Opori-osveshenia.ru

Опоры освещения
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Li-Ion или Ni-Cd Аккумуляторы

Li-Ion или Ni-Cd Аккумуляторы

Li-Ion и Ni-Cd

Литий-ионные и никель-кадмиевые аккумуляторы – два популярных класса автономных источников питания. Каждый из них имеет определённые границы наилучшего применения, и неудачи пользователей часто связаны с незнанием особенностей работы таких батарей. При многих сходных характеристиках батареи Li-Ion и NiCd отличаются своим химическим составом, воздействием на окружающую среду, применением и стоимостью.

Что общего у Li-Ion и Ni-Cd аккумуляторов

Формы и некоторые параметры данных классов батареек определяются ГОСТ 26692-85. В частности. данный стандарт устанавливает для обоих видов:

  1. Габаритные размеры.
  2. Порядок приёмки и испытания.
  3. Условия безопасного применения.
  4. Комплектность поставки.
  5. Маркировку, упаковку и транспортировку потребителям.
  6. Перечень указаний по безопасной эксплуатации.
  7. Гарантии производителя.

Важно! Поскольку области применения батарей указанного типа постоянно расширяются, то в последнее время введён и применяется ГОСТ Р МЭК 61426-1-2014, в котором оговариваются общие требования к аккумуляторам, используемым в качестве возобновляемых энергоисточников (например, в фотоэнергетике).

Ni-Cd

Ni-Cd 1.2v

Общими являются также диапазоны ёмкостей батареек: и те, и другие могут производиться с показателями от 1,2 до 3,6 А·ч и более. Общим свойством можно назвать и эффективность циклов зарядки/разрядки, которая, в зависимости от конкретного производителя, находится в пределах 70…90%.

Различия между Li-Ion и Ni-Cd батареями

Сопоставим следующие характеристики: сущность электрохимических процессов, воздействие на окружающую среду, стоимость, особенности эксплуатации и производительность, а также практическое применение.

Никель-кадмиевая батарея использует кадмий в качестве анода (отрицательный вывод), оксигидроксид никеля в качестве катода (положительный вывод) и водный гидроксид калия в качестве электролита.

Литий-ионная АКБ использует графит в качестве анода, оксид лития для катода и литиевую соль в качестве электролита. Ионы лития движутся от отрицательного электрода к положительному во время разряда, и в обратном направлении — при зарядке.

НазваниеLi-Ion источники питанияNi-Cd источники питания
Напряжение3,6/3,7 V1,2 V
Количество рабочих цикловДо 1200До 2000
Эффективность зарядки/разрядки80…90 %70…90 %
Температурная зависимость интенсивности процесса саморазрядки
(в месяц)
До 8% при 21°C
До 15% при 40°C
До 31% при 60°C
До 10%
Энергетическая плотность250…620 Вт ч/л50…150 Вт ч/л
УтилизацияМало опасные отходыОпасные отходы

Батареи Ni-Cd содержат от 6% (для промышленных источников) до 18% (для потребительских батарей) кадмия, который является токсичным тяжёлым металлом, и поэтому требует особой осторожности при удалении и утилизации использованной батарейки. Такие отходы считаются экологически опасными. В то же время все компоненты литий-ионных аккумуляторов являются безопасными для окружающей среды, поскольку литий не является токсичным металлом.

С точки зрения стоимости литий-ионная батарея стоит примерно на 40 % дороже никель-кадмиевой. Это объясняется существенными производственными затратами на обеспечение дополнительной схемы защиты, которая контролирует параметры напряжения, тока и мощности.

li-ion

Li-Ion 3.6v

Чем литий-ионный лучше никель-кадмиевого

Самый большой недостаток никель-кадмиевых батарей – их приверженность так называемому «эффекту памяти», когда они разряжаются и перезаряжаются до одного и того же состояния ёмкости несколько раз. Батарея «запоминает» точку в цикле зарядки, в которой началась перезарядка, и во время последующего использования напряжение в этой точке внезапно падает, как если бы батарея разрядилась.

Вместе с тем ёмкость аккумулятора фактически снижается лишь незначительно. Некоторые виды электронных устройств специально разработаны для того, чтобы выдерживать такие пониженные напряжения достаточно долго — чтобы напряжение возвращалось в нормальное состояние. Однако некоторые приборы и гаджеты в этот период отключаются, поэтому батарея кажется «мёртвой» раньше обычного.

Подобный эффект, называемый депрессией напряжения, является результатом многократной перезарядки. В этом случае батарея полностью заряжается, но быстро разряжается после короткого периода работы.

Другой проблемой является эффект «обратной зарядки», который возникает из-за ошибки пользователя, либо когда батарея из нескольких элементов полностью разряжена. Реверсивная зарядка приводит к сокращению срока службы АКБ. Побочным продуктом обратной зарядки является газообразный водород, который является опасным.

Интересный факт: обратная зарядка случается при нерегулярном применении никель-кадмиевых источников питания. Тогда в батареях образуются и распространяются дендриты — тонкие проводящие кристаллы, которые могут проникать через разделительную мембрану между электродами. Это приводит к внутреннему короткому замыканию и преждевременному отказу батареи.

ni-cd

Литиево-ионные аккумуляторы, напротив, не требуют высокого уровня обслуживания. Они могут быть перезаряжены до того, как полностью разрядятся (без формирования «эффекта памяти») и работают в более широком температурном диапазоне. По сравнению с Ni-Cd саморазряд в литий-ионном растворе составляет менее половины от общей ёмкости, что повышает срок службы такого аккумулятора. Поэтому литиево-ионную батарею можно хранить в течение нескольких месяцев без потери заряда.

Чем Никель Кадмиевый АКБ лучше Литий Ионного

Батареи NiCd могут быть собраны в батарейные блоки или использоваться отдельно. Такие батарейки являются маленькими и миниатюрными, поэтому их возможно применять в быту, например, в фонариках, портативной электронике, фото- и видеокамерах, а также в игрушках. При малых размерах никель-кадмиевые батарейки лучше обеспечивают высокие импульсные токи с относительно низким внутренним сопротивлением, что делает их предпочтительным выбором для дистанционно управляемых электрически управляемых моделей самолетов, лодок, автомобилей, для беспроводных электроинструментов, а также для питания фотовспышек, когда длительность срока службы и значение ёмкости в mah особой роли не играют.

Большие Ni-Cd АКБ используются для воздушных стартеров, электромобилей и в качестве источников резервной мощности.

Важно! Заметным недостатком литий-ионной батареи считается её хрупкость. Поэтому для обеспечения безопасной работы такой аккумулятор нуждается в специальной цепи защиты.

Схема защиты рассчитана на ограничение значений пикового напряжение в период зарядки аккумулятора или батарейки. Она исключает возможность пониженного напряжения, которое может наблюдаться при разрядке источника питания. Для предотвращения экстремальных температур и повышения безопасности применения температура внутри корпуса также контролируется. Всё это увеличивает стоимость и повышает габариты литий-ионной АКБ.

Литий-ионный АКБ

Литий ионный аккумулятор

Учитывая такие качества, как высокая плотность энергии, отсутствие эффекта памяти и медленная потеря заряда, литий-ионные батареи находят преимущественное применение для военных целей, в аэрокосмической технике, а также как источники питания современных электромобилей (там, где значение имеют малый вес и размеры).

Что лучше: Li-Ion или Ni-Cd

Однозначно на это вопрос ответить невозможно, да и не нужно. Каждый тип аккумуляторов имеет свои рациональные области применения. Ni-Cd батарея дешевле и характеризуется значительным числом циклов зарядки/разрядки (которые, однако, не должны производиться часто!). Li-Ion батарея отличается компактностью размеров, увеличенным временем автономной работы, отсутствием «эффекта памяти», может работать в более широком температурном диапазоне.

Обзор NiCd, NiMH и Li-Ion аккумуляторы, сравнение

Итак. Ежедневно мы используем в работе АКБ. И зачастую для неопытного пользователя становится египетскими письменами всё, что сказано о них в приводимых описаниях.

Первый и наиболее очевидный параметр – это ёмкость (измеряется в Ампер/часах) то есть за сколько часов аккумулятор может быть разряжен при номинальном токе 1 ампер полностью (сейчас мы говорим, я напомню, об аккумуляторах для носимых радиостанций, а их отличие от автомобильных или стационарных более чем существенно не только по размерам и назначению, но и по сути характеристик )
С грехом пополам разобравшись с емкостью и формой АКБ наш неподготовленный пользователь натыкается на непонятную абревиатуру
Как говорит нам справочник, аккумуляторы на данный момент выпускаются трёх двух основных видов. Это LiOn (Литий-ионные) и NiMH (Никельметаллгидридные, ранее Никель-кадмиевые)
Суть понять можно. Однако какой из них лучше?
На миг углубимся в историю:
Непрерывный поиск автономных источников питания постоянного тока продолжается с тех пор, как А. Вольта предложил общественности в 1859 году химический источник электрической энергии в виде батареи гальванических элементов. С тех пор было предложено немало идей электролитов, рано или поздно предававшиеся забвению из-за недостаточной эффективности, а иногда и из-за вредного воздействия на окружающую среду (например, ртутные элементы).
Идеальный автономный источник постоянного тока должен иметь небольшие габариты и массу, но в то же время обладать достаточной энергоемкостью для продолжительной работы в заданных условиях, допускать многократное использование (подзарядку и быть безопасным при утилизации), В той или иной мере этим требованиям отвечают аккумуляторы.
При использовании в различной радиоэлектронной аппаратуре на сегодня популярны, никель-металлгидридные (NiMH) и литий-ионные (Li-Ion) аккумуляторы. Последние появились относительно недавно, но уверенно заявляют о своих правах. Их использование с каждым годом растет- Так, например, в 1994 г. таких аккумуляторов различного назначения изготовили и реализовали порядка 12,3 млн. штук, а уже в следующем — производство достигло 32 млн. Справедливости ради следует отметить, что в то же время NiMH аккумуляторов во всем мире было изготовлено более 300 млн.
Попытаемся ответить на этот вопрос.

NiMH аккумуляторы были разработаны фирмой Sanyo Electric в 1990 г С тех пор они заметно потеснили широко известные NiCd аккумуляторы. Главное их преимущество оказалось в более высокой плотности энергии на единицу объема, выражаемую в размерности ватт час на литр (Вт.ч/л).
Типовое значение плотности энергии лучших образцов NiCd аккумуляторов составляет 120 Вт ч/л, в то время как для металлгидридных оно имеет значение 175 Вт.ч/л, а для литий-ионных-230 Вт ч/л.
Повторим: Никель металл гидрид более емкий нежели никель кадмий. Но уступает Литий-иону

Другое преимущество металлгидридного аккумулятора заключается в его "удельной" стоимости. В пересчете на единицу электрической емкости источника тока эти аккумуляторы вдвое дешевле по сравнению с литий-ионными, но, правда, во столько же дороже NiCd. Впрочем, последнее не является принципиальным недостаткам металлгидридных аккумуляторов — их никель-кадмиевые конкуренты окончательно проиграли борьбу по другим позициям — массо-габаритным параметрам и высокой токсичности кадмия при утилизации.
Повторим: Никель металл гидрид дешевле и меньше по габаритам.

Сравним теперь электрические характеристики различных аккумуляторов. Номинальное напряжение никель-кадмиевых и металлгидридных аккумуляторов одинаково и составляет примерно 1,25 В. Оно практически постоянно в течение всего цикла разрядки, снижаясь резко только в конце этого цикла. У литий-ионного аккумулятора номинальное напряжение составляет 3,6 В. В процессе цикла разрядки оно линейно уменьшается. Ниже определенного напряжения литий-ионный аккумулятор разряжать нежелательноВнутреннее сопротивление NiCd и NiMH элементов очень низкое (менее 0,1 Ом для элементов типоразмера АА), поэтому они позволяют получить значительный разрядный ток. У Li-Ion элементов внутреннее сопротивление на порядок больше.
Итак: Никель металл гидрид запоминает зарядку., а Литий –ион устает со временем.

Саморазряд запасенной энергии у никель-кадмиевого и металлгидридного аккумуляторов относительно высокий — в течение месяца хранения он достигает около 25%. Здесь литий-ионный аккумулятор, можно сказать, вне конкуренции. Этот параметр у него не превышает 1 % за тот же период.
По надежности металлгидридные аккумуляторы близки к никель-кадмиевым, но склонны к отказам при высоких разрядных токах.
Металлгидридные аккумуляторы имеют еще одно преимущество перед литий-ионными. При прохождении 300 циклов зарядки-разрядки (с соблюдением правил эксплуатации) у металлгидридных совсем не происходило потери паспортного значения энергоемкости, в то время как у литий-ионных она снижается на 20 %. Более того, это наблюдается и при длительном хранении аккумуляторов без работы на реальную нагрузку. Отмечались также случаи разрушения Li-Ion аккумуляторов, если напряжение на них снижалось ниже определенного значения. Вот почему некоторые изготовители даже устанавливают на свои аккумуляторы индикаторы разрядки чтобы была возможность визуально оценить его текущее состояние.
Наиболее вероятными причинами отказов NiCd элементов являются внутренние короткие замыкания, вызываемые ростом кристаллов, называемых дендритами. Хотя они и могут быть разрушены "форсированным" высоким зарядным током или зарядкой током специальной формы (часть периода имеющего отрицательное значение), дендриты повторно вырастают, если элемент используется не регулярно.
По заявлениям разработчиков, дендриты у металлгидридных аккумуляторов не наблюдались.
Общеизвестная проблема для NiCd аккумуляторов — это "эффект памяти", который проявляется в частичной (временной) потере энергоемкости аккумулятора, если он будет поставлен на зарядку до полного разряда. Он как бы "помнит" точку начала очередного цикла подзарядки и при разрядке активно отдаст только полученную за время последней подзарядки энергоемкость.

"Эффект памяти" присущ также и NiMH аккумуляторам. Из этого следует сделать вывод, что необходимо устройство, которое бы контролировало глубину разрядки. За нижнюю границу принимают уровень 1,05. 1,1 В на элемент, при этом "эффектом памяти" можно пренебречь. Такие устройства повсеместно применяются в мобильных и переносных телефонах, поэтому даже если в них и проявляется этот эффект, то он минимизирован — энергоемкость никогда на снижается более чем на 10 %. Если "эффект памяти" в какой-то период эксплуатации все же проявился. то его устраняют несколькими циклами тренировки (зарядка-разрядка). После чего аккумуляторы вполне пригодны для дальнейшей работы в составе любых потребителей.
Существует два способа подзарядки аккумуляторов: быстрый и продолжительный. Продолжительный способ, принимаемый всеми изготовителями аккумуляторов как основной, выполняется небольшим по величине током, безопасным для элементов в случае нарушения временного режима (хотя последнее и не рекомендуется). Большое преимущество этого способа в том, что не требуется никаких устройств индикации окончания подзарядки поскольку, как было сказано выше, небольшой ток не может вывести из строя элемент или батарею независимо от того, как долго происходит подзарядка. Недостаток — длительность процесса зарядки.
Это не всегда удобно, вот почему подобные аккумуляторы сейчас используются только в дешевых изделиях — игрушках фонарях и др, А вот для аккумуляторов типоразмера С (используемых преимуществвенно в мобильных системах) номинальным зарядным током принято значение, численно равное его энергоемкости.
Обычный способ определения момента окончания подзарядки — использование индикаторов напряжения или температуры. Менее наглядный способ, а следовательно, и менее продуктивный, — применение таймера, отключающего заряжаемый аккумулятор по истечении заданного периода времени.

Типы аккумуляторов

Отсутствие эффекта «памяти» в литиевых аккумуляторах позволяет заряжать и подзаряжать аккумуляторы по мере необходимости, а так же находиться в зарядном устройстве длительное время. Обычно поставляются заряженным на 40-60%. Степень саморазряда литиевого аккумулятора рекордно мала – 3-5% в месяц. При длительном хранении необходима подзарядка не реже, чем раз в 3 месяца. Время работы литиевых аккумуляторов сокращается при температуре ниже 0°С. Срок службы литиевых аккумуляторов составляет от 4 до 6 лет, по прошествии которых ёмкость аккумулятора снизится и он может стать непригоден, не зависимо от интенсивности использования. Номинальное количество циклов заряда/разряда более 1000, максимальное – более 2000 циклов. Восстановлению данные аккумуляторы не подлежат.

Аккумуляторы на основе литий-ионных ячеек эффективны при интенсивном использовании и частых циклах заряда/разряда. В период срока службы такие аккумуляторы будут оптимальны для техники, которая часто и регулярно используется, в сравнении с батареями на основе никеля.

Литий-полимерные аккумуляторы (Li-Pol, Lithium Polymer)

Достоинства Li-Pol аккумуляторов:

Высокая ёмкость
Малые габариты
Небольшая масса
Отсутствует эффект «памяти»
Низкая степень саморазряда
Большое количество циклов заряда/разряда
Возможность форсированной (быстрой) зарядки
Возможность изготовления любой формы и конфигурации

Недостатки Li-Pol аккумуляторов:

Высокая стоимость
Быстрое старение
Чувствительна к низким температурам

Литий-полимерные и литий-ионные батареи схожи по своим техническим характеристикам за исключением того, что литий-полимерные аккумуляторы имеют возможность изготовления практически любой формы и конфигурации, что позволяет убрать ограничения в отношении конечной формы, размеров и электрических характеристик. Так же литий-полимерные аккумуляторы имеют более высокие показатели в стандартных тестах на производительность и безопасность (раздавливание, протыкание, вибрация, короткое замыкание, перезаряд, форсированный заряд), но из-за кристаллизации находящегося внутри полимера электрические характеристики сильно ухудшаются при отрицательной температуре.

Аккумуляторы на основе литий-полимерных ячеек эффективны при интенсивном использовании и частых циклах заряда/разряда. Подходят для устройств с нестандартным форм-фактором и специфической конфигурацией.

Литий-железо-фосфатные аккумуляторы (LiFePO4)

Достоинства LiFePO4 аккумуляторов:

Высокая ёмкость
Отсутствует эффект «памяти»
Устойчивы к переразряду
Не теряют емкость при отрицательных температурах
Низкая степень саморазряда
Срок хранения до 15 лет
Большое количество циклов заряда/разряда
Возможность форсированной (быстрой) зарядки
Не горят при повреждении и не токсичны

Недостатки LiFePO4 аккумуляторов:

Высокая стоимость
Тяжелее относительно Li-Ion

В отличие от большинства литиевых аккумуляторов LiFePO4 отличаются длительным сроком службы, устойчивостью к отрицательным температурам и безопасностью в эксплуатации. Поставляются заряженным на 40-60%. Могут использоваться вне помещений, так как устойчивы к отрицательным температурам до -30°С. Степень саморазряда менее 1,5% в месяц. Длительное хранение не сказывается негативно на работе. Срок службы достигает 5000 циклов перезарядки, а срок хранения до 15 лет.

Аккумуляторы на основе литий-железо-фосфатных ячеек оптимальны для техники, которая используется вне помещений и периодически остается на хранении длительное время. Область применения – накопители для солнечных панелей и ветрогенераторов, электроавтомобили, водный транспорт, складская техника, гольфкары, электровелосипеды и электроскутеры.

Никель-кадмиевые аккумуляторы (Ni-Cd, Nickel Cadmium)

Достоинства Ni-Cd аккумуляторов:

Низкая стоимость
Высокая вероятность восстановления
Работа в широком диапазоне температур
Большое количество циклов заряда/разряда
Возможность форсированной (быстрой) зарядки

Недостатки Ni-Cd аккумуляторов:

Высокая степень саморазряда
Эффект «памяти»
Большие размеры
Токсичность при неправильной утилизации
Срок службы ограничен количеством циклов заряда/разряда

Никель-кадмиевые аккумуляторы чаще всего поставляются почти полностью разряженными из-за высокой степени саморазряда – 15-20% в месяц. Нахождение в зарядном устройстве длительное время нежелательно, так как сильно ухудшаются характеристики. У никель-кадмиевых аккумуляторов есть эффект “памяти” и что бы избежать проявления этого эффекта требуется регулярно (где-то раз в неделю) полностью разряжать аккумулятор перед зарядкой. Практически нет потери емкости при температуре до -20°C, а рабочий диапазон температур варьируется от -50°C до +70°C. Номинальное количество циклов заряда/разряда более 1000, максимальное – более 2500 циклов. Восстановление данных аккумуляторов возможно с вероятностью 60%.

Специфика использования никель-кадмиевых аккумуляторов обусловлена сроком службы, который зависит от количества циклов заряда/разряда и соблюдения условий зарядки. Наиболее эффективно использование для периодической эксплуатации и в режиме полного разряда.

Никель-металлогидридные аккумуляторы (Ni-MH, Nickel Metal-Hydride)

Достоинства Ni-MH аккумуляторов:

Низкая стоимость
Высокая ёмкость
Низкая токсичность
Слабовыраженный эффект “памяти”
Работа в широком диапазоне температур

Недостатки Ni-MH аккумуляторов:

Высокая степень саморазряда
Медленная зарядка
Малое количество циклов заряда/разряда
Сложное и дорогое устройство зарядных устройств

Никель-металлогидридные аккумуляторы должны храниться полностью заряженными. Степень саморазряда у них крайне высока и достигает 30% в месяц. Нахождение в зарядном устройстве длительное время нежелательно, так как сильно ухудшаются характеристики. У никель-металлогидридныx аккумуляторов слабо выражен эффект “памяти” и рекомендуется регулярно (примерно каждые два месяца) полностью разряжать аккумулятор перед зарядкой. По сравнению с никель-кадмиевыми аккумуляторами (Ni-Cd) имеют большую энергетическую плотность (емкость), но требовательны к зарядным устройствам и условиям зарядки. Проявляют хорошую работоспособность при низких температурах, но диапазон рабочих температур не высок – от -10°C до +40°C. Номинальное количество циклов заряда/разряда от 500 до 1000 циклов. Восстановление данных аккумуляторов возможно с вероятностью 15%.

Использование никель-металлогидридных аккумуляторов ограничено сроком службы, однако они обладают большой емкостью и наиболее эффективно их использование в устройствах с низким постоянным потреблением.

Какие аккумуляторы лучше: ni cd или li ion для шуруповёрта или дрели

Шуруповёрты — востребованные инструменты для любого человека, особенно для тех, кто время от времени занимается ремонтом, другим видом работ дома либо для профессиональных мастеров, использующих инструменты ежедневно. Если учитывать, что в магазинах, продающих инструменты, существует много видов инструментов, то в голову сразу приходит следующий вопрос: “Какой же инструмент выбрать?”. Это касается и типа накопителей. Разные АКБ имеют разные характеристики: продолжительность работы, эффективность, продуктивность инструмента и тому подобное. Перед тем, как решить проблему с вопросом “Какой тип аккумулятора лучше для шуруповерта?”, подробно разберем каждый вид батарейных блоков, которые устанавливают в эти инструменты.

Виды накопителей

Чаще всего в электрошуруповертах установлен аккумулятор никель кадмиевый или литий ионный. Существует также Ни-Мг накопители, которые имеют свои достоинства. Однако в шуруповерты никель-металлгидридные АКБ устанавливают редко, потому что при зарядке происходит слишком быстрый нагрев электролитов.
Это также сильно заметно при беспрерывной работе с инструментом.

история

Преимущества никель-металлгидридных батареек

Если не учитывать их склонность к сильному нагреву, Ни-Мг АКБ имеют следующие достоинства:

  • Наносит меньший ущерб для природы.
  • Меньший эффект памяти, чем у других.

Общие свойства Li - аккумуляторов

Однако они не в состоянии конкурировать с Ни-Кд и Ни-Ли батарейками. Следовательно, не рекомендуется их использовать из-за низкой эффективности. Кроме того, их уже почти не используют в конструкциях шуруповертов.

Преимущества литий-ионных аккумуляторных батарей

Если сравнивать с никель-кадмиевыми батареями, Li Ion тип АКБ были изобретены относительно недавно — в 90-х годах 20-го века. В начале этот тип аккумуляторов был опасен из-за высокого риска разрыва. Это было из-за недоработок в техническом плане.

На текущий момент большинство литий-ионных аккумуляторов оснащено специальными датчиками для слежения за нагревом элементов и уровнем заряда. Такая конструкция более надежная, безопасная и эффективная по сравнению с первыми образцами.

Какими достоинствами обладают Ли Ион АКБ?

Сравнивая их с никель-кадмиевыми и никель-металлгидридными АКБ, можно подметить, что обладают следующими достоинствами:

  1. Возможность использования на протяжении более долгого времени благодаря высокой ёмкости.
  2. Отсутствие обратимой потери ёмкости (так заявляет 99% производителей и продавцов Li Ion АКБ).
  3. Аккумуляторный блок из лития имеет гораздо меньший вес при такой же ёмкости, чем кадмиевая АКБ.

Аккумуляторные батареи из лития имеют ряд недостатков. Например, они более чувствительные даже к самым маленьким скачкам напряжения во время подзарядки. В противоположность кадмиевым, литий-ионные более чувствительные к низкой температуре, особенно при выходе из теплого помещения на улицу в мороз. Конечно, любой вид АКБ в той или иной мере чувствителен к резким переменам температуры, но знающие мастера утверждают, что литий-ионные — самые прихотливые.

Литий-ионные батареи также быстрее теряют заявленную ёмкость, если они долго не эксплуатируются. Срок их эксплуатации составляет не более двух или двух с половиной лет.

Особенности литий-ионных АКБ

Преимущества никель-кадмиевых акб

Многие осуждают кадмиевые накопительные батарейки в основном из-за того, что они более старые. Однако, невзирая на многочисленное осуждение, эти блоки имеют высокие показатели.

Это благодаря теплопоглощательных реакций, которые происходят внутри аккумулятора. Теплопоглощающая реакция — поглощение выделяемого тепла внутри какого-нибудь элемента. Такие реакция не выпускают нагрев за пределы рабочей смеси. Теплопоглощающих реакций в Ni-Mh нет. Потому они так разогреваются.

Их сокращенное название — Ni-Cd. Это одни из первых щелочных батареек, производство которых началось еще под конец 19 столетия. В 19 эпохе производство аккумуляторных блоков было более дорогим, оно подразумевало приложения многочисленных усилий. Следовательно, оно не было столь интенсивным. Ускорилось производство в середине 20 века.

Если выбирать аккумуляторный элемент для электрошуруповерта, опираясь на их практичность и продуктивность, то Ni-Cd гораздо лучше Ni-Mh. На текущий момент они являются наиболее распространенным типом АКБ не только для электрошуруповертов либо дрелей, также других предметов бытовой техники.

Преимущества Ни-Кд АКБ:

  1. Более низкий шанс перегрева элементов блока.
  2. Они не перегорят и не испортятся в короткий срок, в противоположность Ни-Мг.
  3. Оснащены прочным и надежным корпусом из металла, который предоставляет хорошую герметичность конструкции.
  4. Устойчивы к различным нежелательным химическим реакциям.
  5. Устойчивы к отрицательным температурам. Функционируют даже при -35°С.
  6. При верной эксплуатации АКБ работают около 7-11 лет.
  7. Адекватная стоимость. Li Ion накопительные батареи стоят намного больше.

Прежде всего запомните, что батареям из никеля не страшен полный разряд элементов. Следовательно, при работе разряжайте накопительный блок до самого конца. После разрядки можно поставить аккумуляторную батарею на зарядку, ведь она не потеряет свою ёмкость. Это из-за того, что при зарядке Ни-Кд блоки быстро восполняют утраченную ёмкость.

Чем отличаются ионные и полимерные АКБ

Хранить их рекомендуется в разряженном состоянии, потому что обратимая потеря ёмкости, либо так называемый “эффект памяти” будет менее выражен. При хранении подзаряжать АКБ не надо. Обратимая потеря ёмкости не является сильной угрозой для батареи. Чтобы снизить ущерб от “эффекта памяти”, рекомендуется два либо три раза полностью зарядить и разрядить АКБ. Эти манипуляции помогут снизить обратимую потерю ёмкости.

Какие аккумуляторы лучше Ni Cd или Li Ion для шуруповерта

Оба вида аккумуляторных элементов хороши. Однако выбор типа батарейного блока зависит в основном от цели эксплуатации. Основное отличие литий ионных аккумуляторов (Ли Ион) от никель кадмиевых (Ни Кд) — это кол-во циклов оборота. У Li Ion их 1500, а у кадмиевых — 500. На первых взгляд кажется, что Li Ion намного лучше, ведь кол-во циклов больше в 3 раза.

Однако это не так. При выборе аккумуляторной батареи опирайтесь на то, что износ кадмиевых батарей зависит от используемых циклов. А срок Li Ion батарей — от их возраста. Кадмиевые используются на протяжении 7-11 лет, а Li Ion уже через 5 не будут работать, независимо от того пользовались ими или нет. Поэтому не рекомендуется покупать несколько литиевых блоков “на будущее”. Они все придут в неисправное состояние.

Никель-кадмиевые АКБ в свою очередь проживут намного дольше, если ими редко пользоваться, но правильно хранить. Это правило работает даже в том случае, когда шуруповерт с Ни Кд батареей не использовали целый год.

Не рекомендуется покупать б/у шуруповерт с литиевым аккумулятором, потому что есть риск, что он уже не эксплуатировался в течение длительного времени и, соответственно, неисправен или близок к неисправности.

Если вы используете электрошуруповерт или дрель не очень часто, то Li Ion аккумуляторы скорее всего умрут “от старости”, чем от потери всех циклов. Следовательно, если вы не профессионал-мастер, который пользуется шуруповертом ежедневно, то покупать Li Ion аккумулятор не имеет смысла. Лучше всего для бытовой эксплуатации подходят кадмиевые АКБ. Они служат долго независимо от того, сколько они пролежали без работы.

Никель-кадмиевые аккумуляторные батареи хранятся в ящике до тех пор, пока не потеряют свои 500 циклов оборота заряда элементов. Это при том условии, что блоки хранятся в нужных условиях.

Литий в свою очередь нуждается в постоянной зарядке, потому что основное условия его хранения — минимум 60% энергии. Если не подзаряжать литий регулярно, то он с высокой вероятностью разрушится раньше срока даже при правильном хранении.

Какие аккумуляторы подходят лучше для шуруповерта? Если эксплуатация шуруповерта происходит раз-два в год, то более подходящие будут никель-кадмиевые АКБ. Если инструмент используется каждый день на протяжении нескольких часов, то предпочитать рекомендуется литий-ионные аккумуляторные блоки. АКБ отслужат положенное кол-во циклов и “отмоют” потраченные на них деньги. Не покупайте литий, если он не будет использоваться часто. Это деньги впустую. Однако, если инструмент используется при условиях отрицательной температуры, то рекомендуется использовать кадмиевую батарею.

Выбираем аккумулятор

Никель-кадмиевый, никель-металлогидридный, литий-ионный — понятия, которые относятся к аккумуляторному инструменту. Что же выбрать?

Технология шагнула далеко вперед, создавая каждый год что-то новое, без чего человек не может представить жизни. Так, многие строители и творческие люди не могут представить свою работу без инструментов, которые работают от аккумулятора, благодаря чему работа идет быстрее и более качественно.

На рынке строительных материалов представлен большой выбор инструментов, будь это инструмент бош, hitachi, Makita, а теперь появилась еще и марка GREENWORKS. С выбором техники покупатели сталкиваются постоянно и обращают внимание на производителя, гарантию, отзывы других покупателей. Покупая аккумуляторный инструмент, почитайте и о самом аккумуляторе и его параметрах.

Все данные инструменты устроены по принципу накапливания энергии от электричества или от батареи, а затем отдающие энергию, чтобы прибор заработал. В первую очередь, длительность работы будет зависеть от аккумулятора, и во вторую очередь от материалов, из которых изготовили инструмент производители.

Выделяют следующие основные виды аккумуляторов:

1. Никель-кадмиевые (Ni-Cd)

Никель-кадмиевый, никель-металлогидридный, литий-ионный - понятия, которые относятся к аккумуляторному инструменту. Что же выбрать?

Модель, которая появилась в двадцатом столетии и имеет свои преимущества и недостатки. Они относятся к группе щелочных батарей. Эти аккумуляторы (АКБ) востребованы и на сегодняшний день. Основное применение они нашли там, где требуется отдача постоянного уровня большого тока: трамваи, троллейбусы, электро кары, авиа транспорт и т.п. Это связано с тем, что Ni-Cd аккумулятор выдает стабильную мощность и не перегревается. Также они находят применение и в различных инструментах: шуруповертах, дрелях и т.п.

Существенное ограничение в использовании такого типа батарей – это крайняя токсичность кадмия (он является тяжелым металлом повышенной токсичности). К тому же, у никель-кадмиевых аккумуляторов явно выражен «эффект памяти». То есть, при заряде не полностью выработанного аккумулятора новый цикл разряда будет только до того уровня, с которого его зарядили. Поэтому заряжать такой тип стоит только после полной разрядки. Однако, хранение Ni-Cd желательно не в глубоком разряде, иначе это вызывает необратимые процессы разрушения в батарее.

Из плюсов – это стабильная работа даже при отрицательных температурах, быстрый заряд без выделения тепла, низкое внутреннее сопротивление и малый удельный вес.

  • Стоимость — доступная цена таких Ni-Cd аккумуляторов;
  • Быстрая зарядка батареи и стабильная отдача большой мощности;
  • Ёмкость и рабочие параметры сохраняются при температурах до -20C;
  • Средняя сумма циклов заряда и разряда. При строгом соблюдении правил, возможно, до 1000 циклов;
  • Практически не ограничен срок хранения (при строгом соблюдении правил).
  • Высокий уровень саморазряда – Ni-Cd теряет порядка 8-10% от своей ёмкости в первые сутки после полного заряда;
  • Ежемесячная потеря до 10% уровня заряда при хранении;
  • Необходимо применять технологию восстановления после длительного хранения (минимум 5-7 циклов разряда-заряда);
  • Высокая токсичность кадмия;
  • Существует запрет в некоторых странах на эксплуатацию таких батарей и требуется спец оборудование для их утилизации.

Как мы видим, несмотря на довольно внушительные плюсы, есть один существенный недостаток: это необходимость тщательного слежения за состоянием аккумулятора и категорическое соблюдение условий хранения. А в противном случае просто не избежать покупки нового.

2. Никель-металлогидридные (Ni-MH)

выбираем аккумуляторную батарею

Появились чуть позже первой модели и сразу же облегчили работу людям. Однако плюсы прошлого аккумулятора стали минусами этого вида. Очень большую роль в качестве и долговечности Ni-MH батарей играют используемые сплавы, составы анодов и электродов. Поэтому каждый производитель использует разную технологию производства, в зависимости от поставленных задач. В итоге удалось добиться большей емкости при меньших размерах и снизить эффект памяти.

Одним из важных достижений стал отказ от использования токсичного кадмия Cd. Но основными недостатками стали: нагрев элементов, высокая степень разрядки при хранении, довольно узкий диапазон рабочих температур, необратимые потери емкости при разряде в ноль и т.п.

  • Относительная экологичность Ni-Cd по сравнению с Ni-MH;
  • Снижен порог эффекта памяти;
  • Увеличена емкость при снижении веса и объема;
  • Хорошие показатели при соблюдении температурных значений.
  • Дороже по сравнению с Ni-Cd аккумуляторами;
  • Саморазряд выше в 1,5 раза по сравнению с никель кадмиевыми АКБ;
  • Снижение рабочей емкости после 200-300 зарядок-разрядок;
  • Повышенное выделение тепла при заряде, поэтому добавляются дополнительные детали (предохранители и температурные реле), которые не способствуют надежности;
  • Практическая бесполезность и неработоспособность при температурах ниже -10С и выше +40С;
  • Ввиду технологических особенностей Никель-металлогидридных батарей, при разряде в ноль проявляется необратимая потеря мощности отрицательно электрода.

Вывод практически такой же, как и у никель-кадмиевых элементов: необходимость постоянно соблюдать рекомендации к использованию и хранению этих элементов. Согласитесь, что это попросту можно забыть сделать.

3. Литий-ионные аккумуляторы (Li-Ion) выбираем аккумулятор Li-Ion_greenworks

Это последние разработанные АКБ, который используют, в том числе в инструментах Greenworks и других фирм. Собрав все минусы предыдущих моделей, производители постарались превратить их в плюсы и это у них получилось. Это уже не щелочные элементы и они активно вытесняют Ni-Cd и Ni-MH.

Прежде всего удалось добиться стабильной работы в широких температурных интервалах, от -20С до +60С, удалось достичь наиболее приемлемых результатов хранения. Саморазряд в год составляет всего примерно 10 -20% от общей емкости. Существенно улучшена безопасность от внутренних коротких замыканий, улучшены характеристики заряда-разряда и т.д. Конечно, и у этого типа аккумуляторов есть свои минусы. Вот давайте с них и начнем.

  • Конечно, это стоимость Li-Ion. К сожалению, пока она выше, чем у щелочных;
  • Сокращение времени работы при отрицательных температурах;
  • Условия хранения – не ниже 0С, а идеальные условия около 40С при половинном уровне заряда самой батареи;
  • Ограниченный срок службы, примерно от 2 до 6 лет;
  • Необходимы специальные зарядные устройства, разработанные под конкретный аккумулятор, ввиду технических особенностей зарядки разными токами Li-Ion батарей.
  • Несомненно – это практическое отсутствие эффекта памяти. Подзаряжать устройство можно по мере необходимости.
  • Большая емкость при небольшой массе АКБ.
  • Низкий уровень саморазряда;
  • Возможность быстрой зарядки Li-Ion Литий-ионных аккумуляторов без «последствий», при условии использования специальных зарядных устройств, соблюдающих правила комбинированной зарядки разными токами.
  • Слабая стойкость литий-ионных аккумуляторов к перезаряду решена просто – использование в зарядных устройствах специального реле, отключающего питание аккумулятора при полной зарядке.
  • Высокая пожаробезопасность: специальная система защиты держит под контролем процессы заряда и разряда.
  • Высокая энергоемкость, в отличии от всех других видов батарей.

Литий-ионные аккумуляторы на сегодняшний день являются наиболее пригодными для постоянной и интенсивной эксплуатации аккумуляторного инструмента. Конечно, цена является в некоторых случаях решающим фактором. Но в данном случае можно применить пословицу «Скупой платит дважды».

Ведущий специалист в России по технике GreenWorks. Дмитрий П.

Подводя итоги, скажем, что прежде чем покупать аккумуляторный инструмент прочтите информацию о его емкости, т.е. сколько прибор проработает без подзарядки, а также обратите внимание на напряжение, с которым сможет работать инструмент. Так, например, у шуроповертов диапазон может быть от 3 до 36 В. Приобретая дрели, пилы, лобзики, перфораторы или отвертки, обращайте внимание на наш инструмент Гринворкс – это производитель, который действительно создаёт качественные инструменты с долгим сроком службы. А в подтверждении этого – расширенная гарантия 2 года на технику.

Сейчас в XXI веке наблюдается тренд в сторону развития «умных аккумуляторов». Специалисты компании Greenworks как раз активно работают над этим. Уже сейчас в батареях Гринворкс воплощены: умная зарядка – это специальный чип, контролирующий уровень и равномерность заряда всех ячеек аккумулятора, схема отключения при полной зарядке, специальное реле, защищающее от перегрева батарей, это пожаро и взрывобезопасность, ячейки аккумуляторов только от ведущих производителей SAMSUNG или LG, и т.д.

Вы спросите, а что дальше?

Мы думаем, что не за горами персональная идентификация батарей, контроль состояния и оптимизация всех процессов – и все это на экране вашего смартфона!

Надеемся, что этот обзор основных параметров аккумуляторных батарей оказался вам полезен. Осталось только выбрать наиболее подходящий вариант именно для Вас.

Материал подготовлен ведущим специалистом в России по аккумуляторной технике GREENWORKS Дмитрием П.Команда green-battery.

голоса
Рейтинг статьи
Читайте так же:
Электрический котел для дома 100 кв м
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector