Литиевые аккумуляторы – особенности, преимущества, правила выбора

Литиевые аккумуляторы появились не так давно – впервые были использованы в 1991 году, – но успели завоевать широкую популярность. Они применяются во многих сферах, но чаще всего их можно встретить в разнообразном оборудовании, машинах и на некоторых производствах. Они обладают низким саморазрядом, высоким током при функционировании, герметичны и практически не нуждаются в обслуживании. Именно о них мы расскажем в этой статье, а также перечислим их особенности, достоинства и недостатки. И укажем, на что обратить внимание при покупке подобных батарей.

Принцип функционирования АКБ

Стандартно модели оснащаются двумя электродами – анодами на медной фольге и катодами на алюминиевой. Они разделены пористым сепаратором, в который залит электролит. При включении ион лития внедряется в кристаллические решетки и запускает химические реакции.

Стоит отметить, что при зарядке отрицательный электрод полностью не восстанавливается, поэтому начальная емкость постепенно снижается. Исправить это нельзя, так что у литиевых батарей есть вполне обозримый срок эксплуатации, связанный с потерей изначальных технических характеристик.

В качестве катодов в таких АКБ могут использоваться разнообразные соединения лития с другими металлами. В зависимости от этого изменяются и некоторые параметры приборов. Среди таких добавочных включений особенно известны кобальт, марганец, феррофосфаты.

Особенности литиевых аккумуляторов

Данные АКБ относятся к не самым безопасным, поэтому имеют ряд отличительных черт, которые выделяют их среди остальных подобных устройств. Их желательно упомянуть отдельно.

• Считается, что батареи с литием очень взрывоопасны и могут возгораться. Но сейчас эта опасность несколько преувеличена, поскольку модели постоянно совершенствуются и обновляются. Как следствие, количество взрывов значительно снижается. Большинство из подобных случаев связаны с повреждениями корпуса и внутренностей АКБ. Если таковые обнаруживаются, прибор необходимо обязательно отключить от питания и обратиться в сервисный центр за диагностикой. Чаще всего они не поддаются восстановлению, поэтому изначально с ними стоит обращаться аккуратнее.
• Правильная зарядка способна продлить срок службы литий-ионного аккумулятора. Современные модели часто оснащаются контроллером, регулирующим уровень подзарядки. Устройства необходимо заряжать токами с разным напряжением. Сначала 2,9 В, затем 4,2 В. Встроенные контроллеры должны автоматически создавать нужные условия. Также не стоит допускать полной разрядки техники, количество рабочих циклов тогда значительно сократится. Оптимальное значение для них 20%.
• В литий-ионных батареях присутствует незначительный эффект памяти. Он настолько мал, что его можно не принимать в расчет – на функционировании и продолжительности службы он никак не скажется.
• Существенным недостатком АКБ на литии является эффект старения. Устройства не могут храниться длительное время без эксплуатации. Стандартный срок бездействия не превышает 5 лет.
• Оптимальная рабочая температура батарей составляет +20. Перепады, резкие скачки, замораживание и перегрев не допускаются. Не длительное пребывание на морозе способно привести к стремительной потере емкости и быстрой разрядке.

Достоинства и недостатки литиевых АКБ

Среди главных преимуществ литий-ионных аккумуляторов стоит отметить:

• Низкий уровень саморазряда.
• Выпускаются в разных размерах и с различным весом, что упрощает их эксплуатацию.
• Не нуждаются в обслуживании – их запрещено вскрывать.
• Работают в широком диапазоне температур, но оптимальная не превышает двадцати градусов.
• Выделяются высокой производительностью и эффективностью.
• Рассчитаны на длительную эксплуатацию без хранения.
• Выдают ровный, хороший ток при функционировании.
• Количество рабочих циклов у литиевых АКБ на порядок больше, чем у свинцовых.
• Скорость разряда батарей на литии в некоторых модификациях может доходить до 1 С, тогда как у аккумуляторов на свинце редко поднимается выше 0,2-0,4 С.

Но есть у них и ряд существенных минусов, которые мы еще не отметили:

• Боятся механических повреждений – могут взорваться.
• При перегреве или промерзании снижается их продуктивность.
• Нужно соблюдать условия правильной зарядки.

На что обратить внимание при выборе

Как и в других случаях, перед покупкой литиевых аккумуляторов учитывают ряд особенностей:

• Назначение устройства и будущее место эксплуатации.
• Требуемые технические характеристики – емкость, напряжение, сила тока и т.д.
• Размеры и вес прибора, чтобы он хорошо вошел на место использования.
• Срок службы при разных условиях.
• Способ зарядки и наличие контроллеров.

Литий-ионные аккумуляторные батареи используются во многих сферах – от разнообразного электрооборудования до транспортных средств и предприятий. Они выделяются высокой производительностью, низким саморазрядом, отсутствием обслуживания.

Но при неправильном обращении могут взрываться или значительно сокращается срок их службы. Перед покупкой обращают внимание на технические характеристики, габариты и назначение устройств.

Технологии изготовления необслуживаемых АКБ

В данной статье мы расскажем о современных технологиях изготовления аккумуляторных батарей, применяемых в системах резервного электроснабжения.

Аккумуляторные батареи (АКБ), изготовленные по технологиям AGM и GEL являются традиционными свинцово-кислотными АКБ. Принцип их работы аналогичен принципу действия «обычной» аккумуляторной батареи. Однако, в отличии от «обычных», например, автомобильных АКБ, батареи, изготовленные по технологиям AGM и GEL, содержат в себе абсорбированный (связанный) электролит, а не жидкий.

В батареях, изготовленных по технологии AGM (Absorptive Glass Mat — «поглощающее стекловолокно»), пространство между электродами заполнено микропористым материалом-сепаратором из стекловолокна. Эта система действует как губка — удерживает кислоту и не дает ей растекаться даже при повреждении корпуса АКБ.

При изготовлении батарей по технологии GEL (Gel Electrode — «электрод в виде геля») в состав электролита вводится двуокись кремния, которая придает электролиту желеобразную консистенцию.

В классических свинцово-кислотных АКБ, в процессе заряда, происходит выделение газов (в основной массе водорода и кислорода), которые в дальнейшем испаряются. Благодаря применению пористого стекловолокна (технология AGM) или желеобразной консистенции (технология GEL), выделяющиеся молекулы водорода и кислорода не испаряются.

В процессе дальнейших химических реакций они возвращаются в состав электролита (в химии этот процесс называется рекомбинацией газов). Эффективность этого процесса в современных АКБ достигает 99% — количество испаряющегося газа ничтожно мало. По этой причине электролит сохраняет свои химические свойства в течение многих лет, а данные типы батарей называют необслуживаемыми.

Основные преимущества AGM и GEL аккумуляторов

• не требуют никакого специального обслуживания и доливки электролита
• относительно безопасны даже в случае повреждения корпуса (кислота находится в связанном состоянии)
• отсутствие испарений газов позволяет устанавливать их в любом даже жилом помещении
• низкий саморазряд — примерно 2% в месяц (при температуре 20°С)

Свободный газ, который с течением длительного времени эксплуатации накапливается в аккумуляторе, автоматически удаляется посредством специального выпускного клапана в тот момент, когда избыточное давление в корпусе АКБ достигает заданного уровня.

 Поскольку количество этого газа крайне ничтожно — достаточно естественной вентиляции.

Вторая функция клапана — защита батареи от разрыва в случае непредвиденных ситуаций — резкое повышение температуры, экстремальные режимы работы и прочее.

Какой аккумулятор выбрать AGM или GEL?

Аккумуляторы AGM идеальны для буферного режима — режим работы, при котором аккумулятор постоянно заряжен, а разряды редкие и малой глубины. При таком режиме работы срок службы аккумулятора составляет 10-12 лет. Однако, использование его в цикличном режиме — постоянная разрядка-зарядка даже на 30-40% от номинальной емкости сокращает срок службы аккумулятора в 1,5-2 раза.

Также необходимо приступить к заряду аккумулятора AGM непосредственно после разряда (не позднее чем в течение 24 часов). В противном случае происходит необратимое снижение номинальной емкости аккумулятора.

Основные области применения

• буферные системы энергоснабжения
• источники бесперебойного питания
• сфера телекоммуникаций и связи
• станции сотовой связи
• бытовое потребление электроэнергии
• навигационное оборудование
• солнечные элементы

Аккумуляторы GEL лучше восстанавливаются после глубокого разряда, чем аккумуляторы AGM, даже если процесс заряда батарей происходит по прошествии какого-то времени после разряда. Батареи GEL нормально переносят недозаряд (этот тот случай, когда происходит повторное отключение внешнего электроснабжения, в то время как аккумулятор еще не успел полностью зарядится после первого отключения).

Электролит в густом состоянии менее подвержен расслоению на кислоту и воду, поэтому GEL аккумуляторы лучше переносят плохие параметры тока подзаряда.

Основные области применения

• системы энергоснабжения в цикличных режимах работы
• бытовое потребление электроэнергии
• сфера телекоммуникации и связи
• системы искусственного охлаждения
• запуск стационарных двигателей
• водяные насосы
• портативное медицинское оборудование

GEL аккумуляторы выдерживают большее количество циклов разряд-заряд по сравнению с AGM аккумуляторами. При прочих равных условиях количество циклов разряд-заряд GEL аккумуляторов может превышать количество циклов разряд-заряд AGM аккумуляторов в 1,5-2,0 раза.

Резюме

Преимущества AGM аккумуляторов

• более низкая стоимость по сравнению с GEL аккумуляторами, примерно 10-15%
• лучше переносят разряд большими токами (на большую мощность)
• подзаряд происходит быстрее, чем у GEL аккумуляторов 6-8 часов против 8-10

Преимущества GEL аккумуляторов

• выдерживают большее количество циклов разряд-заряд
• полностью восстанавливают емкость после глубокого разряда
• лучше переносят плохие параметры тока заряда
• хорошо переносят разряд из недозаряженного состояния

AGM аккумуляторы выгоднее использовать для резервного электроснабжения при редких и непродолжительных перебоях в электроснабжении, либо в «буферных системах», когда требуется работа на большую мощность, но на короткое время (например, для запуска генератора).

GEL аккумуляторы больше подходят для ситуаций, когда длительность отсутствия внешнего электроснабжения имеет непредсказуемый характер.

Особенно выгодны при длительной работе на небольшой мощности.

На нашем сайте Вы можете ознакомиться с каталогом АКБ, предлагаемых нашей компанией.

Преимущества выбора необслуживаемой батареи?

Быстрый рост технологий сильно повлиял на автомобильную промышленность и позволил компаниям предложить интересные концепции, такие как необслуживаемые батареи. Необслуживаемые батареи могут стать отличной альтернативой традиционным батареям, поскольку они не требуют постоянной дозаправки.

Эти аккумуляторы загерметизированы на весь срок службы, так как не требуют обслуживания уровня электролита. Они теряют электролиты более медленными темпами, поскольку снабжены выводами из свинца и кальция. Он использует выделяющиеся кислород и водород для дальнейших реакций, что исключает необходимость добавления воды. Все, что вам нужно делать, это время от времени протирать внешний корпус батареи, чтобы содержать его в чистоте.

Типы необслуживаемых аккумуляторов

Существует два типа необслуживаемых аккумуляторов. Первый тип использует кислоту в форме геля (Гель) , а второй тип использует маты из стекловолокна (AGM, Absorbent Glass Mat) . Обе батареи производят воду и кислород на положительной пластине и водород на отрицательной пластине, чтобы самостоятельно регулировать уровень воды. Вот краткое введение в обе батареи.

Гелевые аккумуляторы:

Гелевые аккумуляторы представляют собой свинцово-кислотные аккумуляторы, которые регулируются клапаном и чрезвычайно универсальны и надежны. Он содержит электролит вместе с парами кремнезема, в результате чего образуется гелеобразное вещество. Газы рекомбинируют внутри, образуя воду, поэтому вам не придется постоянно проверять уровень воды или время от времени доливать дистиллированную воду.

Он очень чувствителен к перенапряжению во время зарядки, и использование неподходящего зарядного устройства может привести к снижению производительности. Его типичный диапазон напряжения составляет 14–14,2 В, а плавающий диапазон — 13,1–13,3 В. Они не так распространены, как батареи с абсорбирующим стекломатом (AGM). Поскольку они выделяют очень мало дыма, их следует использовать в местах с ограниченной вентиляцией. Они влагонепроницаемы и устойчивы к вибрации. Кроме того предлагаем самую низкую стоимость за цикл и месяц. Минимальный риск коррозии и ожогов серной кислотой.

Аккумуляторы AGM:

Аккумуляторы с абсорбирующим стекломатом предназначены для высоких требований, поскольку они универсальны и обладают высокой производительностью. По структуре они аналогичны жидкостным батареям. Их электролит не находится в свободном плавании, а связан в сепараторе из стекловолокна. Кроме того, воздухонепроницаемое уплотнение гарантирует отсутствие потерь воды из-за внутренней рекомбинации кислорода и водорода. Большая площадь контакта делает аккумулятор герметичным, а также увеличивает выходную мощность. Для обеспечения максимальной безопасности путем защиты аккумулятора от избыточного давления, отдельный аккумуляторный элемент оснащен предохранительным клапаном. Что касается срока службы аккумулятора, аккумулятор AGM может выдержать в три раза больше, чем обычный стартерный аккумулятор.

Преимущества выбора необслуживаемых аккумуляторов

Если вы поняли принцип работы гелевых и AGM-аккумуляторов, но все еще не понимаете, почему вам следует перейти на необслуживаемые аккумуляторы вместо традиционных, читайте дальше, чтобы узнать больше. Мы перечислили преимущества необслуживаемых батарей, чтобы вы могли сами убедиться, как они помогают окружающей среде и снижают затраты на техническое обслуживание и усилия в долгосрочной перспективе.

• Снижение риска перегрева

В необслуживаемых батареях используются клеммы из свинца и кальция, что снижает перегрев батареи. Он имеет двойную систему вентиляции или, можно сказать, содержит сепаратор быстрого охлаждения, который предотвращает перегрев батарей, а также обеспечивает оптимальную температуру.

• Регулирует уровень воды

Повторно использует выделяемый водород и кислород. Существует цикл рекомбинации кислорода, в котором снова и снова используется один и тот же водород и кислород.

• Автономный

Закрытая система с характерной автономностью, которая обеспечивает большую безопасность и меньше обслуживания.

• Защита от проливания

Поскольку вода образуется внутри самой батареи, нет необходимости открывать батарею и наливать внутрь воду. Таким образом, вам не придется иметь дело с потенциальными разливами, а также защитите вашу руку от серной кислоты, которая может повредить вашу кожу или одежду.

• Повышенная износостойкость

Цикл рекомбинации кислорода и герметичная крышка (только с крошечным отверстием в качестве вентиляционного отверстия) обеспечивают минимальную потерю воды и замедляют скорость саморазряда, тем самым увеличивая срок службы батарей.

• Сокращенное время пуска

Необслуживаемый аккумулятор легко запускается даже в холодную погоду благодаря высокому резерву и мощности холодного пуска, поэтому вам не придется переключаться на общественный транспорт или предпринимать бесчисленные попытки запуска аккумулятор, пока вы ждете, пока он нагреется.

• Повышенная коррозионная стойкость

Существует риск проливания воды при доливке, что может привести к коррозии, а поскольку не требуется доливать воду в необслуживаемую батарею, риск коррозии снижается. Аккумулятор содержит устойчивые к коррозии сетки внутри аккумулятора, поэтому вам не придется прилагать дополнительные усилия для удаления ржавчины.

• Повышенная производительность

Устойчивость к коррозии, а также конструкция аккумуляторов с защитой от проливания и перезарядкой способствуют повышению производительности и срока службы.

• Уменьшение изменений при перегреве и перезарядке

Традиционные аккумуляторы содержат внутри жидкость, которая в случае перезаряда может закипеть, расплавить аккумулятор и стать причиной несчастного случая. В необслуживаемой батарее используются свинцовые и кальциевые клеммы, которые снижают вероятность перезарядки.

Вырабатываемое тепло высвобождается через предусмотренные небольшие вентиляционные отверстия, а в некоторых батареях также используются такие технологии, как сепараторы быстрого охлаждения для регулирования температуры.

• Меньше газификации

Кальций внутри аккумулятора снижает выделение водорода, что делает его безопасным для использования в автомобилях и домах.

• Экономичный

Необслуживаемая батарея изготовлена ​​с учетом потребностей обычного человека. Эти батареи помогают снизить затраты на техническое обслуживание, служат дольше и не требуют добавления воды. Все это помогает приложить минимальные усилия, время и деньги для обслуживания батареи и делает ее экономичным выбором.

Теперь, когда вы знаете о принципах работы, сборке и преимуществах необслуживаемых аккумуляторов, вы можете обратиться к экспертам Car Fit, чтобы инвестировать в необслуживаемый аккумулятор для вашего автомобиля. Эта компания предлагает высококачественные услуги по уходу за автомобилем, которые варьируются от замены аккумулятора до детализации автомобиля. Будь то проверка или замена щеток стеклоочистителя, восстановление фар, детализация автомобиля или ремонт или замена стекла, они помогут вам.

Вам не придется беспокоиться о качестве используемых продуктов, поскольку для достижения наилучших результатов используются продукты таких брендов, как Amaron, Bosch и Exide. Вы также можете обратиться к ним за обслуживанием на пороге, и они используют экологически чистые методы утилизации, что делает их одним из лучших поставщиков услуг по обслуживанию автомобилей в стране.

Что такое необслуживаемая батарея? — Energy Theory

Необслуживаемая батарея представляет собой тип свинцово-кислотной батареи с герметичными верхними частями и не требует воды или электролитов в течение срока службы. Аккумулятор этого типа также называют герметичным свинцово-кислотным аккумулятором с клапанным регулированием, и он представляет собой шаг вперед по сравнению с традиционными свинцово-кислотными аккумуляторами, которые требуют регулярной доливки воды, чтобы избежать высыхания электролита.

Каковы преимущества необслуживаемой батареи?

Необслуживаемые аккумуляторы имеют следующие преимущества:

1. Одним из существенных преимуществ необслуживаемых аккумуляторов является то, что они не нуждаются в доливке воды, что делает их более удобным выбором для пользователей, не хотите регулярно проверять и доливать уровень воды. Это преимущество особенно полезно для удаленных установок или областей, доступ к которым затруднен для регулярного обслуживания.

2. Еще одним преимуществом является то, что они влагонепроницаемые и герметичные, делает их более безопасными в использовании. В отличие от обычных свинцово-кислотных аккумуляторов, из которых может вытекать опасная кислота при опрокидывании или повреждении, необслуживаемые аккумуляторы герметичны и не требуют каких-либо операций или обслуживания. Эта функция делает необслуживаемые аккумуляторы популярным выбором для морских, внедорожных или прогулочных транспортных средств.

3. Эти батареи также имеют более длительный срок службы по сравнению с традиционными свинцово-кислотными батареями благодаря их способности удерживать электролит, что предотвращает потерю заряда или высыхание батареи с течением времени. Кроме того, необслуживаемые батареи могут выдерживать высокие температуры без повреждений, что делает их пригодными для жаркого климата.

4. Кроме того, эти аккумуляторы требуют минимального обслуживания, в отличие от традиционных свинцово-кислотных аккумуляторов, которые требуют частой очистки и осмотра для предотвращения коррозии. Этот аспект делает необслуживаемые аккумуляторы экономически выгодным вариантом, поскольку они не требуют дополнительных затрат на техническое обслуживание.

5. Кроме того, необслуживаемые аккумуляторы экологически безопасны, изготовлены из материалов, пригодных для вторичной переработки, а их герметичная конструкция предотвращает выброс любых опасных химических веществ в окружающую среду. Эта функция делает их идеальным выбором для пользователей, заботящихся об окружающей среде.

Каковы 2 основных недостатка необслуживаемой батареи?

Несмотря на то, что у необслуживаемых аккумуляторов так много преимуществ, их привлекательности мешают 2 недостатка:

• Они дороже , чем традиционные свинцово-кислотные аккумуляторы, в основном из-за передовой конструкции и материалов, используемых для их изготовления.