Виды аккумуляторов - их достоинства и недостатки
Главная > Статьи > Выбор коммуникатора

25.01.2010 Виды аккумуляторов - их достоинства и недостатки

#

Основными параметрами, исходя из которых, можно обсудить достоинства и недостатки аккумуляторов, являются их емкость, внутренне сопротивление и процент саморазряда. В настоящее время используется четыре основных типа аккумуляторов, которые делятся в зависимости от того, какие металлы используются для выработки электричества в кислотной среде устройства. Мы рассмотрим типы аккумуляторов, используемые для обеспечения работы устройств коммуникации, а именно никель-металлгидридные (Ni-MH), никель-кадмиевые (Ni-Cd), литий-ионные (Li-Ion) и литий-полимерные (Li-Pol) аккумуляторы.

Сначала немного о терминологии. Саморазряд аккумулятора – величина потерянной энергии после зарядки устройства, которая принимает максимальное значение в течение первых суток отключения прибора от источника питания и уменьшается с течением времени. Этот параметр измеряют в первые сутки и через месяц после зарядки. Аккумуляторная емкость – то количество энергии, которое прибор может накопить в процессе зарядки. Величина внутреннего сопротивления становится больше в течение эксплуатации прибора, соответственно меньшей становится напряжение тока и время работы аккумулятора. Высокий уровень внутреннего сопротивления указывает или на его неправильную эксплуатацию, или о его долгой службе.
Никель-кадмиевым (Ni-Cd) аккумуляторам в этом году исполнилось сто десять лет. Эти батареи были первыми, подвергшимися процессу перезарядки. Длительное время их использование было ограничено проблемой удерживания опасных при выделении в атмосферу газов, образующихся при реакции кислотной среды и металлов, и дороговизной кадмия и никеля. Проблема решилась с изобретением способа создания закрытых аккумуляторов, в которых газы рекомбинировались внутри и пористая поверхность никелевой электродной пластины была дополнена активными элементами, что подняло качество аккумулятора на новый уровень и снизило его стоимость. (Ni-Cd) аккумуляторы способны к зарядке при температуре окружающей среды ниже нуля, способны выдержать тысячу циклов зарядки и разрядки, могут восстанавливаться после длительного периода бездействия и высокого уровня внутреннего сопротивления. Время зарядки (Ni-Cd) аккумулятора минимально и он может отдать большой ток нагрузки. Недостатками такого типа аккумуляторов являются большой вес и габариты при той же емкости, что и у аккумуляторов другого типа и высокий процент саморазряда (в первые сутки устройство может потерять 10%, за месяц 20% накопленной энергии). Нельзя забывать, что в их производстве используется вредный кадмий, поэтому аккумуляторы требуют соблюдения процедуры утилизации. (Ni-Cd) в высокой степени обладают «эффектом памяти» - неправильная эксплуатация приводит к изменению структуры кристаллов электролита и ухудшению работы прибора. Аккумулятор нуждается в полной разрядке хотя бы раз в месяц.
На смену никель-кадмиевым аккумуляторам пришли никель-металлгидридные (Ni-MH), получившие промышленную реализацию в восьмидесятых годах прошлого века. В настоящее время практически во всех бытовых приборах используются аккумуляторы этого типа. Эти аккумуляторы не несут в себе экологической угрозы и имеют меньшую энергетическую плотность (меньшие размеры и вес при той же вырабатываемой энергии). (Ni-MH) аккумуляторы требуют полной разрядки примерно с периодичностью один раз в два месяца, то есть эффект памяти в этих устройствах значительно снижен. Недостатки устройств этого типа – это только пятьсот полных циклов зарядки-разрядки в процессе эксплуатации, более высокая стоимость и длительное время зарядки. Саморазряд (Ni-MH) аккумулятора составляет 10% в первые сутки и 30% за месяц.
Литий-ионные аккумуляторы (Li-Ion) имеют длительную и очень не простую историю. Первые работы по созданию таких батарей проводились еще в начале прошлого века, в восьмидесятые годы были предприняты попытки перезарядки батарей, производство которых началось за десять лет до этого. Еще спустя десять лет, в девяностых годах, в Японии возник скандал, связанный с применением литиевых аккумуляторов в сотовых телефонах (тогда литий использовался в чистом виде). От взрывов аккумуляторов в мобильных телефонах тогда пострадали, получив ожоги, несколько человек. Физическая неустойчивость лития была побеждена использованием в аккумуляторах ионов этого металла. Современные Li-Ion аккумуляторы безопасны, так как снабжены схемами, контролирующими заряд и температуру устройства. Такие аккумуляторы стоят дороже, но емкость вырабатывают большую при минимальной величине саморазряда (1% в день и 10% в месяц), у них полностью отсутствует эффект памяти (устройство может находиться в заряднике сколько угодно долго, контролирующая система отключает ток после полной зарядки батареи). Количество циклов зарядки-разрядки равен тысяче, но при этом надо учитывать, что использовать можно только специально предназначенные для этого типа аккумуляторов зарядные устройства и, что аккумулятор теряет емкость с течением времени в необратимом порядке. Li-Ion аккумуляторы можно сохранять в бездействии только соблюдая определенный температурный режим и с постоянным зарядом на 40% емкости.
Последняя разработка в семье аккумуляторов - литий-полимерные (Li-Pol) батареи. Их стоимость самая высокая, но они незаменимы в случае необходимости нестандартного аккумулятора, который можно вписать в любое свободное место корпуса телефона. Производители коммуникаторов используют Li-Pol батареи с сухими электролитами и гелеобразными разбавителями. Аккумуляторы работают лишь при положительных температурах. Работы по усовершенствованию Li-Pol аккумуляторов еще продолжаются.

Возврат к списку

<
© 2011-2023 Kompiki.ru