Аккумулятор 6dm18 caution — чем заменить?

Часто поставляется только в комплекте с генераторами, мотоблоками, газонокосилками и снегоуборщиками и используется как стартерная, хотя таковой не является. Это обычная AGM батарея для источников бесперебойного питания. Принадлежит классу АКБ с повышенной энергоотдачей, поэтому ее и используют для запуска мото-ДВС.
Отдельно (как товарная позиция) официально в РФ не поставляется, поэтому приводим аналоги для замены и аналоги лучшего качества:

Внимание! Единственное отличие — у АКБ 6DM18 полярность прямая — плюс слева, у аналогов полярность обратная, плюсовая клемма справа (- +). Будьте внимательны при установке, не перепутайте, при достаточной длине проводов проблем не возникает, при коротких проводах достаточно развернуть новую батарею на 180 градусов.

аккумулятор 6DM18

Габариты аккумулятора 6DM18

• длинна: 181 мм
• ширина: 76 мм
• высота: 167 мм
• полярность: прямая!

Расшифровка харктеристик батареи 6 dm 18 caution:

• caution- это НЕ фирма производитель, выпускающие АКБ в КНР, а надпись «осторожно».
• 6 — 6 секций по 2 вольта итого: 12 вольт — рабочее напряжение аккумулятора
• DM — серия аккумуляторов с повышенной энергоотдачей (аналог HR- серий)
• 18 — емкость 18 Ач при 20 часовом разряде ( по с20).

Итог: Перед Вами аккумулятор на 12 вольт емкостью 18 Ач аналогом которого может служить любой из нижеперечисленных и доступных для покупке сегодня:

Полные аналоги аккумулятора 6DM18

• 5 563 ₽

• 5 772 ₽

Эти две модели стартерного назначения для применения в генераторах.

---

Аналоги аккумулятора 6DM18 для ИБП

Серии HR, кроме ИБП, используют и в качестве стартерных. Для запуска малолитражных мото двигателей генераторов, мотоблоков, снегоуборщиков и газонокосилок, производители штатно устанавливают вместо стартерных АКБ с жидким электролитом. Преимущества AGM технологии очевидна и срок службы таких АКБ существенно дольше.

Delta	Delta	Fiamm	BB Battery	Delta	RDrive
В наличии	В наличии	Под заказ	В наличии	Под заказ	В наличии
5 344 ₽	6 585 ₽	11 675 ₽	10 055 ₽	5 563 ₽	5 500 ₽
Delta HR 12-18 теперь в вашей корзине покупок	Delta HR 12-80W теперь в вашей корзине покупок	Fiamm 12FGH65 теперь в вашей корзине покупок	BB Battery HR22-12 теперь в вашей корзине покупок	Delta CT 1220. 1 теперь в вашей корзине покупок	RDrive iRidium YT19BL-BS теперь в вашей корзине покупок

Оптимальным вариантом батареи для эпизодического, не частого применения, мы считаем Leoch DJW12-18. А для повседневной работы мотоблока, когда требуется 10-15 запусков ДВС в день, желательно выбирать Delta HR12-80W или BB Battery.

---

НЕ Аналоги аккумулятора 6DM18

Принципиальная разница между аккумуляторами одной и той же емкости, срока службы и технологии заключается в их ВЕСЕ, качестве свинца, химическом составе электролита, качестве материала корпуса, и несомненно в дате производства конкретной партии аккумуляторов

Емкость стартерной батареи НЕ ЯВЛЯЕТСЯ определяющим фактором при подборе! Для стартерной батареи важен ток разряда, которым она будет прокручивать стартер двигателя. Серии дешовых батарей с надписью «securyti» на 17-18 ач сделаны для применения в охранных пожарных сигнализациях, о чем и написано на них, securyti в переводе с анг. «охрана». Эти аккумуляторы дают маленький ток разряда и их пластины не расчитаны на на большие стартерные токи. Стоимость их меньше, и применять вместо 6dm18 мы не рекомендуем.

Срок службы дешёвого и дорогого аккумулятора будет одинаковым при несоблюдении режима заряда. Сезонное применение и хранение АКБ в разряженном состоянии приводит к снижению емкости батареи.

Аккумулятор 75D23L — особенности маркировки и технические характеристики

Длительный срок службы и несоблюдение правил эксплуатации приводят аккумулятор к преждевременному износу. Выбор нового устройства для опытных автолюбителей не составит особого труда, а вот новички могут растеряться в огромном ассортименте АКБ. Чтобы устройство соответствовало всем электротехническим параметрам, необходимо уделить внимание информации, которую производители наносят на корпус аккумулятора.

Часто на АКБ встречается цифровобуквенная маркировка 75D23L.

 Данное обозначение наносится на автомобильные батареи средней мощности (класс В) на 12 Вольт. В основе производства лежит государственный стандарт качества Японии JIS D 5301. Такими аккумуляторами комплектуются  легковых авто азиатского производства, наиболее популярные из них –  Mitsubishi Outlander и  Lancer, многие модели Хонда и Киа, Хундай Солярис .

 

Расшифровка маркировки 75D23L и 75D23R

Первые несколько цифр кода означают коэффициент, который соотносится с эксплуатационным классом устройства. При этом, чем больше это число, тем выше показатели источника тока. Обозначение 75 информирует о том, что емкость аккумуляторной батареи равна 60-65 А/ч, а пусковой ток приравнивается к 510-630 ампер.

За токовыми характеристиками на условном обозначении следует буква и несколько цифр, которые позволяют узнать о габаритах аккумулятора. Буква D указывает на следующие параметры — высота 200 мм, ширина 170 (у разных производителей размеры могут отличаться на несколько миллиметров).

Всего существуеть 8 групп буквенных обозначений размера боковой поверхности АКБ стандарта JIS :

A — ширина 125мм на высота 160мм

B — ширина 127мм на высота 200мм

С — ширина 133мм на высота 204мм

D — ширина 170мм на высота 200мм

E — ширина 173мм на высота 209мм

F — ширина 180мм на высота 210мм

G — ширина 220мм на высота 210мм

 

Число 23 обозначает длину устройства в сантиметрах.

Буква L информирует о положении минусовой клемы (R — с правой стороны, L — с левой, смотреть нужно развернув аккумулятор клеммами ближе к себе).

Помимо стандартной маркировке, на корпусе аккумулятора обязательно указывается компания-производитель и дата выпуска.

 

Аналоги АКБ 75D23L

Помимо азиатских производителей (fb(furukawa battery) super nova(Япония), Панасоник, Totachi, Atlas, Alaska,Globatt) аналогичные аккумуляторные батареи выпускают изготовители из Германии, России, Казахстана, стран близлежащего зарубежья и другие. Наиболее известные модели среди пользователей –Bosch, Varta, Gigawatt,  .

При покупке аналогичной продукции следует детально изучить маркировку и электротехнические параметры. Важный момент — приобретать данные изделия следует в компаниях с хорошей репутацией. Сомнительные организации могут реализовывать подделки, которые очень быстро перестанут функционировать или не будут соответствовать вашим требованиям.

 

В нашем интернет-магазине вы можете купить аккумуляторы марки 75D23L с доставкой по Санкт-Петербургу, которые отличаются превосходными эксплуатационными характеристиками и длительным сроком службы.

Технические характеристики батареи

| Энциклопедия MDPI

Рисунок 1. Иллюстрация важнейших внутренних компонентов батареи, показывающая различные типы материалов, исследуемых для катодов, анодов, электролитов и сепараторов. Стрелки указывают поток электронов (через внешнюю цепь) и ионов (через электролит) во время процессов зарядки (красный) и разряда (синий). График построен авторами.

2.1. Электрические параметры

Электрические характеристики — это технические рабочие параметры для оценки производительности батареи. Эти параметры используются для описания текущего состояния батареи, например, состояния заряда, глубины заряда, внутреннего сопротивления, напряжения на клеммах и напряжения холостого хода, или для сравнения технических характеристик производителя, таких как емкость, коэффициент заряда, номинальное значение. напряжение, напряжение отсечки, энергия, мощность и срок службы. Электрические параметры обычно представлены в виде графиков для сравнения различных технологий. Например, график Рагона представляет собой типичный график, который сравнивает плотность энергии и мощности различных химических элементов батареи.

Первый параметр — емкость. Емкость — это заряд, который батарея может хранить, и определяется массой активного материала. Емкость относится к общему количеству ампер-часов (Ач), доступному, когда батарея разряжена.

Для определения емкости необходимо ток разряда умножить на время разряда. Вторым важным параметром является C-rate, который определяется как ток разряда батареи в зависимости от емкости батареи. C-скорость показывает скорость, с которой батарея разряжается относительно ее максимальной емкости. Например, показатель 1С означает, что аккумулятор емкостью 1000 м»>мА»>Ач»>ч может быть разряжен за 1 ч»>ч при токе 1000 м»>мА»>А. Для этой батареи уровень 5 C означает, что батарея разряжается за 12 минут при токе 5000 м»>мА»>A, а уровень C/2 означает, что аккумулятор разряжается за 2 часа»>ч при токе 500 м»>мА. «>A. Кроме того, существует обратно пропорциональная зависимость между емкостью и C-скоростью, что означает, что емкость батареи уменьшается при увеличении C-скорости.

Другим параметром батареи является напряжение, которое показывает разницу между потенциалами катода и анода. Для достижения высокого напряжения идеальный катод должен иметь высокий потенциал, а идеальный анод должен иметь низкий потенциал.

Обычно сообщаемое напряжение батареи называют номинальным напряжением, а минимально допустимое рабочее напряжение, определяющее «разряженное» состояние батареи, — напряжением отсечки. Мощность — это количество сохраненных ватт, которое рассчитывается путем умножения напряжения на плотность тока. Обычно мощность указывается на единицу массы, удельная мощность (Вт»>Вт кг ^-1 ), или плотность мощности на единицу объема (Вт л ^-1 ). Плотность мощности определяет размер батареи, необходимый для достижения заданной производительности. Энергия — это ватт-час, который батарея поставляет с определенной скоростью C. Энергия также выражается на единицу массы как удельная энергия (W»>Wh»>h kg ⁻¹ ) или на единицу объема как плотность энергии (W·h L ⁻¹ ) ^[28] . Срок службы — это количество циклов разрядки-зарядки, которые батарея выполняет при соблюдении определенных критериев производительности.

Уровень заряда (SOC%) описывает мгновенную емкость аккумулятора в процентах от максимальной емкости. Глубина разряда (DOD%) выражает емкость батареи, которая была разряжена до максимальной емкости, в процентах. Внутреннее сопротивление — это сопротивление внутри аккумулятора, которое изменяется при зарядке и разрядке. Если внутреннее сопротивление увеличивается, КПД и термическая стабильность батареи снижаются, поскольку энергия зарядки преобразуется в тепло.

Таблица 1 обобщает стандартные электрические параметры, которые используются для оценки производительности аккумуляторов и их компонентов. Включены символ, единица измерения и краткое определение каждого параметра.

Таблица 1.  Выбранные электрические параметры аккумуляторов ^{[28] [29]} .

Параметр	Символ	Блок	Описание
Напряжение	В	В	Напряжение ячейки равно потенциалу катода минус потенциал анода.
Вместимость	С т	Ач	Максимальный электрический заряд, хранящийся в ячейке.
Удельная емкость	С с	Ач кг −1	Емкость электродов обычно указывается в расчете на массу активного материала.
Энергия	Э	Втч	Максимальная энергия, выдаваемая данной системой при теоретическом напряжении и теоретической мощности: Et=Ct×V»>E t =C t *V
Удельная энергия	Е с	Вт»>Втч»>ч/кг −1	Максимальная энергия элемента на массу всей батареи: E=Em−1″>E с = E*m −1
Плотность энергии	Е д	Ш ч Д −1	Номинальная энергия батареи на единицу объема всей батареи: Ed=E/объем»>E d = E/объем.
Кулоновская эффективность	ηc»>η c	%	Соотношение разрядной и зарядной емкости. ηc=Cразряд/Cзаряд»>η c =C разряд /C заряд .
C-рейтинг	С	—	Измерение зарядного/разрядного тока гальванического элемента. C-скорость 1 соответствует полной зарядке/разрядке в течение 1 часа. C=iapplied/i1h»>C = i применено /i 1h
Плотность тока	Дж	А м -2	Электрический ток на площадь поперечного сечения.

Батареи можно классифицировать тремя различными способами в зависимости от химического взаимодействия их компонентов во время окислительно-восстановительной реакции. Во-первых, батареи бывают перезаряжаемыми, если окислительно-восстановительная реакция обратима, и не перезаряжаемыми, если реакция происходит только один раз. Во-вторых, батареи можно разделить на моновалентные и мультивалентные в зависимости от ионов-носителей заряда. Наконец, батареи могут быть органическими или неорганическими, в зависимости от типа материала, используемого для производства.

Внутри батареи химическая энергия преобразуется в электрическую посредством окислительно-восстановительной реакции. Анод окисляется и отдает электроны восстанавливаемому катоду. Электрохимическая реакция необратима в неперезаряжаемых системах, также известных как первичные батареи. Как следствие, батарею необходимо заменить после разрядки. В перезаряжаемой батарее, также называемой вторичной батареей, химическая реакция является обратимой. В результате аккумулятор можно заряжать от внешнего источника и восстанавливать исходные химические условия внутри элемента 9.0013 [21] ^[30] .

Моновалентная батарея — это зрелая технология, в которой каждый ион генерирует один электрон во внешней цепи. С другой стороны, в мультивалентной батарее один ион генерирует два или три электрона во внешней цепи, в зависимости от ионов-носителей заряда. Следовательно, в мультивалентных батареях генерируется более высокая плотность тока, а также емкость может быть удвоена или утроена ^{[31] [32]} . Обычные одновалентные ионы: Li + «> 9.0013 + , Na+» > ⁺ , K+» > ⁺ , а наиболее изученными поливалентными ионами являются Zn2+» > ²⁺ , Ca2+» > ²⁺ , Mg2+» > ^{2 +} , и Al3+»> ³⁺ .

Мультивалентные батареи находятся на стадии исследований, и для успешного коммерческого применения необходимо решить технические проблемы, такие как нестабильность и короткий срок службы. Нестабильность и короткий срок службы можно объяснить увеличением объема, ухудшением интерфейса и активными потерями. Например, расширение объема электрода, вызванное дополнительными электронами, вызывает разрыв электрода. Кроме того, недавно была продемонстрирована обратимость алюминиевых и кальциевых электродов9.0013 [33] ^[34] , и еще необходимо улучшить стабильность и срок службы этих систем ^[31] . Наконец, сборка элементов мультивалентных батарей требует строгих процедур контроля атмосферы, чтобы избежать загрязняющих веществ, таких как вода или кислород, которые могут вызвать образование пассивной пленки на анодном электроде ^[31] .

Коммерческие батареи изготавливаются из неорганических материалов, поскольку они имеют более высокую удельную емкость, чем органические материалы. Эти неорганические материалы включают тяжелые металлы, такие как Co, Pb и Ni, и щелочные металлы, такие как Li. Опасения по поводу использования этих материалов связаны с негативным воздействием на окружающую среду из-за их токсичности и опасности для безопасности человека. И наоборот, органические батареи строятся с использованием материалов органических батарей, состоящих из C, H, O, N или S. Некоторые из наиболее распространенных органических материалов основаны на металлоорганических каркасах (MOF) и ковалентных органических каркасах (COF), которые кристаллические пористые материалы с большой площадью поверхности, четкой кристаллической структурой и высокоупорядоченными порами ^[35] . Интерес к этим органическим материалам резко возрос из-за их низкой стоимости и высокой доступности. Они изучаются как активные материалы в электродах, а также в электролитах и ​​сепараторах ^[36] . Органические батареи демонстрируют более высокую производительность и более длительный срок службы, чем неорганические батареи. Это связано с тем, что окислительно-восстановительный процесс в органических батареях протекает быстро и не предполагает изменения структуры слоев интеркаляционных материалов, используемых в неорганических батареях ^{[36] [37] [38] [39]} . Однако низкая электропроводность ограничивает их практическое применение, а, следовательно, необходимо продолжать поиск решений этой задачи ^[35] .

• Проточные батареи

Проточные батареи представляют собой систему накопления энергии, основанную на электрохимической технологии, в которой хотя бы один электрод должен быть раствором. Отличие традиционной батареи от проточной заключается в том, что процесс заряда-разряда происходит непосредственно в обычной батарее, так как нет пространственного разделения между блоком преобразования энергии и активным материалом. С другой стороны, в проточной батарее блок преобразования энергии и активный материал физически отделены друг от друга ^[2] . Проточная батарея обещает стать альтернативой большим аккумуляторным системам, перекачивая жидкости из внешних резервуаров через мембрану, напоминающую батарею. Этот рабочий механизм ограничивает их применение в носимых и портативных устройствах, создавая проблемы из-за коррозии, высокой стоимости и неблагоприятного воздействия на окружающую среду и безопасность ^[40] .

Батареи также могут быть жесткими или гибкими в зависимости от технологии изготовления, механических свойств материала и внутренней конфигурации. Жесткие аккумуляторы имеют жесткую набивку и изготавливаются по шламолитейному методу, а также по технологии сухого электрода ^[41] . Напротив, гибкие батареи (FB) основаны на многослойном сепараторе, зажатом между двумя электродами, с универсальной насадкой ^[42] . Преимущества и недостатки жестких и гибких аккумуляторов описаны в следующих параграфах.

Жесткие аккумуляторы представляют собой крупнейший коммерческий рынок аккумуляторов, предлагающий широкий диапазон емкости. Жесткие упаковки обеспечивают механическую стабильность и защиту внутренних компонентов. Хотя сегодня существует большое количество размеров и форм батарей, жесткие батареи можно разделить на четыре типа формы: монетовидная, цилиндрическая, призматическая и пакетная 9.0013 [1] ( Рисунок 2 ).

Рис. 2. Типовые конфигурации аккумуляторов. Гибкость: 1D, 2D и 3D. Жесткий: монетный, цилиндрический, призматический и мешочек. График построен авторами.

Плоские батарейки, также известные как батарейки-таблетки, представляют собой небольшие дисковые батареи, состоящие из одной ячейки, заключенной в корпус из нержавеющей стали, как показано на Рисунок 2 . Как правило, эти клетки имеют диаметр от 5 мм до 25 мм и высоту от 1 мм до 6 мм. Напряжение в ячейках типа «таблетка» составляет от 1,4″>1,4 В»>В до 3 В»>В, а емкость — от 1 м»>мА»>Ач»>ч до 2000 м»>мА»>Ач»>ч. Плоские батарейки применяются для питания небольших портативных электронных устройств, таких как наручные часы и слуховые аппараты.Поэтому эти батарейки должны иметь длительный срок службы, по крайней мере, один год, так как они часто не перезаряжаемые.Коммерческие батарейки-таблетки включают химические вещества, такие как Диоксид лития-марганца и цинк-воздух ^[43] .

Цилиндрические элементы состоят из слоистых электродов и сепараторов, скрученных и заключенных в металлический корпус, как показано на Рисунок 2 . Эти ячейки имеют разные размеры в диапазоне от 8 м»>мм»>м до 20 м»>мм»>м в диаметре и от 25 м»>мм»>м до 70 м»>мм»>м в высоту. . Стандартные размеры: A, AA или AAA для щелочных и никель-металлгидридных аккумуляторов, которые имеют напряжение 1,5″>1,5 В»>В и емкость от 700 м»>мА»>Ач»>ч до 3000 м «>мА»>Ач»>ч. Для LIB наиболее распространенным размером является 18 650, который имеет напряжение 3,7″>3,7 В»>В и емкость 3900 м»>мА»>Ач»>ч. Обычно цилиндрические элементы используются в портативных устройствах, электроинструментах, медицинских инструментах, ноутбуках, электровелосипедах и электромобилях из-за их высокой удельной энергии, хорошей механической стабильности и их ^[43]

В призматических элементах электроды обычно изготавливаются в виде уплощенной спирали, чтобы иметь очень тонкий профиль. в Рисунок 2 , ячейка находится в прямоугольной упаковке. В настоящее время не существует стандартного размера; каждый производитель может разработать батареи с призматическими элементами для удовлетворения конкретных требований различных приложений. Напряжение в призматических ячейках составляет от 3 В»>В и 3,7″>3,7 В»>В, а емкость — от 800 м»>мА»>Ач»>ч до 400 м»>мА»>Ач»>ч. Эти ячейки обеспечивают лучшее использование пространства благодаря конструкции с тонким профилем, что увеличивает их стоимость производства. Кроме того, они демонстрируют меньшую эффективность в управлении температурой, вызывая вздутие и более короткий срок службы, чем цилиндрическая конструкция. -профильные ноутбуки ^[44] .

Аккумуляторы Pouch представляют собой мягкую и легкую конструкцию батареи. Эти элементы были созданы с использованием токопроводящей фольги, приваренной к электродам, и отказались от металлического корпуса, чтобы поддерживать расширение во время работы батареи. Подобно призматическим элементам, пакетные элементы не имеют стандартной формы, что дает производителям свободу в разработке индивидуальных элементов. Обычно пакеты с мешочками используются литий-полимерными батареями для портативных устройств, требующих высоких токов нагрузки, таких как дроны и гаджеты для хобби. Тем не менее, расширение элемента представляет собой опасность, поскольку пакетные упаковки могут увеличиваться на 10 % в течение 500 циклов, а создаваемое давление может привести к растрескиванию крышки аккумуляторного отсека, что приведет к воспламенению ^[44] .

FB очень интересны, поскольку они могут удовлетворить превосходную гибкость и долговечность, необходимые для носимых и портативных электронных устройств. Ожидается, что рынок гибких, печатных и тонкопленочных батарей к 2025 году составит 109,4 млн долларов ^[45] . Чтобы удовлетворить растущий спрос на гибкие и растягивающиеся устройства, компоненты батарей и упаковочные материалы должны быть гибкими, чтобы выдерживать нагрузки ^[46] . Следовательно, необходимо разработать альтернативные методы изготовления, такие как 3D-печать 9.0013 [47] .

В настоящее время существует два подхода к производству ФБ: (1) разработка новых гибких материалов и (2) проектирование инновационных конструкций ^{[46] [48]} . Гибкие материалы включают углеродные (углеродные нанотрубки, УНТ и графен), металлические, гибридные нанокомпозиты и проводящие полимеры. Материалы на металлической основе требуют изготовления особой структуры для обеспечения гибкого поведения, например, змеевидной компоновки и изогнутых структур, или использования гибкой подложки ^{[49] [50] [51]} . Гибридные нанокомпозиты гибко интегрируют электрические свойства наноструктурированного жесткого наполнителя.

С другой стороны, предлагаемые конструктивные решения для достижения механических деформаций могут быть организованы в одну из трех групп: (1) одномерные (1D) ячейки; (2) двумерные (2D) клетки; и (3) трехмерные (3D) ячейки (, рисунок 2, ). Одномерные ячейки включают проволочные и ленточные формы, допускающие деформацию с различными степенями свободы. Проводные конструкции могут быть коаксиальными или некоаксиальными, а на характеристики устройства влияет геометрия используемых материалов. Двумерные ячейки объединяют тонкопленочные и плоские формы. В основе этих ячеек лежит тонкий (толщиной 1–10 мм) пленочный или однослойный материал. Кроме того, некоторые трехмерные архитектуры, такие как киригами и оригами, были разработаны для достижения нескольких режимов изгиба. Трехмерные элементы обычно используются в батареях с твердыми электролитами. Их конструкция состоит из взаимопроникающих электродов или многослойных устройств, которые сильно растягиваются в направлении, перпендикулярном или параллельном направлению электродов 9. 0013 [42] ^[52] .

2.3. Факторы устойчивости

Стоимость батареи определяется различными элементами, включая доступность материалов, химический состав элементов и производственный процесс ^[23] . Например, за последние 20 лет были протестированы различные химические вещества и материалы для улучшения характеристик LIB ^[24] . Это увеличило запас энергии в ЛИА с примерно 200 Вт ч л ^-1 до более чем 700 Вт ч л ^-1 и снизило затраты в 30 раз, примерно до 100 долларов США за кВтч 9 .0013 [23] .

Доступность материалов для удовлетворения растущего спроса на энергию вызвала споры, поскольку коммерческие ЛИА производятся с использованием лития и кобальта, которые являются дефицитным сырьем ( Рисунок 3 ). Прогнозируется, что к 2025 г. этот спрос на электроэнергию может достигнуть 1000 Г»>ГВт»>Вт·ч»>ч, а к 2030 г. он удвоится. В результате было подсчитано, что спрос на эти материалы не могут быть выполнены, что увеличивает стоимость ^[24] . Чтобы решить проблемы с доступностью сырья, были исследованы новые аккумуляторные технологии, основанные на изобилии материалов.

Рис. 3.  Элементы, используемые в производстве аккумуляторов, организованы от низкой до высокой доступности. Первая колонка представляет изобилие в земной коре. Второй показывает стоимость 100 г чистого элемента. Третий представляет модуль Юнга. Четвертая показывает электропроводность. Длина столбцов нормализована между самым низким и самым высоким значением для каждого параметра. Символ * означает, что значения нет. График построен авторами. Данные с веб-сайта Chemicol.com.

Рисунок 3 иллюстрирует распространенность земной коры, стоимость, модуль Юнга и электропроводность сырья, используемого в коммерческих и прототипных батареях. Na, K, Zn, Ca, Mg и Al являются многообещающими материалами для аккумуляторов, поскольку их больше, чем Li. Кроме того, стоимость этих обильных материалов ниже, чем стоимость лития. Хотя в большинстве батарей материалы используются в виде соединений, а не элементов, как показано на рисунке, идентифицировать все соединения сложно. Поэтому были выбраны элементы, которые используются для создания соединений. Эти результаты показывают, что стоимость аккумуляторов можно снизить, используя более дешевые материалы для производства. Модуль Юнга — это механическое свойство, которое относится к отношению напряжения к деформации материала. Показатель качества (f _FoM ) гибкости материалов показывает, что небольшой модуль Юнга обеспечивает высокую гибкость, являясь критическим параметром при выборе соответствующего материала для конструкции гибких батарей ^{[53] [54]} . Наконец, высокая электропроводность имеет решающее значение для обеспечения переноса электронов и определения характеристик скорости в батареях ^[46] .

Производственный процесс — еще один важный момент, влияющий на стоимость батареи. Коммерческие батареи содержат сырье, которое распространяется по всему миру, как показано на  9. 0003 Рисунок 4 , в то время как страны, производящие батареи, не являются странами, производящими сырье. Например, сырье для ЛИА, такое как литий и кобальт, распределяется в Южной Америке и Африке, а крупные компании-производители аккумуляторов находятся в Китае, Германии, Японии, Республике Корея и США. В результате производители аккумуляторов должны импортировать сырье для производства аккумуляторов. Еще одной проблемой в производстве является достижение устойчивого производства за счет надежного обеспечения сырьем и надлежащего управления материалами в конце срока службы батареи. Некоторые предлагаемые решения включают повторное использование отработанных аккумуляторных материалов, сохранение ресурсов, полезное творчество и надежную политику добычи полезных ископаемых 9.0013 [55] .

Рисунок 4.  Географическое распределение минеральных ресурсов по сравнению с компаниями-производителями аккумуляторов. (A) Страны с минеральными ресурсами, (B) страны с минеральными ресурсами и производственными компаниями и (C) страны-производители. Примечание: длина столбца указывает на относительную долю общего производства. График построен авторами. Данные Геологической службы США, обзоры полезных ископаемых за 2020 год.

Ежегодно производимые батареи будут расти по мере роста населения и спроса на портативные электронные устройства. Хотя батареи могут помочь уменьшить негативное воздействие ископаемого топлива, необходимо бороться с загрязнителями окружающей среды, которые батареи производят во время производства, использования, транспортировки, сбора, хранения, обработки, утилизации и переработки ^[56] .

Понимание технических характеристик аккумуляторов. ~ Изучение электротехники

Обычно в листе спецификаций для типичной батареи у вас есть все виды технических терминов, которые необходимо понять, чтобы иметь возможность использовать батарею правильно, чтобы получить максимальную выгоду от батареи в конкретное приложение. Ниже приведены некоторые ключевые технические термины, используемые в характеристиках аккумуляторов:

Номинальное напряжение (В)

Это опорное напряжение батареи, которое также иногда считают «нормальным» напряжением батареи.

Напряжение отключения (В)

Это минимально допустимое напряжение батареи. Именно это напряжение обычно определяет «разряженное» состояние батареи.

Вместимость или номинальная вместимость (AH для определенного тарифа C)

Это общее количество ампер-часов, доступное, когда батарея разряжается при определенном токе разряда (указанном как C-rate) от 100-процентного состояния заряда до напряжения отключения. Емкость рассчитывается путем умножения тока разряда (в амперах) на время разряда (в часах) и уменьшается с увеличением C-скорости.

Состояние заряда (% SOC)
SOC определяется как оставшаяся емкость батареи и зависит от условий ее эксплуатации, таких как ток нагрузки и температура. Он рассчитывается как:

$$  SOC  = {\frac {Оставшаяся \ емкость}{Номинальная \ емкость}} $$

Глубина разрядки
DOD используется для указания процента от общей емкости батареи, которая была выписан.

$$ DOD = 1 — SOC $$

Энергия или номинальная энергия (Втч для определенного тарифа C)

Это «энергетическая емкость» батареи, общее количество ватт-часов, доступных, когда батарея разряжается при определенном токе разряда (указанном как C-скорость) от 100-процентного состояния заряда до напряжения отключения. Энергия рассчитывается путем умножения мощности разряда (в ваттах) на время разряда (в часах). Как и емкость, энергия уменьшается с увеличением C-скорости.
Номинальная емкость батареи, Втч, может быть рассчитана следующим образом:

$Номинальная \ Втч = Номинальная \ Ач \ Емкость \ * \ Номинальная \ Батарея \ Напряжение$

Срок службы (число для определенного DOD)

Это количество циклов разрядки-зарядки, которое может выдержать батарея, прежде чем она перестанет соответствовать определенным критериям производительности. Срок службы оценивается для конкретных условий заряда и разряда. Фактический срок службы батареи зависит от частоты и глубины циклов, а также от других условий, таких как температура и влажность. Чем выше DOD, тем ниже срок службы.

Удельная энергия (Втч/кг)

Это номинальная энергия батареи на единицу массы, иногда называемая гравиметрической плотностью энергии. Удельная энергия является характеристикой химического состава батареи и ее упаковки. Он выражается в ватт-часах на килограмм (Втч/кг) следующим образом:

$$ Удельная \ Энергия = {\ frac {Номинальная \ Втч \ Емкость} {Батарея \ Масса \ в \ кг}} $$

Удельная Мощность (Вт/кг)

Это максимально доступная мощность на единицу массы. Удельная мощность — это характеристика химического состава батареи и ее упаковки. Он определяет вес батареи, необходимый для достижения заданной производительности. Выражается в Вт/кг следующим образом: 92}{9r}}$$
Где:
$V_{oc}$ — напряжение холостого хода батареи
$r$ — внутреннее сопротивление батареи

Плотность энергии (Втч/л)

Это номинальная энергия батареи на единицу объема, иногда называемая объемной плотностью энергии. Удельная энергия является характеристикой химического состава батареи и ее упаковки. Наряду с потреблением энергии транспортным средством он определяет размер батареи, необходимый для достижения заданного запаса хода на электротяге.

Плотность мощности (Вт/л)

Максимально доступная мощность на единицу объема. Удельная мощность — это характеристика химического состава батареи и ее упаковки. Он определяет размер батареи, необходимый для достижения заданной производительности.

Максимальный ток непрерывной разрядки

Это максимальный ток, при котором батарея может непрерывно разряжаться. Этот предел обычно определяется производителем батареи, чтобы предотвратить чрезмерную скорость разряда, которая может повредить батарею или уменьшить ее емкость.

Максимальный 30-секундный импульсный ток разряда

Это максимальный ток, при котором батарея может быть разряжена импульсами длительностью до 30 секунд. Этот предел обычно определяется производителем батареи, чтобы предотвратить чрезмерную скорость разряда, которая может повредить батарею или уменьшить ее емкость.

Напряжение заряда (В)

Это напряжение, до которого заряжается батарея при полной зарядке. Схемы зарядки обычно состоят из зарядки постоянным током до тех пор, пока напряжение батареи не достигнет напряжения заряда, а затем зарядки постоянным напряжением, позволяя току заряда уменьшаться до тех пор, пока он не станет очень маленьким.