Типы аккумуляторов, плюсы и минусы различных типов аккумуляторов

В настоящее время на рынке доступны различные виды аккумуляторов. Емкость, количество циклов заряда-разряда и внутренние компоненты являются ключевыми факторами, определяющими производительность батареи.

Типы аккумуляторов

Состав производимых аккумуляторов определяет их соответствующие типы.

Свинцовые элементы

Корпус батарей этого типа плотно закрыт, иногда вместо жидкости используется гель. Эти батареи оснащены клапанами для выпуска газов. Хотя они не так распространены, как раньше, их все еще производят.

• Имеют низкую стоимость.
• Они хорошо переносят низкие температуры.
• Несмотря на свое название, они не являются полностью герметичными и часто нуждаются в эксплуатации в строго вертикальном положении.
• Они выделяют пары щелочи или кислоты и не должны использоваться в плохо проветриваемых помещениях.
• Перезарядка до предела может привести к закипанию жидкости внутри, что приведет к поломке.
• Значительно снижают емкость при недостаточной зарядке.

Никелевые аккумуляторы

Литий-ионные аккумуляторы не обладают "эффектом памяти" например, никель-кадмиевые аккумуляторы. Это означает, что их не нужно полностью разряжать перед зарядкой, чтобы они достигли своей полной емкости. На самом деле, лучше избегать полной разрядки литий-ионных батарей, так как это может сократить срок их службы.

Когда дело доходит до хранения, литий-ионные батареи также более щадящие. Они могут храниться при различных уровнях заряда без существенного влияния на их производительность. Однако для длительного хранения обычно рекомендуется хранить их при заряде около 50%.

• Более высокая цена по сравнению с Ni-Cd аккумуляторами.
• Медленное время зарядки.
• Может снижаться емкость при экстремально низких температурах.
• Количество циклов зарядки — обычно около 300-500.
• Нет необходимости в специальной системе зарядки.
• Не содержат токсичного кадмия.
• Возможно, что батарея потеряет 10% своего заряда в течение первых 24 часов.
• Емкость батареи может уменьшиться на 20% в течение первых 30 дней.

Батареи, которые хранились в течение длительного времени, следует заряжать 5 циклов, чтобы вернуть их в нормальное состояние.

Существует также другой тип батарей, известный как батареи на основе никеля и металлгидрида.

• По сравнению с батареями, содержащими кадмий, никель-металлогидридные батареи менее токсичны.
• Никель-металлогидридные аккумуляторы не страдают от "эффекта памяти" или имеют очень низкую емкость.
• Никель-металлогидридные аккумуляторы рекомендуется хранить с полным зарядом, а при длительном хранении — заряжать раз в месяц.
• Емкость никель-металлогидридных аккумуляторов на 50% выше, чем у аккумуляторов на основе кадмия.
• Некоторые никель-металлогидридные аккумуляторы маркируются как LSD (low self-discharge), что означает, что они разряжаются очень медленно.
• По сравнению с батареями, содержащими кадмий, никель-металлогидридные батареи имеют более высокую стоимость.
• Никель-металлогидридные аккумуляторы имеют более высокую скорость саморазряда, чем кадмийсодержащие, и могут разрядиться в течение нескольких месяцев хранения.
• После 200-300 циклов разряда емкость никель-металлогидридных аккумуляторов начинает снижаться.
• Срок службы никель-металлогидридных аккумуляторов короче, чем кадмийсодержащих.

Рекомендуется полностью зарядить и разрядить новые аккумуляторы 3-5 раз перед первым использованием, чтобы восстановить их рабочее состояние.

Аккумуляторы на основе лития

Существуют различные варианты выпускаемых литиевых аккумуляторов.

Литий-ионные аккумуляторы (li ion)

Существует батарея, которая становится все более популярной. Он НЕ допускает полного разряда, поэтому некоторые модели оснащены защитой от полного разряда.

Литий-ионные аккумуляторы с защитой и без нее

• Отсутствие "эффекта памяти" — можно заряжать в любом состоянии.
• Высокая емкость и малый вес, что делает их популярными в автомобильной промышленности, где соотношение веса и емкости существенно влияет на ежедневный пробег.
• Медленный разряд — обычно около 3% в первый месяц и 1% в последующие месяцы.
• Быстрая зарядка практически безвредна для дальнейшего использования.
• Цены постепенно снижаются.
• Все существующие на сегодняшний день типы литий-ионных аккумуляторов плохо работают при низких температурах. Их емкость значительно снижается при температуре ниже 0 градусов.
• Дороже, чем Ni htm и ni-cd аккумуляторы.
• При неправильной зарядке существует риск взрыва.

Для оптимального срока службы батареи лучше всего начинать заряжать ее, когда она достигнет примерно 50 % емкости. Чем больше раз вы пройдете через цикл зарядки и разрядки, тем короче будет срок службы батареи. Поэтому рекомендуется избегать полной разрядки аккумулятора. Вместо этого старайтесь держать батарею как можно дольше заряженной, чтобы максимально продлить срок ее службы. Например, если вы используете ноутбук, держите его подключенным к сети, когда это возможно. Таким образом, ноутбук будет получать питание от сети, а батарея будет использоваться реже, например, во время путешествий или в ситуациях, когда вам действительно необходимо полагаться на автономное питание.

Чтобы максимально продлить срок службы батареи, некоторые люди вынимают аккумуляторы из ноутбуков после окончания зарядки и хранят их отдельно. Однако у такого подхода есть и свои недостатки — если произойдет отключение электричества или владелец забудет правильно выключить операционную систему, ноутбук может не сохранить важные данные. Кроме того, такая практика может пагубно сказаться на общей производительности операционной системы. Несмотря на это, необходимо периодически подзаряжать батарею, чтобы уровень ее заряда оставался выше 50 %.

Разновидности литиевых аккумуляторов

Литий-полимерные батареи

Некоторые типы полностью лишены влаги, а значит, обладают повышенной долговечностью и сниженным риском возгорания. Они демонстрируют превосходную производительность, особенно в условиях, характеризующихся высокой температурой. Поэтому их часто предпочитают использовать в регионах с жарким климатом.

Литий-ионный полимер

Литий-ионные полимерные батареи

В большинстве случаев производители по-прежнему включают гель внутрь батареи. Несмотря на это, название батареи обычно остается таким же, как и у полностью сухих — Li-Polymer, хотя точное название должно быть литий-ионные полимерные батареи. Эти батареи широко используются в телефонах и ноутбуках.

Различия в этих батареях определяются в первую очередь материалом катода. Вторая буква в названии батареи указывает на материал катода. Например:

• C — кобальт. Эти батареи имеют самую высокую емкость.
• М — марганец. Имеют меньшую емкость, но обеспечивают высокий ток разряда, что делает их идеальными для приложений, требующих большой отдачи тока.
• F — железофосфатные. Эти батареи имеют меньшую емкость и ток разряда, но могут быть перезаряжены более 1000 раз всего за 1 час.
• Одним из преимуществ этого типа батарей является их уменьшенный размер и вес — они могут быть толщиной до миллиметра и иметь очень малый вес.
• Еще одно преимущество — способность гнуться, что делает их универсальными для различных применений.
• Кроме того, он обладает достаточно высокой емкостью, что позволяет использовать его более длительное время.
• Однако есть один минус — недопустимый глубокий разряд, который может привести к повреждению или сокращению срока службы.
• Кроме того, стоимость этих батарей выше по сравнению с обычными.

Li-Fe

Литий-железо-сульфатные батареи обладают впечатляющими возможностями перезарядки: их емкость составляет до 2000 циклов, что позволяет быстро заряжать их всего за 15 минут. Эти батареи также могут похвастаться высокой токоотдачей — от 60 до 130 ампер. Несмотря на то, что они прекрасно работают при температуре до -30°C, для них необходимо использовать специализированное зарядное устройство. Кроме того, стоит отметить, что эти батареи обычно тяжелее своих обычных аналогов. В качестве последнего соображения важно отметить, что стоимость этих батарей остается относительно высокой.

Как определить наиболее предпочтительный тип батареек

Для начала следует определиться со своими приоритетами и предпочтениями. Если вес и размер не являются для вас проблемой, а цена — да, остановите свой выбор на свинцовых аккумуляторах. Несмотря на громоздкость, они являются самым доступным вариантом. С другой стороны, если для вас важны размер, вес и цена, рекомендуется выбрать никелевые аккумуляторы. В том случае, если для вас важна компактность и высокая производительность, а цена не является главным фактором, идеальным выбором станут литиевые аккумуляторы. Li-Fe аккумуляторы, хотя и дорогие, обеспечивают самую высокую мощность среди всех доступных вариантов.

Типы аккумуляторов

Ассортимент аккумуляторных батарей сильно различается по типам. Давайте рассмотрим наиболее востребованные размеры.

Типоразмер "AA"

Напряжение 1.2 В и длиной 50.5 мм при диаметре 13.5-14.5 мм. Этот тип батарей широко известен как "пальчиковые" аккумулятор.

Типоразмер "ААА"

Размер этой батарейки составляет 10.5 мм в диаметре и 44.6 мм в длину, с напряжением 1.2V. Он широко известен как "мизинец" аккумулятор.

Размер "16340"

Габариты батарейки следующие: напряжение 3.7 В, длина 35 мм, диаметр 17 мм.

Размер "18500"

Размеры аккумулятора 3.7 В, длиной 35 мм и диаметром 18 мм.

Типоразмер "18650"

3.7 В, длиной 67 мм и диаметром 18 мм.

Аккумуляторы 18650, также известные как 168A, по форме похожи на аккумуляторы AA или AAA, но больше по размеру. Емкость этих аккумуляторов обычно находится в диапазоне 2200-4000 мАч. Для зарядки аккумулятора необходимо напряжение 0.Подается напряжение 05 В, и процесс зарядки завершается при 4.2V. Рекомендуется заряжать батарею при силе тока 0.5 A. В экстренных ситуациях для зарядки допускается максимум 1 А. Общее время зарядки составляет около 3 часов, более длительное время может привести к перегреву. Очень важно использовать правильное зарядное устройство для этих операций.

Типоразмер "26650"

Батарея имеет напряжение 3.6 В и измеряет напряжение в диапазоне 68-72.5 мм в длину и 26.5 мм в диаметре.

Некоторые модели этой батареи утверждают, что она способна выдержать 1500 циклов заряда/разряда. Однако после достижения этого предела емкость аккумулятора снижается до 80%. Этот тип батарей обычно используется в устройствах, которым требуется мощный источник энергии.

Размер "32650"

Напряжение составляет 3.7 В, длиной 68 мм и диаметром 33 мм.

Как правило, оно уже оснащено платой защиты и имеет вес до 150 г.

Типоразмер "R14/LR14" или "Элемент C"

Напряжение составляет 1.5 вольт, а размеры составляют 50 мм в длину и 26.2 мм в диаметре.

Внешне он похож на миниатюрный бочонок и обычно весит около 37 граммов.

Типоразмер "R20/LR20" или "Элемент D"

Напряжение этой батареи составляет 1.5 В, а его длина составляет 61.5 мм, а его диаметр составляет 34.2 мм.

Похожий на большой бочонок, этот тип аккумуляторов обычно весит от 66 до 141 грамма. Эти батарейки, также известные как "тип d" были одними из самых первых батарей, производимых в мире, первые прототипы которых были выпущены компанией Energizer в 1898 году.

Тип PP3 ("Крона 9v")

Аккумулятор, известный как "крона" получил свое название благодаря популярности в СССР.

Напряжение 9 В, размеры 48.5 мм × 26.5 мм × 17.5 мм.

Вес аккумулятора составляет 53 грамма, а его емкость варьируется от 120 мАч до 700 мАч.

В некоторых моделях есть возможность заряжать аккумулятор с помощью встроенного преобразователя тока с силой тока 4.5-5.5V.

Тип аккумуляторов "Без корпуса" или "гибкий" аккумуляторы

Незаряженные аккумуляторы

Работает при напряжении от 4.от 5 до 6 В, размер таких аккумуляторов может варьироваться от 3x10x12 мм до 5x120x130 мм.

Эти батарейки часто сравнивают с завтраком космонавта, завернутым в металлическую фольгу, а не с обычной батарейкой. Тем не менее, они обеспечивают удобство в ситуациях, когда устройство компактно, а батарейный отсек конструктивно сложен.

Зарядные устройства

Существуют различные виды зарядных устройств:

• Зарядные устройства, предназначенные для аккумуляторов определенных размеров или различных типов аккумуляторов.
• Специализированные зарядные устройства, работающие с никелевыми или литиевыми аккумуляторами, а также универсальные зарядные устройства, совместимые с любым типом аккумуляторов.
• Зарядные устройства для обычной, медленной зарядки, а также быстрой или сверхбыстрой зарядки.
• Зарядные устройства с различными таймерами и системами контроля заряда.

Стандартное зарядное устройство должно обладать следующими возможностями:

1. Быстро заряжайте батарею, используя более высокое напряжение, чем то, которое обеспечивает батарея.
2. Эффективно контролирует процесс зарядки, постепенно снижая зарядный ток по мере увеличения уровня заряда батареи.
3. Важно иметь возможность быстро зарядить батарею большим током, когда возникает острая необходимость в ее использовании. Однако важно также иметь возможность медленной зарядки аккумулятора малым током, чтобы сохранить его долговечность. Чем медленнее процесс зарядки, тем меньше тепла выделяет аккумулятор и тем дольше он прослужит.
4. Еще одна важная характеристика зарядного устройства — возможность вручную отключить автоматическую зарядку.

Качественное зарядное устройство должно быть способно заряжать широкий спектр типов аккумуляторов, включая, но не ограничиваясь AA, AAA, 186502, "Крона" и многие другие.

1. При прочих равных условиях рекомендуется выбирать батарею с большей емкостью. В результате устройство будет работать дольше, а количество циклов зарядки будет меньше, что продлит срок его службы. Однако бывают случаи, когда батарея с наибольшей емкостью стоит неоправданно дорого, особенно когда появляются новые модели. В таких случаях будет полезно воспользоваться калькулятором, чтобы определить наиболее выгодное соотношение цены и емкости. Даже если соотношение немного благоприятствует батарее с меньшей емкостью, все равно предпочтительнее выбрать батарею с большей емкостью из-за компенсирующего эффекта меньшего количества циклов зарядки.

Рассмотрим устройство 8 в качестве примера.

Оно обладает следующими характеристиками:

• Зарядка аккумуляторов различной емкости;
• регулировка силы тока для разных аккумуляторов;
• защита от неправильной установки аккумуляторов, несоблюдения полярности;
• защита от высоких температур;
• автоматическое отключение после полной зарядки;
• функция включения/выключения по расписанию;
• перезарядка старых аккумуляторов;
• возможность быстрой зарядки;
• совместимость с никель-кадмиевыми батареями с "памятью";
• дополнительный 12-вольтовый разъем для подключения автомобильного аккумулятора.

Инвестируйте в высококачественные зарядные устройства — оно того стоит. Настоятельно рекомендуется приобретать аккумуляторы и зарядные устройства одного производителя. Часто они удобно скомпонованы в комплект, что является оптимальным выбором. Чтобы зарядка не доставляла хлопот, всегда выбирайте аккумуляторы одной фирмы и с одинаковой внутренней структурой.

Вы можете смело выбирать известные американские бренды, такие как Duracell, Energizer и Kodak. Японские бренды SONY, MAXELL, Sanyo, National, Panasonic, Toshiba и TDK также являются надежными вариантами. Кроме того, настоятельно рекомендуются европейские бренды PHILIPS и VARTA и корейские бренды Samsung, LG, TEKCELL и DAEWOO. Страна происхождения аккумуляторов не играет существенной роли, так как они обычно производятся в Китае.