Види та типи акумуляторів

Літій-іонні Li-ion акумулятори

Типорозміри літієвих акумуляторів

Li-Ion/Літієві акумулятори найбільш технологічно просунуті на сьогодні. Відрізняються великим запасом енергії за малих розмірів. Призначені для роботи в пристроях з великим енергоспоживанням або з тривалим терміном автономності. Ці акумулятори мають найбільше відношення запасу енергії (ємності) до розміру корпусу. Така властивість Li-Ion батарей дозволяє виробляти потужні акумулятори з мінімальними розмірами та вагою. Так, для корпусу 18650 максимальна ємність становить 3600 мАг (TM Panasonic). Такими акумуляторами комплектуються електромобілі Tesla.

Характеристики більшості Li-Ion акумуляторів:

• Робоча напруга 3,7;
• Напруга заряду 4,2В;
• Напруга розряду 2,7В;
• Для слабострумового акб – Струм розряду до 2С (Для корпусу 18650 – до 5Ампер, ноутбуки, ліхтарі, повербанки)
• Для високострумових акб – Струм розряду до 10С (Для корпусу 18650 до 30 Ампер, шуруповерти, підгодівельні кораблики, гіроборди, моделі, аірсофт приводи)
• Ресурс від 600 до 1000 циклів заряду/розряду.

Li-ion акумулятори дуже чутливі до дотримання меж робочої напруги.

Перезаряд літієвого акумулятора понад 5 вольт, може призвести до вибуху або спалаху батареї. Конструктивно всі літієві акумулятори комплектуються запобіжником, що само руйнується. Що спрацьовує при перезарядженні понад 4,5 вольт або при перегріві батареї.
Глибокий розряд літієвого акумулятора нижче 2,5 вольт приводимо до зміни хімії всередині АКБ. Глибоко розряджені акумулятори – перестають заряджатися більшістю зарядок. Різко скорочується ресурс та ємність таких акумуляторів.

Для збереження “живучості” літієві акумулятори та їх складання обладнуються платами захисту. Завдання плати захисту не перезарядити, не дати розрядитися нижче нижньої межі, не перегріти акумулятор. Переваги використання плат захисту:

Збільшується ресурс акумуляторів;
Безпечне використання літієвих акумуляторів;
Зберігається ємність.

Високо струмові літієві акумулятори останнім часом активно розвиваються. Є гарною альтернативою літій залізо фосфатним акумуляторам. Розрядний струм, для корпусу 18650, до 30 Ампер (Sony VTC6). Використовуються в акумуляторному електроінструменті, радіокерованих моделях, квадрокоптерах, електротранспорті і т.д.

Найбільш поширені циліндричні Li-Ion, акумулятори. Типове маркування таких АКБ ICR18650. У цифровому коді “18650”, зашифрований діаметр “18” у міліметрах, висота “650” у десятих частках міліметра.

Переваги Li-ion акумуляторів:

• Висока ємність;
• Великий запас енергії у малих корпусах;
• Низький саморозряд;
• Високі робочі струми;
• Великий ресурс;
• Не потребує обслуговування;
• Немає “ефекту пам’яті”.

Літій полімерні Li-Pol акумулятори

Літій-полімерні Li-Pol дуже схожі з Li-Ion/Літієві літій – іонними акумуляторами. Використовуються така сама хімія. Основна відмінність – полімерні акумулятори виготовляються на основі плівок. Ця відмінність дозволяє робити полімерні акумулятори тонкими та легкими. Найчастіше призматичної форми. Зберігаються всі переваги літій-іонних акумуляторів. В основному, полімерні батареї застосовуються для живлення гаджетів і портативної техніки (смартфони, ноутбуки, планшети, електронні записники, бездротові навушники, відео реєстратори, фото відео екшен камери).

Характеристики більшості Li-Pol акумуляторів:

• Робоча напруга 3,7;
• Напруга заряду 4,2В;
• Напруга розряду 3,0В;
• Для слабострумового акб – Струм розряду до 2С, де С -ємність батареї;
• Для високострумових акб – Струм розряду до 30С, де С-ємність батареї
• Ресурс від 800 до 1000 циклів заряду/розряду.

Li-Pol літій-полімерні акумулятори також дуже чутливі до дотримання діапазонів робочих напруг і температур. При перезарядженні акумулятор здувається і може спалахнути або вибухнути. При глибокому розряді батарея виходить з ладу, різко втрачається ресурс та ємність.

Літій полімерні батареї обов’язково використовуються із платою захисту.

Найбільш поширені призматичні Li-Pol літій-полімерні акумулятори. Типове маркування таких АКБ li-Pol 751535. У цифровому коді “75 15 35”, зашифрована товщина “75” у десятих частках міліметрах (7,5 мм), ширина “15” у міліметрах, довжина “35” у міліметрах.

Переваги полімерних акумуляторів:

• Мала товщина від 1-го мм;
• Висока ємність;
• Великий запас енергії у малих корпусах;
• Великий ресурс;
• Можливість отримувати гнучкі форми;
• Низький саморозряд;
• Нема ефекту пам’яті.

Літій-фосфат Li-Fe акумулятори

LiFePO/Літій-залізо-фосфатний – літієвий акумулятор з унікальними властивостями. Набув поширення до масового випуску літій-іонних Li-Ion високострумових акумуляторів. Робоча напруга 3,2В; напруга заряду 3,6В; напруга розряду 2,8В.

Маркування фосфатних акумуляторів, так само як і у Li-Ion літій іонних. Приставка найчастіше IFR. Приклад IFR 18650 – LiFePO батарея, діаметр 18 мм, висота 65 мм.

Переваги LiFePO акумуляторів:

• Набагато більші струми розряду ніж у Li-Ion акумуляторів. Можуть видавати до 100 Ампер в корпусі 18650;
• Не втрачають своїх властивостей на холоді;
• Кратність робочої напруги 3,2В, дозволяє створювати аналоги кислотних, кадмієвих, гідридних акумуляторів у менших корпусах. Без переробки контролерів заряду. Активно використовуються в моделях, прикормкових корабликах, медичному устаткуванні, електроінструменті;
• Найкраща живучість. ;
• Більший термін експлуатації. Більше циклів заряд/розряд. Ресурс до 2000 циклів заряд/розряд .

Нікель-металогідридний акумулятор

Метал-гідридні Ni-Mh найбільш поширені та доступні за ціною акумулятори. Випускаються у широкому діапазоні типових розмірів. Сумісні з більшістю побутових пристроїв, які живляться від батарейок. Робоча напруга 1,2В, напруга заряду – 1,4В, напруга розряду – 1,0В.

Переваги:

Мають значно більший запас енергії (ємність) порівняно з Ni-Cd акумуляторами;
Не містять шкідливих і токсичних матеріалів;
Немає “ефекту пам’яті”. Акумулятори Ni-Mh можна дозаряджати, без втрати ємності;
Доступна ціна;
Полога крива розряду;

Типорозміри акумуляторів такі ж як і у побутових батарейок. Найбільше поширені HR6 – пальчики АА, HR03 – мікропальці ААА, HR20 – бочка D.

Ці акумулятори найменш токсичні та екологічно безпечніші. Як у виробництві, так і при утилізації. Завдяки практично повній відмові від важких токсичних металів можуть бути безпечно утилізовані.

Під час експлуатації акумулятори повністю не розряджайте . Зберігаються акумулятори Ni-Mh в зарядженому стані. Якщо перерва в роботі складає більше місяця, акумулятор слід зарядити для збільшення терміну служби.

Ni-Zn акумулятори

Ni-ZN/Нікель-цинк акумулятор це новітня технологія з робочим напруга 1.6В (у інших N-Cd, Ni-Mh акумуляторів напруга  1,2В). Ni-ZN акумулятори ідеально замінюють батарейки! Повністю сумісні з фотоапаратами та фотоспалахами, пара цинкових акумуляторів підходить для живлення мікросхем та мікропроцесорів.

Переваги Ni-ZN:

• Напруга 1,6 В. Повністю замінюють Батарейки;
• 100% рекомендовано для пристроїв з живленням від батарей АА, ААА;
• Більше енергії в порівнянні з Ni-Mh, N-Cd акумуляторами;
• Мінімальний саморозряд;
• Полога крива розряду.

Типорозміри акумуляторів такі ж як і у побутових батарейок. Найбільше поширені HR6 – пальчики АА, HR03 – мікропальці ААА, HR20 – бочка D.

Нова технологія дозволяє тримати напругу навіть за розряду акумулятора більше 85%.

Нікель-кадмій Ni-Cd акумулятор

Ni-Cd/нікель-кадмій технологія зараз вважається застарілою і небезпечною.
У конструкції містить токсичний кадмій. Ni-Cd мають “ефект пам’яті” – при заряді не повністю розрядженого акумулятора, відбувається зменшення ємності. Зберігати акумулятори потрібно лише в розрядженому стані. Також, конструктивно, не можна отримати акумулятори великої та збільшеної ємності, в аналогічних з Ni-Mh корпусах. Місткість як мінімум у 2 рази нижча, ніж у Ni-Mh акумуляторах. Робоча напруга 1,2В; заряд до 1,4В; розряд до 0,00В.

Переваги

• Низька ціна;
• Розряджається великими струмами;
• Можливість швидкого заряджання;
• Не втрачає своїх властивостей на холоді.