Меню

Что такое идеальный аккумулятор

Что такое идеальный аккумулятор

Основы аккумуляторов и батарей (вопросы и ответы)
  • Что такое батарея? Батарея — это устройство преобразующее химическую энергию в электрическую и наоборот.
  • Что такое АС? AC – переменный ток
  • Что такое DC? DC – постоянный ток
  • Что такое mAh? mAh – мили ампер в час (емкость, запас энергии аккумулятора)
  • Что такое Wh? Wh – Ватт в час (потребляемая устройством или вырабатываемая батареей мощность)
  • Что такое емкость батареи? Это возможность запасать энергию для последующего использования. Измеряется в Ah (ампер в час), чем больше показатель емкости, тем дольше будет работать аккумулятор. 1000 mAh = 1 Ah
  • Что такое саморазряд батареи? Это в течении определённого времени потеря емкости (накопленной энергии) аккумулятором, в следствии внутренних электрохимических процессов
  • Что такое цикл аккумулятора? Одним циклом считается полный заряд и разряд аккумулятора. Например, жизненный цикл Li-ion (литий-ионного) аккумулятора 500, что обозначает 500 раз заряда и 500 разряда выдерживает аккумулятор
  • Что такое уровень С? «С» определяет уровень потери емкости аккумулятором. Каждое устройство имеет свой уровень «С»
  • Что такое внутреннее сопротивление аккумулятора? Это внутреннее сопротивление ячеек аккумулятора прохождению токов и приему заряда. В современных аккумуляторах его величина очень мала
  • Что такое эффект памяти? Эффект памяти присущ только Ni-Cd (никель кадмиевый) аккумуляторам. Никель кадмиевый аккумулятор должен разряжаться полностью перед зарядкой. В следствии не полной разрядки аккумулятора и последующей зарядки происходит запоминание не полной емкости, т.е. аккумулятор теряет свою емкость
  • Как влияет температура воздуха на работу аккумулятора? При понижении температуры ниже -15 градусов скорость зарядки NiMH и Ni-Cd аккумуляторов падает и соответственно уровень напряжения и силы тока заряженного аккумулятора снижается. Оптимальной температурой использования аккумулятора является температура выше 0 градусов
  • Как влияет перезаряд аккумулятора на его состояние? Перезаряд — это длительное заряжание аккумулятора после его полной зарядки (после получения полного объема тока способного сохранять батареей). Перезаряд приводит к частичному разрушению электродов внутри батареи в следствии внутренних химических реакции. После перезаряда аккумулятор обычно теряет часть своей емкости
  • Как влияет глубокое (полное) разряжение аккумулятора на его состояние? Глубокий разряд опасен для свинцово-кислотных, литий-ионных, литий-полимерных аккумуляторов. При глубоком разряде они могут потерять часть своей емкости
  • Как влияет короткое замыкание на аккумулятор? При замыкании разно полюсных терминалов батареи. Внутри аккумулятора также есть множество токопроводящих элементов положительного и отрицательного полюсов, каждый из них может замкнуть между собой в результате внутренних повреждений. Вызывает нагрев аккумулятора, вздутие аккумулятора в следствии большого выделения газов из электролита, в конце концов приводит к возгоранию и взрыву. Поэтому при первом же признаки нагрева батареи следует немедленно отключить ее
  • Как выбрать зарядное устройство для аккумуляторных батареек? Для каждого типа аккумуляторов существует свое зарядное устройство. Никогда не используйте зарядку от другого типа аккумуляторов! Это приведет к взрыву аккумулятора.
  • Что такое последовательное соединение аккумуляторов? Объединение нескольких аккумуляторов в ПАК для увеличения выходного напряжения. При последовательном соединении батарей вольтаж складывается
  • Что такое пак аккумуляторов? Пак батареи – несколько аккумуляторов упакованных вместе. Они способны выдавать напряжение одной батареи умноженное на их количество. Например, пак батарей из 10 NiMH аккумуляторов выдает 12 В 3800 mAh. Значит 12/10=1,2, одна батарея выдает 1,2 В 3800 mAh.
Сравнение аккумуляторов
  • Чем лучше Ni- Cd (никель кадмиевый) аккумулятор?
    • Низкая цена
    • Хорошее переносит перезаряд
    • Быстро заряжается
    • Большое количество циклов
    • Обширный температурный диапазон использования
    • Средний уровень саморазряда
    • Хороший уровень безопасности использования
  • Чем лучше NiMH (никель метал гидридные) аккумуляторы?
    • Низкая цена
    • Средняя скорость зарядки
    • Большое количество циклов использования
    • Нет памяти накопления
    • Безопасен для окружающей среды
    • Обширный температурный диапазон использования
    • Хороший уровень безопасности использования
  • Чем лучше Li- ion (литий ионный) аккумулятор?
    • Высокое выходное напряжение
    • Большая емкость относительно веса
    • Нет памяти накопления
    • Большое количество циклов использования
    • Безопасен для окружающей среды
    • Легкий вес
    • Очень маленький саморазряд
  • Чем лучше Li- Pol (литий полимерный) аккумулятор?
    • Электролит в виде геля, не потечет
    • Может быть любой формы, гнуться
    • Может иметь толщину 0,5 мм и выдавать 3,6 В и иметь емкость 400 mAh
    • Может выдавать высокое напряжение, в отличии от батарей, содержащих жидкий электролит
    • Один литий полимерный аккумулятор может иметь емкость двух литий ионных
  • Чем лучше Li- MO2 и Li- SOCL2 аккумуляторы?
    • Большая емкость относительно веса
    • Длительный срок хранения
    • Обширный температурный диапазон использования
    • Отлично герметизированы
    • Хорошо переносят глубокий разряд
Как выбрать аккумулятор?
  1. Нужно определить в устройстве, для которого подбираете батарею:
    • Какое входное напряжение (вольтаж)? (V)
    • Какая потребляемая мощность устройства (Ватт)? (W)
    • Какое максимальное потребление тока(Ампер)? (А)
    • Какое требуемое время работы устройства?
  2. При подборе батареи напряжение должно быть таким же или немного выше
  3. Определить емкость батареи (аккумулятора) ( mAh или Ah)
  4. Емкость батареи определяет сколько времени сможет работать ваше устройство. Определяется по формуле:
  • Ah = W * t (часы работы) / V, Емкость батареи (Ампер в час) = Потребляемая мощность устройства (Ватт), умноженная на количество часов работы устройства, разделенная на напряжение (Вольт) батареи.Например, определим емкость 12 В аккумулятора, требуемого для работы устройства потребляющего мощность 10 Ватт постоянного тока на 10 часов работы. 10*10/12=8,3 Ah, значит нам требуется аккумулятор емкостью 8,3 Ah
  1. Выбор зарядного устройства:
  • Выбирайте так называемые умные зарядки, которые после полного заряда аккумулятора автоматически отключаются
  • Заряжайте аккумулятор зарядкой соответствую типу аккумулятора, например, Li-ion/ Li-ion. Никогда не заряжайте зарядками не соответствующего типа аккумулятораLi-ion/NiMH, Li-ion /NiCad или /NiCad и т.д. Аккумулятор может взорваться
  • Соблюдайте меры безопасности при зарядке, не оставляйте аккумулятор надолго без присмотра при зарядке

Заряжаемая батарея (аккумулятор)

Использование аккумуляторов значительно сокращает ваши расходы, конечно они стоят дороже обычных не заряжаемых, но впоследствии вложив деньги один раз, вы с каждым циклом использования окупаете стоимость аккумуляторов. Стоимость двух аккумуляторов АА примерно сопоставима с ценой 12 батарей alkaline, но срок службы намного больше. Например, аккумулятор размера АА NiMH может использоваться 500 раз, т.е. это равно использованию 500 шт. размера АА alkaline батареек.

Источник



Алюминиевая угроза литиевым электромобилям. Чтобы снять угрозу — опять убьют прогресс.

22 октября 2019 «Недорогой легкий аккумулятор, в девять раз более емкий, чем литий-ионный, из доступного алюминия и с настолько безопасным электролитом, что его можно пить, у себя в гараже разработал британский инженер Тревор Джексон. Бывший инженер Rolls-Royce, BAE Systems и офицер военно-морского флота Ее величества Тревор Джексон начал экспериментировать с алюминий-воздушной батареей в своем гараже в 2001. За 18 лет он разработал экологически чистый аккумулятор для электромобилей, грузовиков и даже самолетов. И подписал многомиллионный договор на запуск массового производства с британской компанией Austin Electric. Кроме безопасности, электролит Джексона обладает и другим важным преимуществом — он может работать с металлом низкого качества, например, с переработанными банками из-под газировки. Между тем, мало кто слышал о достижениях Джексона. Причина в том, что с тех пор, как инженер показал свой прототип десять лет назад, он испытывает давление со стороны автомобильной индустрии, утверждает Дэнни Коркоран, директор Austin. Батарею называли непроверенной, а ее возможности — завышенными. Однако независимая экспертная оценка, проведенная правительственным агентством UK Trade and Investment в 2017 году, пришла к выводу, что батарея Джексона «весьма привлекательная», основана на «заслуживающей доверия технологии» и вырабатывает намного больше энергии на килограмм, чем стандартные аналоги.»*

На самом деле — ничего удивительного. Как я отмечал ранее**, литий-ионные аккумуляторы (на которых работают электромобили Tesla и другие современные электромобили) это убогое и неэффективное устройство. Повторю: убогое и неэффективное, хотя за разработку литий-ионных батарей присуждена Нобелевская премия по химии за 2019 год***

Вкратце поясню суть дела, т.е. физические причины разницы между «нобелевскими» литий-ионными батареями и «гаражными» алюминиево-воздушными батареями — в 9 раз более емкими, и чрезвычайно дешевыми (Austin намерен продавать их в 6 раз дешевле, чем литий-ионные, но это явно с очень высокой наценкой, свойственной стартапам). Итак:

Удельная теплота окисления лития — примерно 43 МДж/кг. Столько же, сколько у бензина.
Но если речь идет об аккумуляторе, то там кроме лития должен содержаться окислитель. В теоретически идеальном случае это было бы 8 кг кислорода на 7 кг лития.
Энергоемкость содержимого такого идеального аккумулятора была бы 20 МДж/кг.
За счет более высокого кпд электродвигателя по сравнению с ДВС, он бы не проигрывал автомобильному бензобаку.
Проблема в том, что такой идеальный аккумулятор (заменяющий 40-литровый бензобак) был бы реальной бомбой с тротиловым эквивалентом 150 кг. Это как средняя авиабомба Второй Мировой войны.

Фактически современные литиевые аккумуляторы для электромобилей имеют состав очень далекий от идеала, и емкость 0.243 КВт*ч/кг, или около 0.9 МДж/кг.
Если добавить к весу собственно реагентов еще внутренние конструкции и корпус — то получится (как уже отмечено) крайне убогое устройство:
Аккумуляторная батарея для электромобиля «Tesla Model S» весит 540 кг при емкости 85 КВт*ч (или 306 МДж, или примерно 10 литров бензина). В удельных единицах это 0.57 МДж/кг.
Хотя, как уже говорилось, кпд электромотора намного выше, чем у ДВС, так что запасенная энергия дает больший пробег чем 10 литров безина.
Так или иначе, эквивалент этой аккумуляторной батареи составляет 7 кг по литию.
Заметим, что литий-ионный аккумулятор все равно остается бомбой (что неоднократно проявилась при самовозгораниях электромобилей Tesla).
И кстати: цена такой батареи примерно 12000 долларов.

Теперь перейдем к алюминиево-воздушной батарее Тревора Джексона.
Заявлена емкость в 9 раз больше, чем у литий-ионного аккумулятора.
Если речь идет не об аккумуляторе Tesla (дрянном даже относительно самой литий-ионной концепции) о лучших литий-ионных образцах, то их емкость (см. выше) 0.9 МДж/кг.
Надо полагать, для батарее Джексона заявлена емкость 0.9 x 9 = 8.1 МДж/кг.
Вопрос: реально ли это?
Ответ: более чем!
По сути, батарея Джексона, это топливный элемент (fuel cell) на алюминии, использующий внешний воздух, как окислитель.
Удельная теплота окисления алюминия — примерно 31 МДж/кг.
КПД топливного элемента — около 50%, итого 15.5 электроэнергетических МДж/кг.
Батарее достаточно иметь в своем составе 52% алюминия (т.е. примерно половину общей массы), чтобы достигать емкости 8.1 МДж/кг. Вторая половина — это электролит, керамическая пористая мембрана, электродная схема, и корпус. Точка.

Все реально, так что история батареи Джексона продолжается:

«Испытания показали, что батарея Джексона вмещает девять раз больше киловатт-часов электричества на килограмм, чем литий-ионная.
Если поставить ее на Tesla Model S, то дальность пробега электромобиля увеличится с 600 км до 4300 км при равном весе батарей, а при равном размере — до 2400 км. При этом по стоимости она примерно в шесть раз дешевле литий-ионной.
Так что теперь Austin начнет производить алюминий-воздушные аккумуляторы по рецепту Джексона — сначала для тук-туков, трехколесных азиатских такси, затем для электровелосипедов и, наконец, комплекты для переоборудования обычных бензиновых или дизельных автомобилей в электрические. Цена такого набора будет £3500 [$4500 — A.R.], и они появятся в продаже уже в 2020-м»*.

Тема именно комплекта для переоборудования обычных бензиновых или дизельных автомобилей в электрические (а не тема конкурирующего электромобиля) — очень важна.
Дело в том. что недавно «британская компания Swindon Powertrain представила «коробочный» набор для перевода автомобилей с ДВС на электротягу. В «коробочный» набор шириной 600 мм, высотой 280 мм и весом 70 кг входит 109-сильный электромотор, инвертор, одноступенчатый редуктор и модуль системы охлаждения. По словам разработчиков, их электромотор «обладает самым высоким соотношением мощности и объема среди всех электродвигателей на рынке», а благодаря защите от попадания влаги может использоваться в гибридных силовых модулях. Тяговую батарею, систему зарядки и управления электропитанием клиентам придется покупать отдельно, в комплект они не входят. Серийное производство установки планируют начать в июне 2020 года»****.

Читайте также:  Аккумулятор dynavolt dtx5l bs как зарядить

Итого: в 2020-м на рынок может выскочить полный комплект для переделки любого старого автомобиля в электромобиль:
— электробатарея от Джексона и «Austin Electric».
— электромотор и трансмиссия от «Swindon Powertrain».

В таком случае все (именно все, не только эпическая «Tesla») компании, вложившиеся в производство электромобилей (безобразно дорогих, что характерно), могут закрываться, а их инвесторы — прощаться с вложенными деньгами, а их обслуживающие банки — прощаться с деньгами, выданными в виде кредитов.
О каких суммах идет речь?
«Капиталовложения в создание новых и расширение действующих мощностей по выпуску электромобилей фактически удвоились: они выросли на 97 процентов до 8,4 млрд евро и были направлены на 26 проектов. В эту сумму не включены средства на научные исследования и конструкторские разработки.
Для сравнения: в 2015 и 2016 годах, по данным EY, инвестиции в выпуск автомобилей на электрической тяге составляли всего по 1 млрд евро, причем речь шла тогда соответственно о 2 и 3 проектах.
Немецкий автопром — главный инвестор, Китай — главный получатель
Активнее всех в 2015-2018 годах в развитие электромобильности вкладывался немецкий автопром. Он выделил за четыре года 11,065 млрд евро на 29 проектов. На втором месте с большим отрывом идут французские автопроизводители (1,275 млрд), затем японские (862 млн), южнокорейские (848 млн) и американские (632 млн).
Однако главным получателем инвестиций стала не Германия, а Китай. Политическое руководство КНР еще несколько лет назад взяло курс на форсированное внедрение электромобилей и сейчас активно стимулирует их выпуск и продажи внутри страны. Так что значительная часть капиталовложений немецкого автопрома идет в Китай. Среди пяти крупнейших инвестиционных проектов прошлого года — начало строительства новых китайских заводов компаний BMW и Daimler, которые будут выпускать автомобили как с ДВС, так и на электрической тяге.
В Китае 16 западных и азиатских автокомпаний вложили в развитие производства электромобилей в 2015-2018 годах в общей сложности 6,130 млрд евро. В Германию были направлены инвестиции на 4,370 млрд евро, затем идут Франция (1,610 млрд), США (1,111 млрд) и Индия (848 млн). Получателями существенно более скромных сумм стали также, согласно исследованию, Италия, Словакия, Таиланд, Польша, Япония, Швеция, Бельгия, Великобритания»*****.

Так что электробатарея от Джексона — это прямой риск для Глобальной Системы. Сейчас Глобальная Система начнет убивать разработку Тревора Джексона и «Austin Electric».
Запасаемся попкорном и смотрим, как это будет.

Источник

10 лучших технологий аккумуляторов, зарядки и хранения энергии будущего

Все цифровые устройства, такие как плееры, смартфоны, диктофоны и другие носимые гаджеты, а также электромобили — все более совершенствуются в своих возможностях. Ограничения накладываются главным образом конечным количеством запасаемой в аккумуляторах энергии.

Смартфон, например, работает после очередной подзарядки максимум 2 дня. Вот если бы аккумуляторы улучшить, сделать их более емкими, то работу на одной зарядке можно было бы многократно продлить.

Однако смартфоны, к сожалению, развиваются в последние 10 лет значительно быстрее нежели совершенствуются технологии создания аккумуляторов. Но надежда на улучшение ситуации есть, ведь наука на месте не стоит, и в последние годы ученые начинают предлагать очень интересные новые решения. Их можно назвать технологиями аккумуляторов будущего. Давайте обратим внимание на некоторые из них.

10 лучших технологий аккумуляторов и хранения энергии будущего

1. Зарядить электромобиль за 5 минут, а телефон — за 30 секунд

В 2022 году израильская компания StoreDot планирует начать выпуск аккумуляторов для электрокаров и гаджетов на основе революционной технологии литиевых аккумуляторов. Технология позволит электрокарам восстанавливать запас хода на 500 километров всего за 5 минут!

Графит, обычно применяемый в литиевых аккумуляторах, хотят заменить на особую смесь металлоидов, включающую кремний и некоторые запатентованные материалы, лишь недавно синтезированные в лаборатории компании. Процесс формирования смеси менее токсичен, а количество кобальта в батареях будет сокращено вдвое. Кстати, батареи станут при этом еще и безопаснее.

Новые литиевые аккумуляторы

Даже само название компании «StoreDot» содержит в себе намек на крошечные биоорганические пептидные молекулы, известные как «нанодоты», которые повышают плотность хранения заряда и обеспечивают аккумуляторам на базе новой технологии быстрое поглощение и накопление энергии.

Между тем, ученым еще предстоит преодолеть некоторые технические трудности, связанные с необходимостью пропускания очень большого тока в процессе зарядки. Для этого необходима более совершенная система охлаждения кабелей и разъемов как в системе автомобиля, так и непосредственно на зарядной станции.

Моя статья на Яндекс Дзен про литиевые аккмумляторы:

Физик Виктор Кривченко о перспективных видах аккумуляторов, фундаментальных проблемах в производстве литий-серных источников тока и преимуществах постлитийионных аккумуляторов:

2. Как подзарядить телефон от окружающего шума

Британские ученые разработали телефон, способный получать заряд просто из шума, постоянно стоящего вокруг. В основе технологии — пьезоэлектрический эффект.

Пьезоэлектрические наногенераторы сами давно в известном смысле наделали много шума. И вот теперь уже созданы специализированные генераторы такого рода, работающие на фоновом шуме, и генерирующие из него электрический ток для заряда небольших батарей. По сути телефон заряжается от шума, который во все времена просто действовал людям на нервы, а теперь он сможет приносить ощутимую пользу.

Использование наногенераторов

Исследователи создали особую смесь, в которую добавили оксид цинка, и просто покрыли поверхность гаджета данной смесью. Так получилась поверхность, полностью покрытая пьезоэлектрическими наностержнями — генерирующая энергию поверхность аппарата. Эти наностержни очень чувствительны к звуковым волнам и изгибаются от воздействия даже очень слабого звукового давления.

Наногенераторы преобразуют данные колебания в электрический ток, энергии которого достаточно для зарядки аккумулятора. Кроме преобразования звуковых волн шума, наногенераторы работают и от голоса, звучащего во время разговора, так что просто разговаривая по телефону пользователь уже частично восстанавливает заряд своего аккумулятора.

3. Увеличить емкость аккумуляторов чистым кремнием, добытым из песка

В университете Риверсайд группа исследователей, в поисках альтернативного подхода к созданию литий-ионных аккумуляторов, решили заменить традиционный графит на обычный песок. Изначально учеными была отмечена проблема скорой деградации наноразмерного кремния, который к тому же очень сложно получать в промышленных количествах. После этого ученые решили попробовать применить обычный доступный песок.

Использование песка

Песок легко поддается очистке, к тому же его легко наносить в виде порошка. Очищенный песок намочили солью и магнием, затем подвергли нагреванию для удаления кислорода. Так получился чистый кремний пористой структуры, который позволил увеличить емкость элемента втрое, а также повысить эффективность его использования и увеличить срок службы! Производство получается недорогим и экологически безвредным.

4. Зарядить смартфон на ходу

Даже самую обычную одежду можно использовать в качестве генератора электроэнергии, чуть-чуть доработав ее, считают исследователи из Университета Суррей в Манор Парк (Англия).

Они предлагают использовать так называемые трибоэлектричские наногенераторы, способные преобразовывать энергию движения поверхности одежды в электрический заряд. Генерируемое таким образом электричество можно накапливать, а затем передавать в обычный литиевый аккумулятор, либо напрямую питать им портативное устройство (плеер, телефон и т.д.).

Принципиально технология трибоэлектрических наногенераторов не имеет практических ограничений, ее можно внедрить даже в стены домов, в тротуарную плитку, в стволы и ветви деревьев, в автомобильные шины и т. д. — всюду, где есть колебания или трение. Такая система позволила бы использовать энергию от движения всего чего угодно — для зарядки аккумуляторов ночных фонарей, гаджетов, сегвеев и тому подобных устройств.

5. Передать энергию к аккумулятору в форме ультразвука

Идея передачи электрической энергии «по воздуху» не нова. Но почему бы не попробовать использовать для этой цели ультразвук? Астробиолог Мередит Перри предлагает встраивать именно ультразвуковые передатчики в элементы интерьера.

Ультразвук определенного диапазона не слышен людям и животным, поэтому звуковые волны можно вполне безопасно направить прямо на гаджет, обеспечив таким образом беспроводную зарядку.

Использование ультразвука

Пластина в 5,5 мм толщиной служит в такой системе передатчиком, который автоматически включается только тогда, когда в зоне его действия находится заряжаемый гаджет. Ультразвуковая волна энергии направляется в форме сфокусированного луча и принимается плоским приемником, закрепленным на заряжаемом устройстве.

В отличие от Wi-Fi, система uBeam на ультразвуке не может преодолевать стены, зато энергия направляется очень концентрированно.

Аккумуляторы безграничного жизненного цикла

Проблема аккумуляторов любого типа — ограниченное количество жизненных циклов, то есть их можно заряжать и разряжать не бесконечное количество раз. Хорошо бы создать такой аккумулятор, который можно было бы никогда не менять на новый, а просто перезаряжать когда это необходимо, причем делать это сколько угодно раз. В Калифорнийском университете Ирвин создали почти такой идеальный аккумулятор!

Аккумуляторы безграничного жизненного цикла

Исследователи разработали батарею на основе нанопроводов из золота, способную выдержать до 200000 циклов заряда-разряда без снижения емкости.

Проводки тысячекратно тоньше волоса дают возможность создавать огромные площади поверхностей с достаточно высокой проводимостью. Нанопровода покрыты особой оболочкой из гелиевого электролита и диоксида марганца, что позволило получить в результате предельную стойкость к деградации.

Это решение считается одним из весьма перспективных на сегодняшний день.

7. Графен открывает новые горизонты

Компания Grabat создала аккумуляторы на базе особой формы углерода — графене. На сегодняшний день именно графеновые батареи являются лучшими из уже доступных на рынке. Они позволяют, например, проехать электрокару 750 километров на одной зарядке.

Графеновые аккумуляторы

Принципиально такие батареи способны заряжаться за несколько минут и отдавать заряд в 30 раз интенсивнее чем литий-ионные предшественники. Уже сейчас такие аккумуляторы устанавливают в беспилотные летательные аппараты, кроме того они завоевывают популярность в электротранспорте и в качестве накопителей для домашних электростанций.

8. Пенные аккумуляторы обещают быть дешевыми

Пенные аккумуляторы

Инженеры компании Prieto делают ставку на твердотельные аккумуляторы, создаваемые при помощи печати и на основе медной пены с электрополимеризованным сепаратором. Фирма планирует таким образом создавать самые безопасные, дешевые, быстро заряжаемые и долго живущие аккумуляторы, плотность заряда в которых в 5 раз превзойдет современные литиевые аккумуляторы.

9. Натрий — конкурент литию

Натриевые аккумуляторы

Натрий является одним из самых доступных на планете химических элементов. Натрий — шестой по распространенности элемент на Земле. Встречается в горных породах, месторождениях полезных ископаемых и морской воде.

Именно из натрия группа ученых из Японии планирует производить аккумуляторы нового типа. Здесь не нужен редкий литий, а емкость обещает быть в 7 раз выше чем у него!

Начиная с 80-х годов 19 века натрий активно исследуется как основа источников энергии, и вот теперь с использованием соли и современных технологий стало технически возможным сделать натрий-ионный аккумулятор достаточно дешевым. Однако ожидается что до начала широкой практической реализации пройдет еще несколько лет.

10. Водород для зарядки гаджетов

Водородные аккумуляторы

Недавно в продаже появились совершенно необычные умные зарядные устройства для мобильной техники на водородном топливе. Данный продукт носит название Upp.

Водород — основной химический элемент во Вселенной. Почти все космические тела — планеты, звезды и галактики — обязаны своим существованием нейтральному водороду.

Водород безопасен для окружающей среды, и в процессе зарядки с его помощью образуется лишь водяной пар. Одной водородной ячейки хватит на 5 полных зарядок среднего смартфона. На данный момент устройство не особенно востребовано в силу дороговизны, но идея представляется многим очень интересной и перспективной.

Источник

Села батарейка: что происходит на рынке сохранения энергии

Аккумуляторы принципиально важны для будущего электромобилей и энергетики в целом. РБК Тренды разбирались, как работает отрасль и в чем ее главная проблема

В традиционной энергетике (ТЭС, АЭС, ГЭС) самой важной составляющей систем была турбина, которая преобразовывала энергию источника в механическую для ее дальнейшего применения. Однако при развитии возобновляемых ветряной и солнечной энергетики на первый план выходят накопители энергии, которые позволят эффективно сохранять полученную энергию. Автомобили будущего тоже не смогут обходиться без эффективных батарей.

Читайте также:  Как заряжается аккумулятор автомобиля ваз 2109

Типы энергетических систем

Для захвата энергии, ее сохранения и дальнейшего использования доступны разнообразные технологии. Самыми распространенными считаются системы аккумулирования электрической и тепловой энергии. Такие системы бывают нескольких типов:

Наибольший темп роста хранения энергии за последнее десятилетие пришелся на электрические системы, такие как батареи и конденсаторы. Конденсаторы — это устройства, которые хранят электрическую энергию в виде заряда, накопленного на металлических пластинах. Когда конденсатор подключен к источнику питания, он накапливает энергию, а при отключении от источника высвобождает ее. Батарея же для хранения энергии использует электрохимические процессы. Конденсаторы могут высвобождать накопленную энергию с гораздо большей скоростью, чем батареи, поскольку для химических процессов требуется больше времени.

В системах хранения механической энергии используются базовые идеи физики, которые преобразуют электрическую энергию в кинетическую для хранения и затем преобразуют ее обратно в электрическую для потребления. Такие системы представляют собой большие гидроаккумулирующие плотины, механические маховики и накопители сжатого воздуха.

Накопление тепловой энергии позволяет хранить ее и использовать позже, чтобы сбалансировать потребность в энергии между дневным и ночным временем или при смене сезонов. Чаще всего это резервуары с горячей или холодной водой, либо расплавленными солями, ледяные хранилища и криогенная техника.

Используются обычно при хранении водорода. В них электрическая энергия применяется для выделения водорода из воды посредством электролиза. Затем газ сжимается и хранится для будущего использования в генераторах, работающих на водороде, или в топливных элементах. Этот метод является достаточно энергозатратным. Для конечного использования сохраняется всего 25% энергии.

В разных сферах промышленности и технологий используются различные типы аккумуляторов с отличающимся химических составом. Литий-кобальтовые батареи, более легкие и с высоким напряжением для быстрой зарядки, применяются в смартфонах и прочей бытовой технике. Более выносливые и габаритные литий-титанатные батареи устанавливают в общественном транспорте, в частности, в электробусах. На электростанциях используют малоемкие, но пожаробезопасные литий-фосфатные ячейки.

30-летняя технология

Самыми популярными аккумуляторами энергии по-прежнему остаются литий-ионные. В 2021 году исполнилось 30 лет с момента выхода в продажу первых таких аккумуляторов Sony.

Первые прототипы литий-ионных батарей появились еще в 1980-е годы. Тогда физик Джон Гуденаф предложил использовать в батарейках кобальтат лития. В 2019 году он получил за свою идею нобелевскую премию.

В 2000-х годах с ростом производства электромобилей спрос на батареи резко вырос. Тогда в аккумуляторах начали применять железофосфат, который обеспечивает меньшую емкость, но может работать на более высоких токах и не выделяет кислород при высокой температуре. Все это делает аккумуляторы более безопасными, но не решает всех их проблем.

В чем минусы литий-ионных аккумуляторов

При перегреве батарея может взорваться. Для этого достаточно повреждения ее оболочки. Так произошло со смартфонами серии Samsung Galaxy Note 7, в которых из-за тесноты корпуса оболочка аккумулятора со временем перетиралась, внутрь попадал кислород, и устройство загоралось. Именно это побудило авиакомпании требовать перевозить литий-ионные батареи только в ручной клади.

  • Чувствительность к температурам

Охлаждение и перегрев сильно влияют на параметры аккумулятора. Идеальной считается температура среды +20 °C. При любых отклонениях батарея отдает устройству меньший заряд.

В литий-ионных батареях невозможно хранить энергию годами. Литий-ионные ячейки в неактивном состоянии теряют по 3-5% заряда в месяц, то есть, треть заряда в год.

Литий-ионные батареи в неактивном состоянии подвержены старению. Их рекомендуют хранить заряженными до половины емкости.

Эксперименты в отрасли

Химические источники тока основаны на окислительно-восстановительной реакции между элементами. Литий идеально подходит для этой роли: он обеспечивает оптимальное сочетание напряжения, нагрузки тока и энергетической плотности.

Самыми востребованными являются литий-кобальтовые батареи для потребительской мобильной техники. Они имеют напряжение 3,6 В при сохранении высокой энергоемкости, чего достаточно для зарядки смартфонов. Другие виды литиевых батарей имеют меньшее напряжение, и запитать от них современный смартфон невозможно. Если же пытаться объединить батареи в ячейки, чтобы сделать их более мощными, то вырастут габариты.

Производители уже неоднократно пытались представить разработки-альтернативы литий-ионным батареям в смартфонах.

Так, в 2007 году американский стартап Leyden Energy решил использовать новый электролит и кремниевый катод для литий-ионных батареек. Это позволило увеличить устойчивость аккумуляторов к высоким температурам до 300 °C. Но компании так и не удалось создать аккумулятор со стабильными характеристиками — показатели энергоемкости и устойчивости менялись от экземпляра к экземпляру.

Стартап SolidEnergy, в который инвестировала GM, разрабатывает перезаряжаемые литий-металлические батареи. Они обладают удвоенной энергоемкостью по сравнению с литий-кобальтовыми. Но главной проблемой литий-металлических аккумуляторов остается безопасность. Поскольку в их состав входит чистый металлический литий, он действует активнее, чем ионы лития, а это повышает риск возгорания. Компания разработала специальный электролит, снижающий эту опасность. Но в смартфонах и бытовой электронике таких батарей мы пока не увидим.

Toyota работала над серно-магниевыми батареями. Но оказалось, что их невозможно использовать более 50 циклов, так как емкость этих аккумуляторов после этого падает вдвое. Тогда в состав батареи внедрили литий-ионную добавку и довели срок ее службы до 110 циклов. Работы над аккумулятором продолжаются, и пока неясно, получится ли внедрить его в производство.

Компании, которые стремятся предложить аналог литий-ионных батарей, сталкиваются с трудностями.

Главная проблема при создании новых технологий хранения энергии заключается в том, что при улучшении какого-то одного параметра ухудшаются остальные.

Кроме того, крупные компании больше заинтересованы в производстве литий-ионных аккумуляторов, которые отвечают потребностям их продукции. Lux Research сообщала, что вложила в исследование хранения энергии около $4 млрд, а стартапам, создающим «технологии нового поколения», в среднем, досталось по $40 млн. Tesla вложила около $5 млрд в Gigafactory, занимающуюся литий-ионным производством. А США намерены дополнительно субсидировать такое производство, чтобы стать более независимой от внешних рынков страной.

Проблемы рынка

В 2021 году цена кобальта выросла на 40% из-за роста спроса со стороны производителей электромобилей. Основные месторождения кобальта находятся в Демократической Республике Конго. Однако в стране постоянно возникают перебои в цепочках поставок, а также зафиксированы случаи использования детского труда, что оттолкнуло многие компании.

По данным Fastmarkets, цены на самый дорогой в мире металл для производства аккумуляторов в марте 2021 года выросли до $42 за 1 кг. Аналитики предрекают, что к концу 2021 года они достигнут $57, а в 2024 году составят уже $80.

Международное энергетическое агентство отмечает, что в 2020 году продажи электромобилей подскочили на 40%, а в первом квартале 2021 года они выросли вдвое по сравнению с аналогичным периодом прошлого года.

Эндрю Миллер, директор по продуктам Benchmark Mineral Intelligence, говорит, что рынок пока наблюдает рост цен на кобальт, но к концу 2021 года может столкнуться с реальным дефицитом предложения.

Существует еще одна проблема, связанная с пандемией коронавируса и ее последствиями. В связи с сохраняющимся дефицитом чипов на глобальном рынке их также недополучают производители электромобилей.

Крупнейшие мировые автопроизводители признали дефицит микрочипов в начале 2021 года. Nissan, Honda и Ford были вынуждены сократить объемы выпускаемых автомобилей и закрыть некоторые свои заводы. Hyundai Motor был вынужден приостановить сборку автомобилей в Южной Корее. Позднее, в апреле, Ford и General Motors начали выпускать электромобили в некомплектном состоянии. Производители пообещали, что добавят нужную электронику в свои авто, когда появится такая возможность.

Гендиректор Tesla Илон Маск связал рост цен в цепочках поставок с удорожанием стоимости электромобилей Model 3 и Model Y. Однако, по его мнению, дефицит микрочипов продлится недолго.

Пути решения

Автоконцерн General Motors в сотрудничестве с SolidEnergy Systems организовал прроизводство аккумуляторов Ultium для своих электромобилей. Они будут включать жидкий электролит, аноды на базе графита и катоды с комбинацией никеля, кобальта, марганца и алюминия. Это снизит потребность в дефицитных металлах, а также позволит удвоить плотность хранения заряда в аккумуляторах без ущерба для безопасности. Цена аккумуляторов при этом опустится на 50‒60%, их масса сократится. GM рассчитывает снизить стоимость хранения 1 кВт‧ч электроэнергии с $150 до $100 к 2025 году.

В Китае появляется все больше электромобилей на альтернативных литий-железо-фосфатных аккумуляторах. Они дешевле и менее токсичные, однако имеют меньшую емкость. Их используют Tesla Model 3, китайский автопроизводитель BYD, а скоро начнет внедрять Volkswagen. Но пока на ЛЖФ-аккумуляторы приходится всего 14% рынка, а к 2030 году этот показатель составит от 15% до 20%.

Tesla и Volkswagen также обещают в ближайшие годы сократить использование кобальта. В 2020 году Илон Маск провел специальную онлайн-презентацию под названием Tesla Battery Day, в ходе которой он заявил, что в течение трех лет Tesla наладит серийное производство нового поколения аккумуляторов, которые будут существенно мощнее и долговечнее нынешних, а обойдутся вдвое дешевле (примерно в $25 000).

Новая аккумуляторная батарея Tesla 4680 имеет в шесть раз большую мощность, чем предшественники, и в пять раз большую энергоемкость. При этом ее размер составляет всего 46х80 мм. Tesla решила проблему терморегулирования, создав конструкцию цилиндрической формы, и внедрила новые технологии, чтобы сократить путь прохождения энергии внутри конструкции.

Успешный гибрид

Пока ведутся разработки альтернатив литий-ионным аккумуляторам, компании ищут пути более эффективного сохранения энергии. Успешным вариантом использования усовершенствованных литий-ионных батарей стало их встраивание в гибридные энергетические системы.

В промышленной энергетике такие системы получили развитие в 2020-е годы. Они позволяют объединить преимущества нескольких способов аккумулирования и сохранения энергии. Одним из ярких примеров являются аккумуляторные станции Tesla.

Первую такую станцию построила Tesla в Южной Австралии в 2017 году. Строительство заняло всего три месяца. Компания обещала, что при превышении этого срока страна получит батарею бесплатно.

Hornsdale Power Reserve построена на промышленных литий-ионных аккумуляторах Tesla Powerpack и инверторах, произведенных на Gigafactory. Она имеет мощность 100 МВт и может обеспечивать электричеством более 30 тыс. домохозяйств. Станция обеспечила снижение расходов на эксплуатацию сети региона примерно на 90%. За первые дни ее работы расходы на обслуживание сети снизились на $1 млн.

Южная Австралия получает энергию преимущественно из солнечных батарей и ветрогенераторов. Но иногда необходимо задействовать газогенераторы, подключенные к паровым турбинам, и вырабатывать недостающую часть энергии.

Аккумуляторная батарея Tesla накапливает энергию, когда она подается в сеть региона в избытке, а потом отдает ее обратно, когда возникает дефицит. Таким образом, потребность в газогенераторах отпадает.

Кроме того, батарея реагирует на перепады в электросети. Когда произошло внезапное отключение угольной электростанции Loy Yang A 3, станция Tesla среагировала на 4 секунды быстрее, чем резервный генератор частотного контроля и вспомогательных услуг (FCAS) в Квинсленде.

По расчетам чиновников, емкость батареи составляет около 2% от условной емкости всей сети, однако это дает 55% экономии на эксплуатационных расходах.

У системы есть и минусы. Станция включается всего на несколько минут, поэтому неизвестно, сколько циклов заряда выдержат ее батареи, прежде чем их придется заменить.

Тем не менее, в Австралии уже запланировано строительство подобных аккумуляторных систем в Южной Австралии, на Северной территории, в Квинсленде и Новом Южном Уэльсе.

Теперь Tesla собирается подключить гигантскую батарею к электросети Техаса. Компания строит станцию хранения энергии мощностью более 100 МВт в техасском Англтоне.

Батарея сможет обеспечивать энергией около 20 тыс. домов. Детали конструкции пока не разглашаются, а сам проект держится в секрете.

Читайте также:  Аккумуляторы с неслитым электролитом что это

В Нидерландах в 2020 году была введена в эксплуатацию гибридная система накопления энергии из литий-ионных аккумуляторов производства швейцарской компании Leclanché и механических накопителей от голландского разработчика S4 Energy. Литий-ионные батареи имеют мощность 8,8 МВт и емкость 7,12 МВт·ч, они работают вместе с шестью шестью маховиковыми системами KINEXT общей мощностью 3 МВт. Таким образом, объект аккумулирует 1 ГВт энергии, которую использует местный системный оператор TenneT для стабилизации энергосистемы. Маховики позволят продлить срок службы батарей как минимум до 15 лет.

В других странах подобные проекты находятся на стадии разработки и внедрения. Подробнее о них РБК Тренды расскажут в следующем материале.

Перспективы рынка аккумуляторов

Исследователи Европейского патентного ведомства и Международного энергетического агентства в 2020 году проанализировали зарегистрированные с 2000 по 2018 годы патенты на изобретения и разработки в сфере аккумуляторных батарей и накопителей энергии. Они сделали вывод, что за последние десять лет число патентов в сфере хранения электроэнергии росло существенно быстрее других сфер. Выяснилось также, что оно еще в 2011 году превысило число патентов из области батарей для мобильной бытовой электроники меньшей емкости.

Согласно подсчетам авторов работы, пристальное внимание к литий-ионным технологиям привело к тому, что с 2010 года аккумуляторы для электромобилей подешевели почти на 90%, а для стационарных установок в электроэнергетике — на две трети.

Девять из десяти крупнейших обладателей патентов — это азиатские компании. Семь из них во главе с Panasonic и Toyota базируются в Японии, а еще две — Samsung и LG — Electronics в Южной Корее. Единственный представитель другого региона — немецкий концерн Bosch — занял пятое место.

То, что в этом направлении активно идет развитие, подтверждает и исследование BloombergNEF, аналитики которого выяснили, что средняя цена литий-ионных аккумуляторов упала с $688 до $137 за киловатт-час за 2013−2020 годы. Они прогнозируют, что к 2023 году цены будут близки к $100 за кВт·ч.

Средняя цена на аккумуляторы для электромобилей составила $126/кВт·ч. Таким образом, стоимость батарейного блока в общей цене автомобиля снизилась до 21%.

К 2030 году стоимость аккумуляторов может снизиться до $58 за кВт·ч за счет новых технологических достижений.

Источник

ТОП 10 лучших автомобильных аккумуляторов 2021: как и какой выбрать?

С приходом холодов жизнь многих автомобильных аккумуляторов заканчивается. Некоторые водители забывают о том, насколько «старый» аккумулятор в их машине (срок службы определен на 4-6 лет), и не могут завести машину после ночи из-за полного расхода заряда аккумулятора. Снижение температуры окружающей среды обнажает все его недуги. В результате вам нужно покупать новую замену. Довольно непросто выбрать правильный тип аккумулятора, чтобы наслаждаться надежной работой автомобиля. Как выбрать хороший автомобильный аккумулятор? Какой выбрать надежный автомобильный аккумулятор?

Первые симптомы «истечения срока службы» аккумулятора появляются при первых перепадах температуры , когда вы не можете запустить двигатель даже после одной-двух ночей на улице. Во всех грехах конечно виноват «мертвый» аккумулятор.

Аккумулятор для конкретного автомобиля должен подходить как одежда для человека.

К сожалению, ассортимент автомобилей с профессионально подогнанными аккумуляторными батареями пока что рудиментарный и… очень дорогой. Из-за того, что невозможно приобрести «индивидуальный аккумулятор», появляется возможность наилучшим образом подобрать его для конкретного автомобиля. Мы создали это руководство именно для того, чтобы максимально упростить эту задачу.

Что такое автомобильный аккумулятор?

Если вы хотите ответить на вопрос, какой автомобильный аккумулятор выбрать, вы должны точно знать, что это за устройство.

Батарея — это электрохимический элемент, который может накапливать электричество. В процессе зарядки эта энергия преобразуется в химическую форму в виде определенных соединений. Процесс разряда батареи — это не что иное, как управляемая химическая реакция, высвобождающая ток определенного напряжения и силы.

Каждое такое звено имеет два полюса — положительный и отрицательный. Разность потенциалов между ними допускает появление электродвижущей силы, которая генерирует электрический ток.

Подбор аккумулятора к марке автомобиля

Спрос на электроэнергию значительно возрастает в новых автомобилях. Таким образом, очевидно, что емкость ячеек также будет быстро увеличиваться.

  1. Автомобили 90-х годов прошлого века потребляли в среднем 1 кВт электроэнергии. Достаточно было запитать систему с проигрывателем компакт-дисков и кондиционером.
  2. Спрос на энергию в транспортных средствах с первого десятилетия 21 века значительно увеличился и — особенно в последние годы — превысил 2 кВт. Это было связано с внедрением инновационных по тем временам решений, таких как электрическая регулировка сидений и окон.
  3. В настоящее время производимые автомобили имеют постоянное увеличение мощности, которая у некоторых автомобилей уже превысила значение в 3 кВт. В любом случае, в этом нет ничего удивительного, ведь мы имеем дело с системами обогрева парковок, да еще и с внедренными видеоприемниками.

Электрические параметры — не единственные факторы, которые следует учитывать при выборе ячейки для конкретной марки. Также важны форма, расположение столбов, форма основания и способ крепления.

Например, Citroen в своих автомобилях «чтит» только определенные аккумуляторы, заключая их в специальные, защищающие от воздействия влаги пластиковые корпуса. В американских автомобилях, напротив, очень часто можно встретить звенья с зажимами, прикрученными сбоку с помощью соответствующего винта. Чтобы было интереснее, Ford вводит зажимы в виде прямоугольной пластины, прикрученной к плоской опоре. Это интересное решение, потому что большинство брендов имеют дело с круглыми зажимами.

Как выбрать хороший дизельный аккумулятор?

Тип конструкции двигателя имеет большое значение при выборе аккумулятора. В дизельных двигателях в цепи запуска вы имеете дело со свечами накаливания, задача которых — нагреть камеру сгорания до определенной температуры. В зависимости от количества поддерживаемых фаз будет увеличиваться энергопотребление, что повлечет за собой покупку более емкой ячейки.

Однако этот принцип не всегда верен. О бычно считается, что лучшим решением является покупка аккумулятора с емкостью, превышающей рекомендованную производителем примерно на 10-15 процентов.

Покупая свинцовый аккумулятор для дизельного двигателя, также стоит обратить внимание на его вес. Как правило, чем он тяжелее, тем лучше для вас. Большой вес означает, что установленные в нем свинцовые пластины очень прочные, что, в свою очередь, способствует их долговечности.

При подборе ячеек для дизельных двигателей обязательно нужно учитывать максимальный пусковой ток. Этот параметр — максимальный ток, генерируемый батареей. В элементах, предназначенных для дизельных двигателей, этот параметр может достигать 700 А.

Как выбрать хороший бензиновый аккумулятор?

В случае бензиновых двигателей мощность, потребляемая системой зажигания, намного ниже, чем в случае дизельных двигателей. Поэтому, имея «бензин», можно, конечно, в здравом смысле сэкономить.

Для небольшого бензинового двигателя объемом около 1,1 — 1,3 достаточно элемента емкостью до 45 Ач. Если у вас не слишком много удобств, хорошим решением будет аккумулятор с пусковым током 400 — 500 А.

Если у вас более продвинутый бензиновый автомобиль, хорошей идеей будет блок ECM. Это продолжение традиционной конструкции кислотных ячеек. Его преимущество — более длительный срок службы, особенно в условиях частой циклической работы. Кроме того, он идеально подходит для длительных нагрузок с относительно небольшим током, что является большим преимуществом в случае бензиновых автомобилей с богатой комплектацией.

Типы батарей автомобильного аккумулятора

Количество доступных типов батарей огромно. Помимо стандартных (и немного устаревших) кислотных растворов, вы также имеете дело с более современными и развитыми структурами.

1. Кислотные батареи — их конструкция основана на свинцовых гальванических пластинах (электродах), погруженных в электролит, которым является серная кислота. Они делятся на два основных типа:

  • сервисные аккумуляторы — в которые необходимо долить электролит дистиллированной водой,
  • необслуживаемые батареи — они закрыты внутри герметичных корпусов и не требуют добавления воды.

Эти элементы обеспечивают большой ток питания. Самый большой их недостаток — это чувствительность к так называемым глубокие выделения.

2. Аккумуляторы ECM — это элементы, о которых мы упоминали ранее. Их конструкция аналогична их кислотным аналогам, но они характеризуются немного большей емкостью и гораздо большей устойчивостью к циклическим изменениям емкости. Второе, очень важное преимущество ячеек ECM — высокая термостойкость даже при очень большом токе нагрузки. Поэтому их часто устанавливают рядом с приводами.

3. Аккумуляторы AGM — это довольно новый тип элементов, особенно часто встречающийся в гибридных транспортных средствах с дополнительной рекуперацией энергии. Их характерная особенность — высокая устойчивость к изменению погодных условий (особенно температуры). Кроме того, эти элементы отличаются чрезвычайно низкими потерями и гораздо большей емкостью при относительно небольшом весе. Название батареи происходит от ее состава, так как содержащийся в ней электрод — это стекловолокно.

4. Гелевые аккумуляторы — по структуре и некоторым характеристикам очень похожи на аккумуляторы AGM. Как и они, они могут выдерживать большое количество циклов зарядки и разрядки. Кроме того, они отличаются очень высокой стойкостью к механическим воздействиям и минимальными потерями мощности (намного ниже, чем в классических растворах кислоты). Их особым преимуществом является возможность глубокого разряда, что важно в цепях, требующих большого количества энергии (например, в современных автомобильных видеосистемах, системах обогрева парковок и т. Д.). К сожалению, они не могут быть загружены слишком большой мощностью, что делает их непригодными для использования с дизелями большой мощности.

5. Литий-ионные аккумуляторы — элементы, хорошо известные всем владельцам аккумуляторов . В автомобильной промышленности они все чаще используются в гибридных системах. Они также используются в электромобилях. Например, автомобиль Tesla с батареей на 60 кВтч имеет 5040 ячеек, собранных в виде 14 модулей, соединенных друг с другом последовательно и параллельно. Они отличаются очень хорошей стабильностью работы и высоким напряжением питания (намного выше, чем у NiHm-элементов). К тому же они относительно небольшие и легкие.

Гелевый аккумулятор — характеристики

Прежде чем решить, какой автомобильный аккумулятор выбрать, давайте внимательно рассмотрим приведенный ниже пример, который описывает эффективную емкость элемента как функцию времени разряда.

Например, за время полного разряда до 20 часов конечное напряжение элемента (для автомобильного аккумулятора) упадет примерно до 10,8 В. Таким образом, эффективность элемента (и, следовательно, итоговая емкость) будет равна номинальному значению системы.

Одна и та же батарея, разряженная в течение 10 часов, будет иметь такое же конечное напряжение, хотя ее фактическая емкость будет варьироваться от 100 до 87 процентов от номинального значения.

Для сравнения: установка аналоговой батареи с очень большим значением тока (около 5 секунд) снизит напряжение на контактах до 9,6 В при реальной емкости, равной примерно 24 процентам.

Как видите, загрузка гелевой батареи (даже очень большой емкости) очень большим током снижает ее емкость на 3/4. Если предположить, что средний пускатель потребляет около 100 А, фактическая мощность упадет примерно до 650 процентов, что, конечно, приведет к сокращению срока службы.

Литий-ионный аккумулятор — характеристики

Литий-ионные аккумуляторы имеют высокую плотность энергии, примерно 110… 160 Вт · ч / кг — почти вдвое больше, чем у NiHm и NiCd растворов.

Литий-ионные элементы также более предпочтительны с точки зрения измерения емкости. Их характеристическая функция разряда уменьшается относительно равномерно, что приводит к стабильному и пропорциональному падению напряжения, адекватному току и времени разряда.

Преимуществом ионных ячеек также является … отсутствие эффекта памяти, что является ключевым преимуществом в контексте транспортных средств с разными характеристиками зарядного тока. Благодаря этому их можно заряжать в любой момент, не опасаясь последующего уменьшения емкости и времени автономной работы. Напомним, что более старые элементы (кадмиевые и гидридные) требовали использования специальной кнопки форматирования, задачей которой было разрядить батарею до нуля путем немедленного замыкания их контактов.

Источник