РазноеЛитий ионные аккумуляторы или никель кадмиевые: Ni-Cd, Ni-MH и Li-Ion аккумуляторы. В чем разница. Плюсы и минусы — купить на radiosila.ru

Литий ионные аккумуляторы или никель кадмиевые: Ni-Cd, Ni-MH и Li-Ion аккумуляторы. В чем разница. Плюсы и минусы — купить на radiosila.ru

Содержание

В чем отличие акумуляторов для раций и радиостанций?


Итак. Ежедневно мы используем в работе АКБ. И зачастую для неопытного пользователя становится египетскими письменами всё, что сказано о них в приводимых описаниях.

Первый и наиболее очевидный параметр – это ёмкость (измеряется в Ампер/часах) то есть за сколько часов аккумулятор может быть разряжен при номинальном токе 1 ампер полностью (сейчас мы говорим, я напомню, об аккумуляторах для носимых радиостанций, а их отличие от автомобильных или стационарных более чем существенно не только по размерам и назначению, но и по сути характеристик )
С грехом пополам разобравшись с емкостью и формой АКБ наш неподготовленный пользователь натыкается на непонятную абревиатуру
Как говорит нам справочник, аккумуляторы на данный момент выпускаются трёх двух основных видов. Это LiOn (Литий-ионные) и NiMH (Никельметаллгидридные, ранее Никель-кадмиевые)
Суть понять можно. Однако какой из них лучше?
На миг углубимся в историю:
Непрерывный поиск автономных источников питания постоянного тока продолжается с тех пор, как А.

Вольта предложил общественности в 1859 году химический источник электрической энергии в виде батареи гальванических элементов. С тех пор было предложено немало идей электролитов, рано или поздно предававшиеся забвению из-за недостаточной эффективности, а иногда и из-за вредного воздействия на окружающую среду (например, ртутные элементы).
Идеальный автономный источник постоянного тока должен иметь небольшие габариты и массу, но в то же время обладать достаточной энергоемкостью для продолжительной работы в заданных условиях, допускать многократное использование (подзарядку и быть безопасным при утилизации), В той или иной мере этим требованиям отвечают аккумуляторы.
При использовании в различной радиоэлектронной аппаратуре на сегодня популярны, никель-металлгидридные (NiMH) и литий-ионные (Li-Ion) аккумуляторы. Последние появились относительно недавно, но уверенно заявляют о своих правах. Их использование с каждым годом растет- Так, например, в 1994 г. таких аккумуляторов различного назначения изготовили и реализовали порядка 12,3 млн.
штук, а уже в следующем — производство достигло 32 млн. Справедливости ради следует отметить, что в то же время NiMH аккумуляторов во всем мире было изготовлено более 300 млн.
Попытаемся ответить на этот вопрос.

NiMH аккумуляторы были разработаны фирмой Sanyo Electric в 1990 г С тех пор они заметно потеснили широко известные NiCd аккумуляторы. Главное их преимущество оказалось в более высокой плотности энергии на единицу объема, выражаемую в размерности ватт час на литр (Вт.ч/л).
Типовое значение плотности энергии лучших образцов NiCd аккумуляторов составляет 120 Вт ч/л, в то время как для металлгидридных оно имеет значение 175 Вт.ч/л, а для литий-ионных-230 Вт ч/л.

Повторим: Никель металл гидрид более емкий нежели никель кадмий.  Но уступает Литий-иону

Другое преимущество металлгидридного аккумулятора заключается в его «удельной» стоимости. В пересчете на единицу электрической емкости источника тока эти аккумуляторы вдвое дешевле по сравнению с литий-ионными, но, правда, во столько же дороже NiCd. Впрочем, последнее не является принципиальным недостаткам металлгидридных аккумуляторов — их никель-кадмиевые конкуренты окончательно проиграли борьбу по другим позициям — массо-габаритным параметрам и высокой токсичности кадмия при утилизации.
Повторим: Никель металл гидрид дешевле и меньше по габаритам.

Сравним теперь  электрические характеристики различных аккумуляторов. Номинальное напряжение никель-кадмиевых и металлгидридных аккумуляторов одинаково и составляет примерно 1,25 В. Оно практически постоянно в течение всего цикла разрядки, снижаясь резко только в конце этого цикла. У литий-ионного аккумулятора номинальное напряжение составляет 3,6 В. В процессе цикла разрядки оно линейно уменьшается. Ниже определенного напряжения литий-ионный аккумулятор разряжать нежелательноВнутреннее сопротивление NiCd и NiMH элементов очень низкое (менее 0,1 Ом для элементов типоразмера АА), поэтому они позволяют получить значительный разрядный ток. У Li-Ion элементов внутреннее сопротивление на порядок больше.


Итак: Никель металл гидрид запоминает зарядку., а Литий –ион устает со временем.

Саморазряд запасенной энергии у никель-кадмиевого и металлгидридного аккумуляторов относительно высокий — в течение месяца хранения он достигает около 25%. Здесь литий-ионный аккумулятор, можно сказать, вне конкуренции. Этот параметр у него не превышает 1 % за тот же период.
По надежности металлгидридные аккумуляторы близки к никель-кадмиевым, но склонны к отказам при высоких разрядных токах.
Металлгидридные аккумуляторы имеют еще одно преимущество перед литий-ионными. При прохождении 300 циклов зарядки-разрядки (с соблюдением правил эксплуатации) у металлгидридных совсем не происходило потери паспортного значения энергоемкости, в то время как у литий-ионных она снижается на 20 %. Более того, это наблюдается и при длительном хранении аккумуляторов без работы на реальную нагрузку. Отмечались также случаи разрушения Li-Ion аккумуляторов, если напряжение на них снижалось ниже определенного значения.

Вот почему некоторые изготовители даже устанавливают на свои аккумуляторы индикаторы разрядки чтобы была возможность визуально оценить его текущее состояние.
Наиболее вероятными причинами отказов NiCd элементов являются внутренние короткие замыкания, вызываемые ростом кристаллов, называемых дендритами. Хотя они и могут быть разрушены «форсированным» высоким зарядным током или зарядкой током специальной формы (часть периода имеющего отрицательное значение), дендриты повторно вырастают, если элемент используется не регулярно.
По заявлениям разработчиков, дендриты у металлгидридных аккумуляторов не наблюдались.
Общеизвестная проблема для NiCd аккумуляторов — это «эффект памяти», который проявляется в частичной (временной) потере энергоемкости аккумулятора, если он будет поставлен на зарядку до полного разряда. Он как бы «помнит» точку начала очередного цикла подзарядки и при разрядке активно отдаст только полученную за время последней подзарядки энергоемкость.

«Эффект памяти» присущ также и NiMH аккумуляторам. Из этого следует сделать вывод, что необходимо устройство, которое бы контролировало глубину разрядки. За нижнюю границу принимают уровень 1,05..,1,1 В на элемент, при этом «эффектом памяти» можно пренебречь. Такие устройства повсеместно применяются в мобильных и переносных телефонах, поэтому даже если в них и проявляется этот эффект, то он минимизирован — энергоемкость никогда на снижается более чем на 10 %. Если «эффект памяти» в какой-то период эксплуатации все же проявился. то его устраняют несколькими циклами тренировки (зарядка-разрядка). После чего аккумуляторы вполне пригодны для дальнейшей работы в составе любых потребителей.
Существует два способа подзарядки аккумуляторов: быстрый и продолжительный. Продолжительный способ, принимаемый всеми изготовителями аккумуляторов как основной, выполняется небольшим по величине током, безопасным для элементов в случае нарушения временного режима (хотя последнее и не рекомендуется). Большое преимущество этого способа в том, что не требуется никаких устройств индикации окончания подзарядки поскольку, как было сказано выше, небольшой ток не может вывести из строя элемент или батарею независимо от того, как долго происходит подзарядка. Недостаток — длительность процесса зарядки.
Это не всегда удобно, вот почему подобные аккумуляторы сейчас используются только в дешевых изделиях — игрушках фонарях и др, А вот для аккумуляторов типоразмера С (используемых преимуществвенно в мобильных системах) номинальным зарядным током принято значение, численно равное его энергоемкости.
Обычный способ определения момента окончания подзарядки — использование индикаторов напряжения или температуры. Менее наглядный способ, а следовательно, и менее продуктивный, — применение таймера, отключающего заряжаемый аккумулятор по истечении заданного периода времени.

 

Подведём итоги:
Плюсы Ni-Cd Никель-кадмиевых аккумуляторов

  • Низкая цена Ni-Cd Никель-кадмиевых аккумуляторов
  • Возможность отдавать наибольший ток нагрузки
  • Возможность быстрого заряда аккумуляторной батареи
  • Сохранение высокой ёмкости аккумулятора до -20°C
  • Большое количество циклов заряда-разряда.
    При правильной эксплуатации подобные аккумуляторы отлично работают и допускают до 1000 циклов заряда-разряда и более

Минусы Ni-Cd Никель-кадмиевых аккумуляторов

  • Относительно высокий уровень саморазряда – Ni-Cd Никель-кадмиевый аккумулятор теряет порядка 8-10% своей ёмкости в первые сутки после полного заряда.
  • Во время хранения Ni-Cd Никель-кадмиевый аккумулятор теряет порядка 8-10% заряда каждый месяц
  • После длительного хранения ёмкость Ni-Cd Никель-кадмиевого аккумулятора восстанавливается после 5 циклов разряда-заряда.
  • Для продления срока службы Ni-Cd Никель-кадмиевого аккумулятора рекомендуется каждый раз полностью его разряжать для предотвращения проявления «эффекта памяти»

Плюсы Ni-MH Никель-металлогидридных аккумуляторов

  • Нетоксичные аккумуляторы
  • Меньший «эффект памяти»
  • Хорошая работоспособность при низкой температуре
  • Большая ёмкость по сравнению с Ni-Cd Никель-кадмиевыми аккумуляторами

Минусы Ni-MH Никель-металлогидридных аккумуляторов

  • Более дорогой тип аккумуляторов
  • Величина саморазряда примерно в 1. 5 раза выше по сравнению с Ni-Cd Никель-кадмиевыми аккумуляторами
  • После 200-300 циклов разряда-заряда рабочая ёмкость Ni-MH Никель-металлогидридных аккумуляторов несколько снижается
  • Батареи Ni-MH Никель-металлогидридных аккумуляторов имеют ограниченный срок службы

Плюсы Li-Ion Литий-ионных аккумуляторов

  • Отсутствует «эффект памяти» и поэтому появляется возможность заряжать и подзаряжать аккумулятор по мере необходимости
  • Высокая ёмкость Li-Ion Литий-ионных аккумуляторов
  • Небольшая масса Li-Ion Литий-ионных аккумуляторов
  • Рекордно-низкий уровень саморазряда – не более 5% в месяц
  • Возможность быстрого заряда  Li-Ion Литий-ионных аккумуляторов

Минусы Li-Ion Литий-ионных аккумуляторов

  • Высокая стоимость Li-Ion Литий-ионных аккумуляторов
  • Сокращается время работы при температуре ниже нуля градусов Цельсия 
  • Ограниченный срок службы постоянна тренировка.

 

Ni-Cd (никель-кадмиевые), Ni-MH (никель-металлогидридные) или Li-Ion (литий-ионные) — какие аккумуляторы лучше

В интернет-магазине Midlandrus большой выбор аккумуляторов разных типов. Являясь премьер-диллерами брендов Motorola, Icom, Vertex Standard, Alan, мы реализуем сертифицированный оригинальный товар. Перед покупкой аккумулятора нужно определиться с его типом. Сделать это можно, изучив достоинства и недостатки оборудования разных видов.

Основные типы аккумуляторов

Устройства, которые нужны для работы большинства современных электронных приборов, различаются материалом изготовления. Бывают Ni-Cd (никель-кадмиевые), Ni-MH (никель-металлогидридные) и Li-Ion (литий-ионные) аккумуляторы.

Различия также в емкости, экологичности и наличии/отсутствии эффекта памяти. Последний заключается в том, что при неполной разрядке устройства подзарядка ведет к уменьшению емкости. Новый заряд происходит ровно до того уровня, с которого произвели подзарядку.

Аккумулятор ni-cd появился первым. Его используют с 1899 года. Широкое применение оборудованию, состоящему из никелевого катода и анода из гидроксида кадмия, нашли в авиастроении. Его элементы питания отличаются особой прочностью.

Аккумуляторы ni-mh появились в 1987 году. Ввиду улучшенной емкости устройств, полученной в связи с использованием нового гидридного сплава, они начали вытеснять с рынка никель-кадмиевые аналоги.

Аккумуляторы Li-Ion появились в середине 1980-х годов. Их коммерческое использование началось в 1991 году. Сначала в продажу поступило оборудование данного типа компании Sony. Несмотря на улучшенные характеристики, в некоторых ситуациях люди продолжают использовать nicd и nimh аналоги.

Плюсы аккумуляторов разных видов и их минусы

Сказать, какой аккумулятор лучше nicd или nimh или же современные Li-Ion батареи нельзя. Оборудование всех типов:

  • в зависимости от условий эксплуатации ведет себя по-разному;
  • имеет достоинства и недостатки.

Никель кадмиевый аккумулятор отличается невысокой ценой. Отдача максимального тока нагрузки и быстрота зарядки – достоинства батареи. Высокая емкость сохраняется даже при температурах до -20 градусов Цельсия. Если соблюдать нормы эксплуатации, никель кадмиевый аккумулятор выдержит до 1000 циклов зарядки-разрядки.

Основной недостаток никель-кадмиевой батареи – потеря до 10% заряда в первые 24 ч после отключения от источника питания. При таком уровне саморазряда оборудование даже большой емкости надо часто заряжать. Еще один существенный недостаток – ежемесячное сокращение емкости. В среднем этот показатель составляет 9%. Если аккумулятор долго не использовали, то для восстановления емкости нужно произвести около 5 циклов зарядки-разрядки. Он обладает эффектом памяти. Для предотвращения его появления оборудование нужно заржать после того, как оно полностью разрядилось. Это не всегда удобно, ведь в нужный момент рядом может не оказаться источника питания.

Nimh аккумуляторы экологичны. При их использовании не выделяются опасные для здоровья вещества. Они обладают эффектом памяти. Однако он проявляется меньше, чем у ni-cd предшественников. Устройства хорошо работают при температуре ниже 00С и обладают повышенной в сравнении с nicd аналогом емкостью. Недостатки гидридных устройств:

  • высокая степень саморазрядки;
  • снижение первоначальной емкости после определенного количества циклов зарядки-разрядки;
  • ограниченный срок службы.

Снижение емкости в среднем происходит после 250 рабочих циклов. Этот показатель зависит от емкости и характеристик конкретной модели аккумулятора. Nimh батарея стоит дороже, чем nicd.

В Li-Ion батареях нет эффекта памяти. Также к их достоинствам относится:

  • большая емкость;
  • низкий уровень саморазряда;
  • быстрота зарядки;
  • маленькая масса.

Основной недостаток Li-Ion аккумуляторов – высокая цена. Их время работы значительно снижается при температурах ниже 00С. Соответственно, для уличного оборудования современные Li-Ion батареи не подходят. Даже при большой емкости зимой они будут разряжаться быстрее, чем nicd или nimh аналоги. У Li-Ion аккумуляторного элемента ограниченный срок эксплуатации.

Аккумуляторы используются не только в телефонах, фотоаппаратах, плеерах, но и в оборудовании, которое нужно нечасто (аккумуляторный шуруповерт, к примеру). Чтобы приборы любого типа максимально долго сохранили исходные характеристики, хранить их нужно в сухом и прохладном месте. Нежелательно, чтобы батарея была полностью заряжена или разряжена. Не менее чем раз в 3 месяца устройство нужно подзарядить. Перед использованием после длительного хранения следует полностью разрядить и зарядить аккумулятор. Максимальный срок хранения никель-металл-гидридных и кадмиевых устройств — 5 лет.

Типы аккумуляторов, их достоинства, недостатки и специфика использования

Литий-ионные аккумуляторы (Li-Ion, Lithium Ion)

Достоинства Li-Ion аккумуляторов:

Высокая ёмкость
Малые габариты
Небольшая масса
Отсутствует эффект «памяти»
Низкая степень саморазряда
Возможность форсированной (быстрой) зарядки
Большое количество циклов заряда/разряда

Недостатки Li-Ion аккумуляторов:

Высокая стоимость
Быстрое старение
Чувствительна к низким температурам

Общая информация:

Отсутствие эффекта «памяти» в литиевых аккумуляторах позволяет заряжать и подзаряжать аккумуляторы по мере необходимости, а так же находиться в зарядном устройстве длительное время. Обычно поставляются заряженным на 40-60%. Степень саморазряда литиевого аккумулятора рекордно мала – 3-5% в месяц. При длительном хранении необходима подзарядка не реже, чем раз в 3 месяца. Время работы литиевых аккумуляторов сокращается при температуре ниже 0°С. Срок службы литиевых аккумуляторов составляет от 4 до 6 лет, по прошествии которых ёмкость аккумулятора снизится и он может стать непригоден, не зависимо от интенсивности использования. Номинальное количество циклов заряда/разряда более 1000, максимальное – более 2000 циклов. Восстановлению данные аккумуляторы не подлежат.

Аккумуляторы на основе литий-ионных ячеек эффективны при интенсивном использовании и частых циклах заряда/разряда. В период срока службы такие аккумуляторы будут оптимальны для техники, которая часто и регулярно используется, в сравнении с батареями на основе никеля.

Литий-полимерные аккумуляторы (Li-Pol, Lithium Polymer)

Достоинства Li-Pol аккумуляторов:

Высокая ёмкость
Малые габариты
Небольшая масса
Отсутствует эффект «памяти»
Низкая степень саморазряда
Большое количество циклов заряда/разряда
Возможность форсированной (быстрой) зарядки
Возможность изготовления любой формы и конфигурации

Недостатки Li-Pol аккумуляторов:

Высокая стоимость
Быстрое старение
Чувствительна к низким температурам

Общая информация:

Литий-полимерные и литий-ионные батареи схожи по своим техническим характеристикам за исключением того, что литий-полимерные аккумуляторы имеют возможность изготовления практически любой формы и конфигурации, что позволяет убрать ограничения в отношении конечной формы, размеров и электрических характеристик. Так же литий-полимерные аккумуляторы имеют более высокие показатели в стандартных тестах на производительность и безопасность (раздавливание, протыкание, вибрация, короткое замыкание, перезаряд, форсированный заряд), но из-за кристаллизации находящегося внутри полимера электрические характеристики сильно ухудшаются при отрицательной температуре.

Аккумуляторы на основе литий-полимерных ячеек эффективны при интенсивном использовании и частых циклах заряда/разряда. Подходят для устройств с нестандартным форм-фактором и специфической конфигурацией.

Литий-железо-фосфатные аккумуляторы (LiFePO4)

Достоинства LiFePO4 аккумуляторов:

Высокая ёмкость
Отсутствует эффект «памяти»
Устойчивы к переразряду
Не теряют емкость при отрицательных температурах
Низкая степень саморазряда
Срок хранения до 15 лет
Большое количество циклов заряда/разряда
Возможность форсированной (быстрой) зарядки
Не горят при повреждении и не токсичны

Недостатки LiFePO4 аккумуляторов:

Высокая стоимость
Тяжелее относительно Li-Ion

Общая информация:

В отличие от большинства литиевых аккумуляторов LiFePO4 отличаются длительным сроком службы, устойчивостью к отрицательным температурам и безопасностью в эксплуатации. Поставляются заряженным на 40-60%. Могут использоваться вне помещений, так как устойчивы к отрицательным температурам до -30°С. Степень саморазряда менее 1,5% в месяц. Длительное хранение не сказывается негативно на работе. Срок службы достигает 5000 циклов перезарядки, а срок хранения до 15 лет.

Аккумуляторы на основе литий-железо-фосфатных ячеек оптимальны для техники, которая используется вне помещений и периодически остается на хранении длительное время. Область применения – накопители для солнечных панелей и ветрогенераторов, электроавтомобили, водный транспорт, складская техника, гольфкары, электровелосипеды и электроскутеры.

Никель-кадмиевые аккумуляторы (Ni-Cd, Nickel Cadmium)

Достоинства Ni-Cd аккумуляторов:

Низкая стоимость
Высокая вероятность восстановления
Работа в широком диапазоне температур
Большое количество циклов заряда/разряда
Возможность форсированной (быстрой) зарядки

Недостатки Ni-Cd аккумуляторов:

Высокая степень саморазряда
Эффект «памяти»
Большие размеры
Токсичность при неправильной утилизации
Срок службы ограничен количеством циклов заряда/разряда

Общая информация:

Никель-кадмиевые аккумуляторы чаще всего поставляются почти полностью разряженными из-за высокой степени саморазряда – 15-20% в месяц. Нахождение в зарядном устройстве длительное время нежелательно, так как сильно ухудшаются характеристики. У никель-кадмиевых аккумуляторов есть эффект “памяти” и что бы избежать проявления этого эффекта требуется регулярно (где-то раз в неделю) полностью разряжать аккумулятор перед зарядкой. Практически нет потери емкости при температуре до -20°C, а рабочий диапазон температур варьируется от -50°C до +70°C. Номинальное количество циклов заряда/разряда более 1000, максимальное – более 2500 циклов. Восстановление данных аккумуляторов возможно с вероятностью 60%.

Специфика использования никель-кадмиевых аккумуляторов обусловлена сроком службы, который зависит от количества циклов заряда/разряда и соблюдения условий зарядки. Наиболее эффективно использование для периодической эксплуатации и в режиме полного разряда.

Никель-металлогидридные аккумуляторы (Ni-MH, Nickel Metal-Hydride)

Достоинства Ni-MH аккумуляторов:

Низкая стоимость
Высокая ёмкость
Низкая токсичность
Слабовыраженный эффект “памяти”
Работа в широком диапазоне температур

Недостатки Ni-MH аккумуляторов:

Высокая степень саморазряда
Медленная зарядка
Малое количество циклов заряда/разряда
Сложное и дорогое устройство зарядных устройств

Общая информация:

Никель-металлогидридные аккумуляторы должны храниться полностью заряженными. Степень саморазряда у них крайне высока и достигает 30% в месяц. Нахождение в зарядном устройстве длительное время нежелательно, так как сильно ухудшаются характеристики. У никель-металлогидридныx аккумуляторов слабо выражен эффект “памяти” и рекомендуется регулярно (примерно каждые два месяца) полностью разряжать аккумулятор перед зарядкой. По сравнению с никель-кадмиевыми аккумуляторами (Ni-Cd) имеют большую энергетическую плотность (емкость), но требовательны к зарядным устройствам и условиям зарядки. Проявляют хорошую работоспособность при низких температурах, но диапазон рабочих температур не высок – от -10°C до +40°C. Номинальное количество циклов заряда/разряда от 500 до 1000 циклов. Восстановление данных аккумуляторов возможно с вероятностью 15%.

Использование никель-металлогидридных аккумуляторов ограничено сроком службы, однако они обладают большой емкостью и наиболее эффективно их использование в устройствах с низким постоянным потреблением.

Ni cd или li ion для шуруповерта

Li-Ion или Ni-Cd Аккумуляторы

Литий-ионные и никель-кадмиевые аккумуляторы – два популярных класса автономных источников питания. Каждый из них имеет определённые границы наилучшего применения, и неудачи пользователей часто связаны с незнанием особенностей работы таких батарей. При многих сходных характеристиках батареи Li-Ion и NiCd отличаются своим химическим составом, воздействием на окружающую среду, применением и стоимостью.

Что общего у Li-Ion и Ni-Cd аккумуляторов

Формы и некоторые параметры данных классов батареек определяются ГОСТ 26692-85. В частности. данный стандарт устанавливает для обоих видов:

  1. Габаритные размеры.
  2. Порядок приёмки и испытания.
  3. Условия безопасного применения.
  4. Комплектность поставки.
  5. Маркировку, упаковку и транспортировку потребителям.
  6. Перечень указаний по безопасной эксплуатации.
  7. Гарантии производителя.

Важно! Поскольку области применения батарей указанного типа постоянно расширяются, то в последнее время введён и применяется ГОСТ Р МЭК 61426-1-2014, в котором оговариваются общие требования к аккумуляторам, используемым в качестве возобновляемых энергоисточников (например, в фотоэнергетике).

Общими являются также диапазоны ёмкостей батареек: и те, и другие могут производиться с показателями от 1,2 до 3,6 А·ч и более. Общим свойством можно назвать и эффективность циклов зарядки/разрядки, которая, в зависимости от конкретного производителя, находится в пределах 70…90%.

Различия между Li-Ion и Ni-Cd батареями

Сопоставим следующие характеристики: сущность электрохимических процессов, воздействие на окружающую среду, стоимость, особенности эксплуатации и производительность, а также практическое применение.

Никель-кадмиевая батарея использует кадмий в качестве анода (отрицательный вывод), оксигидроксид никеля в качестве катода (положительный вывод) и водный гидроксид калия в качестве электролита.

Литий-ионная АКБ использует графит в качестве анода, оксид лития для катода и литиевую соль в качестве электролита. Ионы лития движутся от отрицательного электрода к положительному во время разряда, и в обратном направлении — при зарядке.

Батареи Ni-Cd содержат от 6% (для промышленных источников) до 18% (для потребительских батарей) кадмия, который является токсичным тяжёлым металлом, и поэтому требует особой осторожности при удалении и утилизации использованной батарейки. Такие отходы считаются экологически опасными. В то же время все компоненты литий-ионных аккумуляторов являются безопасными для окружающей среды, поскольку литий не является токсичным металлом.

С точки зрения стоимости литий-ионная батарея стоит примерно на 40 % дороже никель-кадмиевой. Это объясняется существенными производственными затратами на обеспечение дополнительной схемы защиты, которая контролирует параметры напряжения, тока и мощности.

Чем литий-ионный лучше никель-кадмиевого

Самый большой недостаток никель-кадмиевых батарей – их приверженность так называемому «эффекту памяти», когда они разряжаются и перезаряжаются до одного и того же состояния ёмкости несколько раз. Батарея «запоминает» точку в цикле зарядки, в которой началась перезарядка, и во время последующего использования напряжение в этой точке внезапно падает, как если бы батарея разрядилась.

Вместе с тем ёмкость аккумулятора фактически снижается лишь незначительно. Некоторые виды электронных устройств специально разработаны для того, чтобы выдерживать такие пониженные напряжения достаточно долго — чтобы напряжение возвращалось в нормальное состояние. Однако некоторые приборы и гаджеты в этот период отключаются, поэтому батарея кажется «мёртвой» раньше обычного.

Подобный эффект, называемый депрессией напряжения, является результатом многократной перезарядки. В этом случае батарея полностью заряжается, но быстро разряжается после короткого периода работы.

Другой проблемой является эффект «обратной зарядки», который возникает из-за ошибки пользователя, либо когда батарея из нескольких элементов полностью разряжена. Реверсивная зарядка приводит к сокращению срока службы АКБ. Побочным продуктом обратной зарядки является газообразный водород, который является опасным.

Интересный факт: обратная зарядка случается при нерегулярном применении никель-кадмиевых источников питания. Тогда в батареях образуются и распространяются дендриты — тонкие проводящие кристаллы, которые могут проникать через разделительную мембрану между электродами. Это приводит к внутреннему короткому замыканию и преждевременному отказу батареи.

Литиево-ионные аккумуляторы, напротив, не требуют высокого уровня обслуживания. Они могут быть перезаряжены до того, как полностью разрядятся (без формирования «эффекта памяти») и работают в более широком температурном диапазоне. По сравнению с Ni-Cd саморазряд в литий-ионном растворе составляет менее половины от общей ёмкости, что повышает срок службы такого аккумулятора. Поэтому литиево-ионную батарею можно хранить в течение нескольких месяцев без потери заряда.

Чем Никель Кадмиевый АКБ лучше Литий Ионного

Большие Ni-Cd АКБ используются для воздушных стартеров, электромобилей и в качестве источников резервной мощности.

Важно! Заметным недостатком литий-ионной батареи считается её хрупкость. Поэтому для обеспечения безопасной работы такой аккумулятор нуждается в специальной цепи защиты.

Схема защиты рассчитана на ограничение значений пикового напряжение в период зарядки аккумулятора или батарейки. Она исключает возможность пониженного напряжения, которое может наблюдаться при разрядке источника питания. Для предотвращения экстремальных температур и повышения безопасности применения температура внутри корпуса также контролируется. Всё это увеличивает стоимость и повышает габариты литий-ионной АКБ.

Учитывая такие качества, как высокая плотность энергии, отсутствие эффекта памяти и медленная потеря заряда, литий-ионные батареи находят преимущественное применение для военных целей, в аэрокосмической технике, а также как источники питания современных электромобилей (там, где значение имеют малый вес и размеры).

Что лучше: Li-Ion или Ni-Cd

Однозначно на это вопрос ответить невозможно, да и не нужно. Каждый тип аккумуляторов имеет свои рациональные области применения. Ni-Cd батарея дешевле и характеризуется значительным числом циклов зарядки/разрядки (которые, однако, не должны производиться часто!). Li-Ion батарея отличается компактностью размеров, увеличенным временем автономной работы, отсутствием «эффекта памяти», может работать в более широком температурном диапазоне.

Остались вопросы? Задайте их в комментариях!


Что лучше ni mh, ni cd или li ion аккумуляторы

Современный потребитель не представляет своего существования без различных электрических приборов и аппаратов. Для обеспечения их работоспособности необходимо применять элементы питания. Правильный выбор и эксплуатация поможет значительно продлить их срок службы, а также уберечь от аварийных ситуаций.

Особенности строения ni cd аккумуляторов достоинства и недостатки

Аккумулятор никель кадмиевый по своей конструкции представляет собой разнополюсные электроды, разделенные межу собой специальным сепаратором. В качестве электролита применяется щелочной концентрат, зачастую это гидроксид калия, данное вещество не является пожаро и взрывоопасным.

Для увеличения активной площади взаимодействия при гальванической реакции электроды изготавливаются в виде фольги, расхода электролита в процессе эксплуатации не происходит благодаря герметичности корпуса источника питания.

К достоинствам такого элемента питания следует отнести:

  • доступная стоимость относительно аналогичных,
  • возможность отдавать повышенный ток под нагрузкой,
  • допускается ускоренный метода заряда,
  • способность сохранять емкость заряда до -20°С,
  • увеличенное количество циклов заряда-разряда в процессе эксплуатации.

Главными недостатками считаются:

  • повышенный уровень самостоятельного разряда в течение короткого времени,
  • при долгом хранении для восстановления требуют более 5 циклов заряда-разряда,
  • увеличить срок службы возможно только при полном разряде батареи.

Особенности строения ni mh аккумуляторов достоинства и преимущества

Металлгидридные источники питания появились в ходе совершенствования первоначальных вариантов никель кадмиевых. Основное отличие ni mh от ni cd аккумуляторов заключается в использовании в качестве материалов для электродов комбинированных сплавов никеля с редкоземельными металлами.

Разноименные полюса в таких источниках питания свернуты в рулон и разделены между собой специальным сепаратором, изготовленным из крепкого материала. В конструкции корпуса предусмотрено применение средств защиты в виде датчиков давления и предохранительного клапана.

Интересно знать! Никель металлгидридный аккумулятор отличается от своего предшественника пониженным содержанием токсичных веществ.

Положительными свойствами считают:

  • сохраняют рабочие характеристики при пониженных температурах,
  • обладают повышенной емкостью, в чем отличаются аккумуляторы от никель кадмиевых,
  • отсутствие токсичных веществ,
  • уменьшенный эффект памяти.

К отрицательным показателям относят:

  • повышенные свойства самостоятельного разряда,
  • увеличенная стоимость,
  • снижение емкости после 300 циклов заряда-разряда,
  • относительно короткий срок службы.

Li ion аккумуляторы, строение, плюсы и минусы

Литиевые аккумуляторы представляют собой элементы питания анод которых произведен из металла лития. В них повышены некоторые основные характеристики необходимые для современных электронных устройств. Главное отличие литий ионных аккумуляторов от никель кадмиевых считается повышенное рабочее напряжение и увеличенная энергетическая емкость.

Ni mh и li ion в своей конструкции имеют специальные защитные приспособления такие, как датчики давления и предохранительные средства при увеличении внутренней температуры.

К плюсам производители относят:

  • практически полное отсутствие «эффекта памяти»,
  • повышенная внутренняя емкость элемента,
  • малая масса относительно аналогов,
  • минимальный самостоятельный разряд.

К минусам потребители причисляют:

  • повышенную цену, в результате применения редких металлов в конструкции,
  • нетерпимость к минусовым температурам,
  • имеют ограничения по сроку службы.

Никель кадмиевые и литий ионные аккумуляторы схожи между собой в возможности использования при необходимости быстрого заряда повышенными токами.

Характеристика «Эффект памяти»

Одной из важных характеристик при выяснении различия между элементами питания является «эффект памяти», суть данного явления заключается в сохранении батареей начального значения заряда, при котором начали его восполнение.

Ni cd или ni mh аккумуляторы имеют в своих свойствах такой эффект. Данная характеристика считается отрицательной, потому что при неполном разряде батареи она сохранит в дальнейшем это значение и не будет разряжаться полностью. Внутренняя емкость и срок службы при этом значительно понижаются.

У литиевых элементов питания такого эффекта не отмечается, в таком сравнении данная батарея лучше. Повышается удобство, нет необходимости ждать полного понижения заряда, восполнить его можно в любое удобное время без опасения нанесения вреда емкости и сроку службы.

Важно! Перед зарядом ni cd следует полностью разряжать, ni mh рекомендуется разряжать не полностью.

Различие батарей по основным техническим характеристикам

Аккумуляторные батареи, как и любой электрический элемент имеют основные технические показатели, согласно которым можно оценить достоинства того или иного вида. Рассмотрим некоторые характеристики

Напряжение работы и разряда

Значение рабочего напряжения для элементов питания является постоянным показателем и может лишь незначительно меняться в процессе снижения заряда в ходе работы. Nicd или nimh батареи имеют одинаковый номинальный вольтаж равный 1,2 В, а также показание при разряде 0,9 В. У литиевых такие показания значительно отличаются в результате применения активных элементов в своем составе. Рабочее напряжение составляет 3,6 В, при разряде 3 В.

Диапазон рабочих температур

Рабочая температура является важным показателем в ходе эксплуатации элементов питания. Не всегда есть возможность применения электрического оборудования в помещении и в летний период. Для никелевых батарей температурный диапазон довольно широкий, связано это с тем, что в качестве электролита применяется щелочной состав пониженным значением замерзания от -50°С. У литиевого аккумулятора этот показатель несколько выше от -20°С.

Значение высокого предела температур у всех видов практически одинаков и составляет +50°С, +60°С.

Средства защиты и контроля

Ni mh и li ion аккумуляторные батареи имеют в своей конструкции специальные защитные составляющие. В процессе производства устанавливаются датчики температуры и давления, а также предохранительные клапаны.

Внимание! В процессе заряда необходимо правильно устанавливать параметры, а также контролировать их.

Условия хранения для различных элементов питания:

  • никель кадмиевые аккумуляторы могут храниться при полном разряде, и сразу восстанавливают свои характеристики при восполнении заряда,
  • никель металлгидридные батареи полностью не рекомендуют разряжать,
  • литиевые имеют ограниченный срок службы, в связи с этим производителями рекомендуется активное применение, если же требуется хранение элемент питания разряжают наполовину.

Различие в применении

При выборе того или иного аккумулятора для питания различной техники необходимо понимать, какие необходимые свойства будут важны в ходе эксплуатации. Для переносных гаджетов и небольшой радиоэлектроники пригодится подойдет литий ионные или никель металлгидридные батареи, данные потребители не требуют повышенных токов разряда. При питании электроинструмента требуется более высокие показания тока, а также возможность использования аппарата при пониженных температурах без опасения быстрого разряда в таком случае подходят никелевые.

Все рассмотренные элементы питания обладают рядом положительных и отрицательных характеристик. Правильное понимание основных необходимых свойств поможет снизить затраты, а также продлить работоспособность используемого аппарата или прибора.


Чем литий-ионные (Li-ion) аккумуляторы лучше Ni-Cd или Ni-MH

Ранее мы говорили, что литий-ионные аккумуляторы пришли на смену перезаряжаемым батарейкам Ni-MH и Ni-Cd, как достойная альтернатива, характеризующаяся высокими рабочими качествами. При этом мало кто знает, что до выхода литиевый источников тока было более 20 лет неудачных экспериментов, которые никак не давали положительного результата.

Ситуация кардинально переменилась после того, как учеными был сделан уклон в сторону ионов лития, вместо работы с металлическим литием. И сегодня аккумуляторы на базе литий ионов уже окружают нас повсеместно. Такие элементы питания сейчас используют:

— в фототехнике,
— в мобильных телефонах,
— в компьютерах и ноутбуках,
— в цифровой аппаратуре,
— в смартфонах, планшетах, электронных книгах и даже карманных фонариках.

Принципиальные преимущества Li-ion аккумуляторов

Если разобраться, то литий-ионные аккумуляторные батарейки имеют схожие типоразмеры, аналогичные никель-кадмиевым и никель-металлогидридным вторичным элементам. Форма батареек также может быть 2-х типов:

— цилиндр (в том числе таблетка, кнопка, пуговка),
— параллелепипед (внешне: прямоугольник, блок).

При схожих размерах аккумуляторы литий-ионной схемы накапливают большее количество энергии и дают более высокое напряжение, чем ранее популярные Ni-Cd или Ni-MH источники тока. Например, один литиевый элемент питания (одна батарейка) уже способна заменить 2 никелевые модели по напряжению и срокам службы.

Чем еще литий-ионные аккумуляторы лучше своих предшественников? Да практически всем:

— повышенной плотностью (удельной емкостью) энергии на единицу площади,
— высокой плотностью разрядных токов,
— незначительным и малозаметным саморазрядом,
— длительным сроком службы (10 лет),
— простотой в уходе и эксплуатации,
— отсутствием потребности в «тренировке» после покупки,
— постоянной готовностью к эффективной работе,
— возможностью регулярной незначительной дозарядки,
— широким рабочим температурным диапазоном,
— значительным количеством рабочих циклов (свыше 1000 разряд/зарядов),
— способностью сохранять накопленную энергию,
— отсутствием «эффекта памяти»,
— малым старением без регулярного использования,
— прочими полезными качествами.

Так, заряженная литий-ионная аккумуляторная батарейка может терять за год не более 3% накопленной емкости, что изначально предопределяет длительные сроки ее хранения в условиях, указанных производителем изделия. А спустя 2 года хранения без использования аккумулятор литий ионный может потерять всего 20% былой энергии, и готов в любое время приступить к работе.

Принципиальные недостатки Li-ion аккумуляторов

Этот абзац не будет большим, т.к. заметных недостатков не слишком много. Это:

— сравнительно высокая стоимость,
— «боязнь» перезарядки,
— «боязнь» полного разряда в ноль,
— ограниченный спектр рабочих температур, который выше Ni-MH или Ni-Cd, но все еще не безграничен,
— взрывоопасность при нарушении герметичности корпуса,
— невозможность обеспечить высокие разрядные токи, в чем могут нуждаться мощные портативные электроприборы вроде электробритвы или фотовспышки.

Перспективы развития Li-ion аккумуляторов

1. Уже сегодня аккумуляторы литий ионные считаются экспертами наиболее перспективным классом автономных перезаряжаемых элементов питания.

2. Идет поиск материала, способного заменить дорогостоящий оксид кобальта. При успехе этого поиска цена аккумуляторов может снизиться.

3. Повышение удельной энергоемкости – главное направление поиска ученых, и уже сейчас появляются новые успешные варианты, например, с переходом на литий-полимерную (Li-pol) основу аккумулятора.

В целом, аккумуляторные батарейки Li-ion идеальными, конечно, не назовешь, но высокая плотность накопленной энергии компенсирует здесь все имеющиеся недостатки. И именно поэтому литий-ионные элементы питания получили сегодня столь широкое распространение во всех видах портативной и автономной электротехнике, где компактность и эргономичность имеет большое значение.


В чем разница между Ni-Cad, Ni-MH и Li-Ion аккумуляторами

Ответы на вопросы, изложенные в данной статье, справедливы для аккумуляторов любых устройств, основанных на Ni-Cad, Ni-MH, Li-Ion, Li-poly технологиях.

Главное отличие между ними в том, что Ni-MH (из этих двух это наиболее новая технология) имеет большую емкость, чем Ni-Cad. Иными словами, емкость Ni-MH аккумуляторных элементов примерно в два раза больше, чем у Ni-Cad собратьев, что дает нам увеличение времени работы без увеличения размеров и веса батареи. Ni-MH элементы имеют еще одно важное преимущество – они значительно менее подвержены так называемому «эффекту памяти», чем Ni-Cad элементы. Также Ni-MH элементы экологически более безопасны, благодаря отсутствию в них тяжелых металлов.

Сегодня литиево-ионные аккумуляторы стали стандартом в потребительской электронике. Li-Ion элементы имеют вдвое большую емкость, чем Ni-MH элементы, и весят при этом на треть меньше. Они абсолютно не подвержены «эффекту памяти». Недостатками данного типа являются более высокая стоимость и узкий диапазон рабочей температуры.

Дальнейшим развитием Li-Ion технологии является Li-Poly (Литий-полимер). В Li-Poly аккумуляторных элементах отсутствует жидкий электролит, что исключает возможность его утечки. Литиево-полимерные аккумуляторные элементы легче, надежнее и более безопасны, чем их предшественники, более эффективно работают при отрицательных температурах.

Большинство современных аккумуляторов для ноутбуков и любых других электронных устройств состоят из аккумуляторных элементов, накапливающих электроэнергию, и управляющей электроники.

“Усиленный аккумулятор” или “аккумулятор повышенной емкости” отличается от стандартного аккумулятора увеличенной емкостью и, как правило, увеличенными габаритами и весом, т.к. внутри такого аккумулятора больше аккумуляторных элементов. Если аккумулятор размещается под крышкой устройства, то часто в комплекте с аккумулятором идет новая крышка, т.к. под “родную” крышку усиленный аккумулятор не влезает.

Когда мы заряжаем аккумулятор, это называется «цикл заряда». Когда мы используем аккумулятор, это называется «цикл разряда».

Эффект памяти вызван химическими процессами, происходящими внутри аккумуляторных элементов. Этому эффекту подвержены Ni-Cad и, в меньшей степени, Ni-MH элементы. Li-Ion / Li-Poly элементы не имеют «эффекта памяти» вообще.

Только в том случае, если производитель вашего устройства предусмотрел такую возможность. Иначе такой аккумулятор ваше устройство “переварить” не сможет. Ni-Cad, Ni-MH и Li-Ion элементы сильно отличаются друг от друга по способу заряда и другим параметрам.

Новый аккумулятор, как правило, не заряжен, либо заряжен частично. Необходимо полностью зарядить аккумулятор. Рекомендуется первый раз оставить его на зарядке на ночь.

Довольно часто при первой зарядке аккумулятор показывает полный заряд уже через 10-20 минут, но фактически не заряжается. Это нормально, просто выньте аккумулятор и вставьте его на место, после чего продолжите зарядку. Возможно, это придется проделать несколько раз. В процессе заряда аккумулятор может нагреваться, это нормально.

Как продлить жизнь батареи и использовать ее максимально эффективно?

  • Разработайте новую батарею – несколько раз полностью зарядите и полностью разрядите её, после этого батарея достигнет своей максимальной емкости. Этот процесс называется тренировкой батареи.
  • Держите контакты батареи чистыми, ни в коем случае не замыкайте их.
  • Разряжайте и заряжайте батарею до конца
  • Батарея должна работать – не оставляйте батарею без работы на длительное время (несколько месяцев и более). Рекомендуется использовать батарею хотя бы один раз в месяц.
  • Используйте функции энергосбережения вашего ноутбука, чтобы увеличить время работы батареи.
  • Не вскрывайте, не бросайте, не нагревайте и не мочите батарею.

Это не очень хорошая идея, аккумулятор должен работать. Если вы все-таки не используете аккумулятор, то храните его в темном, сухом, прохладном месте, вдалеке от источников тепла и металлических объектов. Раз в несколько месяцев полностью зарядите аккумулятор. Li-Ion аккумуляторы нельзя хранить полностью разряженными! В процессе хранения аккумулятор постепенно теряет заряд, не забудьте полностью зарядить его перед использованием.

В нормальных условиях, как правило, 500-800 циклов заряда / разряда (до 3 лет). Необходимо помнить о том, что аккумулятор начинает «стареть» с момента своего изготовления, не зависимо от того, используется он или нет.

С вашим устройством все будет в порядке. Более того, сторонние производители часто делают более емкие аккумуляторы, чем оригинальный производитель. Особенно это характерно для старых моделей, к которым интерес «родителя» давно потерян.

Современные аккумуляторные батареи сложный и довольно «капризный» продукт, даже самые именитые бренды регулярно оказываются в центре скандалов с некачественными батареями.

В BIOS’e многих ноутбуков есть пункт «калибровка батареи». Фактически это полный цикл заряда / разряда аккумулятора для ноутбука. Это нужно для того, чтобы сбросить накапливающиеся в процессе эксплуатации ошибки контроллера аккумулятора. Рекомендуется производить калибровку после длительного хранения аккумулятора, потери его емкости, ошибках предсказания времени автономной работы аккумулятора.

Если в вашем устройстве нет функции “калибровка аккумулятора”, просто разрядите и зарядите аккумулятор несколько раз до конца.

Симптомы: Через минуту после старта Windows выскакивает сообщение об ошибке “Аккумулятор неправильно вставлен . “, аккумулятор не заряжается, ноутбук с неоригинальной батареей не загружается.

Необходимо отключить программу Sony ISB Utility (ISBMgr.exe). Либо найдите и удалите этот файл, либо удалите его из автозагрузки (Пуск > выполнить > msconfig > автозагрузка). Главное назначение этой программы заставить вас покупать дорогостоящие аккумуляторы Sony.

“GB/T 18287 – 2000” это маркировка стандарта Li-ion батарей, которым обозначаются практически все Li-ion батареи для телефонов, КПК, смартфонов и других подобных устройств. Данная маркировка не является номером (part number) или названием конкретной батареи.


NiCd, NiMH и Li-Ion аккумуляторы, сравнение

У никель-металлгидридных аккумуляторов – преемников широко распространенных никель-кадмиевых, обнаружились конкуренты – литий-ионные аккумуляторы. Чтобы читатель мог судить, насколько это масштабная конкуренция, мы предлагаем познакомиться с основными характеристиками новых аккумуляторов, с их преимуществами и недостатками.

Непрерывный поиск автономных источников питания постоянного тока продолжается с тех пор, как А. Вольта продемонстрировал в начале прошлого века химический источник электрической энергии в виде батареи гальванических элементов. С тех пор много воды (а точнее электролита) утекло, много различных видов гальванических элементов и аккумуляторов появлялись и предавались забвению из-за своих ограниченных возможностей, а иногда и из-за вредного воздействия на окружающую среду (например, ртутные элементы).

Идеальный автономный источник тока должен иметь небольшие габариты и массу, но в то же время обладать достаточной энергоемкостью для продолжительной работы в заданных условиях, допускать многократное использование (подзарядку и быть безопасным при утилизации), В той или иной мере этим требованиям отвечают аккумуляторы.

Так чем же хороши новые виды аккумуляторов и почему никель-кадмиевые уступают свои позиции? Попытаемся ответить на этот вопрос.

NiMH аккумуляторы были разработаны фирмой Sanyo Electric в 1990 г С тех пор они заметно потеснили широко известные NiCd аккумуляторы. Главное их преимущество оказалось в более высокой плотности энергии на единицу объема, выражаемую в размерности ватт час на литр (Вт.ч/л).

Типовое значение плотности энергии лучших образцов NiCd аккумуляторов составляет 120 Вт ч/л, в то время как для металлгидридных оно имеет значение 175 Вт.ч/л, а для литий-ионных-230 Вт ч/л. Обеспечивая повышение конкурентоспособности и завоевывая лидерство на рынке автономных источников питания, конструкторы NiMH аккумуляторов добились заметных успехов. В результате уже в 1996 г. была достигнута плотность энергии этих аккумуляторов порядка 300 Вт.ч/л

Другое преимущество металлгидридного аккумулятора заключается в его “удельной” стоимости. В пересчете на единицу электрической емкости источника тока эти аккумуляторы вдвое дешевле по сравнению с литий-ионными, но, правда, во столько же дороже NiCd. Впрочем, последнее не является принципиальным недостаткам металлгидридных аккумуляторов – их никель-кадмиевые конкуренты окончательно проиграли борьбу по другим позициям – массо-габаритным параметрам и высокой токсичности кадмия при утилизации.

Интересно сравнить и электрические характеристики различных аккумуляторов. Номинальное напряжение никель-кадмиевых и металлгидридных аккумуляторов одинаково и составляет примерно 1,25 В. Оно практически постоянно в течение всего цикла разрядки, снижаясь резко только в конце этого цикла. У литий-ионного аккумулятора номинальное напряжение составляет 3,6 В. В процессе цикла разрядки оно линейно уменьшается. Ниже определенного напряжения литий-ионный аккумулятор разряжать нежелательно. У приборов с анодами на основе графитовых композитов (фирмы Sanyo, Matsushita и др.) в конце цикла разрядки отмечаются кратковременные колебания напряжения. По этой причине последние следует подключать непременно через стабилизирующие устройства.
Внутреннее сопротивление NiCd и NiMH элементов очень низкое (менее 0,1 Ом для элементов типоразмера АА), поэтому они позволяют получить значительный разрядный ток. У Li-Ion элементов внутреннее сопротивление на порядок больше. Это ограничивает применение Li-Ion аккумуляторов в устройствах с большим потребляемым током, например, в радиостанциях.

Саморазряд запасенной энергии у никель-кадмиевого и металлгидридного аккумуляторов относительно высокий – в течение месяца хранения он достигает около 25%. Здесь литий-ионный аккумулятор, можно сказать, вне конкуренции. Этот параметр у него не превышает 1 % за тот же период.

В режимах быстрой зарядки (об этом речь пойдет ниже) NiCd аккумулятор позволяет, при необходимости, выполнить эту процедуру за 15 мин, NiMH элемент – по крайней мере, за час, a Li-Ion – за два часа.

По надежности металлгидридные аккумуляторы близки к никель-кадмиевым, но склонны к отказам при высоких разрядных токах.

Металлгидридные аккумуляторы имеют еще одно преимущество перед литий-ионными. При прохождении 300 циклов зарядки-разрядки (с соблюдением правил эксплуатации) у металлгидридных совсем не происходило потери паспортного значения энергоемкости, в то время как у литий-ионных она снижается на 20 %. Более того, это наблюдается и при длительном хранении аккумуляторов без работы на реальную нагрузку. Отмечались также случаи разрушения Li-Ion аккумуляторов, если напряжение на них снижалось ниже определенного значения. Вот почему некоторые изготовители даже устанавливают на свои аккумуляторы индикаторы разрядки чтобы была возможность визуально оценить его текущее состояние.

Наиболее вероятными причинами отказов NiCd элементов являются внутренние короткие замыкания, вызываемые ростом кристаллов, называемых дендритами. Хотя они и могут быть разрушены “форсированным” высоким зарядным током или зарядкой током специальной формы (часть периода имеющего отрицательное значение), дендриты повторно вырастают, если элемент используется не регулярно.

По заявлениям разработчиков, дендриты у металлгидридных аккумуляторов не наблюдались.

Общеизвестная проблема для NiCd аккумуляторов – это “эффект памяти”, который проявляется в частичной (временной) потере энергоемкости аккумулятора, если он будет поставлен на зарядку до полного разряда. Он как бы “помнит” точку начала очередного цикла подзарядки и при разрядке активно отдаст только полученную за время последней подзарядки энергоемкость.

“Эффект памяти” присущ также и NiMH аккумуляторам. Из этого следует сделать вывод, что необходимо устройство, которое бы контролировало глубину разрядки. За нижнюю границу принимают уровень 1,05. 1,1 В на элемент, при этом “эффектом памяти” можно пренебречь. Такие устройства повсеместно применяются в мобильных и переносных телефонах, поэтому даже если в них и проявляется этот эффект, то он минимизирован – энергоемкость никогда на снижается более чем на 10 %. Если “эффект памяти” в какой-то период эксплуатации все же проявился. то его устраняют несколькими циклами тренировк(зарядка-разрядка). После чего аккумуляторы вполне пригодны для дальнейшей работы в составе любых потребителей.

Для минимизации отказов NiMH аккумуляторов необходимо предусмотреть устройства их защиты и при зарядке, например. от коротких замыканий в цепях зарядного устройства. Когда фирма Sanyo начала массовый выпуск NiMH аккумуляторов в 1990 г,, она рекомендовала использовать три типа устройства защиты:
прерыватели цепей, тепловые плавкие вставки (предохранители) и термисторы с обязательным их встраиванием в корпус аккумуляторной батареи.

Сегодня в основном используют только последний из названных методов – встроенный в корпус аккумулятора и имеющий с ним тепловой контакт термистор с положительным значением, температурного коэффициента сопротивления (ТКС), который ограничивает зарядный и разрядный токи при повышении температуры внутри.

Массовый выпуск NiMH аккумуляторов осуществляется не более шести лет, уже имеется довольно широкая гамма их типономиналов, учитывающая уже сложившийся рынок бытовой радиоэлектронной аппаратуры. Она включает в себя наиболее массовый типоразмеры, такие как ААА (прототип российского элемента 286), АА(316), С и D, а также батареи аккумуляторов с напряжениями 10 и 12 В. Типовой ряд продукции фирмы Sanyo включает элемент размера ААА с электрической емкостью 500 мА-ч, АА-750мА-ч и другие (до 3.5 А-ч.). О достижениях фирмы можно судить по аккумуляторному элементу HR-4/3A, имеющему номинальную емкость 3,5 Ач при диаметре 17 и высоте 67 мм. Весит он при этом всего 56 г.

По сравнению с NiCd аккумуляторами металлгидридные обладают еще одним несравненным преимуществом – они экологически чисты. Если в NiCd аккумуляторе одна пятая часть массы изделия составляет небезопасный для природы и человека кадмии, та NiMH аккумулятор не содержит ни кадмия, ни ртути, ни их соединений, и для окружающей среды “отслуживший” экземпляр не представляет никакой опасности.

И никель-кадмиевые, и метаплгидридные аккумуляторы заряжают от источника постоянного тока. Значение зарядного тока определяется типом используемых аккумуляторов, для которых установлены вполне конкретные значения величины тока и продолжительности зарядки. Допуски на стабильность напряжения не оговариваются. В отличие от них, литиевым аккумуляторам требуется источник с напряжением порядка 4,2 В (на элемент) с довольно жестким допуском – не более ±0,05 В.

Существует два способа подзарядки аккумуляторов: быстрый и продолжительный. Продолжительный способ, принимаемый всеми изготовителями аккумуляторов как основной, выполняется небольшим по величине током, безопасным для элементов в случае нарушения временного режима (хотя последнее и не рекомендуется). Большое преимущество этого способа в том, что не требуется никаких устройств индикации окончания подзарядки поскольку, как было сказано выше, небольшой ток не может вывести из строя элемент или батарею независимо от того, как долго происходит подзарядка. Недостаток – длительность процесса зарядки.

Для большинства никель-кадмиевых аккумуляторов установлен номинальный зарядный ток, равный 0,1 энергоемкости (Е) данного типа при продолжительности подзарядки 12 ч (для отечественных аккумуляторных элементов принята продолжительность цикла зарядки 15 ч. – (Прим ред.). Это не всегда удобно, вот почему подобные аккумуляторы сейчас используются только в дешевых изделиях – игрушках фонарях и др, А вот для аккумуляторов типоразмера С (используемых преимуществвенно в мобильных системах) номинальным зарядным током принято значение, численно равное его энергоемкости.

Металлгидридные элементы, по сравнению с никель-кадмиевыми аккумуляторами, предъявляют более жесткие требования к зарядному току. Максимальная безопасная его величина определяется изготовителем (записывается в паспорте на изделие) и обычно составляет 0,025—0,1 Е. Превышение этого тока может повредить элемент, если в зарядном устройстве не предусмотрены меры по его защите и контролю окончания зарядки.

Быстрые режимы зарядки для никель-кадмиевых и металлгидридных аккумуляторов определены длительностью в один час с увеличением зарядного тока до значения 1,2 Е. Существуют специальные разработки никель-кадмиевых аккумуляторов. для которых предусматривают “сверхбыстрый” режим зарядки – 15 мин. зарядный ток при этом увеличивают до значения 5 Е. Быстрый режим зарядки для литиевых аккумуляторов определен длительностью в два часа. При быстрых режимах зарядки существует опасность “перезарядить” аккумулятор (например, не уследили за током подзарядки или временем), а это для него тоже нежелательно, так как приводит к выходам из строя или потере энергоемкости. Вот почему такой способ подзарядки должен жестко контролироваться.

Обычный способ определения момента окончания подзарядки – использование индикаторов напряжения или температуры. Менее наглядный способ, а следовательно, и менее продуктивный, – применение таймера, отключающего заряжаемый аккумулятор по истечении заданного периода времени.

Как читатель мог убедиться, металлгидридмые аккумуляторы все же имеют некоторое преимущество перед литий-ионными (не говоря уж о никель-кадмиевых), но хватит ли этого для того, чтобы неоспоримо отдать им преимущество? Ведь когда речь заходит об использовании источников питания и малогабаритной радиоэлектронной аппаратуре, стоимостные категории часто отходят на второй план. Однако, если разработчики достигнут заявленных значений параметров металлгидридных аккумуляторов, возможно это и будет решающим фактором их превосходства. Ведь пока недостатки литийионных преодолеть не удалось.


Ni-Mh, Ni-Cd и Li-ion аккумуляторы для авто

В автомобилях с альтернативным приводом, в отличие от традиционных, вместо свинцовых аккумуляторов используются щелочные, которые предназначены не только для запуска мотора и питания подключенной электроники, но и для поддержки ячеек топлива, либо питания силовой установки авто.

Для автомобилей с топливными ячейками нужны мощные АКБ со средней накопительной способностью, а для электромобилей — с высокой. К тому же большое внимание уделяется саморазряду АКБ, степень которого зависит возраста и типа батареи, температурных условий, и того, насколько часто аккумулятор эксплуатируется.

Чем выше энергетическая плотность аккумулятора, тем больше энергии накапливается при одинаковой массе, и тем большее расстояние проедет электромобиль. Современные аккумуляторы обладают следующими показателями плотности:

  • Свинцово-кислотный АКБ около 30 Вт/кг;
  • Литий-ионный АКБ до 150 Вт/кг;
  • Никель-металлогидридные АКБ до 80 Вт/кг

Никель-металлогидридные аккумуляторы, или NiMH, применяют в гибридных автомобилях в виде буферного источника энергии. В состоянии покоя такие АКБ быстро разряжаются и если в течение длительного времени не обеспечить полный заряд, то количество рабочих циклов батареи в разы уменьшится. Но есть и ощутимые достоинства:

  • Механическая надежность;
  • Высокая энергетическая плотность.


Никель-кадмиевые аккумуляторы являются прототипом никель-металлогидридных батарей, который менее болезненно воспринимает продолжительный глубокий разряд. Тем не менее использование этих АКБ в автомобилях сегодня нецелесообразно по причине следующих недостатков:

  • После неполного разряда невозможно осуществить полную зарядку аккумулятора из-за «эффекта памяти»;
  • Быстрый саморазряд;
  • Токсичность кадмия не позволяет использование Ni-Cd АКБ в бытовых условиями, а во многих странах они и вовсе запрещены.

Литий-ионные аккумуляторы активно используются и в гибридных авто, и в различной электронике, а также в некоторых спортивных ав благодаря высокой энергетической плотности, низкому саморазряду и большому количеству рабочих циклов.


Существует один неприятный момент — при зарядке такие батареи сильно нагреваются, что чревато возгоранием в случае чрезмерного заряда. Поэтому процесс зарядки Li-Ion АКБ желательно контролировать. Обезопасить от перезаряда такие батареи помогает специальный корпус, который сглаживает удары и вибрацию, а также использование изолирующего геля, окружающего топливные ячейки. Для большей стабилизации литий-ионные батареи оснащаются контролирующей электроникой, которая вмонтирована в контур и подключена к системе охлаждения. Если возникает перегрев, срабатывает контроллер и специальным клапаном сбрасывается избыточное давление.

Аккумулятор — Что такое Аккумулятор?

Для создания аккумуляторной батареи, несколько аккумуляторов соединяют в одну цепь.

Аккумулятор — это многоразовый источник тока, который предназначен для накопления и хранения энергии.
Его работа основана на обратимых окислительно-восстановительных реакциях, что дает возможность использовать батарею многократно.
Для создания аккумуляторной батареи, несколько аккумуляторов соединяют в одну цепь.
Батареи — это электрохимические устройства, которые преобразуют активные материалы более высокого уровня в альтернативное состояние во время разряда.
Скорость такой преобразования определяет нагрузочные характеристики аккумулятора.
Никелевые и литиевые батареи превосходят свинцовые батареи по скорости реакции. 

Для бытовых приборов и инструментов используется несколько типов аккумуляторных батарей, которые отличаются по используемым для их изготовления материалам.

Никель-кадмиевые (NiCd)

Никель-кадмиевые батареи:

  • являются одними из самых долговечных аккумуляторов с точки зрения срока службы.
  • способны выдерживать большое количество разрядов и зарядов, устойчивы к низким температурам, также у них большой допустимый ток разряда.
  • имеют низкую цену и большой срок службы.
Недостатки :
  • быстро саморазряжается,
  • имеет низкую плотность энергии,
  • имеет «эффект памяти», что приводит к снижению полезной емкости при неполном разряде батареи.
Для восстановления номинальной мощности, надо полностью разрядить, а потом снова зарядить это устройство.
Чтобы увеличить срок службы такого оборудования, необходимо полностью его разряжать и только потом ставить на зарядку.
Для заряда надо использовать только то устройство, которое шло в комплекте, либо таким, которое соответствует требованиям производителя батареи.

Никель-металлогидридные (NiMh)

Эта батарея предлагает до 50% больше энергии, чем никель-кадмиевые.
Имеет короткий срок службы.
Такие батареи появились позже, и они являются более перспективными.
Сейчас они массово используются для разной бытовой техники, но для телефонов и ноутбуков применяются еще более прогрессивные виды.

Литий-ионные (LiIon)


Среди аккумуляторов имеют самую высокую плотность энергии и самые легкие.
Стоят дороже и не могут обеспечить большие токи — это негатив.
Чаще всего используется для питания ноутбуков, фотоаппаратов и другой техники, но в современных телефонах они уже используются редко, т. к. вытесняются более прогрессивным типом батарей.
Их основной недостаток в высокой чувствительности к перезаряду, поэтому в устройствах, где используются такие батареи, обязательно устанавливают контроллер, который ограничивает заряд.

Литий-полимерные (LiPol)

Самые современные устройства.
Основным их отличием является то, что электролит гелеобразный, поэтому такие аккумуляторы могут быть очень тонкими.
Они чаще всего применяются в мобильных телефонах, плеерах и другой технике, имеющей небольшие размеры.
Т. к. такие батареи также чувствительны к перезаряду, использовать их в устройствах с неисправным контроллером заряда нельзя.
Если нарушается герметичность. также нельзя эксплуатировать такую батарею.

Независимо от типа, любой аккумулятор работает благодаря наличию разности напряжения между пластинами из металла, погруженными в электролит.

Химические процессы, происходящие в батарее, являются обратимыми, поэтому после ее разряжения, есть возможность при помощи заряда восстановить работоспособность.
Во время заряда ток пропускают в направлении, противоположном тому, которое будет при разряде аккумуляторной батареи.

Основной характеристикой аккумулятора является емкость, т. е. величина заряда, которую полностью заряженная батарея может отдать при разряде до наименьшего допустимого значения.
Для ее измерения обычно используют Ач.

Промышленные аккумуляторы:

  • обычно крупнее аккумуляторов, используемых в потребительских товарах, 
  • имеют более длительный срок службы,
  • сконструированы таким образом, чтобы выдерживать ряд условий, которые не могут выдержать потребительские батареи;
  • примеры: 
    • батареи, используемые для контроля структурных нагрузок на мосты,
    • вилочные погрузчики, где надлежащее обслуживание и системы зарядки имеют решающее значение;
  • номенклатура промышленных аккумуляторов гораздо шире, нежели бытовых;
  • стоимость выше, чем потребительских аккумуляторов;
  • нуждаются в обслуживании, чтобы обеспечить их эффективную работу как можно дольше.

Как правильно эксплуатировать литий-ионные аккумуляторы

Как правильно эксплуатировать литий-ионные аккумуляторы

Литий-ионный аккумулятор (Li-ion) — тип электрического аккумулятора, который широко распространён в современной бытовой электронной технике и находит своё применение в качестве источника энергии в электромобилях и накопителях энергии в энергетических системах.

В этой статье под правильной эксплуатацией литий-ионных аккумуляторов мы будем понимать соблюдение таких условий, в которых литий-ионный аккумулятор портативного устройства сможет работать безопасно, прослужит долго, причем функционирование устройства останется полноценным.

Речь пойдет именно о литий-ионных аккумуляторах, поскольку в большинстве современных мобильных гаджетов: в планшетах, в ноутбуках, в смартфонах и т. д. — установлены именно литиевые аккумуляторы. И если раньше можно было часто встретить никель-металл-гидридные, никель-кадмиевые, то сегодня массово применяются литиевые.

При правильной эксплуатации литий-ионный аккумулятор прослужит в 10-15 раз дольше, нежели при использовании как попало, что и будет раскрыто далее по тексту. Здесь будут приведены рекомендации для пользователей, соблюдение которых поможет сохранить литиевый аккумулятор эффективным и емким на протяжении всего периода пользования портативным устройством, пока не придет время и решение приобрести новое на замену старому.

Часто аккумулятор смартфона вздувается, нередко деформируя и корпус. Вздутие — симптом накопления газов, продуктов реакций протекающих внутри аккумулятора при неправильной его эксплуатации, приводящего к повышению давления на корпус изнутри.

Если вовремя не заменить вздувшийся аккумулятор, он в какой-то момент полностью разрушится или в худшем случае взорвется. Но самое интересное в этой истории со смартфоном то, что описанную проблему легко можно предупредить и предотвратить, соблюдая простые правила эксплуатации устройства с литий-ионным аккумулятором, и тогда ресурс аккумулятора сохранится максимально долго.

Не допускайте перегрева

Лишнее тепло, по какой бы причине оно не появилось, вредит литий-ионной батарее сильнее всего. Причинами могут стать как внешний источник тепла, так и стрессовые режимы заряда и разряда. Так, если вы оставили смартфон на солнце, например на пляже или в держателе внутри автомобиля, это снизит как способность аккумулятора принимать заряд в процессе зарядки, так и способность удерживать его после.

Лучше всего для сохранения емкости литиевой батареи, если температура ее корпуса не поднимается выше 20°C. Ежели температура поднимется выше 30°C, то способность удержания заряда уже понизится с исходных 100% до 80%.

При нагреве до 45°C способность аккумулятора удерживать заряд ослабнет уже вдвое. Температура в 45°C, кстати, легко достигается, если оставить устройство на солнце или интенсивно использовать энергетически мощные приложения.

То есть, если вы заметили, что устройство или аккумулятор ощутимо разогрелись, перейдите в прохладное место (если причина в температуре окружающей среды) или отключите ненужные приложения и службы, снизьте яркость дисплея, включите энергосберегающий режим — так вам удастся снизить потребляемую устройством мощность, и снизить ток, который течет через аккумулятор — аккумулятор начнет остывать.

Если это не поможет, выключите устройство, выньте батарею (если возможно) и подождите, пока она не охладится или пока не остынет устройство, если конструкция не позволяет извлечь аккумулятор.

Напротив, чрезвычайно холодная батарея, при температуре ниже -4°C, просто не сможет отдавать полную мощность пока не прогреется, лучше если до комнатной температуры.

Но вообще низкие температуры не способны причинить литиевой батарее такой необратимый ущерб, какой причиняют повышенные, поэтому после прогрева до комнатной температуры чрезвычайно холодного аккумулятора, свойства его электролита восстановятся. Выньте холодную батарею из устройства в помещении, или немного согрейте ее в руках, затем вставьте обратно.

Вовремя отключайте зарядное устройство

Если аккумулятор заряжается дольше чем положено, то есть если он остается подключен к источнику зарядного тока даже после того как полностью зарядился, это может убить аккумулятор, сильно понизив его емкость.

Суть в том, что рабочий уровень обычного литиевого аккумулятора не должен для безопасной работы превышать 3,6 вольта, однако зарядные устройства в процессе зарядки подают на клеммы 4,2 вольта. И если зарядное устройство вовремя не отключить (благо, некоторые отключаются автоматически сами), то внутри аккумулятора начнутся вредные реакции. В худшем случае пойдет чрезмерный перегрев, и цепная реакция в электролите не заставит себя долго ждать.

Фирменные оригинальные зарядные устройства (которые идут в комплекте с самим гаджетом от производителя) отличаются высоким качеством, они сами способны снижать зарядный ток, взаимодействуя по правильному алгоритму с аккумулятором и со встроенным в гаджет контроллером.

С оригинальными зарядными устройствами опасность наступления перезаряда минимальна. Но лучше всего для верности сразу отключать заряжаемое устройство от зарядника, как только поступил сигнал (звук, световая индикация или пиктограмма на экране), что аккумулятор полностью заряжен. Не оставляйте очень надолго полностью заряженный смартфон подключенным к зарядному устройству.

Не беспокойтесь, что когда вы отключите смартфон от зарядника, он начнет разряжаться, ведь литиевые аккумуляторы отличаются от других типов аккумуляторов низким уровнем саморазряда. Если даже аккумулятором вообще не пользоваться после зарядки, то спустя сутки после отключения зарядки лишь 5% энергии, но все ровно убудет, а за следующий месяц — еще 2%.

В любом случае нет необходимости оставлять устройство на подзарядке (даже от фирменного зарядного устройства) до последнего момента, лучше отключить сразу, как только на дисплее (или индикатором) показан полный заряд.

Все современные мобильные устройства на литий-ионных аккумуляторах показывают 100% заряда, когда аккумулятор действительно полностью заряжен, нет никакой необходимости держать дольше.

Не допускайте глубокий разряд

Есть разные варианты использования ресурса аккумулятора. Если каждый раз разряжать батарею быстро и полностью, это будет регулярно сопровождаться выделением большого количества тепла, ведь разрядные токи через батарею будут течь немалые, а это разрушительная нагрузка на аккумулятор.

Если же небольшие разрядные циклы будут короткими, пусть даже потом аккумулятор будет дозаряжен, а затем снова разряжен несколькими порциями, ресурс аккумулятора сохранится дольше.

Современные литиевые аккумуляторы нормально выдерживают неполный разряд и дозаряд, не то что самые первые литиевые экземпляры!

И если рассмотреть влияние циклов разряда-заряда на общий жизненный ресурс аккумулятора, то на самом деле три цикла разряда до 66% и дозаряда до 100% принципиально эквивалентны по изнашивающему действию паре циклов разряда до 50% и затем дозаряда до 100%.

Много коротких циклов разряда-заряда не вреднее нескольких более длительных циклов. Вреден интенсивный разряд — он вызывает нагрев и ведет к необратимым процессам, если является глубоким (до 20% и ниже).

Нагрев и высокая токовая нагрузка однозначно снижают общий жизненный ресурс аккумулятора. Каждый глубокий разряд медленно но верно ведет к необратимым разрушениям, поэтому старайтесь вообще избегать глубокого разряда. Если смартфон сам выключился — это признак глубокого разряда — не следует до этого доводить. 20% достаточно для того, чтобы поставить устройство на подзарядку или вставить резервную батарею.

Разряжайте и заряжайте литиевый аккумулятор медленно

Как было сказано выше, интенсивная разрядка и зарядка сопровождаются большими токами через электролит аккумулятора, что и ведет к его перегреву, и следовательно — к разрушительным процессам.

Но даже если стрессовый режим был допущен, и аккумулятор сильно нагрелся, не спешите ставить его на зарядку. Подождите пока он остынет, и только после этого подключайте к зарядному устройству, тогда он сможет нормально и безопасно принимать заряд.

В процессе зарядки аккумулятор тоже не должен перегреваться, если такое происходит, значит через электролит текут слишком большие токи, а это вредно.

Некачественные зарядные устройства грешат так называемой «быстрой зарядкой», как и некоторые индукционные беспроводные зарядники. Такими «быстрыми» зарядными устройствами лучше не пользоваться. Дело в том, что безопасное зарядное устройство обязано реагировать на ток, потребляемый аккумулятором в процессе зарядки, и оперативно менять подаваемое напряжение, если нужно — снижать, когда нужно — повышать.

Если зарядное устройство — это просто трансформатор с выпрямителем, то ваш аккумулятор скорее всего перегреется из-за перенапряжения и постепенно разрушится. Не все «быстрые» зарядники совместимы с литиевыми аккумуляторами.

Самый лучший вариант — оригинальное зарядное устройство от того же производителя, что и у заряжаемого устройства, идеально — зарядник из комплекта. Но если возможности применить оригинальный зарядник нет, то пользуйтесь тем, который дает меньший ток — это спасет аккумулятор от перегрева из-за подачи чрезмерной мощности.

Хорошая альтернатива оригинальному зарядному устройству — USB-порт компьютера. USB 2.0 даст 500mА, USB 3.0 — максимум 900mА. Этого достаточно для безопасной зарядки.

Некоторые из «быстрых» устройств способны вкачивать в батарею по 3-4 ампера, но это разрушительно для батарей небольшой емкости, коими являются аккумуляторы карманных мобильных гаджетов (см. документацию). Небольшой ток от USB – гарантия сохранности литий-ионного аккумулятора.

Имейте при себе резервный аккумулятор

Многие устройства допускают извлечение батареи, поэтому иметь запасной аккумулятор — совсем не проблема. Время работы устройства возрастет вдвое, исключается глубокий разряд (заранее установить резервный аккумулятор, не дожидаясь полного разряда основного), отпадает соблазн использовать вредный «быстрый» зарядник. 20% разряда основного аккумулятора — сигнал к тому чтобы установить резервный.

Если первая батарея сильно нагрелась от интенсивной нагрузки или по причине внешнего нагрева (случайно оставили на солнце) — вставьте запасную, и пока первая будет остывать, вы продолжите пользоваться вашим устройством, сохранив оба аккумулятора невредимыми. Когда тот что нагрелся остынет, его можно будет поставить на дозарядку в оригинальное зарядное устройство (сетевое или автомобильное).

Итак, чтобы литиевый аккумулятор прослужил долго и верно, необходимо:

1. Не допускать разогрева аккумулятора выше 30°C, лучшая температура 20°C.

2. Исключить чрезмерный заряд аккумулятора и перенапряжение на клеммах, оптимально 3,6 В.

3. Избегать глубокого разряда аккумулятора — пусть 20% будет пределом.

4. Не допускать высокие токовые нагрузки во время заряда и разряда (см. документацию), использовать USB.

5. Иметь резервный аккумулятор.

Ранее ЭлектроВести писали, что ученые представили новый катодный материал для металл-ионных батарей. Об этом говорится в работе исследователей из Центра энергетических наук и технологий Сколтеха.

По материалам: electrik.info.

Какой аккумулятор лучше для аккумуляторных инструментов

Абсолютная производительность примерно равна. Узнайте разницу между литий-ионными и никель-кадмиевыми батареями для аккумуляторных инструментов Это полностью изменило индустрию электроинструментов. Количество электроинструментов, которые продаются в настоящее время, составляет лишь небольшую часть того, что было раньше, даже 10 лет назад. [ВОСПРОИЗВЕДЕНИЕ МУЗЫКИ] Аккумуляторные батареи принесли пользу индустрии электроинструментов. Перерезание шнура дало нам возможность исправить что угодно и где угодно. Все началось с никель-кадмиевых батарей.Что касается электроинструментов, то для всего использовались никель-кадмиевые элементы. Ваш шнур — все, что было беспроводным, и никель-кадмие. Но прогресс не остановить, а зачем вам это нужно? Литий-ионный аккумулятор — это новая химия батарей. То, как он развивает силу и как заряжается. Никель-кадмиевые батареи, полностью заряженные, когда они новые, могут прослужить вам около часа. Если мы сравниваем литий-ионный аккумулятор на 1,5 ампера с никель-кадмиевым аккумулятором на 1,5 ампера, вы обычно получаете в два-три раза больше времени работы с литий-ионным аккумулятором, чем над никель-кадмиевым.И эта зарядка занимает половину времени. Никель-кадмиевые батареи весят примерно на фунт больше, но стоят меньше. Но действительно ли вы экономите деньги? Если вы придете купить никель-кадмиевый аккумулятор, он может стоить 14 вольт, 18 вольт, от 60 до 80 долларов. Литий будет стоить от 120 до 140 долларов. Но учтите, что этот аккумулятор прослужит в два-три раза дольше, чем никель-кадмиевый? Хорошо, а что на самом деле стоит меньше? Выбор кажется простым, но все же есть люди, которые не расстанутся со своими старыми никель-кадмиевыми инструментами, потому что они были очень хорошо построены.И длятся они уже от 25 до 30 лет. У вас есть два варианта, но оба типа батарей по-прежнему подчиняются законам физики. Любая батарея выдержит только x зарядов, независимо от того, что вы с ней делаете. А когда придет день найти заменяющую батарею, специалисты Circle Saw будут там, чтобы помочь. Для homeshowradio.com я Том Тайнан.


Постоянный рост напряжения и приложений сделал аккумуляторные инструменты лучшим выбором для большинства проектов для вас и профессионалов.В течение многих лет никель-кадмиевые (никель-кадмиевые) батареи безраздельно господствовали. Однако в последнее время на смену им пришла новая технология литий-ионных аккумуляторов.

Литий-ионные батареи

меньше по размеру, требуют меньшего обслуживания и более безопасны для окружающей среды, чем никель-кадмиевые (NiCad) батареи. Несмотря на сходство, литий-ионные и никель-кадмиевые батареи различаются по химическому составу, влиянию на окружающую среду, применению и стоимости.

Какой аккумулятор подходит для вашего беспроводного инструмента?

Это зависит от работы и вашего кошелька.Как правило, литий-ионные батареи меньше и легче никель-кадмиевых. Литий-ионный также в два-три раза дороже, чем NiCad. С другой стороны, литий-ионный практически не имеет саморазряда. Это позволяет хранить литий-ионный аккумулятор в течение нескольких месяцев без потери заряда.

Один не обеспечивает большей мощности, чем другой. Литий-ионный аккумулятор на 18 В имеет такой же потенциал для передачи энергии, как и никель-кадмиевый аккумулятор на 18 В. 18 В — 18 В. Насколько долго это дает — другой рассказ. Лучшим показателем времени работы является количество просверленных отверстий или количество досок, вырезанных за один заряд аккумулятора.В этом тесте побеждают инструменты с питанием от литий-ионных батарей.

Это больше связано с эффективностью инструмента, чем с самой батареей. Бесщеточные двигатели в большинстве инструментов с литий-ионным приводом лучше используют энергию батареи. Это приводит к заблуждению, что аккумулятор имеет большую мощность.

Никель-кадмиевые батареи имеют емкость от 1,3 Ач до 3,0 Ач. Для сравнения: литий-ионные батареи имеют емкость от 1,1 Ач до 3,0 Ач. Точно так же, как размер бензобака является лишь одним из факторов, определяющих, как далеко автомобиль может проехать на баллоне с бензином, приложения для каждого коэффициента заряда аккумулятора в напряжении, емкости и эффективности инструмента.Чисто как грязь?

Никель-кадмиевые батареи

Никель-кадмиевые батареи страдают «эффектом памяти». Батарея запоминает точку в цикле зарядки, в которой началась подзарядка. Во время последующего использования напряжение в этой точке будет падать, как если бы оно было разряжено. Вот почему будет разумно использовать никель-кадмиевую батарею, пока она полностью не разрядится, перед подзарядкой. При таком правильном использовании никель-кадмиевая батарея может прослужить более 1000 циклов, прежде чем потеряет емкость.

Литий-ионные батареи

Литий-ионные батареи

, с другой стороны, не требуют особого обслуживания.Они противостоят «эффекту памяти» и выдерживают более широкий диапазон температур. Единственный их серьезный недостаток — хрупкость. Они также требуют схемы защиты для безопасной работы.

Оба будут работать примерно одинаковое количество циклов. Хотя литий-ионный аккумулятор может обеспечивать большее напряжение, он требует значительно более высокой стоимости по сравнению с никель-кадмиевым аккумулятором.

Поскольку абсолютные характеристики примерно равны, выбор между литий-ионными и никель-кадмиевыми батареями сводится к простым различиям: легче, долговечнее и дороже или тяжелее, расходнее и дешевле.Выбор за вами.

Никель-кадмиевые батареи

и литий-ионные батареи

Мы переживаем серьезный сдвиг в технологии аккумуляторов. Последние 30 лет преобладали никель-кадмиевые (NiCad) батареи. Эта технология положила начало популярной революции в области беспроводных инструментов и позволила людям выполнять задачи, не будучи привязанными к электрической розетке.

Поскольку технологии постоянно развиваются, появилась новая альтернатива никель-кадмиевым батареям — литий-ионные (Li-ion). Хотя традиционные никель-кадмиевые батареи заняли свое место в истории, особенности и преимущества, предлагаемые литий-ионными батареями, направили большинство пользователей электроинструментов в их сторону.Это причины, по которым вам следует перейти на литий-ионные аккумуляторы.

Увеличенный срок службы батареи
Хотя их цена может быть немного выше, литий-ионные батареи имеют больший срок службы, что означает, что их можно заряжать чаще, что увеличивает время между заменами, что особенно важно для активных пользователей.


Более легкий и компактный дизайн
Тем, кто много использует аккумуляторные инструменты, понравится тот факт, что литий-ионные батареи намного легче, чем никель-кадмиевые.Этот уменьшенный вес может иметь огромное значение в течение рабочего дня. Литий-ионные батареи обычно весят на 30-40 процентов меньше, чем сопоставимые никель-кадмиевые батареи. Утомляемость и связанные с ней проблемы безопасности значительно снижаются, что обеспечивает более безопасную рабочую среду.

Меньший по размеру аккумуляторный элемент с меньшей плотностью является основной причиной меньшего веса. Ячейки меньшего размера позволяют создавать более компактные аккумуляторные батареи, тем самым предлагая большую гибкость разработчикам инструментов и конечным пользователям.

Более быстрое время зарядки
Литий-ионные аккумуляторы заряжаются быстрее, чем их никель-кадмиевые эквиваленты.Когда аккумулятор полностью заряжен, допуск к перезарядке невелик, если таковой имеется. С другой стороны, перезаряд никель-кадмиевых аккумуляторов может повредить их, что приведет к сокращению срока службы.

Нулевой эффект памяти
В инструкциях к инструментам, работающим от никель-кадмиевых батарей, обычно рекомендуется разрядить аккумулятор перед зарядкой. Причина этого в том, чтобы ограничить эффект «памяти» на батарею, которая заставляет их удерживать меньше заряда, что приводит к потере максимальной энергоемкости. Литий-ионные аккумуляторы можно заряжать в любой момент без каких-либо негативных последствий.

Постоянная мощность
Сколько раз вы пытались прижать винт к рабочей поверхности, и ваша дрель медленно теряла мощность и в конечном итоге уже не могла повернуть винт, оставляя 1/4 дюйма винта незащищенными? Никель-кадмиевые батареи медленно теряют мощность, и эффект очень заметен. Одним из самых больших преимуществ литий-ионного аккумулятора является его способность обеспечивать полную мощность на всей емкости аккумулятора. Электропитание уходит только при полном разряде аккумулятора.Вы получаете полную мощность до конца заряда.

Нижняя скорость саморазряда
Оба типа батарей постепенно разряжаются, когда они не используются. Скорость саморазряда литий-ионных аккумуляторов составляет от 1,5 до 2 процентов. По сравнению с NiCad более чем на 10 процентов литий-ионные версии намного превосходят их.

Никель-кадмиевые батареи проигрывают (если еще не проиграли) битву за то, чтобы быть отраслевым стандартом. Фактически, Европа уже запретила их использование… шаг, который может легко распространиться на другие регионы мира.Характеристики литий-ионных аккумуляторов намного превосходят возможности старых никель-кадмиевых аккумуляторов. Если вы не переключились, время пришло.

литий-ионных батарей против. Никель-кадмиевые аккумуляторы

Литий-ионные аккумуляторы и никель-кадмиевые (никель-кадмиевые) аккумуляторы во многом похожи. Оба типа батарей являются перезаряжаемыми и идеально подходят для определенных применений. Есть и существенные отличия.

Приложения

Литий-ионные батареи часто используются в портативных электронных устройствах, таких как портативные компьютеры, цифровые фотоаппараты и сотовые телефоны.Многие портативные электроинструменты и двусторонние радиоприемники используют никель-кадмиевые батареи.

Эффект памяти

Согласно BatteryUniversity.com, «память» — это эффект, который поражает некоторые типы батарей. Большие кристаллы образуются на пластинах ячеек, когда некоторые типы батарей периодически не разряжаются. Это накопление может привести к потере аккумуляторной батареи. Никель-кадмиевые батареи, в отличие от литий-ионных, склонны к такому «эффекту памяти».

Срок годности

Оба типа батарей имеют относительно высокий срок хранения.Никель-кадмиевые батареи можно хранить или использовать до 5 лет. Литий-ионные батареи могут работать от 2 до 3 лет.

Циклов

При правильном обслуживании никель-кадмиевые батареи могут обеспечивать более 1000 циклов зарядки и разрядки. Литий-ионные аккумуляторы способны обеспечивать от 300 до 500 циклов зарядки и разрядки.

Саморазряд

Согласно GreenBatteries.com, никель-кадмиевые батареи имеют более высокую скорость саморазряда, чем литий-ионные батареи.Никель-кадмиевые батареи необходимо перезарядить, если они хранились без использования в течение нескольких месяцев. С другой стороны, литий-ионные батареи могут не использоваться в течение нескольких месяцев, прежде чем начнут саморазрядиться.

Напряжение

Литий-ионные батареи работают при более высоком напряжении по сравнению с никель-кадмиевыми батареями. Типичный литий-ионный аккумулятор работает от 3,7 вольт, а никель-кадмиевый аккумулятор работает от 1,2 вольт.

Различия между NiMH и литий-ионными аккумуляторами Nicad


Каждый из трех самых популярных типов батарей обладает особыми качествами.Я начну с самого старого.


Никель-кадмиевые

Никелевые батареи очень прочные. Они подходят для работы в экстремальных условиях, например, в холодную или жаркую погоду. У них также более длительный жизненный цикл, чем у NiMH или литий-ионных аккумуляторов, около 700-1000 жизненных циклов. Они очень надежны для применения в системах глубокой разрядки с высокой производительностью. С другой стороны, у них есть проблема с зарядкой, называемая «эффектом памяти». То есть, если они не будут полностью заряжены после каждого использования, они потенциально будут заряжать только до последнего максимального заряда.Это может сократить срок службы батареи. Их можно отремонтировать, но ценой минимум 3 жизненных цикла.

Преимущества использования батареи Nicad — это экстремальная термостойкость, возможность глубокой разрядки, доступность элементов

Nicad. С тех пор, как Panasonic купила Sanyo, количество качественных аккумуляторов упало. Компания Panasonic прекратила производство аккумуляторов Nicad нескольких размеров. В результате размеры, которые были сняты с производства, теперь доступны только китайским производителям.Это плохой аккумулятор.


Никель-металлогидридные

NiMH аккумуляторы обладают большей емкостью, чем аккумуляторы Nicad, и меньшей емкостью, чем литий-ионные. Они почти вдвое тяжелее аккумуляторов Nicad. У них также нет эффекта памяти. Это хороший среднетемпературный аккумулятор. Вы можете работать с ними обычно при температуре от -5 до 95 градусов по Фаренгейту без каких-либо проблем. Они обладают хорошими характеристиками глубокого разряда и могут хранить почти вдвое большую емкость, чем никадовые элементы. Их жизненный цикл, как правило, ниже, чем у nicad, на 500-800 жизненных циклов.По характеристикам заряда и разряда они очень похожи на никад и безопаснее, чем литий-ионные с тепловым разгоном.

NiMH аккумуляторы имеют тенденцию к развитию синдрома слабых элементов. То есть когда заряжаешь аккумулятор до упора, то идешь пользоваться, он сразу умирает. Когда вы его протестируете, он скажет, что он полностью заряжен. Это связано с тем, что некоторые или все ячейки больше не могут удерживать питание. NiMH аккумуляторы имеют тенденцию делать это больше, чем аккумуляторы любого другого типа.

NiMH-элементы лучше защищены от теплового разгона, чем литий-ионные, но не так хорошо, как никад. Они имеют такие же характеристики безопасности, как и nicad, и лучше для окружающей среды, чем nicad.

Наличие никель-металлгидридных элементов очень хорошее. Их выпускают несколько производителей во многих странах.


Литий-ионный (Li-Ion)

Литий-ионные аккумуляторные элементы известны своей огромной плотностью энергии. Они способны хранить больше энергии на фунт, чем любой из традиционных аккумуляторных блоков.Это делает их очень популярными для портативной электроники, транспортных средств и т. Д. У них нет эффекта памяти, который дает nicad, и они лучше всего работают в приложениях с глубокой разрядкой по сравнению с nicad или nimh. С экологической точки зрения их безопаснее утилизировать, чем никад, поскольку они не загрязняют источники воды, а с точки зрения добычи полезных ископаемых в любом случае нет никаких преимуществ или недостатков.

Литий-ионные аккумуляторы не подходят для работы при экстремальных температурах. По данным НАСА, максимальная емкость ионно-литиевых элементов при -40 ° C составляет 12% от их емкости при комнатной температуре.У нас были клиенты, у которых литий-ионные радиобатареи перестали работать при температуре -5 градусов по Фаренгейту.

Безопасность — еще одна проблема, связанная с ионно-литиевыми батареями. Все литий-ионные батареи должны управляться с помощью интегральной схемы для управления входным и выходным напряжением. Если цепь отсутствует, ячейка может иметь тепловой разгон. Я уверен, что вы все слышали о возгорании аккумуляторов ноутбуков. Это пример теплового разгона. Еще одна проблема безопасности — это вода. В присутствии h3o ион лития будет окисляться очень быстро (взорвется намек).

Жизненный цикл литий-ионных аккумуляторов составляет примерно от 400 до 750. Это постоянно меняется с тестированием различных солей лития, но с ноября 2012 года, когда вы покупаете батареи для своей бытовой электроники, это будет приблизительный диапазон.

Кривая заряда и разряда литий-ионных аккумуляторов необычна. Он может работать с высоким входным и выходным напряжением, что делает его идеальным для использования в электроинструментах, электромобилях, мобильных устройствах и т. Д.

Наличие литий-ионных аккумуляторов очень хорошее.Его добывают в нескольких регионах мира, и в обозримом будущем цены должны быть стабильными. Попытки Уолл-стрит превратить его в товар отрицательно скажутся на его цене и доступности.

Cordless Tool Batteries Battle — NiCD vs NiMH vs Li-Ion

Различные типы аккумуляторов для аккумуляторных дрелей

Найти аккумуляторную дрель, которая наилучшим образом соответствует вашим потребностям, может быть непросто. Необходимо учитывать большое количество различных функций и спецификаций, не последней из которых является тип используемой батареи.Существует три различных типа батарей, которые можно использовать с аккумуляторными дрелями или любым другим аккумуляторным инструментом: никель-кадмиевые (NiCd), никель-металлогидридные (NiMH) и литий-ионные (Li-ion). Давайте внимательно рассмотрим каждый из них.

Никель-кадмиевые батареи

Никель-кадмиевые батареи — самые старые из трех типов, и они до сих пор широко используются, поскольку незаменимы при работе в тяжелых условиях. Кроме того, они недорогие, а срок их службы впечатляет.В целом, Li-Ion и NiMH лучше, но если вы встретите беспроводной инструмент, в котором используются никель-кадмиевые батареи, не спешите отказываться от него.

Одной из причин, по которой никель-кадмиевые батареи еще не списаны, является их общая прочность и устойчивость к ударам, а также как высоким, так и низким температурам. Кроме того, их жизненный цикл составляет около 1000 зарядов, что действительно впечатляет. В дополнение к этому они обеспечивают лучшую проходимость электрического тока. Хотя держать батарею в состоянии глубокого разряда далеко не рекомендуется, если вы сделаете это с никель-кадмиевыми батареями, они не повредятся так же легко, как их литий-ионные или никель-металлгидридные собратья.Если вы посмотрите на все это с экономической точки зрения, никель-кадмиевые батареи также значительно дешевле, чем другие варианты.

Поскольку никель-кадмиевые батареи являются самым старым типом батарей, некоторые их характеристики немного устарели. Например, они весят больше других вариантов, а грузоподъемность меньше. Если вы используете никель-кадмиевые батареи, вам нужно быть осторожным, чтобы их заряд не упал ниже 70% между зарядками. Это сокращает их продолжительность жизни. Тем не менее, вы должны выполнять глубокую разрядку один раз в месяц или около того, иначе никель-кадмиевые батареи пострадают от эффекта памяти.Еще одна вещь, о которой следует помнить, — это то, что никель-кадмиевые батареи должны остыть перед зарядкой. И еще один момент: если вы заботитесь об окружающей среде, вы можете быть разочарованы, узнав, что кадмий может нанести вред окружающей среде при неправильном хранении.

NiCd аккумуляторы в двух словах

  • Около 1000 циклов зарядки, что означает длительный срок службы
  • Допустимая разрядка 15% -20%
  • Низкая емкость 1,2 Ач — 2,2 Ач
  • Время быстрой зарядки
  • Они требуют надлежащего обслуживания, например, глубокая разрядка каждый месяц
  • Воздействие с высоким эффектом памяти без регулярного обслуживания
  • Чрезвычайно прочные и жесткие

Никель-металлогидридные батареи

Никель-металл-гидридные батареи более дорогие, чем никель-кадмиевые, но они также имеют некоторые улучшения по сравнению с никель-кадмиевыми аналоги.Одно из самых больших улучшений заключается в том, что никель-металл-гидридный металл гораздо меньше наносит вред окружающей среде. Их самым большим преимуществом является их емкость, которая иногда в 2 или даже 3 раза больше, чем у никель-кадмиевых батарей, благодаря более высокой плотности энергии. Однако, как и никель-кадмиевые батареи, никель-металлгидридные батареи чувствительны к неправильным условиям хранения и зарядки. Они весят меньше, чем никель-кадмиевые батареи, и дешевле, чем литий-ионные.

Однако никель-металлгидридные батареи очень чувствительны к условиям хранения и зарядки, и их необходимо хранить и обслуживать должным образом, чтобы продлить срок их службы.В отличие от никель-кадмиевых батарей, никель-металлгидридные батареи более чувствительны как к высоким, так и к низким температурам. Хорошее практическое правило — хранить и использовать их при температуре от 33 ° F до 103 ° F. Когда никель-металлгидридные аккумуляторы не используются или находятся в состоянии глубокого разряда, они будут повреждены гораздо сильнее, чем никель-кадмиевые аккумуляторы. Их срок службы и емкость хранения сократятся. Как и никель-кадмиевые батареи, их также следует заряжать до 70% емкости, но с одной глубокой разрядкой, выполняемой каждые три месяца, чтобы избежать эффекта памяти.

NiMH аккумуляторы в двух словах

  • Срок службы зависит от условий хранения и обслуживания, но может достигать срока службы никель-кадмиевых аккумуляторов
  • Быстрый саморазряд 20% -30%
  • 2.Емкость от 2 Ач до 3,0 Ач
  • Время быстрой зарядки
  • Умеренное обслуживание, которое обычно включает глубокую разрядку каждые 3 месяца
  • Меньший эффект памяти, чем у никель-кадмиевых аккумуляторов при правильном обслуживании
  • Очень чувствителен к нагреванию

Литий-ионные аккумуляторы

Будучи новейшим из трех типов аккумуляторных батарей для инструментов, литий-ионные аккумуляторы также являются вашим лучшим вариантом, когда принимаются во внимание все аспекты. Конечно, они не лишены недостатков.Например, они дороже никель-кадмиевых и никель-металлгидридных аккумуляторов. Их самый большой враг — тепло, которое разрушает их внутренние компоненты и изменяет электрохимические процессы, происходящие внутри. Возраст и постоянное использование также играют большую роль в сокращении продолжительности их жизни.

Хотя может показаться, что они не лучший вариант из-за их короткого жизненного цикла, они обладают большей емкостью и могут быстро заряжаться. Технология литий-ионных аккумуляторов все еще совершенствуется, поэтому будет интересно посмотреть, что с ними произойдет в будущем.Одна из вещей, которые не нуждаются в улучшении, — это их вес, потому что они являются самыми легкими из трех типов батарей. Кроме того, я упоминал ранее, что NiMH имеют высокую плотность энергии, что также относится к литий-ионным батареям, но литий-ионные батареи менее чувствительны к колебаниям температуры, чем их собратья NiMH. В то время как другие типы батарей требуют регулярного обслуживания, поскольку они подвержены эффекту памяти, литий-ионные батареи не страдают от таких недугов.

В то время как два других типа батарей должны иметь определенную форму, поэтому инструменты должны быть сконструированы вокруг них, конструкция литий-ионных батарей позволяет им принимать любую форму, поэтому они могут быть физически спроектированы для предоставить инструмент с лучшим балансом и / или производительностью.А когда дело доходит до хранения и подзарядки, если вы не храните их в слишком жаркой среде, вы можете использовать их как угодно, потому что они не страдают от саморазряда или эффекта памяти. Их цикл зарядки / перезарядки также превосходит циклы других типов батарей. Лучше всего, в отличие от никель-кадмиевых аккумуляторов, литий-ионные аккумуляторы не наносят вреда окружающей среде.

Li-Ion аккумуляторы в двух словах

  • Более короткий срок службы: всего 300-500 зарядов или 2–3 года
  • Самый дорогой из трех типов аккумуляторов
  • Практически без саморазряда
  • Очень высокая емкость : 3.0 Ач и выше
  • Практически не требуют обслуживания
  • Нет эффекта памяти

Резюме

Как видите, литий-ионные аккумуляторы определенно подходят, но их цены значительно выше, чем у никель-кадмиевых и никель-металлгидридных аккумуляторов. . Даже в этом случае никель-кадмиевые и никель-металлгидридные батареи по-прежнему лучше в некоторых аспектах, чем литий-ионные, и в зависимости от того, какую работу вы выполняете, они могут быть лучшим выбором. Надеюсь, это небольшое руководство поможет вам решить, какой стандарт батареи вам следует выбрать.

Литий-ионные батареи против. Никель-гидридная медаль

Почему литий-ионные батареи превосходят никель-металлогидридные.

Литий-ионный аккумулятор

Плотность энергии литий-иона обычно вдвое больше, чем у стандартного никель-кадмиевого сплава. Есть потенциал для более высоких плотностей энергии. Нагрузочные характеристики достаточно хорошие и с точки зрения разряда ведут себя так же, как никель-кадмиевые. Высокое напряжение ячеек 3,6 В позволяет создавать аккумуляторные батареи только с одним элементом.Большинство современных мобильных телефонов работают на одной соте. Для блока на основе никеля потребуются три последовательно соединенных 1,2-вольтовых элемента.

Литий-ионный аккумулятор

не требует особого обслуживания, а это преимущество, на которое не могут претендовать другие химические производители. У нет памяти, и для продления срока службы батареи не требуется никаких плановых циклов . Кроме того, саморазряд меньше чем наполовину по сравнению с никель-кадмиевым, что делает литий-ионные аккумуляторы хорошо подходящими для современных датчиков уровня топлива. литий-ионные элементы при утилизации не причиняют особого вреда.

Несмотря на общие преимущества, литий-ионный имеет свои недостатки. Он хрупкий и требует схемы защиты для обеспечения безопасной работы. Встроенная в каждую батарею схема защиты ограничивает пиковое напряжение каждой ячейки во время зарядки и предотвращает слишком низкое падение напряжения ячейки при разряде. Кроме того, контролируется температура ячейки, чтобы предотвратить перепады температур. Максимальный ток заряда и разряда на большинстве блоков ограничен от 1С до 2С. При соблюдении этих мер предосторожности возможность появления металлического литиевого покрытия из-за перезарядки практически исключается.

Старение является проблемой для большинства литий-ионных аккумуляторов, и многие производители умалчивают об этой проблеме. Некоторое ухудшение емкости заметно через год, независимо от того, используется аккумулятор или нет. Батарея часто выходит из строя через два-три года. Следует отметить, что другие химические вещества также обладают возрастными дегенеративными эффектами. Это особенно верно для никель-металлогидрида при воздействии высоких температур окружающей среды. В то же время известно, что литий-ионные аккумуляторы в некоторых приложениях служат пять лет.

Преимущества

  • Высокая плотность энергии — потенциал для еще большей производительности.
  • Не требует длительного грунтования в новом состоянии. Достаточно одной регулярной зарядки.
  • Относительно низкий саморазряд — саморазряд на меньше половины у никелевых аккумуляторов.
  • Низкие эксплуатационные расходы — периодическая разрядка не требуется; нет памяти .
  • Специальные элементы могут обеспечивать очень высокий ток для таких приложений, как электроинструменты.

Ограничения

  • Требуется схема защиты для поддержания напряжения и тока в безопасных пределах.
  • Подвержен старению, даже если не используется — хранение в прохладном месте при 40% -ном заряде снижает эффект старения.
  • Ограничения на транспортировку — отгрузка больших партий может подлежать регулирующему контролю. Это ограничение не распространяется на батареи в личной ручной клади.
  • Дорого в производстве — примерно на 40 процентов дороже, чем никель-кадмиевые.
  • Не полностью зрелый — металлы и химические вещества постоянно меняются.

Li-Ion Vs NiCd аккумуляторные батареи

Тодд Фратцель об электроинструментах

Отраслевые эксперты оценивают

Дебаты литий-ионных и никель-кадмиевых аккумуляторов

Читатели продолжают присылать электронные письма с вопросами о литий-ионных (Li- Ионный) и никель-кадмиевый (никель-кадмиевый или никель-кадмиевый) аккумулятор для аккумуляторных инструментов. Поэтому я обратился к Джейсону МакНилу, менеджеру по продукции компании DEWALT, и Дереку Вико, старшему менеджеру по продукции компании PORTER-CABLE, и попросил их помочь ответить на некоторые из ваших вопросов.

Интервью с Джейсоном МакНилом — DEWALT

«Каковы самые большие преимущества платформы литий-ионных аккумуляторов?»

  • Ограниченный саморазряд — Литий-ионные аккумуляторы способны сохранять текущий уровень заряда в течение продолжительных периодов времени. Если вы перестанете работать в пятницу днем ​​с оставшимся 50% заряда батареи, те же 50% заряда батареи будут присутствовать в понедельник утром, когда вы вернетесь на работу. Это огромное преимущество перед никель-кадмиевыми батареями, которые могут быть почти полностью разряжены, когда вы вернетесь на работу в тот понедельник из-за саморазряда.
  • Более легкий вес — Литий-ионные батареи легче и меньше по сравнению с никель-кадмиевыми батареями. Это снижает утомляемость и нагрузку на пользователя и позволяет использовать более мелкие инструменты в ограниченном пространстве.
  • Большее количество перезарядок — Литий-ионные аккумуляторы можно заряжать в два раза больше, чем сопоставимые никель-кадмиевые аккумуляторы. Батареи XRP от DEWALT могут заряжаться до 2000 циклов, а NiCd — от 800 до 1000 циклов.

«Каковы самые большие преимущества / преимущества платформы никель-кадмиевых аккумуляторов?»

  • Проверенная технология — Никель-кадмиевые батареи используются уже 10-15 лет.Это очень надежная, стабильная зрелая технология, которую поставщики хорошо знают.
  • Нет электроники — Никель-кадмиевые батареи не имеют встроенной электроники, как литий-ионные батареи. В конечном итоге это означает, что никель-кадмиевые батареи могут работать до предела по потребляемому току, температуре и разряду, в то время как литий-ионные батареи постоянно контролируются встроенной электроникой. Эта электроника может отключить литий-ионный аккумулятор, если на него сильно нажать два, что может немного раздражать, и с этим трудно справиться.
  • Прочные — Никель-кадмиевые батареи просто прочные! Когда дело доходит до экстремальных температур и сильной тяги к усилителю, никель-кадмиевые батареи продолжают работать. Никель-кадмиевые батареи могут иметь большое значение в более крупных инструментах, таких как пилы, и при сверлении с высоким крутящим моментом, где потребность в токе высока.

«Какой тип батареи лучше всего подходит для пользователей, живущих в холодных регионах, таких как здесь, в Новой Англии?»

  • Потребители, живущие в очень холодных или жарких регионах, получат преимущество от никель-кадмиевых батарей.Никель-кадмиевые аккумуляторы не подвержены воздействию экстремальных температур в отличие от литий-ионных аккумуляторов. Это не означает, что литий-ионные батареи не могут работать в таких климатических условиях, однако это означает, что потребитель должен изменить свой распорядок дня, чтобы батареи не разогревались до таких экстремальных температур.

«Должны ли потребители уклоняться от покупки никель-кадмиевых систем из опасения, что в ближайшем будущем они будут прекращены?»

  • NiCd аккумуляторные системы появятся в продаже еще некоторое время.NiCd — более дешевая и стабильная платформа, которая продолжает хорошо работать в индустрии аккумуляторных инструментов. Потребители должны выбрать платформу для аккумуляторов в соответствии со своими потребностями, поскольку обе технологии будут доступны в течение некоторого времени.

«Существуют ли определенные типы инструментов (например, сверла или пилы), которые лучше подходят для определенного типа батарей?»

  • Литий-ионные аккумуляторы оказывают большое влияние на эргономику аккумуляторных инструментов. Благодаря меньшему весу и меньшему размеру литий-ионные батареи идеально подходят для аккумуляторных дрелей.В то время как другие инструментальные платформы могут извлечь выгоду из литий-ионных швов, больше всего выигрывают швы для сверл и ударных драйверов.

Интервью с Дереком Вико — PORTER-CABLE

«Каковы преимущества / недостатки Li-Ion и NiCd при различных напряжениях батарей (например, 12 В против 18 В)?»

  • Литиевые преимущества
    Преимущества литиево-ионных аккумуляторов, независимо от напряжения, заключаются в компактности и легкости инструментов, которые дольше удерживают заряд по сравнению с никель-кадмиевыми батареями.Литий-ионный продукт может предложить расширенный доступ к приложениям, больший контроль, меньшую усталость и превосходный баланс по сравнению с никель-кадмиевым эквивалентом. В категории 12 В преимущества лития действительно проявляются, поскольку весь инструмент может быть чрезвычайно компактным и легким. Новая линейка продуктов 12V Max от PORTER-CABLE — отличный пример того, как литий-ионная технология может привести в действие компактные и мощные инструменты, которые предлагают больший доступ, контроль и эргономику, чем ранее предлагались с помощью никель-кадмиевых решений.
  • NiCd Преимущества
    Из-за наличия электроники, необходимой для безопасного и надежного управления литий-ионными системами, преимущества имеют надбавку к цене. Для литий-ионных аккумуляторов 12 В надбавка меньше, поскольку для управления тремя литий-ионными батареями требуется меньше электроники по сравнению с пятью элементами для 18 В. Помимо более низкой стоимости, технология NiCd может быть хорошим вариантом для пользователей, которые часто работают при экстремально высоких или низких температурах. Никель-кадмиевые батареи будут испытывать меньшие потери эффективности в верхней и нижней полосах температурного спектра.
  • Итак … Что лучше?
    В конце концов, все сводится к потребностям конечного пользователя с точки зрения доступного бюджета, потребностей приложений и климата. Система 18 В PORTER-CABLE была разработана, чтобы позволить пользователям гибко использовать любой аккумуляторный инструмент с литий-ионными или никель-кадмиевыми батареями PORTER-CABLE.
Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *