брендов, которые мы рассматриваем, также предлагают свои батареи типоразмеров C и D.Фактически, Eneloop даже предлагает прокладки C и D, благодаря которым вы можете использовать батарейки AA в устройствах, требующих батарейки C и D.

Мы также специализируемся на никель-металлогидридных (NiMH) аккумуляторах с низким саморазрядом (LSD). Практически все перезаряжаемые батареи AA и AAA используют NiMH из-за их большой емкости, а батареи LSD являются лучшими, потому что они дольше удерживают заряд, когда ваше устройство не используется.

Емкость аккумулятора измеряется в миллиампер-часах (мАч).И большинство стандартных перезаряжаемых батареек AA рассчитаны на 2000 мАч, а AAA — на 800 мАч с небольшими, как правило, незначительными различиями между брендами. Вот почему многие эксперты рекомендуют просто обратить внимание на стоимость одной батареи и выбрать самый дешевый элемент известной марки. Вам следует избегать подделок и дисконтных брендов. Они редко бывают качественными и потенциально могут нанести вред вашим устройствам и зарядному устройству.

При исследовании лучших аккумуляторных батарей мы изучили тысячи отзывов покупателей и экспертов, а также рейтинги нескольких брендов.В нашем руководстве представлены доступные по цене батареи, соответствующие номинальной емкости и способные выдержать сотни циклов зарядки.

Обновлено 3/04/2021 Антонио Виллаш-Боас: Добавлен раздел часто задаваемых вопросов внизу руководства. Основано на предыдущем обновлении, в котором мы удалили наш предыдущий выбор лучших аккумуляторных батарей в целом, аккумуляторные батареи AmazonBasics, и наш предыдущий выбор лучших аккумуляторных батарей большой емкости AmazonBasics High-Capacity Rechargeable Batteries из-за недавних сообщений об обнаружении электроники AmazonBasics. Пожар.Хотя об этих батареях не было таких отчетов, было несколько обзоров, в которых упоминается утечка батарей. В настоящее время мы изучаем новые аккумуляторные батареи для возможного включения в это руководство.

8 лучших аккумуляторов 2019 | Стратег

Это «Зеленая неделя» в «Стратеге», где мы будем разговаривать с экспертами по экологическому образу жизни и искать в Интернете лучшие продукты, которые оставляют легкий след и решают небольшие домашние проблемы.

Оставайся включенным, как Базз. Фотография: Pixar

Здесь, в «Стратеге», нам нравится думать, что мы безумны (в хорошем смысле) в отношении того, что мы покупаем, но как бы нам ни хотелось, мы не можем попробовать все. Вот почему у нас есть Выбор народа , в котором мы находим продукты с лучшими отзывами и выделяем самые убедительные. (Вы можете узнать больше о нашей рейтинговой системе и о том, как мы выбираем каждый товар здесь .)

И хотя мы уже писали о множестве зарядных устройств, включая лучшее зарядное устройство для беспроводных телефонов , одно десятифутовое зарядное устройство для телефона и лучшие портативные зарядные устройства — вот и мы ‘ Мы собрали лучшие аккумуляторные батареи, получившие похвалу от самых восторженных обозревателей Amazon.

Около 1000 пятизвездочных обозревателей называют эти аккумуляторные батареи «долговечными».Один рецензент использует их в «автоматических свечах, компьютерных мышах, игровых контроллерах, телевизионных контроллерах, почти во всем, в чем у меня есть батарейки», и подтверждает, что они служат долго. Он говорит: «Единственная причина, по которой я получил больше, — это то, что я на исходе». Другой рецензент говорит, что он «обычно работает от трех до пяти лет без использования комплекта» даже при «интенсивном использовании и частой подзарядке». Один фотограф использует их для «вспышек горячим башмаком вне камеры», написав: «Аванс может отпугнуть некоторых людей, но, поверьте мне, вы сэкономите деньги в десять раз в долгосрочной перспективе.Больше не нужно гадать, достаточно ли сока у моих щелочей, чтобы дать мне энергию и время перезарядки, которые мне нужны. И больше не нужно бегать в магазин перед съемкой только для того, чтобы зарядить батарею ».

Десятки обозревателей используют эти аккумуляторные батареи для питания игровых контроллеров. Один обозреватель использует их для своего Xbox One и говорит, что из последнего набора у него осталось четыре года. «Их хватает на много часов после каждой зарядки», — добавляет он. Другой купил его «миллион лет назад», написав: «Я до сих пор их использую.Я использую одну из них в своей беспроводной мыши и заряжаю ее, может быть, раз в год, если это так ». Третий рецензент называет их «единственными перезаряжаемыми батареями, которые я буду использовать», потому что его последний комплект прослужил более пяти лет. Многие клиенты согласны с тем, что они работают хорошо, но в основном они просто в восторге от того, что они экологичны. «Иметь перезаряжаемые батареи — это здорово. Это лучше для окружающей среды и избавит вас от необходимости ходить в магазин за дополнительными продуктами », — пишет один рецензент.

А теперь несколько микровыступов для каждого типа аккумуляторной батареи, который вы, возможно, ищете.

Преимущество этих аккумуляторных батарей в том, что они поставляются предварительно заряженными, поэтому по прибытии они сразу же готовы к использованию. И эта предварительная зарядка длится. Один рецензент говорит, что эти батареи «проработали более 10 часов, прежде чем потребовалось заменить и перезарядить». Другой, кто использует эти батареи для своих «контроллеров, мышей и Swiffer», любит, что «их можно сразу вставить и начать». Один обозреватель предпочитает заряжать их перед первым использованием, на всякий случай, но говорит, что «полностью зарядить их можно быстро.Он также отмечает: «В литературе говорится, что их можно заряжать до 1000 раз, поэтому это означает, что они очень экономичны и должны прослужить долго». И еще один покупатель использует их каждый божий день «для чего угодно, от игр для Wii до использования Netflix, Hulu и других приложений», написав: «В среднем, этих батарей хватает примерно на три-четыре недели без подзарядки. ”

«После полной зарядки эти аккумуляторы работают очень долго», — говорит один из обозревателей этих аккумуляторных батарей.Многие игроки рекомендуют их, потому что они редко умирают в середине игры и могут длиться неделями. Один обозреватель использует их «в первую очередь в контроллерах Xbox One» и говорит: «У меня их пока, может быть, 16, но они служат так долго, что я продолжаю покупать больше, потому что продолжаю искать способы их использовать». Другой использует свой Xbox «ежедневно не менее двух часов» и говорит, что одной пары хватает «минимум на три-четыре недели без подзарядки». Другой клиент говорит, что это даже спасло их от семейной драмы, написав: «Теперь мои дети не будут вынимать батарейки из моей камеры для управления Wii.”

«У нас есть мотив деревенщины на заднем дворе: повсюду гирлянды солнечных фонарей, точечные светильники для маленьких статуй и пальм, а также вся хижина с подсветкой. Это позволяет мгновенно улучшить яркость освещения », — объясняет один из обозревателей аккумуляторных батарей AmazonBasics. И десятки других также используют их для своих солнечных фонарей. «Мы волновались, что нам придется заменить все фонари, но, к счастью, эти маленькие батарейки спасли положение», — пишет один обозреватель с солнечными лампами на своей палубе.Другой рецензент говорит: «У меня они есть в моем беспроводном наружном термометре, и большую часть января они упали до 30 ниже, и в них все еще есть заряд». Но даже те обозреватели, которые не любят гулять на свежем воздухе, любят эти батареи и ценят их долговечность, в том числе тот, кто пишет: «Большинству из них, которые у меня сейчас, исполнилось 4 года, и они постоянно подзаряжаются и используются для предметов с большим спросом, таких как фотоаппараты. , Радиоуправляемые машины, игровые контроллеры и т. Д. »

Эти аккумуляторы поставляются с подходящим зарядным устройством — особенность, которую ценят многие покупатели аккумуляторов впервые.Один покупатель, который говорит, что он явно предпочитает устройства с батарейным питанием, а не те, которые заряжаются напрямую, в том числе Walkman, купил этот конкретный набор, потому что комбинацию батареи и зарядного устройства легче использовать, чем другие бренды, которые он пробовал. «Rayo немного легче и легче вставляется и вынимается из зарядного устройства, не снимая металлических крышек», — добавляет он. И один геймер «влюблен в эти батарейки», написав: «В среднем я могу получить от батарей целую неделю игрового процесса (обычно я играю от трех до четырех часов в день, если не больше).Если батареи разрядятся, он добавляет: «Я кладу разряженные батареи обратно в зарядное устройство, и они заряжаются и готовы к работе в течение нескольких часов». Другой геймер, который использовал этот комплект зарядного устройства в течение четырех лет, говорит: «Подпружиненные контакты на моем зарядном устройстве выходят из строя, и этикетки на батареях отслаиваются, но угадайте, что… Они все еще заряжаются за шесть часов и дают мне четыре часа автономной работы. играть каждый раз в обязательном порядке ».

Многие обозреватели говорят, что это самые долговечные аккумуляторные батареи — и десятки говорят, что их пары у них уже более десяти лет, в том числе тот, кто использовал один и тот же набор более 12 лет и решил заменить их, потому что «после стольких годы подзарядки не держали заряд очень долго.Однако эти новые батареи имеют «такие же отличные характеристики, как и предыдущий набор». Другой рецензент использовал их всего около пяти лет, но сообщает даже после многих лет использования: «Они ни разу не доставили мне никаких проблем. Заряжаются просто нормально и держат заряд. Вы действительно не увидите никакого уменьшения удерживаемого заряда с течением времени ». Еще один обозреватель попробовал несколько брендов, прежде чем остановился на этих батареях через десять лет, заявив, что они «служат в три раза дольше», чем конкуренты. Другой покупатель говорит, что она была «абсолютно поражена», когда она поняла, что ее паре батарей Energizer 15 лет, и она все еще является зарядным устройством, добавив: «Я считаю, что этот бренд — лучшее соотношение цены и качества.”

Этот разнообразный пакет понравился обозревателям, которые используют не только батареи AA и AAA, поскольку он поставляется с адаптерами C и D, которые, по словам одного рецензента, «действительно удобны», потому что в них «используются батарейки AA». Как сказал другой покупатель: «Иметь адаптеры C и D — это хорошо, потому что вам нечасто нужны эти размеры, поэтому, когда вы это сделаете, все готово». Еще один рецензент протестировал множество различных брендов, но считает, что «Eneloop, безусловно, лучший из всех.Они держат заряд, сидя на полке, ожидая использования, а не разряжаются, как другие ». И еще десятки думают, что они долговечные. «Эти перезаряжаемые аккумуляторы невозможно превзойти. Я купил Super Power Pack и не могу поверить, как долго они прослужат, особенно по сравнению с другими перезаряжаемыми батареями, которые мы использовали раньше », — пишет один фотограф, который использует их для вспышек фотоаппаратов.

получить информационный бюллетень стратега

Действительно хорошие предложения, умные советы по покупкам и эксклюзивные скидки.

Strategist разработан для того, чтобы предлагать наиболее полезные, экспертные рекомендации по покупкам в обширном ландшафте электронной коммерции. Некоторые из наших последних достижений включают в себя лучшие средства для лечения акне , чемоданы на колесиках , подушки для бокового сна , естественные средства от беспокойства и банные полотенца .Мы обновляем ссылки, когда это возможно, но учтите, что срок действия предложения может истечь, и все цены могут быть изменены.

Каждый редакционный продукт выбирается независимо. Если вы покупаете что-то по нашим ссылкам, New York может получать партнерскую комиссию.

Перезаряжаемые батареи большой емкости на основе литий-металлических анодов с глубокой цикличностью

Значимость

Литий-металлический считается лучшим выбором анода для высокоэнергетических батарей, но существующие литий-металлические электроды обычно ограничены условиями неглубокого цикла (1 мАч см ⁻² ) и, следовательно, неэффективное использование (<1%).Мы получаем металлические Li-электроды с глубокой и стабильной циклической емкостью> 10 мАч см ^-2 , что обеспечивается медленным высвобождением LiNO ₃ в карбонатный электролит и его последующим разложением с образованием защитного слоя для обратимого, бездендритного и высокоэффективного электролита. плотное осаждение металлического Li. На основании этого мы демонстрируем Li-MoS ₃ (в соотношении, близком к стехиометрическому) элемент, демонстрирующий высокую площадь, удельную емкость и энергию.

Реферат

Открытие нового химического состава и материалов для создания перезаряжаемых батарей с большей емкостью и плотностью энергии имеет первостепенное значение.Хотя металлический литий является лучшим выбором в качестве анода для батареи, его низкая эффективность еще предстоит преодолеть. Было разработано множество стратегий для улучшения обратимости и увеличения срока службы металлических Li-электродов. Однако почти все результаты ограничиваются условиями неглубокого цикла (например, 1 мАч / см ^-2 ) и, следовательно, неэффективным использованием (<1%). Здесь мы получаем металлические Li-электроды, которые могут подвергаться глубокому циклированию при высоких емкостях 10 и 20 мАч см ^–2 со средней кулоновской эффективностью> 98% в коммерческом электролите LiPF ₆ / карбонат.Высокая производительность обеспечивается медленным высвобождением LiNO ₃ в электролит и его последующим разложением с образованием Li ₃ N и оксинитридов лития (LiN _x O _y ), содержащего защитный слой, который делает обратимым осаждение металлического Li без дендритов и высокой плотности. Используя разработанные Li-металлические электроды, мы сконструировали полную ячейку Li-MoS ₃ с материалами анода и катода в соотношении количества, близком к стехиометрическому.С точки зрения как емкости, так и энергии, нормированной либо на площадь электрода, либо на общую массу электродных материалов, наш элемент значительно превосходит другие аккумуляторные элементы лабораторного масштаба, а также современные литий-ионные аккумуляторы, представленные на рынке. .

Аккумуляторы с высокой плотностью энергии имеют первостепенное значение для хранения энергии. Развитие высокоэффективных батарей во многом зависит от разработки нового химического состава и материалов (1 – 9). При высокой теоретической емкости (3,860 мАч г ^-1 ) низкий окислительно-восстановительный потенциал (-3.040 В по сравнению со стандартным водородным электродом) и легкий вес (0,53 г · см ⁻³ ), металлический литий является лучшим выбором анода для литиевых и, возможно, всех аккумуляторных батарей (10 (– 15) . Однако прежде чем перезаряжаемые литий-металлические батареи станут жизнеспособными, необходимо преодолеть серьезные проблемы. Прежде всего, это низкая степень использования Li, плохая обратимость и образование дендритов во время циклирования, что является причиной таких явлений, как низкая кулоновская эффективность (CE), большая поляризация напряжения, плохое сохранение емкости и короткое замыкание, а также приводит к ранний выход из строя и критические проблемы безопасности батарей (11, 16⇓ – 18).Эта проблема особенно серьезна для электролита на основе карбоната, который является электролитом для всех коммерческих литий-ионных аккумуляторов (LIB). Еще одним препятствием является отсутствие катодного материала большой емкости, который можно было бы спаривать с металлическим Li в карбонатном электролите.

Многие стратегии, такие как суперконцентрированные электролиты (19, 20), добавки к электролитам на основе фторированных, азотистых и полисульфидных соединений (21, 22), искусственные межфазные структуры твердых электролитов (SEI) (23, 24), модификация сепаратора металлом. -органические каркасы и наноуглерод (25, 26), а также анодные структуры для размещения металлического Li (27⇓ – 29) продемонстрировали свою эффективность в повышении эффективности и увеличении срока службы металлических Li-электродов.Однако до сих пор почти все электрохимические измерения на электродах из металла Li ограничивались мелкими циклами (10, 16, 17, 23, 24, 28, 30, 31). Например, электрод, содержащий более 100 мАч см ^-2 Li, заряжается и разряжается только на глубину 1 мАч см ^-2 . Точно так же для полных элементов литий-металлических батарей катод часто сочетается с металлическим литиевым анодом, который находится в большом избытке (12, 26, 31), и в результате ни емкость, ни стабильность цикла не отражают реальную производительность полного элемента. .Таким образом, крайне важно разработать электроды из металлического лития с глубокой циклизацией и в дальнейшем реализовать полные элементы из металлического лития большой емкости на основе материалов катода и анода в стехиометрических соотношениях.

Здесь мы сообщаем об электродах из литиевого металла, которые могут подвергаться глубокому циклированию при высокой емкости 10 и 20 мАч см ^–2 со средним значением CE> 98% в коммерческом электролите LiPF ₆ / карбонат. Высокопроизводительные электроды становятся возможными благодаря медленному высвобождению и разложению LiNO ₃ , предварительно пропитанного в мембране сепаратора, который образует защитный слой толщиной микрометр из Li ₃ N и оксинитридов лития (LiN _x O _y ) в качестве основных активных компонентов и обеспечивает обратимое, бездендритное и высокоплотное осаждение металлического Li.Используя разработанные металлические Li-электроды, мы сконструировали полную ячейку Li-MoS ₃ с анодным (Li) и катодным (MoS ₃ ) материалами в соотношении количеств, близком к стехиометрическому. Исходя из общей массы электродных материалов, ячейка обеспечивает удельную емкость 410 мАч г ⁻¹ и площадную емкость 6,3 мАч см ⁻² . Как по емкости, так и по энергии, наша ячейка значительно превосходит другие аккумуляторные элементы лабораторного масштаба, в том числе литий-металлические или кремниевые, а также современные LIB на рынке.

Результаты и обсуждение

Хотя LiNO ₃ часто используется в качестве добавки для электролита на основе эфира (легколетучий и легковоспламеняющийся), характерного для литий-S-аккумуляторов, он редко используется для защиты металлических литиевых электродов, работающих с общий и более желательный электролит на карбонатной основе (32). Возможная причина заключается в том, что LiNO ₃ нерастворим (∼10 ⁻⁵ г · мл ⁻¹ ) в карбонатном растворителе. В этой работе мы обнаружили, что LiNO ₃ может значительно улучшить характеристики металлических Li-электродов за счет схемы медленного высвобождения и разложения.Мы погрузили сепаратор из стекловолокна в раствор LiNO ₃ , чтобы пропитать сепаратор кристаллитами субмикронного размера LiNO ₃ ( SI Приложение , рис. S1 – S3). В рабочих условиях кристаллиты могут служить резервуаром для ограниченного количества LiNO ₃ , растворенного в электролите, который разлагается и образует защитный слой на металлическом Li-электроде.

Мы собрали элементы Li || Cu с чистыми сепараторами и сепараторами, модифицированными LiNO ₃ , для исследования процессов электрохимического осаждения / снятия лития.Использовали промышленный электролит на основе 1 М LiPF ₆ в смешанном растворителе этиленкарбонат / диэтилкарбонат (объемное соотношение 1: 1). CE элемента, определяемый как отношение количества очищенного Li к количеству покрытого Li на медном токосъемнике в каждом цикле зарядки-разрядки, использовался в качестве показателя производительности для оценки циклируемости металлического Li-электрода. . При плотности тока 1 мА · см 90 · 109 −2 90 · 110 элементы с LiNO ₃ могли стабильно работать в течение 210 и 160 циклов со средним значением CE 95.1% и 98,3% для емкостей глубиной 2 и 5 мАч см ⁻² (рис. 1 A и B ) соответственно. В еще более жестких условиях 2 мА · см ⁻² −5 мАч см ⁻² и 5 мА · см ⁻² −10 мА · ч см ⁻² , элементы с LiNO ₃ могли стабильно работать для 100 и 50 циклов с высокими средними значениями CE 96,8% и 98,1% (рис. 1 C и D ), соответственно. Напротив, элементы без LiNO ₃ показали значительно худшие характеристики циклирования (рис.1 A — D ). Только 30 циклов со средним значением CE 91,6% можно было получить в условиях 1 мА · см 90 · 109 −2 −2 мА · ч · см 90 · 109 −2 . В условиях 5 мА · см ⁻² –10 мАч · см ⁻² ячейка даже не подвергалась циклической обработке. Соответствующие профили зарядно-разрядного напряжения приведены в приложении SI , рис. S4 и S5. КЭ и профили напряжения элементов Li || Cu с LiNO и без него ₃ циклически повторялись при других условиях тока и емкости (1 мА · см ⁻² −1 мА · ч · см ⁻² , 2 мА · см ⁻² –1 мАч см ⁻² , 4 мА см ⁻² –1 мАч см ⁻² , 1 мА см ⁻² –10 мАч см ⁻² , 2 мА см ⁻² –10 мАч см ⁻² и 5 мАч см ⁻² –5 мАч см ⁻² ) показаны в приложении SI , рис.S6 – S11. На рис. 1 E сравниваются показатели производительности наших LiNO ₃ -защищенных металлических Li-электродов с указанными в литературе для других металлических Li-электродов в конфигурации Li || Cu на основе карбонатного электролита. Очевидно, что наши электроды могут достигать гораздо большей емкости (т. Е. Могут иметь гораздо более глубокие циклы) и номинальной производительности без ущерба для других свойств, таких как CE и срок службы.

CE элементов Li || Cu с LiNO и без него ₃ циклически под ( A ) 1 мА см ⁻² −2 мАч см ⁻² , ( B ) 1 мА см ⁻² –5 мАч см ⁻² , ( C ) 2 мА см ⁻² –5 мАч см ⁻² и ( D ) 5 мА см ⁻² –10 мАч см ⁻² усл.( E ) Сравнение показателей электрохимических характеристик (емкость, плотность тока, CE и количество циклов), измеренных в конфигурации Li || Cu на основе карбонатного электролита, наших LiNO ₃ -защищенных металлических Li-электродов с такими электродами сообщается в литературе (всего 27 записей, как указано в SI Приложение , Таблица S1).

Мы проанализировали зависимость CE от тока и емкости для элементов Li || Cu с LiNO ₃ . По мере увеличения зарядно-разрядного тока от 1 до 4 мА см ⁻² CE уменьшается с 93.От 7% до 91,2% при фиксированной емкости циклов 1 мАч / см ⁻² ( SI Приложение , рис. S12 A ). Это согласуется с литературными данными и общим знанием того, что химические реакции менее обратимы при более высоких скоростях. SI Приложение , рис. S12 B показывает зависимость CE от зарядно-разрядной емкости при различных плотностях тока. При каждой плотности тока CE увеличивается вместе с емкостью. Это также подтверждается контрольными экспериментами, в которых плотность тока заряда-разряда для Li || Cu элемента увеличивается или уменьшается ступенчато ( SI Приложение , рис.S13). Несмотря на непростой характер, подобные явления фактически наблюдались раньше и указывают на то, что стадия зародышеобразования или начального роста менее обратима, чем последующее осаждение Li (33–35).

Мы использовали сканирующую электронную микроскопию (SEM) для изображения Li, осажденного на токосъемнике Cu после глубокого циклирования. После этапа осаждения Li в третьем цикле при требуемых условиях 5 мА · см 90 · 109 −2 −10 мА · ч · см 90 · 109 −2 осажденный Li из Li || Cu элемента без LiNO ₃ проявляет рыхлую упакованную структуру, состоящую из дендритов и усов (рис.2 А ). Дальнейшее циклирование продолжает расширять нестабильный SEI и ухудшать структуру электрода, в результате чего дендритный слой Li толщиной ∼100 мкм покрывается еще одним мшистым слоем C-содержащего Li толщиной ∼100 мкм после 20 циклов (рис. 2 B). и SI Приложение , рис. S14). Напротив, осажденный Li из ячейки Li || Cu с LiNO ₃ демонстрирует плотную и однородную пленочную структуру толщиной ~ 40 мкм без каких-либо следов дендритов (рис. 2 C ).Структура и толщина слоя Li все еще могут сохраняться после 20 циклов (рис. 2 D ). Отметим слой толщиной ∼2 мкм с пористой морфологией поверхности ( SI Приложение , рис. S15) на поверхности плакированного слоя Li (рис. 2 D ), который, вероятно, является защитным слоем, образованным разложение LiNO ₃ .

СЭМ-изображения поперечного сечения слоя Li, нанесенного на медный токоприемник, после 3 и 20 циклов при 2 мА см ^–2 –10 мАч см ^–2 условиях для элементов Li || Cu ( A и B ) без и ( C и D ) с LiNO ₃ .( Вставки ) Увеличенные изображения соответствующих сечений слоев Li. ( E ) XPS-спектры N 1s на различной глубине осажденного слоя Li на медном токосъемнике после трех циклов при 2 мА · см 90 · 109 −2 901 · 10 −10 мА · ч · см 90 · 109 −2 условиях для ячейки Li || Cu с LiNO ₃ .

Затем мы прибегли к рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (XPS) для анализа химического состава защитного слоя на основе LiNO ₃ . Элементный состав, зависящий от толщины, вместе с соответствующими XPS-спектрами C 1s, O 1s и Li 1s, показаны в Приложении SI , рис.S16 – S19 для Li-plated Cu электродов элементов Li || Cu с LiNO и без него ₃ после трех циклов в условиях 2 мА · см 90 · 109 −2 −10 мА · ч · см ⁻² . Оба электрода имеют SEI с внешней поверхностью, богатой семикарбонатами лития (ROCOOLi) и Li ₂ CO ₃ , а также внутренним слоем, в котором преобладает Li ₂ O, что соответствует распространенной «мозаичной модели» (36, 37 ). Следует отметить, что содержание C на электроде, не содержащем LiNO ₃ , уменьшается с увеличением толщины напыления значительно медленнее, чем на электроде, защищенном от LiNO ₃ ( SI Приложение , рис.S16), что указывает на более сильное разложение электролита на поверхности электрода без защитного слоя на основе LiNO ₃ . Поскольку два электрода содержат одинаковые частицы C и O в поверхностном слое, мы приписываем желательные функциональные возможности производного LiNO ₃ защитного слоя компонентам, содержащим N . На рис. 2 E показаны XPS-спектры N 1s в зависимости от глубины для электрода, защищенного LiNO ₃ . Основными компонентами защитного слоя являются Li ₃ N, LiN _x O _y , LiNO ₂ и алкилнитро-частицы (R-NO ₂ ).Как Li ₃ N, так и LiN _x O _y , как известно, являются хорошими проводниками ионов Li и могут способствовать эффективному и стабильному циклированию металлических электродов Li (38, 39), что также поддерживается стабилизированное сопротивление переносу иона Li для элемента Li || Cu с LiNO ₃ при циклировании ( SI Приложение , Рис. S20).

Мы также изготовили симметричные Li || Li ячейки для оценки электрохимических характеристик наших LiNO ₃ -защищенных металлических Li-электродов.При плотности тока заряда-разряда 1 мА · см 90 · 109 −2 и емкости 1 мА · ч · см 90 · 109 −2 , Li || Li элемент с LiNO ₃ может стабильно работать в течение 1400 часов со средним перенапряжением 80 мВ (рис.3 A ). Он может работать в течение 700 часов в условиях 2 мА · см 90 · 109 −2 −2 мА · ч · см 90 · 109 −2 , показывая перенапряжение 84 мВ (рис. 3 B ). В требуемых условиях 5 мА · см 90 · 109 −2 901 · 10 −5 мА · ч · см 90 · 109 −2 , ячейка могла стабильно работать в течение 420 часов со средним перенапряжением 192 мВ (рис.3 С ). Ячейка Li || Li с LiNO ₃ может быть даже циклирована до чрезвычайно высокой емкости 20 мАч см ⁻² (Рис. 3 D ). Характеристики цикла при других условиях (2 мА см ⁻² –1 мАч см ⁻² , 2 мА см ⁻² –5 мАч см ⁻² и 5 мА см ⁻² –10 мАч см ⁻² ) приведено в приложении SI , рис. S21. Элементы Li || Li без LiNO ₃ при всех условиях показали гораздо худшие характеристики (рис.3 и SI Приложение , рис. S21). На рис. 3 E сравниваются показатели производительности наших LiNO ₃ -защищенных металлических Li-электродов с указанными в литературе для других металлических Li-электродов в конфигурации Li || Li на основе карбонатного электролита. Очевидно, что наши электроды могут достигать гораздо более высокой емкости без ущерба для других свойств, таких как CE, срок службы и номинальные характеристики.

Циклические характеристики симметричных элементов Li || Li с LiNO и без него ₃ циклически под ( A ) 1 мА см ⁻² –1 мАч см ⁻² , ( B ) 2 мА см ⁻² –2 мАч см ⁻² , ( C ) 5 мА см ⁻² –5 мАч см ⁻² и ( D ) 5 мА см ⁻² –20 мАч см ⁻² условий; ( E ) Сравнение показателей электрохимических характеристик (емкость, плотность тока и продолжительность), измеренных в конфигурации Li || Li на основе карбонатного электролита, наших LiNO ₃ -защищенных металлических Li-электродов с данными, указанными в литература (всего 32 записи, как указано в SI Приложение , Таблица S2).

В качестве подтверждения концепции мы использовали наши металлические Li-электроды, защищенные LiNO ₃ , для изготовления полных ячеек, близких к стехиометрическим, со сверхвысокой емкостью и энергопотреблением. В качестве материала катода мы выбрали аморфный MoS ₃ из-за его доказанной высокой емкости и совместимости с карбонатным электролитом (40⇓⇓ – 43). Наш MoS ₃ , выращенный на слабо окисленных углеродных нанотрубках (УНТ) ( SI Приложение , рис. S22), демонстрирует удельную емкость ∼500 мАч g ⁻¹ при плотности тока 0.7 мА см ⁻² и массовая нагрузка 12,5 мг см ⁻² ( SI Приложение , рис. S23). Чтобы собрать полную ячейку (рис.4 A ), мы соединили предварительно нанесенный LiNO ₃ -защищенный металлический Li-электрод (10 мАч см ⁻² , 2,6 мг см ⁻² ) с MoS ₃ электрод (∼6,4 мАч см ⁻² , 12,8 мг см ⁻² ). Полная ячейка имеет емкость 6,3 мАч / см ⁻² , что соответствует удельной емкости 410 мАч · г ⁻¹ , исходя из общей массы электродных материалов (рис.4 В ). В сочетании со средним разрядным напряжением 1,95 В элемент выдавал поверхностную энергию 12,2 Вт · ч · см 90 · 109 −2 90 · 110 и удельную энергию 793 Вт · ч · кг 90 · 109 −1 , исходя из общей массы электродных материалов. Емкость и энергия нашего полного элемента Li-MoS ₃ , нормированные либо на площадь электрода, либо на общую массу материалов анода и катода, значительно выше, чем у других литиевых аккумуляторных элементов, включая ранее сообщавшуюся высокую емкость. элементы на основе металлического Li или Si (29, 44⇓ – 46), а также современные литий-ионные аккумуляторы, представленные на рынке (рис.4 C и D ), выдвигая конкурентоспособного кандидата на аккумуляторные батареи большой емкости и большой энергии будущего поколения. Тем не менее, циклическая стабильность полной ячейки по-прежнему оставляет желать лучшего, что объясняется снижением емкости обоих электродов. Удельная энергия элемента может быть дополнительно улучшена, если может быть разработан новый катодный материал с сопоставимой емкостью и более высоким рабочим потенциалом.

( A ) и ( B ) профили напряжения заряда-разряда и циклические характеристики элемента Li-MoS ₃ , близкого к стехиометрическому.Сравнение удельной и площадной емкости ( C ) и удельной и площадной энергии ( D ) нашего элемента Li-MoS ₃ с другими полными ячейками, приведенными в литературе. Все числа нормированы на общую массу материалов анода и катода, исключая проводящую сажу и связующее. Углеродные материалы-хозяева, такие как мезопористый углерод для Li ₂ S в случае Li ₂ S || Si и УНТ для MoS ₃ в этой работе, включены в расчет общей массы.Значения для коммерческих LIB рассчитаны на основе катода LiCoO ₂ (20 мг / см ^-2 , 150 мАч г ^-1 ) в паре с графитовым анодом (10 мг / см ^-2 , 300 мАч г ⁻¹ ).

Таким образом, формируя защитный слой SEI при медленном высвобождении LiNO ₃ в коммерческий раствор карбонатного электролита, мы сделали возможным использование высокоэффективных металлических Li-электродов с возможностью глубокой циклизации до высокой емкости 10 или 20 мАч см ⁻² . На основе LiNO ₃ -защищенных металлических Li-электродов мы успешно сконструировали полные элементы Li-MoS ₃ , близкие к стехиометрическим, со сверхвысокой удельной и площадной емкостью и энергией.

Материалы и методы

Материалы и методы, дополнительные характеристики, электрохимические данные и таблицы для сравнения характеристик доступны в приложении SI .

Благодарности

Работа частично поддержана Йельским университетом. Q.S. благодарит за поддержку Китайского стипендиального совета. Хунчжи Ван благодарит за поддержку программы 16JC1400700, 2017-01-07-00-03-E00055, 16XD1400100 и Eastern Scholar.

Сноски

• Вклад авторов: Q.S., Y.Z., M.W. и Hailiang Wang разработали исследование; Q.S., Y.Z. и M.W. провели исследование; Q.S., Y.Z. и M.W. проанализировали данные; и Q.S., Y.Z., Хунчжи Ван и Хайлянь Ван написали статью.

• Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

• Эта статья представляет собой прямое представление PNAS.

• Эта статья содержит вспомогательную информацию на сайте www.pnas.org/lookup/suppl/doi:10.1073/pnas.1803634115/-/DCSupplemental.

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности.Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

• В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
• Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
• Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
• Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
• Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с вашим системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файлах cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Обзор аккумуляторных батарей и Fa

Аннотация: В этой заметке по применению представлен обзор никель-кадмиевых (NiCd), никель-металл-гидридных (NiMH) и литий-ионных (Li-Ion, Li +) аккумуляторных батарей, обсуждаются их характеристики и объясняется, как безопасно быстро заряжать NiMH. и литий-ионные аккумуляторные батареи в автономной конфигурации без использования контролирующего микроконтроллера.

Введение

В этом примечании по применению содержится обзор химического состава аккумуляторных батарей; в нем подробно описаны их типичные характеристики и важные соображения при выборе типа батареи.Затем в статье описывается, как безопасно и быстро заряжать никель-металлгидридные и литий-ионные аккумуляторные батареи в автономной конфигурации без использования микроконтроллера или сетевого адаптера с защитой от скачков напряжения.

Типы аккумуляторных батарей

были особенно популярны в недорогих приложениях, потому что они были дешевле, чем никель-металлогидридные и литий-ионные батареи. Поскольку NiCd обеспечивает самый высокий уровень разрядного тока, они также использовались в приложениях, требующих высоких уровней мощности в течение коротких периодов времени.

С другой стороны, никель-кадмиевые батареи когда-то страдали от так называемого эффекта памяти (в современных никель-кадмиевых батареях это случается редко), что снижает емкость батареи. Если такую ​​никель-кадмиевую батарею перезаряжать до полной разрядки, часть активного материала (до 100 мкм на стороне кадмия анода) остается неиспользованной и начинает кристаллизоваться, тем самым устраняя себя от химического воздействия.(Кристаллы кадмия на аноде свежей батареи имеют толщину приблизительно один микрометр.)

В результате эффект памяти дает батарею с меньшей емкостью и более низким напряжением на клеммах, в результате чего NiCd батарея достигает минимального допустимого напряжения на клеммах (точка отключения) раньше, чем хотелось бы ( Рисунок 1 ). Еще одним недостатком никель-кадмиевых батарей является ядовитый кадмий (Cd) в их активном материале. Эти первые типы никель-кадмиевых батарей оказались не только экономическим, но и экологическим бременем при утилизации дефектных батарей.Как следствие, Европейское постановление 2000/53 / EG запрещает продажу никель-кадмиевых аккумуляторных батарей с 31 декабря 2005 г.

Никель-металлогидридные батареи более экологически безопасны, чем никель-кадмиевые, но они также стоят дороже. Их токи разряда ниже, но они страдают от ленивого эффекта, который является более слабой версией эффекта памяти в никель-кадмиевых батареях. Ленивый эффект возникает из-за кристаллизации части никеля. Подобно эффекту памяти, ленивый эффект не позволяет полностью использовать емкость перезаряжаемой батареи; Однако обоих эффектов можно избежать, используя зарядные устройства с функцией разряда.

Рис. 1. Сравнение эффекта памяти в NiCd и ленивого эффекта в NiMH.

Литий-ионные аккумуляторные батареи более дорогие, но они имеют значительно более высокую плотность энергии и, следовательно, могут обеспечить более высокую производительность для данного размера. В свою очередь, эта возможность делает их подходящими для небольших портативных устройств.

Таблица 1 дает обзор основных характеристик каждого типа батарей.

Таблица 1.Обзор типов аккумуляторов

Автономные устройства быстрой зарядки для никель-металлгидридных аккумуляторов

Температура и напряжение на клеммах никель-металлгидридной аккумуляторной батареи постоянно повышаются по мере заряда батареи, а затем резко меняются после ее полной зарядки (, рис. 2, ). Следовательно, основная задача зарядного устройства NiMH состоит в том, чтобы распознать эту точку перегиба и прервать зарядку, либо оно может переключиться с быстрой зарядки на непрерывную зарядку. Кроме того, постоянный независимый (вторичный) мониторинг температуры и напряжения повышает безопасность во время процесса зарядки.

Рисунок 2.Эти кривые показывают типичные временные изменения напряжения (вверху) и температуры (внизу) при зарядке NiMH аккумуляторной батареи.

Зарядные устройства семейства DS2711 / DS2712 имеют эти функции. Кроме того, они работают независимо и поэтому не нуждаются в контроле со стороны микроконтроллера или микропроцессора. Они предназначены для зарядки одной стандартной аккумуляторной батареи AA или AAA или пары батарей в последовательной или параллельной конфигурации. DS2711 работает как линейный контроллер, а DS2712 как переключающий контроллер.Чтобы максимально продлить срок службы и сэкономить батареи, эти зарядные устройства имеют четыре режима зарядки: предварительная зарядка, быстрая зарядка, дозаправка и поддерживающая (непрерывная) зарядка. В режиме пополнения, например, скорость зарядки переключается на более низкую скорость (до 25% для DS2711) вскоре после полной зарядки аккумулятора.

В дополнение к уже упомянутым функциям мониторинга зарядные устройства DS2711 / DS2712 имеют внутренний таймер, который позволяет установить максимальное время зарядки (например, от 0,5 до 10 часов в режиме быстрой зарядки) путем подключения внешнего резистора к TMR. штырь.Таким образом, время дополнительной зарядки (от 0,25 до 5 часов) составляет половину установленного максимального времени зарядки. Значение резистора с точки зрения приблизительного желаемого времени зарядки (T _APPROX ) составляет

Рис. 3. В этой стандартной прикладной схеме микросхема зарядного устройства DS2711 последовательно заряжает две никель-металлгидридные аккумуляторные батареи.

Разъемы VP1 и VP2 контролируют напряжение; а THM1 и THM2 (с помощью термисторов) контролируют температуру зарядки каждой аккумуляторной батареи. Клеммы TMR (таймер) и R _SNS (резистор датчика) используются для установки времени зарядки и тока зарядки.Еще одна функция зарядных устройств DS2711 / DS2712 определяет, неисправна ли заряжаемая батарея или вы случайно установили в зарядное устройство первичную щелочную батарею вместо перезаряжаемых батарей. В этом случае зарядное устройство отключается. Это важная особенность, поскольку зарядка щелочной батареи может привести к протечке батареи и образованию опасных жидкостей и / или газов. Газы токсичны, а жидкости вступают в реакцию с окружающей средой, часто повреждая схемы и / или корпуса оборудования.

Как определяются щелочные батареи?

Вывод CTST (для проверки ячеек, установка порога) управляет измерением импеданса ячейки. V _CTST — это разница между напряжением элемента во время заряда за вычетом напряжения холостого хода (OCV) элемента без тока заряда. Это значение равно произведению зарядного тока на импеданс ячейки. Если измерительные контакты (VP1, VP2 и VN1) не подключены к батарее по Кельвину, контактное сопротивление также измеряется и должно учитываться при настройке V _CTST .Формула для расчета значения внешнего резистора R _CTST :

V _CTST = I _ЗАРЯД × R _ЯЧЕЙКА = 1.1 А × 150 мОм = 0,165 В

Или:

R _CTST = 8000 [В² / А] / 0,165 В = 48 485 Ом
(ближайшее стандартное значение 1% составляет 48,7 кОм)

Если уровень V _CTST (в данном случае> 0,165 В) превышается, что указывает на то, что внутреннее сопротивление батареи плюс контактное сопротивление превышает 150 мОм, ИС выдает логическое или оптическое сообщение об ошибке (LED1, LED2) и останавливает процедуру зарядки ( Рисунок 4 ).

Рисунок 4. Эта блок-схема иллюстрирует процедуру зарядки, реализованную IC на рисунке 3.

Автономное быстрое зарядное устройство для литий-ионных аккумуляторов

MAX8601, автономное зарядное устройство для литий-ионных аккумуляторных батарей, имеет источник напряжения с внутренним управлением под названием V _BATT , который измеряет 4,2 В ± 0,021 В при + 25 ° C или 4,2 В ± 0,034 В в диапазоне 40 ° C BATT (, рис. 5, ). Внешний резистор (на выводе SETI) и внешний конденсатор (на выводе CT) устанавливают ток зарядки и внутренний таймер.В зарядном устройстве также используется резистор NTC для контроля температуры аккумуляторной батареи.

Рис. 5. Стандартная прикладная схема автономного зарядного устройства MAX8601 для литий-ионных аккумуляторов.

Основным преимуществом зарядного устройства MAX8601 является его способность заряжать аккумулятор через внешний сетевой адаптер (вывод постоянного тока) или порт USB (, рис. 6, ). Порт USB обеспечивает зарядный ток 100 мА или 500 мА (типичный выходной ток USB), в зависимости от настройки контакта USEL.Чип автоматически выбирает внешний источник (сетевой адаптер или USB), и, если доступны оба источника, заряжает аккумулятор через сетевой адаптер. Каждый источник должен иметь минимальное напряжение 4,5 В. Возможность зарядки через порт USB экономит стоимость внешнего блока питания. Силовые блоки часто бывают громоздкими и энергоэффективными.

MAX8601 оптимизирует зарядку литий-ионных элементов с помощью алгоритма управления, который включает в себя предварительную зарядку батареи, быструю зарядку с ограничением по напряжению и току и дозаправку.Он также имеет функцию сброса при включении и непрерывно контролирует аккумулятор на предмет перенапряжения, перегрева / пониженной температуры и времени зарядки. Повышенное напряжение, перегрев или пониженная температура во время зарядки могут необратимо повредить аккумулятор, что приведет к снижению емкости и срока службы аккумулятора и даже к разрядке аккумулятора. В наихудших условиях может произойти протекание или взрыв батарейного отсека. MAX8601 гарантирует отсутствие повреждений во время зарядки, тем самым продлевая срок службы батареи и исключая потенциально опасные условия.

Рисунок 6. Эта блок-схема иллюстрирует процедуру зарядки, реализованную IC на рисунке 5.

Сводка

Общие вопросы и ответы

1. Можно ли заряжать никель-кадмиевые батареи с помощью зарядного устройства для никель-металлгидридных аккумуляторов?
   Ответ: С умеренным успехом, потому что аккумуляторные батареи имеют разные характеристики отключения.Никель-кадмиевые батареи должны быть отключены, когда dV / dt = 0, и никель-металлгидридные батареи должны быть отключены, когда dV / dt <0.
2. Можно ли установить перезаряжаемые батареи разной емкости или установить смесь старых и новых батарей в приборе?
   Ответ: Это можно сделать, но не рекомендуется, поскольку производительность устройства определяется самой слабой батареей.
3. Когда нельзя использовать аккумуляторные батареи?
   Ответ: Не используйте их в таких приложениях, как дистанционное управление и дымовая сигнализация, для которых потребляемая мощность низка и устройство не используется постоянно.Перезаряжаемые батареи, как правило, имеют более высокую скорость саморазряда, чем обычные батареи. Например, никель-металлгидридные батареи теряют 1% своей емкости каждый день. Таким образом, время их работы значительно меньше.
4. Могу ли я зарядить неперезаряжаемую батарею, например щелочную?
   Ответ: Не заряжайте щелочные батареи. Их химия и конструкция несовместимы с зарядкой. Энергия, направляемая в щелочную батарею, генерирует тепло, и при повышении внутренней температуры корпус батареи обычно начинает протекать и иногда может взорваться.Материал внутри ядовит и опасен для большинства сред.
5. Почему важно следить за температурой аккумуляторной батареи?
   Ответ: Несмотря на то, что химический состав и конструкция аккумуляторной батареи совместимы для зарядки, существуют ограничения на количество энергии и уровень энергии, с которым аккумулятор может справиться. Слишком большое количество энергии слишком быстро увеличивает внутреннюю температуру, и, как и в щелочной батарее, корпус батареи может протечь или даже взорваться. Когда аккумуляторная батарея полностью заряжена, любой дополнительный заряд, нагнетаемый в батарею, создает тепло.Если температура не контролируется и скорость заряда соответственно уменьшается или останавливается, могут возникнуть такие же экологически вредные результаты. Вот почему DS2711 / DS2712 / MAX8601 отслеживают так много параметров во время зарядки. Они обеспечивают максимально продолжительное время автономной работы и максимально безопасные условия зарядки.

Дополнительные ресурсы
Maxim Integrated
VARTA
Duracell®
Battery University
Stiftung Gemeinsames und Rücknahmesystem Batterien [Немецкая общая система сбора отработанных батарей]

Аналогичная статья появилась в мартовском выпуске журнала 704 Design and Elektronik за 2006 г. .

База знаний по аккумуляторным батареям

Q1. Расскажите подробнее о аккумуляторных батареях, чем они отличаются от первичных или одноразовых батарей?
Q2. Зачем мне покупать никель-металлгидридные аккумуляторные батареи?
Q3. Каковы основные преимущества никель-металлгидридных батарей перед щелочными или другими перезаряжаемыми батареями?
Q4. Что означает емкость аккумулятора «мАч»?
Q5. Насколько экологически безопасны никель-металлгидридные аккумуляторные батареи?
Q6. На сколько хватит перезаряжаемой батареи в течение всего срока службы?

1 кв.Расскажите подробнее о аккумуляторных батареях, чем они отличаются от первичных или одноразовых батарей?

Перезаряжаемые батареи того же размера (AA, AAA, C, D, Sc и 9 В) предназначены для повседневного использования в качестве одноразовых или первичных батарей, используемых людьми. Преимущество аккумуляторных батарей заключается в том, что их можно перезаряжать и использовать повторно до тысячи раз, и, как правило, они намного превосходят стандартные одноразовые одноразовые батареи ведущих брендов. Тот факт, что аккумуляторные батареи можно использовать снова и снова, представляет собой значительную экономию в течение их срока службы.Перезаряжаемые никель-металлгидридные батареи также очень популярны просто потому, что они чрезвычайно экологичны. После зарядки эти аккумуляторные батареи можно использовать так же, как и ранее выбрасываемые батареи того же размера.

(Вернуться к началу)

2 кв. Зачем мне покупать никель-металлгидридные аккумуляторные батареи?

Более высокая производительность в приводной электронике и огромная экономия денег — две основные причины для покупки никель-металлгидридных аккумуляторных батарей.Их можно заряжать до 500-1000 раз, и они служат дольше, чем щелочные или никель-кадмиевые батареи. Никель-металл-гидридные батареи идеально совместимы с большинством потребительских устройств, таких как цифровые фотоаппараты, игровые приставки, CD-плееры, радиоуправляемые машины, КПК, портативные двусторонние радиостанции, вспышки и многие другие устройства с высоким энергопотреблением. Один набор относительно недорогих никель-металлгидридных аккумуляторных батарей может избавить вас от покупки тысяч одноразовых щелочных батарей.

(Вернуться к началу)

3 кв. Каковы основные преимущества никель-металлгидридных батарей перед щелочными или другими перезаряжаемыми батареями?