Обзор основных типов аккумуляторных батарей.

Свинцово-килотные АКБ

Это самая распространенная электрохимическая система  т.к. это самый надежный и дешевый источник электроэнергии. Эти батареи используются в автомобилях, солнечных системах, гольф карах, автопогрузчиках, водном транспорте и источниках бесперебойного питания. В свинцово-кислотных АКБ свинец  присутствует в виде сплавов с такими металлами как сурьма, кальций, олово, селен, кадмий, мышьяк  это сделано для поддержания структуры АКБ т.к свинец очень мягкий металл. Различные сплавы придают различные свойства АКБ такие как глубокий разряд, циклические нагрузки, время заряда или разряда и.т.д.  Разная структура и толщина пластин делит их на АКБ  стартерные и АКБ глубокого разряда, поэтому каждый тип надо использовать по назначению. Свинцово-кислотные АКБ имеют ряд недостатков: большой вес, малое количество циклов глубоких разрядо-зарядов по сравнению с АКБ на основе никеля или лития. Свинцово-кислотные АКБ делятся на два вида Негерметичные и Герметичные.

LA (Lead Acid Battery) Негерметичные наливные свинцово-кислотные АКБ используются в автотранспорте (стартерные), автопогрузчиках, источниках бесперебойного питания. Данный вид АКБ требует обслуживания, вертикального положения, а так же не может использоваться в закрытых плохо вентилируемых помещениях. Подвержены высокому саморазряду. Вольтаж АКБ 6-12В.

Герметичные (необслуживаемые ) свинцово-кислотные АКБ.  Герметичными их можно назвать условно, потому что для выравнивания давления внутри АКБ используется клапан VR (Valve Regulated) который самостоятельно приводит давление в норму, все типы необслуживаемых свинцово-кислотных АКБ,  оснащены клапанном давления. Этот тип батарей имеет ряд преимуществ перед  Негерметичные свинцово-кислотные АКБ, а именно не требуют обслуживания, могут использоваться в закрытых помещениях, используется меньше электролита, благодаря этому нашли широкое применение в различных сферах.  Герметичные свинцово-кислотные АКБ делятся на несколько типов:

VRLA (Valve Regulated Lead Acid Battery) благодаря высокой надежности и низкой цене нашли применение в источниках бесперебойного  питания, медицинском оборудовании, аварийном освещении. Как правило,  данный тип батарей выпускается ёмкостью до 100Амп/ч,  вольтаж 2-4-6-12В.

AGM VRLA (Absorbet Glass Mat) Современный тип батарей в котором электролит находится в абсорбированном (не жидкий)  состоянии а в качестве сепаратора используется пористый сорбент из стекловолокна который защищает свинцовые пластины от разрушения. Такое решение позволило значительно снизить  время заряда АКБ, поскольку зарядный ток может достигать 20-25 реже 30% от номинальной емкости. АКБ AGM VRLA имеют много модификаций DEEPдля частых глубоких разрядов, Standard общего назначения, High Rate обеспечивают лучшую разрядную характеристику до 30% и подходят для мощных источников бесперебойного питания,  Modular позволяет создавать большие батарейные кабинеты. Вольтаж АКБ 4-6-12В.

GEL VRLA (GEL Valve Regular Lead Acid Battery) Одна из последних модификаций свинцово-кислотных АКБ  в этом типе электролит находится в виде гелеобразной субстанции, что позволяет обеспечивать максимальный контакт  с отрицательными и положительными пластинами элементов и сохраняет однообразную консистенцию по всему объёму. Данный тип АКБ требователен к «правильному» зарядному устройству, который обеспечит требуемый ток и напряжение, лишь в этом случае возможно получить все преимущества по сравнению AGM VRLA. Вольтаж АКБ 2-4-6-12В.

OpzV и OpzS ещё один тип свинцово-кислотных АКБ. OpzV тип не обслуживаемых АКБ, состоит из специальных трубчатых свинцовых пластин с добавлением кальция и сернокислотным гелеобразным  электролитом. Благодаря добавлению кальция в анод и катод АКБ дольше служит и более устойчива к глубоким разрядам, что увеличивает срок службы до 20 лет. В изготовлении данных АКБ используются только высококачественные материалы, чтобы обеспечить высокоэффективную работу в цикличном режиме. OpzV АКБ востребованы в фотоэлектрических станциях, источниках бесперебойного питания, телекомунникационных установках, резервном освещении, навигационном оборудовании. OpzS малообслуживаемые АКБ. Стационарные, заливные, производятся с трубчатыми пластинами анода с добавлением сурьмы, в катоде также используется сурьма. Катод и анод разделены микропористыми сепаратороми которые предотвращают короткое замыкание. OpzS батареи обладают самыми высокими характеристиками среди свинцово-кислотных АКБ, срок службы может достигать до 25 лет, и обеспечивать до 1800 циклов глубокого 80% разряда.

Таблица №1. Основные характеристики свинцово-кислотных АКБ.

Анализируя приведенные в таблице данные приходим к выводу что свинцево-кислотные АКБ обладают широкими характеристиками и моделями это позволяет использовать их в разных областях и разных условиях. Для анализа использовались усредненные данные АКБ на рынке СНГ.

Li-ion Литий-ионные (Литиевые ) АКБ.

АКБ литий-ионного типа обладают высокой плотностью энергии и благодаря этому при компактном размере и легком весе обладают емкостью в 2-4 раза большую по сравнению с свинцово-кислотном АКБ. Несомненно, большим достоинством литий-ионной батареи является высокая скорость полной 100% перезарядки в течении 1-2 часов. Li-ion получил широкое применение в современных высокотехнологичных устройствах мультимедиа, средствах связи, электронной технике, автомобилестроении ,солнечной генерации энергии. Современные Li-ion АКБ имеют много подтипов, основная разница которых заключается в составе катода. Так же может меняться состав анода до полной замены графита или использованием графита с дополнением других материалов. Различные виды Li-ion АКБ разделяются по их химическому составу ниже мы кратко расскажем о них.

LiCoO2 (Литий кобальт оксид) данный тип обладает высокой удельной энергией, что делает этот тип применимым в компактных устройствах. Данный тип может заряжаться и разряжаться током превышающий номинальную емкость. Достоинством данного типа является высокая удельная энергия, скорость разряда заряда. Недостатком низкий срок службы, высокая цена, высокие шансы воспламенения при высокой нагрузке, плохо переносит низкие температуры.

LiMn2O4 (Литий оксид марганца) применяется в медицинском оборудовании, гибридных и электрических автомобилях, мощных электроинструментах. Низкое сопротивление обеспечивает возможность заряда токами до 50А. К достоинствам данного типа АКБ можно отнести высокую удельную мощность, высокую удельную энергия, стабильные температурные показатели при высоких нагрузках. Недостатки высокая цена, короткий срок службы, плохо переносит низкие температуры.

LiNiMnCoO2 (Литий никель  марганец кобальт оксид) данное сочетание элементов обеспечивает высокие показатели удельной энергии и мощности длительное время в состоянии умеренной нагрузки. Различное пропорциональное сочетание элементов обеспечивает различные характеристики АКБ, что позволяет использовать их в более широких областях, а так же это позволяет получить более низкую цену за АКБ.  Недостатки: существенные потери при низких температурах, средний срок службы.

LiFePo4 (Литий Железно Фосфатные) Данный тип батарей призван заменить свинцово-кислотные, никель-кадмиевые, никель метал гидрид  АКБ. LiFePo4 гораздо терпимее к полному разряду и менее подвержены старению по сравнению с другими литиевыми АКБ. Благодаря низкому сопротивлению обеспечивают высокие токи заряда/разряда. Данный тип имеет высокую удельную мощность, высокий уровень безопасности. Недостатки: снижение производительности при низких температурах, низкая удельная энергия.

LiNiCoAlO2 (Литий Никель Кобальт оксид Алюминия) Данный тип АКБ обладает высокой удельной энергией и достаточную удельную мощность а так же длительный срок службы. Недостатки это низкий уровень безопасности и высокая стоимость.

Li5Ti4O12 (Литий Титанат) Данный вид АКБ имеет ряд существенных преимуществ перед другими Li-ion АКБ а именно высокий индекс 10С разряд/заряд можно заряжать и разряжать батареи высокими токами в 10 раз превышающими емкость. Высокий уровень безопасности, стабильные температуры при высоких токах. Способны работать при низких температурах (-30) без существенных изменений характеристик. Недостаток заключается в низкой удельной энергии. Высокой стоимости.

Таблица №2. Основные характеристики Li-Ion АКБ.

Ni-Cd  Никель кадмиевые и его производные АКБ

Никель кадмиевые Ni-Cd  АКБ относятся к очень долговечному и надежному типу. Существуют обслуживаемые и необслуживаемые емкостью от 5-1500А/ч. Несмотря на схожесть с свинцово-кислотными АКБ, никель-кадмиевые имеют ряд преимуществ, виде стабильной работы при -40гр.С, возможность выдерживать высокие пусковые токи а так же оптимизированы моделями для быстрого разряда. Ni-Cd АКБ устойчивы к глубокому разряду, перезаряду и не требуют моментального заряда как свинцово-кислотные АКБ. Данный тип, чаще  всего используется в промышленности, где требуются высокие нагрузки и экстремальные температурные режимы.

Основные недостатки это токсичность кадмия и высокая цена.

Никель метал гидридные  NiMH АКБ  разработаны для замены неэкологичным  Ni-Cd  АКБ. В составе NiMH АКБ  используются только умеренно токсичные металлы. Используются в медицинском оборудовании, гибридных силовых установках, промышленном оборудовании. Так же нашли применение в бытовых типах АА и ААА.

Таблица №3. Основные характеристики NiCd/NiMH АКБ.

Данный материал дает базовое представление потребителю  о характеристиках АКБ, вы можете связаться с нашим консультантом для получения детальной информации о продукте. Телефон для консультаций +373 79407110.