На сегодняшний день для питания мобильных устройств, портативных компьютеров и оборудования применяются аккумуляторы следующих электрохимических систем: никель-кадмиевые (NiCd), никель-металлогидридные (NiMH), литий-ионные (Li-ion) и литий-полимерные (Li-Pol) аккумуляторы.
NiCd (никель-кадмиевые) аккумуляторы. Технология изготовления щелочных никелевых аккумуляторов была предложена в 1899, когда Waldmar Jungner изобрёл первый никель-кадмиевый аккумулятор. Используемые в этих аккумуляторах материалы были в то время дороги, и их применение было ограничено специальной техникой. В 1932 внутрь пористого пластинчатого никелевого электрода были введены активные материалы, а с 1947 начались исследования герметичных NiCd-аккумуляторов, в которых внутренние газы, выделяющиеся во время заряда, рекомбинировали внутри, а не выпускались наружу, как в предыдущих вариантах. Эти усовершенствования привели к современному герметичному NiCd аккумулятору, который и используется сегодня.Область применения: сотовые телефоны, обычные и транкинговые радиостанции, домашние радиотелефоны, переносные компьютеры, видеокамеры, ручные мощные электроинструменты, медицинские приборы, разнообразное производственное оборудование. В настоящее время сотовые телефоны и портативные компьютеры этими аккумуляторами уже не комплектуются, но в транкинговых и обычных радиостанциях они всё ещё широко распространены.Вот некоторые отличительные преимущества NiCd-аккумуляторов над аккумуляторами других типов:
• большое число циклов заряда-разряда (при правильном обслуживании NiCd-аккумулятор выдерживает свыше одной тысячи циклов).• превосходная производительность даже при низких температурах (NiCd-аккумулятор можно перезаряжать при низких температурах).• малая чувствительность к неаккуратной эксплуатации (встряски, падения, переохлаждения, перегрев).• лёгкое восстановление после понижения ёмкости и длительного хранения.• долговечность при правильном и своевременном обслуживании.• низкая цена.• доступность в широком диапазоне типоразмеров.Недостатки:• относительно маленькая энергетическая плотность (отношение ёмкости к размеру и массе).• большой саморазряд (до 10 % в течение первых 24-х часов).• подверженность эффекту памяти, который устраняется периодическими циклами глубокого разряда (примерно 1 раз в месяц). Перед зарядом рекомендуется полный разряд.• необходимость хранения в разряженном состоянии.• большие габариты и вес по сравнению с аккумуляторными батареями других типов.• вред для экологии при неправильной утилизации.Ni-MH (никель-металлогидридные) аккумуляторы. Никель-металлогидридные (Ni-Mh) аккумуляторы разработаны для замены никель-кадмиевых аккумуляторов. При меньших размерах и массе, чем у никель-кадмиевых, они обладают большей энергетической плотностью (примерно на 30-50%), менее подвержены эффекту памяти и циклы глубокого разряда требуются реже, но имеют меньший срок службы - от 300 до 500 циклов заряда-разряда. Саморазряд их примерно в 1,5-2 раза выше, чем у никель-кадмиевых аккумуляторов. Перед зарядом рекомендуется осуществлять полный разряд. Храниться данные аккумуляторы должны в разряженном состоянии. Экологически безопасны.Li-Ion (литий-ионные) аккумуляторы - наиболее перспективные аккумуляторы для сотовых телефонов. Их характеризуют высокая плотность энергии и, как следствие, большая (примерно на 70%) ёмкость при тех же самых габаритах в сравнении с аккумуляторами на основе никеля. Саморазряд у таких аккумуляторов минимален. Высокое напряжение единичного элемента (3,6В против 1,2В у NiCd и NiMH) упрощает конструкцию - зачастую аккумулятор состоит только из одного элемента. Многие производители сегодня применяют в сотовых телефонах именно такой одноэлементный аккумулятор. Однако чтобы обеспечить ту же мощность, необходимо отдать более высокий ток, а это требует обеспечения низкого внутреннего сопротивления элемента. Низкая стоимость обслуживания (эксплуатационных расходов) - результат отсутствия эффекта памяти, требующего периодических циклов разряда для восстановления ёмкости: данные аккумуляторы позволяют производить заряд при любой степени разряда аккумулятора. Число циклов заряда-разряда составляет от 500 до 1000.Несмотря на свои преимущества, Li-lon-аккумуляторы обладают и рядом недостатков:• аккумулятор подвержен старению, даже если не используется. Процесс старения
характерен для большинства Li-lon-аккумуляторов. Незначительное уменьшение
ёмкости становится заметным уже через год вне зависимости от того, находился
характерен для большинства Li-lon-аккумуляторов. Незначительное уменьшение
ёмкости становится заметным уже через год вне зависимости от того, находился
аккумулятор в эксплуатации или нет. Через два/три года он часто становится непригодным к использованию. Однако аккумуляторы других электрохимических систем также подвержены ухудшению параметров с течением времени (например, NiMH-аккумуляторы подвержены воздействию высокой температуры окружающей среды).• аккумулятор должен храниться в заряженном состоянии, в противном случае ёмкость аккумулятора ежемесячно уменьшается на 1-3%. При длительном хранении в глубоко разряженном состоянии аккумуляторы выходят из строя. Для уменьшения процесса старения аккумуляторы рекомендуется хранить заряженными примерно до 40% от номинальной ёмкости, в прохладном месте отдельно от телефона.• при механическом воздействии аккумулятор теряет до 30% ёмкости.• аккумулятор чувствителен к температурным перепадам (оптимальный режим работы от 0° до +25°С).• более высокая стоимость по сравнению с NiMH-аккумуляторами.Li-Pol (литий-полимерные) аккумуляторы - новейшая технология производства аккумуляторов. Главная задача - «облегчить» громоздкие телефонные аппараты до веса менее 100г. Число циклов заряда - менее 1000. В настоящее время они более дорогие в сравнении с литий-ионными аккумуляторами (недостаточная доля в массовом производстве), однако потенциально должны быть дешевле. Технология производства литий-полимерных аккумуляторов допускает их изготовление в различных пластичных геометрических формах, в том числе сверхтонких (2-3 мм).Из существенных недостатков можно отметить критичность механического воздействия, при котором возможна потеря ёмкости до 70%. Кроме того, на Li-Pol-аккумуляторы резко отрицательно воздействуют перепады напряжения, так как используется плата управления зарядкой (при перепадах напряжения сгорает предохранитель или сама плата).
| Следующая >Основные характеристики аккумуляторов: |
|---|