Как выбрать аккумулятор? Типы аккумуляторных батареи и их особенности.
Что такое аккумулятор?
По своей сути, аккумулятор — это химический источник тока многоразового действия. Ключевым принципом действия аккумулятора является обратимость химических процессов, которые происходят внутри устройства. Именно данная особенность обеспечивает многократность использования аккумулятора (циклы разряд-заряда). Давайте подробнее рассмотрим, как работает АКБ. При зарядке аккумулятора происходит химическая реакция, которая направлена на накопление устройством энергии. В свою очередь, при разряде аккумулятора происходит процесс отдачи накопленной энергии подключенным потребителям. В зависимости от вида подключенных потребителей рекомендуется использовать различные типи АКБ.
Как выбрать аккумулятор?
Для того, чтобы правильно выбрать аккумуляторную батарею, необходимо иметь как минимум базовое представление об основных технических характеристиках АКБ, ведь по большей части, выбор устройства происходит в зависимости от показателей аппарата.
Ниже приведены основные технические характеристики и параметры аккумуляторных батарей.
- Тип аккумуляторной батареи.
- Напряжение батареи.
- Емкость аккумулятора.
Также при выборе АКБ уделяют внимание таким параметрам как внутреннее сопротивление, химический состав, ток саморазряда, заявленный срок службы аккумулятора. Давайте подробнее ознакомимся с параметрами, разберемся, на что они влияют и почему важен тот или иной показатель при выборе устройства.
Тип аккумуляторной батареи
На страницах интернет-магазина «7sorok.ua» можно выделить 4 основные типа аккумуляторных батарей:
- Гелевые аккумуляторы.
- AGM аккумуляторы.
- Мультигелевые аккумуляторы.
- Тяговые аккумуляторы.
Гелевые АКБ — это свинцово-кислотные необслуживаемые герметичные аккумуляторы. Данное название этот тип АКБ получил из-за того, что электролит, который находится между свинцовыми пластинами находится в гелевом состоянии.
Электролит достигает такого состояния благодаря добавлению в его состав силиконового компонента, который его сгущает. Неоспоримым преимуществом гелевых аккумуляторов является большой срок эксплуатации. Производители заявляют, что гелевые АКБ могут служить до 10 лет. При этом устройство рассчитано на большое количество циклов разряд-зарядов. Также важно отметить, что гелевый аккумулятор отличается низкими потерями емкости при простое (≈20% в год). Гелевые аккумуляторы не нуждаются в специальном обслуживании. Также стоит отметить безопасность эксплуатации данного типа АКБ, ведь они изготавливаются в непроницаемом корпусе. И вместе с тем, стоит отметить некоторые недостатки гелевых АКБ. Это чувствительность устройств. Гелевые аккумуляторы чувствительны к напряжению при зарядке. Подача напряжения выше допустимого значения приведет к разрушению компонентов. Также gelакб чувствительны к низким температурам, т.к. электролит застывает, что приводит к ухудшению его свойств. Также гелевые АКБ чувствительны к коротким замыканиям.
AGM аккумуляторы — это еще один тип свинцово-кислотных необслуживаемых батарей. Данные аккумуляторы изготавливаются с использованием технологии absorbent glass mat, благодаря чему и получили свое название. AGM-технология подразумевает, что весь электролит аккумулятора находится в связанном состоянии. Обычные свинцово-кислотные аккумуляторы заполнены свободным жидким электролитом, в то время как в agm акб весь электролит содержится в специальной стекловолоконной матрице, которая расположена между пластинами. Неоспоримым преимуществом данного типа аккумуляторов является высокая энергоотдача. Также AGMаккумуляторы демонстрируют высокую скорость зарядки (в сравнении с обычными свинцово-кислотными АКБ). АГМ аккумуляторы не боятся морозов. Также важно отметить, что данный тип аккумуляторов значительно дешевле, чем рассмотренные ранее гелевые АКБ. Однако стоит отметить моменты, которые для некоторых пользователей могут стать недостатками. AGMаккумуляторные батареи характеризуются большим весом.
Их цена больше, чем у обычных свинцово-кислотных батарей. Технические характеристики АКБ снижаются при глубоком разряде устройства.
Мультигелевые аккумуляторные батареи — это довольно популярный и востребованный тип АКБ. Уникальность данного типа устройств заключается в том, что для их изготовления используется технология AGM, а в качестве электролита используют не жидкий электролит, а его гелеообразный аналог. Данный тип АКБ отличается высоким ресурсом циклов заряд-разряда. При этом мультигелевые батареи демонстрируют низкий саморазряд. Мультигелевые АКБ быстро заряжаются и могут использоваться даже при низких температурах.
Тяговые аккумуляторы — это устройства, разработанные для длительной и интенсивной работы. Они принципиально отличаются от привычных стартерных (автомобильных) аккумуляторов. Тяговые АКБ предназначены для длительной и интенсивной работы. Их непосредственной задачей является непрерывное снабжение питанием различной техники, механизмов и т.
д. В то время, как стартерный аккумулятор предназначен для подачи тока на запуск устройства.
Что бы выбрать аккумуляторную батарею с нужными характеристикими перейдите на страницу выбора аккумуляторных батарей и с мошью фильтров введите нужные параметры АКБ, после чего вым будут показаны подходящие вам батареи.
Самыми популярными брендами на данный момент являются: Ventura Volter Maxxter Ritar Luxeon LogicPower Challenger EnerGenie
Если вы планируете купить акб, но не знаете какое выбрать устройство, или вы сомневаетесь в правильности вашего выбора — позвоните нам. Наши технические специалисты с удовольствием ответят на все ваши вопросы, а также предоставят вам профессиональную консультацию и помощь в выборе оборудования. Для того, чтобы связаться с нами, позвоните по номерам, указанным на сайте, или воспользуйтесь онлайн-чатом.
LogicPower LPM-MG 12 — 150 AH 4197
Цена: 18087 Грн.
LogicPower LPM-MG 12 — 100 AH 3877
Цена: 12424 Грн.
LogicPower LP LiFePO4 12V — 100 Ah
Цена: 18853 Грн.
LogicPower LP LiFePO4 12V — 50 Ah
Цена: 13127 Грн.
Как выбрать аккумулятор на грузовик?
Главная страница→→
Аккумуляторы для грузовых автомобилей
Аккумуляторы для грузовиков должны иметь высокий показатель пускового тока, большую емкость, низкую склонность к вибрациям и соответствующие штатному месту габариты. Кроме того, выбирая аккумулятор, надо смотреть, какие у него клеммы АКБ, какой электролит, из чего выполнен корпус и многое другое.
Грузовой автомобиль должен работать во всех условиях, которыми может «баловать» наша страна. Конечно, не все системы автомобиля с наступлением холодного времени работают в усиленном режиме и требуют индивидуального ухода, однако аккумуляторная батарея – одна из них. Важность грузового АКБ нельзя переоценить – от него зависит эффективный пуск двигателя.
За более чем 150 лет с момента создания, аккумуляторные батареи не изменяли принцип работы. Но устройство АКБ изменилось кардинально.
Аккумуляторы последних лет делают так, чтобы о них вспоминали как можно реже – это так называемые необслуживаемые аккумуляторы, о которых по замыслу производителя, автомобилист забывает после установки. Доказательство беззаботной жизни с этими АКБ — отсутствие отверстий для долива воды. Еще одна тенденция последних лет – гелеобразный электролит, а пластины полностью кальциевые, что позволяет побороть сульфатацию пластин аккумулятора.
Устройство аккумулятора
Освежим в памяти устройство автомобильного аккумулятора, чтобы знать, каких от него ждать подвохов, как правильно обслуживать и, конечно, как выбрать АКБ. Устройство аккумулятора легко представить, вспомнив школьный курс химии. Важнейший элемент здесь электроды – отрицательно и положительно заряженные. Если к ним приложить напряжение, намного превышающее разность потенциалов, то запустится ряд химических реакций, в результате которых и вырабатывается энергия.
Классическое устройство автомобильного аккумулятора подразумевает, что положительный электрод (катод) выполнен из двуокиси свинца, а отрицательный (анод) – из губчатого свинца. Между пластинами сепаратор из пористого непроводящего материала, исключающего возникновение короткого замыкания. Все это помещено в электролит – водный раствор серной кислоты, который может быть в жидком или гелеобразным состоянии. Корпус батареи сделан либо по старинке – из эбонита (кстати, первые корпуса аккумуляторов были деревянными), либо – из пропилена, который не уступает в прочности, но при этом более легкий и термостойкий.
Во время разряда происходит восстановление двуокиси свинца на катоде и окисление на аноде, во время подзарядки — обратные процессы. Кроме того, окисление включает в себя электролиз, в ходе которого выделяется вода, потому плотность электролита падает, при зарядке же аккумулятора она увеличивается.
Сульфатация аккумулятора
В определенный момент аккумулятор на грузовик, выходит из строя, запускает этот процесс, как правило, сульфатация АКБ, при которой на пластинах образуется сернокислый свинец, видимый как белый налет.
Стимулируют его появление несколько процессов: частый разряд ниже 10,2В, недостаточно плотный электролит, длительное хранение АКБ без работы, а также загрязнения.
Покрытые налетом электроды заряжаются быстро, но не до конца, в результате емкость аккумулятора падает. Самое опасное, что начавшаяся сульфатация пластин, растет как «снежный ком». Ускоренная зарядка длится после пуска двигателя всего несколько минут, скорость ее увеличивается, если началась сульфатация. Так с каждым циклом грузовой аккумулятор заряжается быстрее, но его емкость падает.
Теперь стоит рассказать, как борются с описанными недостатками. Для уменьшения сульфатации производители могут предложить так называемые гибридные аккумуляторы (они же гибридные батареи), отрицательные пластины которых сделаны из кальциевого сплава свинца, а положительные — из малосурьмянистого. На маркировке таких батарей обычно есть надпись Calcium+.
Более современный вариант аккумуляторов, в которых практически не происходит сульфатация пластин – это кальцийсодержащие аккумуляторы, Са/Са.
Кроме того, в этих АКБ доведен до минимума саморазряд, за счет чего АКБ отлично переносит длительное хранение, это важно для тех, у кого транспорт часто простаивает.
Эксплуатация аккумулятора
Выбор аккумулятора на грузовик определяется не только техникой, но также местом и способом эксплуатации. Например, надо иметь в виду, что при температуре -18С эффективность АКБ падает на 40%.
Что касается эксплуатации, скажем пару слов, как понять, что батарея разряжена. Штатные системы диагностики – в виде лампочки – не точны. Лампочка меняет цвет, когда уровень заряда падает ниже 63%. Учитывая, что пусковые системы автомобилей рассчитаны на заряженность 75%, получается, заранее узнать о том, что аккумулятор грузовой разряжен таким способом не возможно. Поэтому пользоваться лучше вольтметром.
Если решили купить необслуживаемый грузовой аккумулятор, не стоит питать надежды, будто он никогда не закипит. Если, например, сломается реле-регулятор, электролит все равно закипит.
Именно потому, что все системы взаимосвязаны между собой, автомобиль перед дальней поездкой должен проходить максимальную проверку.
Неприятности с аккумулятором встречаются и в городе, особенно, если «повезло» попасть в пробку. В зимнее время, когда двигатель работает на малых оборотах и включено большинство потребителей энергии – фары и габаритные огни, щетки стеклоочистителя, вентилятор печки, магнитола и пр., генератор не справляется с нагрузкой. На помощь ему приходит автомобильный аккумулятор, который после подобных испытаний разряжается.
Руководство по 6 основным типам литиевых батарей
Сегодня литиевые батареи популярны как никогда. Вы найдете их в своем мобильном телефоне, ноутбуке, беспроводных электроинструментах и даже в электромобилях. Однако то, что во всей этой электронике используются литиевые батареи, не означает, что они используют один и тот же тип литиевых батарей. Мы подробно рассмотрим шесть основных типов литиевых батарей плюсы и минусы, а также лучшие области применения для каждого из них.
Что такое литиевая батарея?
Литиевые батареи используют ионы лития для накопления энергии за счет создания разности электрических потенциалов между отрицательным и положительным полюсами батареи. Изолирующий слой, называемый «сепаратором», разделяет две стороны батареи и блокирует электроны, в то же время пропуская ионы лития.
Во время фазы зарядки ионы лития перемещаются с положительной стороны батареи на отрицательную через сепаратор. Пока вы разряжаете батарею, ионы движутся в обратном направлении.
Это движение ионов лития вызывает упомянутую выше разность электрических потенциалов. Эта разность электрических потенциалов называется «напряжением». Когда вы подключаете свою электронику к литиевой батарее, электроны, которые блокируются сепаратором, вынуждены проходить через ваше устройство и питать его.
Каковы 6 основных типов литиевых батарей?
Различные типы литиевых батарей основаны на уникальных активных материалах и химических реакциях для накопления энергии.
У каждого типа литиевых батарей есть свои преимущества и недостатки, а также наиболее подходящие области применения.
Различные типы литиевых батарей получили свои названия из-за их активных материалов. Например, первый тип, который мы рассмотрим, — это литий-железо-фосфатная батарея, также известная как LiFePO4, на основе химических символов активных материалов. Однако многие люди сокращают название до просто LFP.
№1. Литий-железо-фосфат
В литий-железо-фосфатных батареях (LFP) в качестве материала катода используется фосфат, а в качестве анода используется графитовый углеродный электрод. Аккумуляторы LFP имеют длительный жизненный цикл с хорошей термической стабильностью и электрохимическими характеристиками.
Для чего они используются: Батарейные элементы LFP имеют номинальное напряжение 3,2 вольта, поэтому последовательное соединение четырех из них дает 12,8-вольтовую батарею. Это делает батареи LFP наиболее распространенным типом литиевых батарей для замены свинцово-кислотных батарей глубокого цикла.
У литий-железо-фосфатных аккумуляторов довольно много преимуществ, которые делают их одним из самых популярных вариантов для приложений, требующих большого количества энергии. Однако основными преимуществами являются долговечность, длительный срок службы и безопасность.
Батареи LFP обычно имеют рейтинг жизненного цикла 2000 или более циклов. В отличие от свинцово-кислотных аккумуляторов глубина разряда оказывает минимальное влияние на срок службы аккумуляторов LFP. Большинство производителей LFP оценивают свои батареи при 80%-ной глубине разряда, а некоторые даже допускают 100%-ную разрядку без повреждения батареи. Литий-железо-фосфатные аккумуляторы Dragonfly Energy
могут быть разряжены на 100 % без повреждений. Материалы, используемые в литий-железо-фосфатных батареях, обладают низким сопротивлением, что делает их безопасными по своей природе и очень стабильными. Порог теплового разгона составляет около 518 градусов по Фаренгейту, что делает батареи LFP одним из самых безопасных вариантов литиевых батарей, даже когда они полностью заряжены.
Батареи LFP имеют несколько недостатков. Во-первых, по сравнению с другими типами литиевых батарей они имеют относительно низкую удельную энергию. Их производительность также может страдать при низких температурах. Сочетание низкой удельной энергии и сниженной производительности при низких температурах означает, что батареи LFP могут не подходить для некоторых приложений с высокой скоростью запуска.
#2. Lithium Cobalt Oxide
Литий-кобальтовые оксидные (LCO) батареи имеют высокую удельную энергию, но низкую удельную мощность. Это означает, что они плохо работают в приложениях с высокой нагрузкой, но могут обеспечивать мощность в течение длительного периода времени.
Для чего они используются: Батареи LCO были распространены в небольшой портативной электронике, такой как мобильные телефоны, планшеты, ноутбуки и камеры. Однако они теряют популярность по сравнению с другими типами литиевых батарей из-за высокой стоимости кобальта и опасений по поводу безопасности.
Основным преимуществом аккумуляторов LCO является их высокая удельная энергия. Это позволяет им обеспечивать мощность в течение относительно длительного периода времени в приложениях с низкой нагрузкой.
Недостатки:Аккумуляторы LCO имеют ряд существенных недостатков, из-за которых в последние годы они стали менее популярными. Во-первых, батареи LCO имеют относительно короткий срок службы, обычно от 500 до 1000 циклов. Кроме того, кобальт довольно дорог. Дорогие аккумуляторы, которых хватает надолго, не являются рентабельными. Батареи
LCO также имеют низкую термическую стабильность, что вызывает проблемы с безопасностью. Кроме того, их низкая удельная мощность ограничивает способность батарей LCO работать в приложениях с высокой нагрузкой.
#3. Оксид лития-марганца
Батареи с оксидом лития-марганца (LMO) используют оксид лития-марганца в качестве материала катода.
Эта химия создает трехмерную структуру, которая улучшает ионный поток, снижает внутреннее сопротивление и увеличивает ток, улучшая при этом термическую стабильность и безопасность.
ЖИО батареи обычно используются в портативных электроинструментах, медицинских инструментах и некоторых гибридных и электрических транспортных средствах.
Аккумуляторные электроинструменты часто используют литий-оксидно-марганцевые батареи. Преимущества:ЖИО аккумуляторы быстро заряжаются и обладают высокой удельной мощностью. Это означает, что они могут выдавать более высокий ток, чем, например, батареи LCO. Они также обеспечивают лучшую термическую стабильность, чем батареи LCO, что означает, что они могут безопасно работать при более высоких температурах.
Еще одним преимуществом батарей ЖИО является их гибкость. Настройка внутреннего химического состава позволяет оптимизировать батареи LMO для работы с приложениями с высокой нагрузкой или с длительным сроком службы.
Основным недостатком батарей ЖИО является их короткий срок службы. Как правило, батареи LMO выдерживают 300-700 циклов зарядки, что значительно меньше, чем у других типов литиевых батарей.
#4. Литий-никель-марганцево-кобальтовый оксид
Литий-никель-марганцево-кобальтовые (NMC) батареи сочетают в себе преимущества трех основных элементов, используемых в катоде: никеля, марганца и кобальта. Никель сам по себе имеет высокую удельную энергию, но нестабилен. Марганец исключительно стабилен, но имеет низкую удельную энергию. Их объединение дает стабильную химию с высокой удельной энергией.
Для чего используются T и :Подобно батареям LMO, батареи NMC популярны в электроинструментах, а также в электронных силовых агрегатах для электронных велосипедов, скутеров и некоторых электромобилей.
Преимущества: Преимущества батарей NMC включают высокую плотность энергии и более длительный срок службы при более низкой стоимости, чем батареи на основе кобальта.
Они также имеют более высокую термическую стабильность, чем батареи LCO, что делает их в целом более безопасными.
Основным недостатком батарей NMC является то, что они имеют несколько более низкое напряжение, чем батареи на основе кобальта.
Электромобили, такие как Tesla, часто используют литиевые батареи NMC и NCA.№5. Литий-никель-кобальт-оксид алюминия
Литий-никель-кобальт-оксид алюминия (NCA) обладают высокой удельной энергией, приличной удельной мощностью и длительным сроком службы. Это означает, что они могут подавать относительно большое количество тока в течение длительных периодов времени.
Что они A re Используется для:Способность работать в условиях высокой нагрузки с длительным сроком службы батареи делает батареи NCA популярными на рынке электромобилей. В частности, NCA является предпочтительным аккумулятором для Tesla.
Преимущества: Самыми большими преимуществами аккумуляторов NCA являются высокое энергопотребление и достойный срок службы.
С технологией NCA батареи не так безопасны, как большинство других литиевых технологий, и дороги по сравнению с ними.
#6. Титанат лития
Все рассмотренные нами предыдущие типы литиевых батарей уникальны по химическому составу материала катода. Батареи с титанатом лития (LTO) заменяют графит в аноде титанатом лития и используют LMO или NMC в качестве химического катода.
В результате получается чрезвычайно безопасная батарея с длительным сроком службы, которая заряжается быстрее, чем литиевая батарея любого другого типа.
Для чего они используются:Во многих приложениях используются батареи LTO. Электромобили и зарядные станции, источники бесперебойного питания, накопители энергии ветра и солнца, уличные фонари на солнечных батареях, телекоммуникационные системы, аэрокосмическая и военная техника — вот лишь некоторые из вариантов использования.
Аккумуляторы из титаната лития обеспечивают чрезвычайно широкий диапазон рабочих температур, что делает их полезными в аэрокосмических приложениях.
Преимущества: Аккумуляторы LTO обладают многими преимуществами, включая быструю зарядку, чрезвычайно широкий диапазон рабочих температур, длительный срок службы и превосходную безопасность благодаря своей стабильности.
Недостатки:Аккумуляторам LTO необходимо преодолеть несколько существенных препятствий. Они предлагают низкую плотность энергии, что означает, что они хранят меньшее количество энергии относительно своего веса по сравнению с некоторыми другими литиевыми технологиями. К тому же они очень дорогие.
Во всех литиевых батареях используется литий?
Нет, не во всех батареях используется литий. Литиевые батареи относительно новы и становятся все более популярными в замене существующих аккумуляторных технологий.
Одним из давних стандартов в батареях, особенно в автомобилях, являются свинцово-кислотные батареи глубокого цикла. В последние годы литий быстро завоевал популярность на этом рынке, но свинцово-кислотные по-прежнему являются основным выбором для автомобилей с газовым двигателем из-за низкой первоначальной стоимости.
Кроме того, наиболее распространенными типами стандартных батарей, которые можно найти в магазинах, являются щелочные батареи. Большинство используемых сегодня батарей AA и AAA представляют собой щелочные батареи, в которых используется цинк и диоксид марганца для химической реакции для накопления энергии.
До того, как литиевые аккумуляторы стали популярными, большинство аккумуляторов были никель-кадмиевыми (NiCad). В NiCad батареях в качестве электродных материалов используется гидроксид оксида никеля и металлический кадмий. Хотя никель-кадмиевые батареи еще не полностью устарели, они становятся менее популярными, поскольку литиевые батареи захватывают рынок перезаряжаемых батарей.
Какой тип литиевой батареи наиболее распространен?
Аккумуляторы на основе оксида лития-кобальта (LCO) используются в сотовых телефонах, ноутбуках, планшетах, цифровых камерах и многих других потребительских устройствах.
Неудивительно, что они являются наиболее распространенным типом литиевых батарей. Оксид лития-кобальта
Выберите подходящую литиевую батарею для своей работы
Как видите, существует множество различных типов литиевых батарей. У каждого из них есть свои плюсы и минусы, а также различные конкретные приложения, в которых они преуспевают. Ваше приложение, бюджет, допустимая безопасность и требования к питанию определят, какой тип литиевой батареи лучше для вас.
Какие существуют типы батарей для конкретных приложений?
В этой статье мы узнаем, как выбрать аккумулятор в соответствии со спецификациями и требованиями вашего приложения. Некоторые приложения требуют большей мощности, а некоторые должны быть дешевыми с меньшей мощностью. Существуют различные факторы и параметры, которые следует учитывать при выборе лучшей батареи для вашего приложения.
Рисунок 1.
Различные характеристики аккумуляторов, которые необходимо учитывать
Ни один аккумулятор не подходит для любого применения. Ниже приведены факторы, которые необходимо учитывать при выборе батареи для конкретных приложений.
- Перезаряжаемый или неперезаряжаемый
- Напряжение
- Мощность, мощность и энергия
- Саморазряд
- Температура
- Стоимость
- Размер и форма
- Жизненный цикл
- Химия аккумуляторов
- Наличие
- Транспорт
Перезаряжаемые или неперезаряжаемые
При выборе батареи самое главное, чтобы она была перезаряжаемой (вторичные батареи) или неперезаряжаемой (первичные батареи). Этот выбор будет зависеть от приложения.
Постоянно используемые устройства, требующие постоянной разрядки, такие как ноутбуки, смартфоны, смарт-часы, должны работать от аккумуляторных батарей.
Напряжение
Напряжение аккумулятора — еще один важный фактор. Свинцово-кислотная батарея имеет номинальное напряжение 2 В, которое варьируется от 2,40 В до 1,8 В. Ni-MH и Ni-Cd батареи имеют номинальное напряжение 1,2 В, варьирующееся от 1,55 В до 1,1 В. Li -ионная батарея имеет номинальное напряжение 3,7 В, и оно варьируется от 3,7 В до 3 В. Напряжение можно использовать в соответствии с возможностями вашей схемы.
Большинство схем работают от 3 В.
Таким образом, мы можем использовать последовательно две батареи более низкого напряжения, чтобы получить 3 В или выше, или использовать литий-ионную батарею.
Некоторые схемы работают при напряжении 5 В и 12 В или выше. Опять же, вы можете использовать повышающий преобразователь для выполнения требований, или вы можете использовать батареи последовательно, чтобы получить определенное напряжение.
Существуют также понижающие преобразователи, снижающие напряжение. Кривая разряда всех аккумуляторов приведена ниже. Вы можете видеть, что все аккумуляторы имеют приблизительную кривую факельного разряда.
Емкость, мощность и энергия
Время разрядки или время работы батареи зависит от емкости батареи. Емкость определяется на аккумуляторе в Ач или мАч; это способность тока разряда обеспечить в течение одного часа.
Литий-ионный элемент обеспечивает большую мощность, чем другие никель-кадмиевые или никель-металлогидридные аккумуляторы.
Мощность умножается на ток, обеспечиваемый батареей, с напряжением батареи. Если напряжение батареи составляет 3,6 В, а ток, который она может обеспечить, составляет 2 А, то вы можете использовать приведенный ниже расчет мощности.
P = V x I [где V — напряжение, I — ампер]
P = 3,6 x 2
P = 7,2 Вт
Энергия определяется тем, сколько времени мощность может быть обеспечена батареей, или мы можем сказать, что мощность зависит от времени. Аккумулятор способен отдавать 2А в течение часа.
E = P x T
E = 7,2 x 1
E = 7,2 Втч (ватт-час)
Возьмем другой пример с резервуаром, наполненным водой. Мощность бака — это способность хранить 10 литров воды. Теперь давайте откроем кран бака и дадим воде вылиться. Резервуар опустеет через час. Это его энергия. Он может опустошить 10 литров за один час.
Рис. 3. Пример зависимости мощности от энергии.
Номинальная мощность полностью зависит от производителя. Аккумулятор можно подобрать под свои нужды, или подключив последовательно можем увеличить напряжение или подключить параллельно для увеличения тока.
Саморазряд
Первичная батарея имеет много привлекательных особенностей, поскольку она имеет гораздо более низкую скорость разрядки. Вот почему они идеально подходят для устройства, которое используется время от времени. А вот у вторичного аккумулятора выше саморазряд плюс зарядка. Если приложение может настроить зарядное устройство перед использованием, то можно использовать дополнительную батарею.
Температура
Температура реагирует на зарядку и разрядку. Температура литий-ионной батареи варьируется от 20 до 45 градусов. Температуру можно снизить за счет уменьшения зарядного тока, но при этом увеличивается время зарядки. Температура разряда зависит от того, сколько энергии потребляется от батареи; он может превышать 60-градусное исчисление.
Температура окружающей среды также влияет на работу аккумулятора. Электролит может замерзнуть при 0-градусном исчислении. Литий-ионный аккумулятор может работать при температуре до -40°C, но производительность может снизиться, как показано на графике ниже.
Рисунок 4. Температура для разных аккумуляторов.
Стоимость
Стоимость важна для массового производства устройства. Если устройство должно быть дешевым и доступным, производительность батареи не имеет значения; тогда вы можете выбрать основной аккумулятор, который дешев и легко доступен. Напряжение можно увеличить, подключив его последовательно.
Если в устройстве высокое энергопотребление, вам следует выбрать дополнительную батарею, даже если это дорого, поскольку пользователь не хочет менять или покупать новую батарею через один-два часа.
То же самое относится и к производительности. Если устройству нужна более высокая производительность, вам следует пойти на компромисс с ценой.
Размер и форма
Батарейки бывают стандартных размеров: AA, AAA, AAAA, C, D, 9V, CR123A, 23A и CR2032, что позволяет выбирать в зависимости от мощности или размера. Но для устройств, в которых недостаточно места для установки батареи стандартного размера, литий-ионная батарея доступна в тонких размерах, и ее также можно настроить в соответствии с вашими требованиями.
Рисунок 5. Стандартный размер батареи.
Жизненный цикл
Число жизненного цикла покажет вам, сколько раз батарея может заряжаться или разряжаться. Литий-ионный аккумулятор имеет цикл от 400 до 1200. Ni-Cd и Ni-MH имеют цикл около 2000. Цикл указан в техническом описании производителя, и он может варьироваться в зависимости от различных факторов, таких как сила тока. используется для зарядки, температуры и т. д.
Химический состав аккумуляторов
На рынке доступно много типов аккумуляторов с различным химическим составом. Наиболее популярными являются свинцово-кислотные, никель-кадмиевые, никель-металлогидридные и литий-ионные. Батарея может быть выбрана в соответствии с требованиями.
Доступность
Если батарея в устройстве является вторичной, она будет работать в течение длительного периода времени. Что касается основной батареи, то она должна быть легко доступна на рынке.
Транспортировка
Существуют определенные правила и положения по транспортировке батарей.
Щелочные, Ni-Cd и Ni-MH считаются «сухими элементами» и не внесены в список опасных материалов в США. Но литий-ионные аккумуляторы числятся опасными материалами, поэтому на транспорте это регулируется. Литий-ионный аккумулятор не должен заряжаться более чем на 30 процентов для транспортировки.
Выбор батареи
В следующей таблице показаны различия между некоторыми доступными батареями.
Какой аккумулятор выбрать?
Принимая во внимание все пункты, приведенные выше, вы можете выбрать аккумулятор для своего конкретного применения. Вот некоторые дополнительные моменты, которые следует учитывать.
Основной аккумулятор
- Если устройство может работать с низким энергопотреблением и не требуется частая замена аккумулятора
- Если вы хотите удешевить свое устройство
- Если устройство используется эпизодически
- Если зарядка невозможна
- Если устройство используется в зоне выживания, где зарядка невозможна
- Если устройство очень маленькое, можно использовать монетоприемник .
Свинцово-кислотный
- Если вам нужно больше энергии для работы проектора или любой звуковой системы
- Устройство фиксируется в любом месте
- Если требуется большой ток по низкой цене
Ni-Cd
- Если ваше устройство маленькое и может использовать стандартный аккумулятор
- Если нет проблем с ядохимикатами
- Если вы хотите перевезти устройство
- Низкая плотность энергии по сравнению с другими батареями
- Долгий срок службы
- Высокий ток разряда около 15°-20°C
Ni-MH
- Плотность энергии выше, чем у Ni-Cd
- Жизненный цикл ниже, чем у Ni-Cd
- Используемый нетоксичный химикат
- Если ваше устройство маленькое и может использовать стандартный аккумулятор
- Если вы хотите перевезти устройство
- Ток разряда составляет около 1°-10°C
Li-ion
- Плотность энергии очень высокая, чем у Ni-Cd или Ni-MH
- Нагнетание 5°-15°C
- Если на вашем устройстве мало места
- Очень дорого
- Можно перевозить при заряде ниже 30%
Каталожные номера
- https://components101.
com/article/how-to-select-a-battery-for-your-electronics-project - https://www.dfrsolutions.com/blog/how-to-select-the-right-battery-for-your-application-part-1-battery-metric-considerations
- https://www.prba.org/wp-content/uploads/Overview-of-Battery-Transport-Regulations.pdf
- https://www.batterypoweronline.com/news/department-of-transportation-releases-new-rule-on-transport-of-lithium-batteries/#:~:text=The%20rule%20prohibits%20the% 20транспорт,%20использование%20%20альтернатива%20положения
- http://www.suppo.com/v1/NiMH%20vs%20NiCd%20and%20Li-ion%20battery_2014916531.pdf
- https://batteryuniversity.com/learn/article/elevating_self_discharge
- https://batteryuniversity.com/learn/archive/whats_the_best_battery#:~:text=Nickel%20Cadmium%20(NiCd)%20%E2%80%94%20зрелая,относительно%20низкая%20в%20энергия%20плотность. &text=%20NiCd%20содержит%20токсичные%20металлы,NiMH%20содержит%20не%20токсичные%20металлы .
