Меню

Аккумулятор array что это

Аккумулятор array что это

Аккумуляторы АА и ААА – что это такое, в чем разница

Описание и характеристики

Аккумуляторы АА и ААА – это цилиндры, покрытые изолированной оболочкой, диаметром от 10 до 15 мм. Они имеют несколько циклов перезарядки. Различия в габаритных показателях.

Аббревиатуры указывают на типоразмер аккумуляторной батареи.
У типа ААА:

  • длина – 44,6 мм;
  • диаметр – 10,5 мм;
  • масса – 12 гр.
  • длина – 50,5 мм;
  • диаметр – 14,5 мм;
  • масса – 30 гр.

Ниже представлены основные характеристики:

  1. Емкость указывает время, в течение которого, акб сможет питать изделие или прибор, подключенный к нему. Измеряется в мили Ампер часах (мАч), по-английски (mAh).
  2. Напряжение – это работа, которую совершает электрическое поле при переносе положительного заряда между точками. Измеряется в вольтах (В) или (V). Чем выше показатель напряжения, тем больше мощность и сила используемого изделия.
  3. Ток разряда – параметр при котором акб отдает максимальную емкость. При увеличенном показателе, батарея быстро разряжается и отдает малое количество энергии. Измеряется в мили Амперах (мА) или (mA).
  4. Ток заряда – параметр при котором батарея получает максимальную емкость. Чем меньше зарядный ток, тем глубже зарядка устройства.
  5. Срок службы указывает количество лет эксплуатации.
  6. Число циклов заряд-разряд производители определяют в индивидуальном порядке. В среднем аккумуляторные батареи рассчитаны на 500 и более циклов.
  7. Саморазряд – снижение емкости акб при бездействии. Величина показывает на разрядку элементов питания. Измеряется в процентах.
  8. Эффект памяти – обратимая потеря емкости, образовавшаяся при зарядке, частично разряженной АБ. Аккумулятор «запоминает», что в прошлый раз не был разряжен до конца и в будущем отдает меньше энергии, чем новый.
  9. Вес изделия. Измеряется в граммах.

Виды аккумуляторов АА и ААА

Ni-Cd, Ni-MH и Li-Ion, что лучше

Эти аббревиатуры указывают на химический состав элементов, который напрямую влияет на основные характеристики.

У него длительный срок хранения, причем в разряженном состоянии, неприхотливость в обслуживании, малый удельный вес, уменьшенное внутреннее сопротивление, возможность работать на морозе до -40 °C. Минимум времени требуется на зарядку. Выдерживает 1000 циклов заряд-разряд. При разгерметизации возгорание не происходит. Дешевый в производстве. Используются в военной технике, авиации, радиоуправляемых приборах и портативных рациях для проведения спортивных соревнований.

Справка! Емкость АА аккумулятора – 600-1500 mAh

Емкость ААА аккумулятора – 300-500 mAh

Напряжение – 1,25 V

Этот аккумулятор разработан на замену никель-кадмиевых. На 20% увеличенная емкость при тех же размерах, саморазряд в 1,5-2 раза выше. Одно, но – маленький срок службы — 200 – 300 циклов заряд-разряд.

Нет эффекта памяти. Значит можно заряжать не полностью разряженный. Экологически безопасный.

Условия хранения – полностью заряженными в холодильнике, с температурой не ниже 0 °C. Напряжение не ниже 1 V, проверять раз в 1-2 месяца. При необходимости зарядить вновь.

Существуют никель-металлогидридные акб с низким саморазрядом (LSD Ni-MH). Вот несколько преимуществ перед обычным Ni-MH:

  1. Более длительный срок хранения.
  2. Осуществление работы с высокими токами разряда.
  3. Высокий коэффициент устойчивости к морозам.
  4. Лучшее сохранение рабочего напряжения.
  5. В 2-3 раза больше циклов заряда-разряда (до 1500 циклов).
  6. Поддержание стабильного напряжения.
  7. Возможность длительной эксплуатации в устройствах с низким энергопотреблением.

АБ с большой ёмкостью (1500—3000 мАч) используют в устройствах с высоким потреблением энергии:

  • портативный музыкальный проигрыватель;
  • радиоуправляемые модели самолетов, кораблей, дронов и т.д;
  • фотоаппарат;
  • иные устройства, в которых заряд будет истрачен за короткий промежуток времени.

АБ с низкой ёмкостью (300—1000 мАч) подойдут для случаев использования:

  • изделий не сразу после зарядки, а через некоторое время;
  • в ручных фонарях, GPS-навигаторах, игрушках;
  • в устройствах с низким энергопотреблением, часах, пультах дистанционного управления.

Важно! Емкость АА аккумулятора – 1400-2200 mAh

Емкость ААА аккумулятора – 600-1250 mAh

Напряжение – 1,25 V

Аккумулятор li-ion типа является наиболее распространенным в мире. Он подает энергию быстродействующим устройствам для выполнения поставленных пользователем задач. Проведенные исследования и тест аккумуляторов ааа li-ion вида показали – они выдерживают более 1000 зарядок. Преимущества перед конкурентами:

  • Высокий уровень энергетической плотности.
  • Не снижается емкость при бездействии.
  • Хорошая токоотдача.
  • Большой промежуток времени между зарядом-разрядом.
  • Не требователен в уходе и обслуживание.

При несоблюдении требований по технике безопасности, часто возникают чрезвычайные ситуации. При механическом повреждении, при несоблюдении условий зарядки, ситуация становится пожароопасной.

Кроме того, li-ion батареи боятся непрерывного использования при температуре ниже 10 °C, свыше 2-3 часов.

Теряют работоспособность при перезаряде, если не соблюдены условия зарядки.

Используется в бытовой технике (ноутбуки, цифровые фотоаппараты, видеокамеры).

Внимание! Емкость АА аккумулятора – 1500-3000 mAh

Емкость ААА аккумулятора – 800-1400 mAh

Напряжение min – 2,5 V

Напряжение max – 4,2 V

Для использования АА и ААА аккумуляторов в повседневной жизни подойдут Ni-Cd, Ni-MH варианты. Они доступны в приобретении и просты в обслуживании. Их можно купить в любой розничной торговой точке.

Литиево-ионные батареи применяют в цифровых бытовых электрических приборах. В них замены не требуется порой годами. Они подойдут не для частого пользования.

Сравнение аккумуляторов с батарейками, преимущества и недостатки

Когда сравниваешь батарейки и аккумуляторы АА и ААА, то не находишь внешних отличий. Однако внутри они разные. Оба элемента питания являются химическим источником тока. Но химическая реакция в батарейках необратима, а аккумулятор можно зарядить и восстановить его потенциал. Отсюда первое преимущество акб – многократность использования.

Исследование рынка цен показало, что в среднем стоимость обычного элемента питания составляет 20, а АБ – 100 рублей. Но если посчитать количество батареек, потраченных за время работы аккумулятора, то увидим 100 кратную экономию. Отсюда второе преимущество акб – лучшее соотношение цена-время работы.

Третья отличительная черта аккумуляторов от батареек – это эксплуатация в устройствах с подзарядкой (садовые светильники на солнечных элементах питания).

Существуют случаи, когда выгоднее применять одноразовые АА/ААА батарейки:

  1. В приборах с низким уровнем энергопотребления (электронные часы).
  2. В устройствах кратковременного применения (дистанционный пульт управления).
  3. Изделия, которые подают сигнал о критичном уровне напряжения, при замене на АБ.
  4. В форс мажорных ситуациях, когда нет физической возможности зарядить акб.

Как выбрать аккумулятор АА/ААА, по каким критериям

Рейтинг ведущих производителей

Прочитав статью у вас не должно остаться вопросов. Как выбрать лучшие аккумуляторные батарейки, лучшие аккумуляторы аа, аккумуляторы ааа какие лучше – на все получите ответ. Представляем рейтинг наиболее популярных аккумуляторов AA и AAA. Производители ТОП-5:

  1. Robiton – российский бренд. Признан Российскими специалистами одним из самых прогрессирующих в сегменте АА/ААА по соотношению цена-качество.
  2. VARTA – американский производитель. В первую очередь «на слуху» автомобильные АБ.
  3. Panasonic – японская компания по производству приборов электроники и бытовой техники. Наиболее известная серия АБ Panasonic Eneloop AA – лучшие пальчиковые аккумуляторы.
  4. Duracell – самый массовый производитель АБ из США. Доля рынка составляет 25% от всего производства портативных батарей в мире.
  5. GP – фирма из Гонконга, специализируется на недорогих АБ.

Когда вы покупаете аккумуляторы АА и ААА, то в первую очередь руководствуетесь потребительскими качествами, наиболее важными для вас. Критерии выбора определяют:

  1. Увеличенная емкость.
  2. Маленький саморазряд.
  3. Большое количество циклов заряд-разряд.
  4. Наилучшее соотношение цена-время работы.

Проведя тест аккумуляторов ааа на соответствие критерия по емкости, эксперты выбрали победителя – это Robiton 1100 mAh.

Кроме того, определили какие аккумуляторы аа лучше. В номинации – пальчиковые аккумуляторы какие лучшие, первый приз получает Robiton 2850 mAh.

Подведем итоги выше сказанного.

Перед тем как совершить покупку АА/ААА аккумуляторных батарей хорошенько подумайте, для каких нужд они необходимы. Вы должны четко представлять где и в каких приборах планируете их использовать. Какова длительность эксплуатации по времени, возможна ли замена на обычные батарейки. Только «взвесив» все за и против принимайте решение!

Источник



Химия аккумуляторов. Различия, преимущества и недостатки

Содержание

  1. Что в имени твоем?
  2. IMR или LMO. Литий-магний
  3. INR или NMC. Литий-марганцевый никель
  4. NCA. Литий-алюминий
  5. NCO. Литий-никель-кобальт
  6. ICR или LCO. Литий-кобальт
  7. IFR или LFP. Литий-фосфат

Многие из нас используют разные аккумуляторы как для вейпинга, так и для других целей. Однако, большинство вейперов даже не подозревает, почему одни аккумуляторы можно использовать в модах, а другие попросту опасны. В данной статье мы постараемся объяснить химию литий-ионных батарей и ее различия простым языком.

В таблице ниже указаны полные названия аккумуляторов 18650, химические формулы и их сокращения:

Полное название химии Химическая формула Короткое название Второй вариант названия Третий вариант названия
Оксид лития марганца
( Lithium manganese oxide)
LiMn 2O 4 IMR LMO Li-manganese
Литий-марганец-никель
( Lithium manganese nickel)
LiNiMnCoO 2 INR NMC
Литий-никелевый кобальтовый оксид алюминия
( Lithium nickel cobalt aluminum oxide)
LiNiCoAlO 2 NCA Li-aluminum
Литий-никелевый кобальтовый оксид
( Lithium nickel cobalt oxide)
LiNiCoO 2 NCO
Литий-кобальтовый оксид
( Lithium cobalt oxide)
LiCoO 2 ICR LCO Li-cobalt
Литий-фосфат железа
( Lithium iron phosphate)
LiFePO 4 IFR LFP Li-phosphate

У каждого из этих химических составов есть как свои преимущества, так и недостатки. Я остановлюсь на каждом из них на примере популярных моделей типоразмера 18650. Но сначала, давайте разберемся, что именно означают эти названия.

Читайте также:  Зарядные устройства для аккумуляторов с проверкой емкости

Что в имени твоем?

Литий-ионный аккумулятор формата 18650 состоит из трех частей: катода, анода и электролита.

Анод всех литий-ионных батарей в основном используется одинаковый: углерод/кремний и графит. Катод — именно то, чем батареи отличаются друг от друга, и именно это дает каждой модели свои уникальные характеристики. Химические формулы в таблице выше относятся к катоду аккумулятора. Компромиссами химического состава катода является энергия, мощность, срок службы и безопасность. Например, химия ICR (на основе кобальта) обладает высокой энергией и высокой емкостью, но не самая безопасная. IMR безопаснее, но имеет меньшую пропускную способность, чем ICR. Добавление никеля к марганцу (INR) дает ему более высокую удельную энергию.

Теперь, когда мы знаем, что именно означает химический состав литий-ионного аккумулятора, давайте познакомимся с каждым поближе.

IMR или LMO. Литий-магний

Высокотоковые батареи используются в основном в вейпинге и мощных фонарях и имеют химический состав под названием IMR. Причина в том, что марганец классный, он позволяет батарее разряжаться при высоком токе не сильно нагреваясь. Это означает, что такие аккумуляторы безопаснее многих старых аккумуляторов с химией ICR. Большинство аккумуляторов IMR не требуют встроенной платы защиты PCB.

Тем не менее, в состав большинства современных высокотоковых аккумуляторов добавляют еще и никель…

INR или NMC. Литий-марганцевый никель

INR — полноправный чемпион мира аккумуляторов 18650! В его состав добавлено никеля больше, чем в IMR, что делает его «гибридным». Он сочетает в себе безопасность, низкое сопротивление марганца и высокую энергию никеля.

Полученный химический состав батареи дает достаточно высокую емкость и высокий ток разряда. Особо важно для вейперов, что химия INR очень стабильна, а это означает отсутствие необходимости встраивать дополнительную защиту. В этой химии также происходят самые большие инновации. Sony, Samsung и LG разрабатывают аккумуляторы следующего поколения INR с различными соотношениями марганца, никеля и кобальта.

Популярные модели INR 18650:

  • Samsung 25R
  • Sony VTC4
  • Sony VTC5
  • LG HE2

NCA. Литий-алюминий

Эта химия похожа на INR, но без полезных свойств марганца. Эти батареи, как правило, способны выдерживать невысокие токи разряда, но компенсируют это большей емкостью и продолжительностью жизненного цикла. Они также более устойчивы к физическому воздействию, что делает их отличным вариантом для электровелосипедов. Например, Tesla использует их для своих крутых электромобилей.

Популярные модели NCA 18650:

  • Panasonic 18650PF
  • Panasonic 18650B
  • LG MH1

NCO. Литий-никель-кобальт

Аккумуляторы с этой химией очень редкие. Единственная модель, которую мне удалось найти — Samsung 29E, которая имеет емкость 2900мАч и максимальный непрерывный ток разряда 8,2А.

ICR или LCO. Литий-кобальт

Большие мальчики! Этот химический состав обеспечивает наивысшую удельную энергию, но является самым опасным среди литий-ионных аккумуляторов формата 18650. Это также является проблемой для высокотокового разряда, так как их опасно разряжать больше указанной емкости. Например, если вы используете их для вейпинга или мощных фонарях, понадобится модель со встроенной платой защиты PCB, которая чаще всего должна быть добавлена сторонней компанией, например, такой, как Trustfire.

Эти аккумуляторы не очень подходят для фотокамер или фонарей, но их можно использовать, например, в ноутбуке. Хорошие, дешевые батареи, но чересчур капризные.

IFR или LFP. Литий-фосфат

Эти батареи превосходны во многих отношениях, но их низкое (всего 3,2В) номинальное напряжение не позволяет им присоединиться к клубу высокотоковых аккумуляторов. Также их саморазряд происходит быстрее, чем у аккумуляторов с другими химическими составами. С другой стороны, они имеют высокие номинальные токи (может достигать 30C), при этом сохраняя высокую емкость. Также выдерживают б ольший цикл перезарядов, по сравнению с другой химией.

Источник

Резервное питания для загородного дома дачи

Рассмотрим вопрос того, как обеспечить себе бесперебойное электроснабжение при периодическом отключении городской линии питания для загородного дома, будь то большой коттедж или просто дача. Для квартир, кстати, тоже может быть актуально.

Пусть ситуация такова, что городское питание есть, но оно может отключаться как кратковременно (до часа), так и на весь день. А поскольку хочется, чтобы работали телевизор, холодильник, освещение и розетки, то надо озаботиться резервным питанием.

Я уже писал несколько статей про целесообразность солнечных батарей, и мы пришли к выводу о том, что солнечные батареи имеют смысл только если основного питания нет и не предвидится, а потребность в электричестве у нас очень маленькая (лампочка и розетка для ноутбука). Либо система солнечной электростанции будет достаточно дорогой (от миллиона рублей).

Для нашей задачи «питание есть, но отключается», солнечные батареи дадут немного энергии в летний период, но их установка никак не оправдывает себя по сравнению с системой «инвертор + аккумуляторы».

Итак, что представляет собой необходимая нам система.

В центре системы стоит инвертор. Инвертор — это устройство, которое выполняет три функции:

  • При наличии города заряжает аккумуляторы и даёт питание на потребителей в доме
  • Генерирует из постоянного напряжения аккумуляторов переменное напряжение 230В для питания дома
  • Автоматически переключает питание потребителей на аккумуляторы и обратно

Собственно, в инверторе есть блок питания, который делает из 230В 12 либо 24 либо 48 вольт постоянного тока для заряда аккумуляторов. Также там есть схема, которая из постоянного напряжения аккумуляторов делает 230В переменного тока, отсюда и название «инвертор» — он меняет направление тока 50 раз в секунду для генерации переменного.

Есть инверторы дешёвые, которые выдают на выходе модифицированный синус. То есть, синусоида получается ступенчатой, как на картинке.

Дешёвый инвертор — это, например, инвертор автомобильный, который вставляется в прикуриватель и из 12В делает 230В для работы ноутбука. Или более крупные и мощные инверторы, но недостаточно дорогие. Такой сигнал плох для техники, имеющей преобразователи питания, так как эти преобразователи от такого сигнала сильно греются (не буду сейчас объяснять почему, это не относится к теме) и их срок службы сокращается. Хорошие инверторы выдают сигнал «чистый синус», качество которого регламентируется ГОСТом, как правило, качество чистого синуса из инвертора даже выше качества сигнала городской линии.

Так вот, инвертор при наличии города заряжает аккумуляторы, а при пропадании города их разряжает. Причём хороший инвертор переключается почти мгновенно, даже компьютер перезагрузиться не успеет.

Я считаю, что лучшие из российских инверторов — МАП Энергия, они производятся в Москве.

К инвертору подключаются город, дом и аккумуляторы.

Инверторы есть на 12, 24 и 48 вольт — это поддерживаемое ими напряжения массива аккумуляторов. Аккумуляторы резервного питания обычно 12-вольтовые, соответственно, чтобы получить 48 вольт, нам надо взять 4 аккумуляторы, 24 вольта — 2 аккумулятора. Я чуть позже напишу, как считать количество аккумуляторов, но сейчас важно знать, что если аккумулятора нам по расчётам надо 4, то лучше брать 48-вольтовый инвертор. Больше напряжение — меньше ток в проводах, значит, меньше потери напряжения и нагрев проводов.

Если нам нужно резервировать 3-фазную сеть питания дома, то нужны три инвертора. Можно использовать один массив аккумуляторов. Инверторы МАП Энергия умеют работать с 3-фазной сетью, их надо соединить между собой кабелем, чтобы они синхронизировались.

Помимо основных перечисленных выше функций хороший инвертор делает следующие полезные вещи:

  • Контроль мощности потребления дома
  • Логгирование данных и передача их на компьютер
  • Контроль уровня заряда аккумуляторов, чтобы не разряжать их в ноль (это плохо для них)
  • Автозапуск генератора, когда аккумуляторы садятся

Для последнего пункта — автозапуска генератора — требуется, чтобы генератор мог запускаться по сигналу типа «сухой контакт». На инверторе есть реле, которое включается и выключается при необходимости запустить или заглушить генератор.

По сравнению с системой резервного питания «просто генератор» система «инвертор + аккумуляторы» имеет такие преимущества:

  • инвертор переключает мгновенно. А генератор с автозапуском запускается секунд 20 или больше.
  • инвертор сам переключает линии питания, а генератору нужен щит АВР (автоввода резерва)
  • инвертор бесшумный, а генератор сами знаете
  • инвертор и аккумуляторы можно поставить в доме, они ничего не выделяют в воздух. Генератору нужно отдельное помещение или навес.
  • генератор дымит
  • генератор требует бензин и масло
  • срок службы генератора меньше срока службы инвертора и гелевых аккумуляторов

Важно оговориться, что если нам нужно много электричества (например, электронагреватели или мощные холодильники), то аккумуляторы нас не спасут, тут генератор нужен. Аккумуляторы — это для резерва на время кратковременных отключений.

Считаем количество аккумуляторов

Ёмкость аккумуляторов считается в ампер-часах. Автомобильный аккумулятор — это, как правило, 52 или 60 АЧ. Аккумулятор маленькой машины типа Daewoo Matiz — 40АЧ. Кстати, для резервного питания можно использовать автомобильные аккумуляторы, но у них срок службы 4-5 лет и их нельзя ставить в помещение — выделяют. Специальные аккумуляторы для систем резервного питания служат 10-12 лет, полностью герметичны и не требуют обслуживания.

Аккумуляторы резервного питания имеют ёмкость до 250АЧ. Самые распространённые — 200АЧ. Вес такого аккумулятора около 65 кг.

Напряжение аккумулятора 12 вольт. Разряжается он не в ноль, а, скажем, до 10% ёмкости. Получается, что в аккумуляторе запасено 2160 Вт-часов электроэнергии. КПД хорошего инвертора МАП Энергия 96%, значит, фактически 200АЧ аккумулятор даст нам 2073 Вт-часов электроэнергии. Это означает, что холодильник со средним потреблением 100Вт-часов проработает 20 с небольшим часов от одного такого аккумулятора. Если среднее потребление дома посчитать как холодильник (небольшой и современный) + несколько светодиодных лампочек + небольшой телевизор + розетка для ноутбука, то получаем примерно 3 часа работы. Ставим 4 аккумулятора — получаем 12 часов автономной работы.

Читайте также:  Аккумулятор для mitsubishi fuso canter

Если использовать какой-то мощный прибор, например, чайник на 1600Вт, который кипятит воду за 5 минут, то он израсходует 133 Вт-часов электроэнергии из аккумуляторов. Вот такой расчёт. Нужно сориентироваться, сколько ватт-часов электроэнергии нам необходимо для резерва, понять, в скольких аккумуляторах они содержатся, подобрать инвертор на соответствующее напряжение и максимальную мощность дома.

Общий бюджет системы складывается из:

  • аккумуляторов
  • инвертора
  • клемм на аккумуляторы
  • УЗИП — устройство защиты от импульсных помех, очень полезная вещь
  • кабеля от инвертора до аккумуляторов нужного сечения

Если в какой-то момент поймёте, что аккумуляторов не хватает, можно поставить ещё столько же параллельно. Можно добавить в систему солнечные батареи, подключив их через контроллер к аккумуляторам. Можно добавить генератор, который будет запускаться по сигналу от инвертора.

Можно при помощи инвертора и батарей зарезервировать не весь дом, а какую-то ветку электроснабжения: слаботочный шкаф, аварийное освещение, газовый котёл, насосы и так далее.

197,282 просмотров всего, 338 просмотров сегодня

Источник

Экспертиза АКБ — дорогие против дешевых. Результат нас удивил!

Во всех предыдущих экспертизах, начиная с 2004 года, мы сравнивали батареи, изготовленные по одной технологии. Чаще всего это были обычные свинцово-кислотные аккумуляторы с жидким электролитом. Однако на рынке появились изделия с различной «генетикой», которая должна придавать им особые черты. Так, помимо обслуживаемых и полностью необслуживаемых батарей (читай: с доступными пробками и вообще без таковых) можно приобрести AGM-аккумуляторы (с абсорбирующим стекловолокном); EFB-аккумуляторы (дешевая альтернатива AGM, отличаются от обычных разве что конструкцией сепаратора); а также пока редкие аккумуляторы AGM TPPL (еще одна модификация AGM-батарей – с решетками из чистого свинца без примеси кальция). Итого – пять типов.

Преимущества более продвинутых батарей хорошо известны. Например, удельная энергоемкость простых аккумуляторов составляет 30–40 Вт·ч/кг, сделанных по технологии AGM – 40–45 Вт·ч/кг, а по технологии AGM TPPL – до 50 Вт·ч/кг. Ожидаемый срок службы этих батарей составляет соответственно четыре-пять, пять-шесть и от восьми до двенадцати лет. Продвинутые батареи могут работать в режиме «старт-стоп», который простым изделиям противопоказан. А их саморазряд должен быть ниже в несколько раз.

Но есть ли смысл устанавливать навороченную батарею на автомобили без «старт-стопов» и мощных аудиосистем? Мы проверили то, что редко проверяют: как долго новенькие батареи разных типов и ценовых категорий смогут выдавать одинаковые токи нагрузки. Заодно определим реальную емкость, которая сильно зависит от величины выдаваемого батареями тока. И выясним, всегда ли дорогая батарея способна заменить простушку, или же вообще не стóит гнаться за ценой.

Для необычного эксперимента мы приобрели пять батарей с максимально близкими габаритами и заявленными ампер-часами. Простейший тип представляет тюменская Tyumen 6СТ‑70L, полностью необслуживаемые – Medalist SMF 57412; EFB- и AGM-аккумуляторы представляют соответственно Moll EFB 82070 и Monbat AGM 570 901 076, а самый редкий вариант, то есть AGM TPPL, – это Odyssey 34/78 PC1500. Краткие характеристики всех участников приведены в таблице.

НАШ СЛОВАРЬ:

AGM (Absorbent Glass Mat) – абсорбирующее стекловолокно.
VRLA (Valve Regulated Lead Acid) – клапанно-регулируемые свинцово‑кислотные конструкции с AGM-сепараторами.
TPPL (Thin Plate Pure Lead) – еще одна модификация AGM-батарей: решетки изготовлены из чистого свинца без примеси кальция.
EFB (Enhanced Flooded Battery) – улучшенная батарея с жидким электролитом.

Исходные характеристики батарей пяти типов

Особенности
технологии

полностью
необслуживаемая, EFB

Заявленная
емкость (заряд)

Заявленная
резервная емкость

278 × 175 × 190 мм

278 × 175 × 190 мм

278 × 175 × 190 мм

Примерная
розничная цена

Особенности
технологии

полностью
необслуживаемая, AGM TPPL

Заявленная
емкость (заряд)

Заявленная
резервная емкость

275,6 × 179,8 × 200,2* мм

278 × 175 × 190 мм

Примерная
розничная цена

* Включая высоту выводов.

Ресурс, разрядка и методика испытаний

Нас часто просят определять в экспертизах ресурс батарей. А нужно ли? Ведь средние цифры известны (см. выше). Ждать результатов реальных испытаний бессмысленно – к их окончанию рыночный ассортимент аккумуляторов полностью обновится. И ускоренные тесты носят лишь оценочный характер. Например, АКБ из прошлогодних испытаний эксперты гоняют до сих пор, проверяя разные методики их ускоренного старения. И уже год все батареи ведут себя приблизительно одинаково.

Для определения реальных возможностей батарей пойдем другим путем. Многие ошибочно связывают ресурс батарей с величиной их саморазряда – внутри одного семейства эти величины сравнимы. У обычных батарей саморазряд составляет примерно 5 % в месяц, а у AGM-аккумуляторов – около 2 %. Но у любой из батарей токи утечки всё равно гораздо меньше, чем реальное потребление у припаркованной машины, доходящее порой до 0,1 А. Вот и проверим, как долго различные АКБ смогут снабжать потребителей запасенной энергией.

При этом расставлять по местам не станем – просто проведем сравнительные испытания батарей разных ценовых и технологических категорий.

Разряд аккумуляторов мы фиксировали в трех режимах, перечисленных ниже.

  • НА ПАРКОВКЕ. Нагрузка 150 Ом, ток потребления около 80 мА – примерно так разряжает батарею современный припаркованный автомобиль с включенной сигнализацией. Аккумуляторы зарядили под завязку, причем у всех «завязка» оказалась разной. Затем каждую батарею нагрузили эталонным балластным резистором и ежедневно фиксировали снижение уровня напряжения. Критическая отметка, соответствующая полному разряду, составила 10,5 В.
  • РЕЗЕРВ. Это испытание мы проводим во всех экспертизах, когда определяем резервную емкость тестируемых аккумуляторов. Оно имитирует режим работы батареи на автомобиле с неисправным генератором в холодную слякотную погоду – работают фары, дворники, обогрев, вентилятор. Ток потребления при этом обычно принимается равным 25 А. Полностью заряженные батареи мы нагрузили сопротивлением 0,5 Ом. Напряжение на клеммах фиксировали каждые пять минут.
  • «САМЫЙ ПОЛНЫЙ». Самое тяжелое и самое короткое испытание в нашем тесте. Зарядив батареи, мы сымитировали максимальную нагрузку, когда пользователь подключил всё: обогревы стекол, зеркал, сидений, мощную «музыку», светотехнику. Нагрузка – 0,2 Ом: ток при этом составляет 60 А. Каждые пять минут проверяли напряжение на клеммах.

И что получилось?

Перед началом любых испытаний всегда прикидываешь возможности участников. Недорогая тюменская батарея с дедовскими пробками и жидким электролитом вряд ли сможет соперничать на равных с дорогущим Одиссеем, внутри которого должен присутствовать очень чистый свинец. С другой стороны – а почему бы и нет? Мы же не заставляем ее работать в режиме «старт-стоп» или вообще вверх ногами! А выдавать требуемые токи ­обязаны все, независимо от цены и тех­нологий.

Чудеса начались довольно быстро. При нагрузке 80 мА Odyssey, у которого исходное напряжение разомкнутой цепи было выше, чем у других, начал скисать на десятые сутки, фактически оказавшись в общей группе. Через три с небольшим недели он уже плелся в хвосте, а на 36‑е сутки испытаний гигант электрической мысли рухнул как подкошенный – аж до 5,6 В!

На следующие сутки сдался Moll. К этому моменту было очевидно, что победит Medalist: он сохранял самое высокое напряжение на выводах. Однако произошло неожиданное – с 11,46 В он лихо скатился до 5,65 В и также прекратил сопротивление. На 42‑е сутки иссяк Monbat, а вечером того же дня критической отметки «10,5 В» достигла и полностью разрядившаяся тюменская батарея. Ситуация с ног на голову: «плебейка» оказалась лучшей, а «гранд» – последним.

Следующий ток нагрузки – 25 А. На 96‑й минуте сдался Monbat AGM, еще через минуту закончились кулоны у Moll EFB. А победила… опять тюменская «бесприданница», продержавшаяся аж 125 минут! Odyssey на сей раз выглядел хорошо, но всё равно проиграл победительнице 9 минут.

При нагрузке 60 А – а это уже серьезные токи! – первым выбыл из игры опять-таки Monbat. Вот тебе и AGM. На 33‑й минуте цифры на контрольном вольтметре быстро замелькали, покатившись вниз: заряда больше нет. Через минуту за ним последовал Moll с технологией EFB. Третьим спасовал Medalist, а серебро получил-таки Odyssey, который уступил пару минут всё той же «сибирячке» Tyumen.

Таким образом, самая дешевая и самая «непородистая» сибирская батарея фактически выиграла «в одну калитку», победив во всех состязаниях. Но мы изначально договорились, что победителей определять не станем. Важен факт: ценники и титулы могут быть бесполезны при решении простых задач.

Зависимость емкости батарей от токов нагрузки*

Medalist SMF 57412 (74 А·ч)

Moll EFB 82070 (70 А·ч)

Monbat AGM 570 901 076 (70 А·ч, 120 мин)

Источник

Какие бывают аккумуляторы в мобильной, компьютерной и бытовой технике

Аккумуляторы окружают нас повсеместно. Их можно встретить как в привычных каждому пользователю мобильных гаджетах, так и в сложных системах резервного электропитания. В каждой из областей используется свой тип аккумуляторной батареи, в которой ее характеристики «раскрываются» наилучшим образом. В данном материале поговорим о типах аккумуляторных элементов, областях применения и основных правилах эксплуатации.

Аккумуляторы. Общие принципы

По историческим меркам аккумулятор — довольно «молодое» изобретение, которому немногим более 160 лет. Основной принцип работы любого аккумуляторного элемента — протекание в нем обратимой электрохимической реакции, т. е. при приложении к контактам элемента постоянного напряжения, на его пластинах (электродах) накапливается электрическая энергия, при приложении нагрузки — происходит ее расходование. Причем протекает такая реакция на протяжении большого количества циклов заряда/разряда. Как правило, возможное количество перезарядок зависит от типа аккумуляторного элемента, но в среднем, современный аккумулятор способен обеспечить 300–1000 полных циклов.

Работоспособным считается аккумулятор, остаточная емкость которого составляет 70–80 % от начальной. Элементы с меньшими показателями остаточной емкости считаются непригодными для дальнейшей эксплуатации, поскольку не могут обеспечить расчетную автономность.

Какого бы типа не был аккумулятор, костяк конструкции и основной принцип действия у них остается неизменным. В каждом аккумуляторе есть два электрода (положительный и отрицательный, иначе именуемые анод и катод), погруженные в специальную среду — электролит, являющуюся прекрасным «поставщиком» ионов вследствие электролитической диссоциации.

Ион — атом или молекула, несущая на себе электрический заряд. Если ион положительно заряжен — его называют катион, если отрицательно — анион.

В зависимости от используемого материала электродов и применяемого типа электролита существуют различные вариации аккумуляторных элементов, каждый из которых имеет свои конструкционные и эксплуатационные особенности. Ниже поговорим о наиболее распространенных типах аккумуляторов, сферах их применения и особенностях эксплуатации.

Читайте также:  Аккумулятор для кемпингового фонарика

Свинцовые аккумуляторы

Несмотря на преклонный возраст технологии, свинцовые аккумуляторы до сих пор успешно применяются в системах резервного питания, автомобильном транспорте, системах аккумулирования возобновляемых источников энергии (солнечная и ветряная энергетика, гидроэнергетика и т. д.).

Как видно из названия, в качестве основного материала, из которого изготавливают электроды, выступает свинец. Точнее, для производства положительных электродов — просто свинец, а для изготовления отрицательных электродов — оксид свинца. В качестве электролита, как правило, выступает раствор серной кислоты.

Существует большое количество конструкций свинцового аккумулятора, направленных на улучшение его эксплуатационных характеристик. Поскольку свинец сам по себе достаточно мягкий металл с невысокой физической прочностью, в чистом виде он слабо противостоит вибрационным нагрузкам, поэтому для использования аккумуляторов, например, в транспорте, в сплав свинца добавляют кальций, делающий структуру металла более прочной.

Для использования свинцового аккумулятора в источниках бесперебойного питания, дабы не допустить контакт пользователя с кислотой, исключить необходимость обслуживания, а также не создавать условия для взрыва водорода, выделяемого из АКБ, при ее заряде, используют свинцовые аккумуляторы определенного типа. Такими аккумуляторами являются источники питания типа AGM (Absorbent Glass Mat), в которых абсорбированным электролитом (не жидким) пропитан специальный пористый мат из стекловолокна.

Довольно часто свинцовые аккумуляторы, выполненные по технологии AGM, ошибочно называют гелевыми. На самом деле это не так. Гелевые аккумуляторы — отдельная ветвь развития свинцовых источников питания.

Аккумуляторы, электролитом в которых выступает раствор серной кислоты в желеобразном состоянии, называются гелевыми. Они рассчитаны на медленную отдачу энергии, поэтому основная область их применения — использование в инертных системах накопления и расходования электроэнергии (солнечная энергетика, питание моторов кресел для инвалидов, гольф-каров и т. д.).

К неоспоримым преимуществам свинцовых аккумуляторов относятся их невысокая стоимость и возможность работы в широком диапазоне температур окружающей среды (от — 40 до + 40 ° С).

Один свинцовый аккумуляторный элемент выдает напряжение порядка 2 В и способен выдать удельной энергии из расчета 30–60 Вт*ч с 1 кг массы, что в сравнении с другими типами — достаточно мало. Такие аккумуляторы имеют высокие значения саморазряда, а их глубокий разряд приводит к разрушению и осыпанию пластин электродов и безвозвратной порче аккумулятора.

Никель-кадмиевые аккумуляторы

Следующим типом аккумуляторных элементов, активно использующихся во многих сферах, являются никель-кадмиевые аккумуляторы (NiCd). Их можно встретить в детских игрушках, пультах управления, фонариках, ручном аккумуляторном электроинструменте и т. д.

Конструкция элемента не претерпела изменений, только в качестве материала для изготовления электродов используются никель и кадмий, а точнее гидраты закиси этих металлов. В качестве электролита применяют гидроксид калия. Один элемент на основе этих металлов может выдать напряжение 1,2–1,35 В, а значение удельной энергии находится в диапазоне 40–80 Вт*ч/кг.

Никель-кадмиевые аккумуляторы — одни из самых морозоустойчивых. Они работают без существенной потери своей емкости при температурах, близких к –50 ° С, к тому же, абсолютно не боятся глубокого разряда, и после цикла зарядки полностью восстанавливают свои эксплуатационные характеристики.

Хранить NiCd аккумуляторы рекомендуется полностью разряженными.

К отрицательным моментам относят их малую удельную емкость, высокий саморазряд, длительное время зарядки (восполнять энергию нужно малыми зарядными токами) и ярко выраженный «эффект памяти».

Чтобы не испортить аккумулятор, его необходимо заряжать только после полного разряда! Пренебрежение этим правилом повлечет быструю потерю емкости и выход элемента из строя.

Заряжают NiCd-элементы малыми зарядными токами, значения которых составляет порядка 10 % от емкости аккумулятора.

Никель-металлогидридные аккумуляторы

Логическим продолжением никель-кадмиевых аккумуляторов стали никель-металлогидридные (NiMH) элементы питания. В них учтены и практически устранены недостатки предшественников. Аккумуляторы при тех же массогабаритных показателях имеют большую в 2–3 раза емкость, обладают высокой надежностью, с легкостью переносят глубокий разряд и перезаряд, менее подвержены эффекту памяти.

Немаловажную роль в популяризации и широком распространении NiMH элементов сыграл тот факт, что они не содержат в своем составе кадмия, очень вредного для окружающей среды металла. Следовательно, с повестки дня снимаются вопросы правильного хранения и утилизации таких элементов.

Для производства анода используют гидрид никеля с лантаном или литием — так называемый металлогидридный электрод. В качестве катода — оксид никеля. Электролитом выступает соединение гидроксида калия.

Заряжают никель-металлогидридные аккумуляторы большими (в сравнении с NiCd-элементами) токами, величины которых составляют порядка 20–25 % от емкости аккумулятора, но очень важно контролировать температуру элемента во время заряда. Если она превышает 45 °С, нужно немедленно прервать процесс зарядки, в противном случае существует риск порчи элемента.

Зарядку для NiMH-аккумуляторов можно использовать в паре с NiCd-элементами. Обратная совместимость недопустима! Алгоритмы зарядки никель-кадмия более примитивны, они могут причинить вред NiMH-элементу.

Никель-металлогидридные аккумуляторы хранят полностью заряженными. Поскольку этому типу элементов присущ высокий саморазряд, для сохранения работоспособности элемента его нужно периодически подвергать полному циклу разряда/заряда.

Никель-металлогидридные аккумуляторы используют в тех же сферах, что и никель-кадмиевые, однако, благодаря повышенной емкости, их охотно применяют в фототехнике, использующей для питания элементы типа АА и ААА.

NiMH элементы — самые морозоустойчивые. Они без проблем переносят эксплуатацию при экстремально низких температурах, достигающих -60 °С. По этой причине их довольно успешно применяют в электроинструменте, используемом при выполнении работ на открытом воздухе в зимнее время.

Один элемент генерирует 1,2–1,25 в ЭДС, а его удельная энергия составляет 60–75 Вт*ч/кг. Теоретический расчетный «потолок» этого параметра находится на уровне 300 Вт*ч/кг, но видимо технологии производства NiMH-элементов, еще не до конца совершенны.

Литий-ионные аккумуляторы

Современные мобильные устройства уже сложно представить без литий-ионных аккумуляторов. Именно их разработка дала мощный толчок к развитию легких и миниатюрных решений источников питания, и, как следствие, миниатюризации всего сегмента мобильных гаджетов.

Сильными сторонами Li-ion являются высокая плотность аккумулируемой энергии, ее удельное значение, в большинстве случаев, составляет солидные 280 Вт*ч/кг, недостижимые при использовании аккумуляторов другого типа. Именно по этой причине Li-ion аккумуляторы используются не только для питания персональных гаджетов, но и для приведения в движение различных самокатов, велосипедов с электродвигателем и даже автомобилей.

Справедливости ради следует сказать, что «литий-ионный аккумулятор» — это обобщенное название целой группы электрохимических элементов, переносчиком заряда в которых выступают ионы лития. Разница заключается в составе материала катода и типе электролита.

Наибольшее распространение в бытовом сегменте получили литий-полимерные аккумуляторы, в которых в качестве электролита используется специальный твердый полимер, а катодный и анодный материал нанесены на тонкие слои алюминиевой и медной фольги соответственно. Такое конструктивное решение позволяет производить аккумуляторы любой формы и размера, изящно «вписывая» их в разрабатываемые устройства.

Существенный недостаток твердого полимера — его плохая проводимость при нормальной температуре окружающей среды (+ 25 °С). Наилучшие показатели достигаются при увеличении температуры до + 60 °С, а это уже опасно с точки зрения обычного использования. Поэтому производители идут на небольшие ухищрения, добавляя к полимеру электролит в жидком или желеобразном состоянии.

Существенное отличие конструкции литий-ионных аккумуляторов от традиционной конструкции заключается в обязательном наличии разделительного сепаратора, исключающего свободное перемещение ионов лития, в моменты, когда аккумулятор не используется.

Другой элемент, который должен обязательно присутствовать в схеме аккумулятора — BMS-контроллер (Battery Management System), отвечающий за корректную и сбалансированную зарядку ячеек аккумулятора.

Li-ion аккумуляторы при высокой удельной емкости обладают малым весом. Для их зарядки нужно не так уж много времени. У них практически отсутствует эффект памяти и саморазряд. К аккумуляторам литий-ионного типа не предъявляется особых требований к соблюдению циклов заряда/разряда. Заряжать их можно в любое удобное время, не привязываясь к величине остаточного заряда элемента. Хранить Li-ion батареи рекомендуется наполовину заряженными.

Самым существенным недостатком литий-ионного элемента является его категорическое «нежелание» полноценно работать при отрицательных температурах. Эксплуатация литиевого элемента на морозе очень быстро приблизит его выход из строя.

Источник