Тип акб это что
Как выбрать правильный аккумулятор
Несмотря на кажущуюся простоту подбора АКБ, мы дадим несколько советов, которые помогут вам разобраться в их устройстве, в основных отличиях и многообразии предложений на этом рынке.
АКБ или автомобильная аккумуляторная батарея — это вспомогательный источник электрической энергии в транспортных средствах с двигателями внутреннего сгорания. Батарея запускает двигатель, питает бортовое оборудование при выключенном двигателе: замки дверей, системы безопасности, лампы наружного и внутреннего освещения, магнитолу. А также она помогает генератору, компенсируя недостаток энергии во время пиковых нагрузок.
Батарея аккумулирует и выдает электрическую энергию за счёт сложных электрохимических реакций, при которых происходит преобразование электрической энергии в химическую при заряде батареи и химической в электрическую при разряде, соответственно. В основном, все стартерные аккумуляторы, о которых идёт речь, по принципу устройства и действующим элементам, являются свинцово-кислотными. Они состоят из ячеек (банок), в которых в электролит погружены положительно и отрицательно заряженные свинцовые решетчатые пластины. На пластинах нанесена активная масса, которая удерживает электроны. Ячейки последовательно соединены между собой.
Чтобы подобрать батарею, подходящую для вашего автомобиля, необходимо определить основные параметры, которыми батареи отличаются друг от друга:
тип батареи;
напряжение и полярность;
ёмкость;
пусковой ток;
габариты;
необходимость обслуживания;
форм-фактор.
Типы батарей
Свинцово-кислотные АКБ по конструкции (читайте — по состоянию электролита) делятся на следующие типы:
SLI (Start, Light, Ignition) классический тип, Fiamm Titanium Plus, Ista Classic и др. — электролит (раствор воды с серной кислотой) находится в жидком состоянии. Пожалуй, это самый массовый тип батарей, ведь они устанавливаются на большинстве автомобилей на этапе их производства. Такие батареи не «любят» глубоких разрядов, при этом происходят необратимые процессы (сульфатация), негативно влияющие на ресурс батареи. Этот тип АКБ более других также подвержен влиянию температурных изменений и механических воздействий, вибраций. К плюсам SLI можно отнести относительно низкую, в сравнении со своими технологичными конкурентами, стоимость.
AGM (Absorbent Glass Mat) Varta Start-Stop Plus, Baren Polar Technik AGM и др. — электролитом пропитано стекловолокно, которым заполнено пространство между пластинами. Такие батареи не боятся глубоких разрядов, быстрее заряжаются и способны выдавать большие токи. Устанавливаются на автомобилях с системами выключения двигателя при остановках — Start-Stop, также системой заряда батареи энергией рекуперативного торможения (Toyota, Citroen, Mercedes) и машинах, с повышенным энергопотреблением (спецмашины, представительские автомобили). Их стоимость заметно выше батарей классического типа.
EFB — (Enhanced Flooded Battery) Varta Blue Dynamic EFB и др. — улучшенная батарея с жидким электролитом. Особенность состоит в том, что пластины более толстые и обернуты в специальные конверты из микро волокна. Как и по параметрам, так и по стоимости этот тип находится между классическими и AGM батареями. У них выше, чем у классики, пусковой ток, они быстрее заряжаются и обладают повышенным циклическим ресурсом. Устанавливаются на автомобили с Start-Stop без системы рекуперативного торможения (VW, BMW, Audi).
GEL Platin Gel Energy, GS Yuasa Maintenance Free и др. — электролит гелеобразный. Такие батареи более чувствительны к низким температурам и напряжению заряда. При снижении температуры ёмкость снижается больше, а при превышении напряжения заряда гель рискует превратиться в жидкость и вернуть его в обратное состояние будет невозможно. Больше других боятся коротких замыканий. Плюсы гелевых батарей — больший циклический ресурс (и соответственно срок жизни батареи), ниже уровень саморазряда, не боятся глубоких разрядов. Цена у гелевых аккумуляторов выше, чем у свинцово-кислотных батарей. Часто используются в мототехнике, квадроциклах, водном транспорте, однако не находят массового применения на автотранспорте.
Номинальное напряжение — измеряется в вольтах (В). Первые автомобили до середины 20-го века имели электрооборудование на 6В, современные легковые машины практически все работают на 12В, тяжелые грузовые машины, военная техника с дизельными агрегатами могут быть оборудованы 24 В оборудованием. Здесь выбор прост – берем АКБ только с таким напряжением, какое было у предыдущего аккумулятора.
Полярность — расположение клемм на корпусе батареи. Плюс (+) справа называют «обратной полярностью» или «полярность 0». Плюс (+) слева — «прямая полярность» или « полярность 1». Обратите внимание на этот показатель. Так как при прочих равных параметрах, батарея другой полярности не сможет быть подключена — токопроводящие клеммы просто не дотянутся до соответствующих клемм батареи.
Ёмкость (номинальная) измеряется в ампер-часах (Ah). Она определяет расчётное количество энергии, которую батарея запасает (аккумулирует) и может отдать в нагрузку (потребителям). Говоря проще, — это количество попыток запуска двигателя. Батарея с большей ёмкостью позволит выполнить большее количество попыток запуска, например, при сниженной температуре, в сравнении с такой же батарей с меньшей ёмкостью. В определении этого показателя самым точным советником будет опыт инженеров, разработавших ваш автомобиль, изложенный в технической документации (инструкции по эксплуатации, руководства по ремонту и пр.). Выбирайте ёмкость не менее рекомендуемой для вашего автомобиля заводом производителем.
Владельцам дизельных машин нужно обращать особое внимание на эту величину — двигателям их авто для запуска требуется больше мощности, чем бензиновым. По этому показателю также стоит ориентироваться на техническую документацию к вашему автомобилю. Так как меньшего пускового тока может не хватить на запуск двигателя морозным утром, а больший может заметно сократить время жизни стартера.
Габариты — это физические габариты батареи (длина, ширина, высота) в мм. Размеры можно снять со старой батареи и делать выбор, используя точные данные. Также обращайте внимание на вес батареи. Хотя современные технологии могут снижать вес, в то же время, если вес значительно ниже аналогов, стоит задуматься, за счёт чего выполнена эта экономия. Часто, качественные батареи и весят солидно.
Обслуживаемые/необслуживаемые. Это зависит от технологии изготовления батареи. Под обслуживанием имеется в виду необходимость контроля плотности электролита и доливки воды при необходимости (это касается классических батарей). Цены на обслуживаемые батареи ниже необслуживаемых аналогов, но они требуют периодического внимания.
Форм-фактор описывает особенности конструкции аккумулятора, в частности способ установки клемм и их размеры.
— Европейский. Отличительной чертой европейских аккумуляторов являются клеммы, несколько «утопленные» в корпус. За счёт этого данный форм-фактор считается более безопасным, чем азиатский — ниже риск короткого замыкания при падении аккумулятора на проводящую поверхность или при попадании на него металлического предмета. Кроме того, сами клеммы обычно выполнены в виде конусов Euro. Как следует из названия, данный форм-фактор встречается в автомобилях европейских производителей, преимущественно легковых.
— Азиатский. Азиатские аккумуляторы легко определить по клеммам, выступающим над верхней частью корпуса; также эти клеммы могут быть заметно тоньше европейских, так как во многих моделях используются конусы JAP (хотя и не во всех). Данный вариант популярен у японских и корейских автопроизводителей, а также довольно широко распространён среди грузовых авто.
Что влияет на износ АКБ и как понять, что её пора заменить
Причинами, которые влияют на износ свинцово-кислотных аккумуляторов, являются – срок службы, частота и глубина циклов разряда/заряда, состояние электрооборудования автомобиля (наличие и корректность подключения дополнительного оборудования), условия эксплуатации (климатические, дорожные условия). На уровне устройства батареи, износ происходит по таким причинам:
сульфатация пластин, как мы писали ранее, особо интенсивная при глубокой разрядке;
коррозия и осыпание активной массы электродов, окисление и растворение материала электродов в электролите;
недостаточная механическая прочность или плохая адгезия активной массы с электродными пластинами, что также влечет осыпание активных масс с электродов.
О том, что батарею пора, как минимум, продиагностировать вам скажет неспособность батареи завести двигатель. Часто на автомобилях с «уставшими» батареями это случается с наступлением первых ночных заморозков. Тогда ёмкость снижается, и силы тока становится недостаточно для запуска двигателя. Не спешите избавляться от такой батареи, сначала её стоит продиагностировать. Это можно выполнить с помощью специальных инструментов:
ареометр, покажет уровень плотности электролита в батареях. На некоторые из них устанавливается индикатор (так называемый «глазок»), с помощью которого можно визуально определить степень заряда: зеленый цвет — порядок, желтый — низкий уровень заряда, черный — батарея разряжена;
вольтметр определит номинальное напряжение на клеммах;
нагрузочная вилка покажет напряжение, выдаваемое под нагрузкой;
электронные тестеры позволят быстро и точно определить состояние батареи, проверят её сразу по нескольким параметрам и покажут результат на дисплее или выведут его на экран компьютера.
Разумеется, эти инструменты нельзя назвать простыми в использовании, потому оценить состояние вашей АКБ поможет специалист сервиса. Возможно, вашу батарею можно будет зарядить и она ещё послужит, но может быть и так, что ее будет необходимо заменить на новую. Кстати, отработанные аккумуляторы относятся к высокотоксичным отходам. С целью сохранения окружающей среды и недопущения её загрязнения, утилизируйте батареи только с помощью специализированных предприятий.
Как маркируют АКБ. Маркировка батареи должна содержать информацию по основным вышеперечисленным параметрам и кроме этого: номер батареи, дату производства, информацию о производителе, массу устройства, предупреждающие знаки (опасность использования открытого огня, специальная утилизация, необходимость использования защитных средств при работе и т. д.).
Сроки хранения и службы
Батареи могут храниться относительно долго, в зависимости от технологий изготовления (с добавлением сурьмы или кальция в сплав решёток) для залитых АКБ этот срок может составлять 12-18 месяцев. Возможно, для отдельных производителей и типов батарей даже более. Сухозаряженные батареи могут храниться до 3 лет.
Перед установкой новой автомобильной батареи любого типа — проверьте её напряжение и зарядите при необходимости. Во время хранения батарея самопроизвольно разряжается, этот процесс называется саморазрядом и фактические значения напряжения, а значит и ёмкости, могут быть ниже номинальных. А вот срок службы — величина относительная, при корректной работе электрических систем и соответствии ёмкости батареи и нагрузках на неё, средний ресурс SLI батареи около 4 лет. AGM, EFB и GEL батареи имеют повышенный ресурс.
Аккумуляторная батарея — это устройство, от корректной работы которого зависит ваша уверенность в автомобиле. Уделите должное внимание процессу выбора батареи, а затем обслуживайте и заряжайте вашу АКБ, обеспечьте ей чистоту в моторном отсеке. Тогда она обеспечит вам уверенный запуск двигателя и работу электрических систем вашего авто.
Как выбрать автомобильный аккумулятор
Несмотря на кажущуюся простоту подбора АКБ, мы дадим несколько советов, которые помогут вам разобраться в их устройстве, в основных отличиях и многообразии предложений на этом рынке.
АКБ или автомобильная аккумуляторная батарея — это вспомогательный источник электрической энергии в транспортных средствах с двигателями внутреннего сгорания. Батарея запускает двигатель, питает бортовое оборудование при выключенном двигателе: замки дверей, системы безопасности, лампы наружного и внутреннего освещения, магнитолу. А также она помогает генератору, компенсируя недостаток энергии во время пиковых нагрузок.
Как устроены АКБ
Батарея аккумулирует и выдает электрическую энергию за счёт сложных электрохимических реакций, при которых происходит преобразование электрической энергии в химическую при заряде батареи и химической в электрическую при разряде, соответственно. В основном, все стартерные аккумуляторы, о которых идёт речь, по принципу устройства и действующим элементам, являются свинцово-кислотными. Они состоят из ячеек (банок), в которых в электролит погружены положительно и отрицательно заряженные свинцовые решетчатые пластины. На пластинах нанесена активная масса, которая удерживает электроны. Ячейки последовательно соединены между собой.
 |
| Схематическое изображение автомобильного аккумулятора |
Чтобы подобрать батарею, подходящую для вашего автомобиля, необходимо определить основные параметры, которыми батареи отличаются друг от друга:
Типы батарей
Свинцово-кислотные АКБ по конструкции (читайте — по состоянию электролита) делятся на следующие типы:
SLI (Start, Light, Ignition) классический тип, Fiamm Titanium Plus, Ista Classic и др. — электролит (раствор воды с серной кислотой) находится в жидком состоянии. Пожалуй, это самый массовый тип батарей, ведь они устанавливаются на большинстве автомобилей на этапе их производства. Такие батареи не «любят» глубоких разрядов, при этом происходят необратимые процессы (сульфатация), негативно влияющие на ресурс батареи. Этот тип АКБ более других также подвержен влиянию температурных изменений и механических воздействий, вибраций. К плюсам SLI можно отнести относительно низкую, в сравнении со своими технологичными конкурентами, стоимость.
EFB — (Enhanced Flooded Battery) Varta Blue Dynamic EFB и др. — улучшенная батарея с жидким электролитом. Особенность состоит в том, что пластины более толстые и обернуты в специальные конверты из микро волокна. Как и по параметрам, так и по стоимости этот тип находится между классическими и AGM батареями. У них выше, чем у классики, пусковой ток, они быстрее заряжаются и обладают повышенным циклическим ресурсом. Устанавливаются на автомобили с Start-Stop без системы рекуперативного торможения (VW, BMW, Audi).
GEL Platin Gel Energy, GS Yuasa Maintenance Free и др. — электролит гелеобразный. Такие батареи более чувствительны к низким температурам и напряжению заряда. При снижении температуры ёмкость снижается больше, а при превышении напряжения заряда гель рискует превратиться в жидкость и вернуть его в обратное состояние будет невозможно. Больше других боятся коротких замыканий. Плюсы гелевых батарей — больший циклический ресурс (и соответственно срок жизни батареи), ниже уровень саморазряда, не боятся глубоких разрядов. Цена у гелевых аккумуляторов выше, чем у свинцово-кислотных батарей. Часто используются в мототехнике, квадроциклах, водном транспорте, однако не находят массового применения на автотранспорте.
Номинальное напряжение — измеряется в вольтах (В). Первые автомобили до середины 20-го века имели электрооборудование на 6В, современные легковые машины практически все работают на 12В, тяжелые грузовые машины, военная техника с дизельными агрегатами могут быть оборудованы 24 В оборудованием. Здесь выбор прост – берем АКБ только с таким напряжением, какое было у предыдущего аккумулятора.
Полярность — расположение клемм на корпусе батареи. Плюс (+) справа называют «обратной полярностью» или «полярность 0». Плюс (+) слева — «прямая полярность» или « полярность 1». Обратите внимание на этот показатель. Так как при прочих равных параметрах, батарея другой полярности не сможет быть подключена — токопроводящие клеммы просто не дотянутся до соответствующих клемм батареи.
Ёмкость (номинальная) измеряется в ампер-часах (Ah). Она определяет расчётное количество энергии, которую батарея запасает (аккумулирует) и может отдать в нагрузку (потребителям). Говоря проще, — это количество попыток запуска двигателя. Батарея с большей ёмкостью позволит выполнить большее количество попыток запуска, например, при сниженной температуре, в сравнении с такой же батарей с меньшей ёмкостью. В определении этого показателя самым точным советником будет опыт инженеров, разработавших ваш автомобиль, изложенный в технической документации (инструкции по эксплуатации, руководства по ремонту и пр.). Выбирайте ёмкость не менее рекомендуемой для вашего автомобиля заводом производителем.
Владельцам дизельных машин нужно обращать особое внимание на эту величину — двигателям их авто для запуска требуется больше мощности, чем бензиновым. По этому показателю также стоит ориентироваться на техническую документацию к вашему автомобилю. Так как меньшего пускового тока может не хватить на запуск двигателя морозным утром, а больший может заметно сократить время жизни стартера.
Габариты — это физические габариты батареи (длина, ширина, высота) в мм. Размеры можно снять со старой батареи и делать выбор, используя точные данные. Также обращайте внимание на вес батареи. Хотя современные технологии могут снижать вес, в то же время, если вес значительно ниже аналогов, стоит задуматься, за счёт чего выполнена эта экономия. Часто, качественные батареи и весят солидно.
Обслуживаемые/необслуживаемые. Это зависит от технологии изготовления батареи. Под обслуживанием имеется в виду необходимость контроля плотности электролита и доливки воды при необходимости (это касается классических батарей). Цены на обслуживаемые батареи ниже необслуживаемых аналогов, но они требуют периодического внимания.
Форм-фактор описывает особенности конструкции аккумулятора, в частности способ установки клемм и их размеры.
— Европейский. Отличительной чертой европейских аккумуляторов являются клеммы, несколько «утопленные» в корпус. За счёт этого данный форм-фактор считается более безопасным, чем азиатский — ниже риск короткого замыкания при падении аккумулятора на проводящую поверхность или при попадании на него металлического предмета. Кроме того, сами клеммы обычно выполнены в виде конусов Euro. Как следует из названия, данный форм-фактор встречается в автомобилях европейских производителей, преимущественно легковых.
— Азиатский. Азиатские аккумуляторы легко определить по клеммам, выступающим над верхней частью корпуса; также эти клеммы могут быть заметно тоньше европейских, так как во многих моделях используются конусы JAP (хотя и не во всех). Данный вариант популярен у японских и корейских автопроизводителей, а также довольно широко распространён среди грузовых авто.
Что влияет на износ АКБ и как понять, что ее пора заменить
Причинами, которые влияют на износ свинцово-кислотных аккумуляторов, являются – срок службы, частота и глубина циклов разряда/заряда, состояние электрооборудования автомобиля (наличие и корректность подключения дополнительного оборудования), условия эксплуатации (климатические, дорожные условия). На уровне устройства батареи, износ происходит по таким причинам:
О том, что батарею пора, как минимум, продиагностировать вам скажет неспособность батареи завести двигатель. Часто на автомобилях с «уставшими» батареями это случается с наступлением первых ночных заморозков. Тогда ёмкость снижается, и силы тока становится недостаточно для запуска двигателя. Не спешите избавляться от такой батареи, сначала её стоит продиагностировать. Это можно выполнить с помощью специальных инструментов:
Разумеется, эти инструменты нельзя назвать простыми в использовании, потому оценить состояние вашей АКБ поможет специалист сервиса. Возможно, вашу батарею можно будет зарядить и она ещё послужит, но может быть и так, что ее будет необходимо заменить на новую. Кстати, отработанные аккумуляторы относятся к высокотоксичным отходам. С целью сохранения окружающей среды и недопущения её загрязнения, утилизируйте батареи только с помощью специализированных предприятий.
Сроки хранения и службы
Батареи могут храниться относительно долго, в зависимости от технологий изготовления (с добавлением сурьмы или кальция в сплав решёток) для залитых АКБ этот срок может составлять 12-18 месяцев. Возможно, для отдельных производителей и типов батарей даже более. Сухозаряженные батареи могут храниться до 3 лет.
Перед установкой новой автомобильной батареи любого типа — проверьте её напряжение и зарядите при необходимости. Во время хранения батарея самопроизвольно разряжается, этот процесс называется саморазрядом и фактические значения напряжения, а значит и ёмкости, могут быть ниже номинальных. А вот срок службы — величина относительная, при корректной работе электрических систем и соответствии ёмкости батареи и нагрузках на неё, средний ресурс SLI батареи около 4 лет. AGM, EFB и GEL батареи имеют повышенный ресурс.
Выводы
Аккумуляторная батарея — это устройство, от корректной работы которого зависит ваша уверенность в автомобиле. Уделите должное внимание процессу выбора батареи, а затем обслуживайте и заряжайте вашу АКБ, обеспечьте ей чистоту в моторном отсеке. Тогда она обеспечит вам уверенный запуск двигателя и работу электрических систем вашего авто.
Какие бывают аккумуляторы в мобильной, компьютерной и бытовой технике
Содержание
Содержание
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.
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.).
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.
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.