- Пристрої зі зниженим вмістом сурми
- сурм'янисті акумулятори
- кальцієві альтернативи
- лужні АКБ
- Літій-іонна альтернатива
- Літій-полімерні акумулятори
- AGM і GEL-батареї
- гібриди
- Нікель-метал-гідрид
- Свинцево-кислотний акумулятор
- Нікелево-залізні аналоги
Однією з найважливіших складових електричного обладнання та техніки будь-якого типу є акумуляторна батарея, або, простіше кажучи, акумулятор. Існують різні види акумуляторів, і в даній статті мова піде про всі типи таких пристроїв.
Найперший АКБ був створений понад півтора століття тому у Франції вченим Гастоном Планте. З кожною наступною спробами удосконалення пристрою ставали все краще, однак принцип їх функціонування і будову залишилися незмінні. Зараз же існують найрізноманітніші типи акумуляторів: Li-Ion, Ni-MH, Ni-Cd і багато інших. Вони мають приблизно однаковий принцип роботи , Але у кожного - свої особливості. Варто розповісти про всі ці різновиди по порядку.
Пристрої зі зниженим вмістом сурми
Мабуть, варто почати опис з одного з найбільш часто вживаних видів акумуляторів. АКБ з вмістом менш як 5% сурми позбавили від необхідності частого додавання дистильованої води. Хоча це не робить акумулятори даного типу не обслуговуються через наявні витрат рідини.
Також вони мають вкрай малим ступенем саморазряда батареї і переносимості електричних характеристик автомобільної бортової мережі, на відміну від своїх більш нових аналогів.
сурм'янисті акумулятори
Даний вид акумуляторних батарей визнаний застарілим. Йому на заміну прийшли більш сучасні і вдосконалені типи АКБ зі зниженим вмістом сурми. Однак до сих пір акумулятори даного виду служать за своїм призначенням в стаціонарних струмових джерелах з невибагливими батареями.
кальцієві альтернативи
Кальцієві АКБ хороші тим, що вони зменшують інтенсивність електролізу і знижують рівень електроліту. Крім цього, кальцій, який замінив сурму, збільшив напругу, потрібне для початку здійснення електролізу, що зменшило критичність наслідків перезарядження.
Але не варто забувати, що, як і всі існуючі типи акумуляторних батарей, кальцієві АКБ мають свої слабкі сторони. Головний мінус - підвищена чутливість до потужного розряду веде до різкого падіння ємності.
лужні АКБ
лужними батареями називають такі пристрої, в яких електролітом виступає луг, а не кислота. Пристрої такого виду зустрічаються в автомобілях далеко не часто, однак вони можуть виступати в якості акумуляторів, наприклад, для шуруповертів.
Одним з таких пристосувань є Ni-Cd акумулятор - за фактом його визнали застарілим, проте він ще може стати нарівні зі своїми більш новими конкурентами за рахунок дешевизни. Однак так званий «ефект пам'яті» і підвищений саморозряд роблять застосування Ni-Cd пристрою досить проблематичним.
Його нікель-метал-гідридний конкурент, зрозуміло, вище за ціною, але при цьому за якістю він істотно краще. У порівнянні з Ni-Cd аналогами, «ефект пам'яті» у них виражається в меншій мірі, хоча він все ж таки присутня. Також збільшена місткість і знижений саморазряд цілком пояснюють високу ціну.
Літій-іонна альтернатива
Мабуть, з усіх існуючих видів акумуляторів для автомобілів і не тільки найкращим можна назвати Li-ion. Він коштує значно дорожче своїх Ni-MH і Ni-Cd аналогів. Це можна пояснити тим, що акумулятори з іонами літію не мають тих недоліків, якими володіють розглянуті раніше моделі. Хоча пристосування такого виду, так само як і всі існуючі пристрої, все ж не позбавлені своїх слабких сторін, причому дійсно істотних.
Серед головних вразливостей можна виділити:
- надмірну чутливість до низьких температур, через що зменшується струм, що відправляється li-ion батареєю;
- зменшення місткості з кожним роком;
- літій-іонні пристосування не витримують тотальної розрядки і зарядки до кінця - в іншому випадку це закінчується руйнуванням і навіть вибухом приладу. Детальніше про те, як правильно заряджати Li-ion акумулятори →
Моделі такого типу широко застосовуються в якості зарядного пристрою для мобільних пристроїв. У разі, якщо технологічний прогрес дійде до достатнього рівня, щоб Li-Ion пристосування позбулися своїх вразливостей, вони зуміють стати на заміну кислотним батареям.
Варто також зауважити, що в старих моделях літій-іонних акумуляторів застосовувалися різноманітні оксиди літію, в яких також містився марганець або кобальт. Однак в більш нові моделі ці елементи додавати перестали, замінивши їх сплавами літій-феро-фосфатів у зв'язку з їх дешевизною, зменшеною токсичністю і простіший возможностть переробки.
Літій-полімерні акумулятори
Літій-іонний полімерний акумулятор, відомий також як Li-Pol, LiPo, Li-polymer, є покращеною версією стандартного літієвий акумулятор і знаходить застосування в багатьох видах техніки. Електролітом тут служить полімерний матеріал.
Такі типи літієвих акумуляторів хороші тим, що володіють значною енергетичною щільністю на одиницю об'єму і маси, зниженим саморазрядом, донезмоги тонкими елементами (всього від 1 мм), можливістю гнучкості, вкрай несуттєвим перепадом напруги в процесі розрядки, широким диапозоном температур, при яких пристрій продовжить свою повноцінну роботу. І, до всього іншого, LiPo не має ефекту пам'яті.
Хоча не варто сліпо вважати, що батареї такого плану насправді можна назвати повністю ідеальними. Навіть у Li-Pol є свої вади. Один із найважливіших - небезпека загоряння в разі перезарядки і надмірного споживання тепла. Недоліком є і порівняно невелика кількість робочих циклів - 800-900, а також старіння акумуляторів, навіть якщо вони лежать в стороні без потреби.
Нарешті, навіть сама зарядка дуже згубно впливає на пристосування: якщо процес зарядки зменшує місткість, то при глибокому заряді прилад можна сміливо відправляти на металобрухт.
AGM і GEL-батареї
гелеві батареї , Як їх часто називають, виступили як альтернативний варіант, безпечний у використанні. Проблему безпеки вирішили за допомогою переміщення електроліту в зв'язаний стан, щоб забезпечити зменшення плинності.
Іншими достоїнствами GEL-батарей стали:
- знижений осипання активної маси пластин;
- знижений саморазряд;
- переносимість до вібрації.
Їх також можна нахиляти практично під будь-яким зручним кутом, вони можуть зберігатися протягом досить тривалого часу за рахунок повільного саморазряда, а перерозряду не "смертельний» і не несе ніякої шкоди техніці в процесі.
А ось перезарядка пристрої цього типу, навпаки, може вкрай негативно вплинути на нього. Тому AGM і GEL-батареї все ж вимагають дуже обережного і дбайливого поводження.
Наприклад:
- незважаючи на те, що їх можна класти мало не як завгодно, їх не можна тримати перевернутими;
- робота при знижених температурах може різко знизити функціональність приладів;
- особливих запобіжних заходів вимагає особлива чутливість пристосувань до зарядки.
При надійному зберіганні пристрою воно зможе прослужити до десяти років.
гібриди
Назва говорить сама за себе: гібридними вважаються ті батареї, в будова яких входять неоднакові пластини, тобто виконані з різних матеріалів. Варто врахувати, що позитивно заряджені пластини включають в себе компоненти сурми (її зміст в них не перевищує 5%), в той час як негативно заряджені пластини мають в складі кальцієві компоненти.
Новий, мало не революційний метод виготовлення акумуляторних батарей зміг привести до наступного:
- По-перше, якщо порівнювати акумулятори зі зниженим вмістом сурми, витрата рідини очевидно зменшується.
- По-друге, батарея стала більш стійкою і витривалою до перепадів напруги, навіть у випадках інтенсивної зарядки і тотальної розрядки.
Звичайно, це зовсім не означає, що дані акумулятори можна вважати повністю ідеальними «без єдиної вади». Вони не мають ніяких особливих переваг над усіма вищеописаними пристроями. Але при цьому за якістю характеристик їх можна поставити прямо посередині цього ряду.
Нікель-метал-гідрид
Нікель-метал-гідриди, або Ni-MH, як їх позначають в скороченому варіанті, є такими видами акумуляторних батарей, де в якості негативного іона виступає водневий металогідридний електрод, калієвий гідроксид в якості електроліту, нікелевий - як позитивного іона.
Існує чимала кількість різних типів батарей Ni-MH. Наприклад, є батареї довгого зберігання LSD NiMH, яким не страшний мороз і тривалий термін зберігання. Вони функціонують і з підвищеними струмами розряду, що не розриваючись і не приходячи в непридатність через надмірну навантаження.
Тому, наприклад, нікель-метал-гідриди розміру АА можуть бути застосовні в різних видах дрібної техніки. Так, АА з великим об'ємом ємності в 1500-3000 мА / год можна помістити в музичний плеєр, радіокеровані іграшки, фотоапарат і багато інших пристосування, де буде проведена зарядка за відносно нетривалий час.
Вельми гарні і АА-батареї зі зменшеним об'ємом місткості - такі АА, де ємність становить всього 300-1000 мА / год. АА даного типу застосовні в якості забезпечення харчуванням неавтоматических ліхтариків, керованих пультом ДУ іграшок, рацій та електронних пристроїв зі збалансованим енергоспоживанням.
Свинцево-кислотний акумулятор
Свинцево-кислотна батарея стала першим винайденим акумулятором, який побачив світ і знайшли широке застосування в автомобілях і ряді інших технічних приладів.
Свою назву пристосування отримало за рахунок опущених у воду і сірчану кислоту пластин зі свинцю, що виконують роль електродів, хоча з плином часу водень в пристрої починає втрачатися.
Популярність такі пристосування отримали не випадково, а завдяки очевидних переваг:
- відсутність ефекту пам'яті;
- наявність необслуговуваних примірників;
- невисока ціна;
- нескладна конструкція;
- надійна технологія;
- знижений авторазряд;
- потенціал збільшеною токоотдачи.
Хоча, незважаючи на чималу кількість переваг, навіть у цих моделей є і свої слабкі сторони:
- неможливість зберігання вбраними;
- надмірна чутливість до температурних змін, що впливає на тривалість функціональності і життя;
- обмеженість транспортів і дій, що дозволяються цілих циклів розряду;
- і, зрозуміло, найочевидніший вада - згубний вплив свинцю на екологічне середовище.
Нікелево-залізні аналоги
Дешеві і малообслуговувані Ni-Fe, вони ж никелево-залізні батареї, мають нікель оксидо-гидроксидами, використовувані як позитивні пластини. У ролі негативних пластин виступають оксиди-гідроксиди феруму. Рідкий електроліт представляється у вигляді роз'їдає калію.
Варто визнати, що даний тип батарей досить надійний завдяки витривалості до тотальних розрядами, частою перезарядки. На відміну від тієї ж свинцево-кислотного альтернативи, такі акумулятори не вийдуть з ладу, будучи в недозаряженном стані.