Аккумуляторы для низких тем

Питание для холодного климата: морозостойкие литий-полимерные АКБ от EEMB

Литий-полимерные аккумуляторные батареи производства компании EEMB с индексом LC в конце наименования имеют возможность разряда при отрицательных температурах до -40°C. При этом значение емкости остается на уровне 70% от номинальной.

С егодня химические источники тока, — литиевые аккумуляторные батареи (АКБ) и гальванические элементы, — используются как в портативной электронике — в ноутбуках, сотовых телефонах, карманных ПК, мр3-плеерах и так далее, – так и в электротранспорте, накопителях энергии, энергосистемах. При этом производители всеми силами стараются повысить плотность хранения энергии, увеличив тем самым время автономной работы устройств. По своим характеристикам литиевые аккумуляторы превосходят разработки, произведенные по другим химическим технологиям (Ni-Cd – никель-кадмиевые аккумуляторы, Ni-MH – никель-металлгидридные аккумуляторы). Можно выделить следующие преимущества литиевых аккумуляторов:

• отсутствие «эффекта памяти», что дает возможность заряжать и подзаряжать аккумулятор по мере необходимости;
• высокая удельная емкость;
• небольшая масса;
• низкий уровень саморазряда – не более 3…5% в месяц.

Конечно, как и в любой технологии, у литиевых аккумуляторов есть и недостатки, например:

• необходимость схемы защиты (встроенной или внешней), которая ограничивает максимальное напряжение на каждом элементе аккумулятора во время заряда и предохраняет напряжение элемента от слишком низкого понижения при разряде. Кроме того, она ограничивает максимальные токи заряда-разряда и контролирует температуру элемента;
• более высокая стоимость по сравнению с Ni-Cd-аккумуляторами.

Типовые характеристики литиевых АКБ зависят от химического состава их компонентов, наличия или отсутствия в них примесей и варьируются в следующих пределах:

• напряжение единичного элемента (ячейки):
  • номинальное: 3,6…3,7 В;
  • максимальное: 4,2 В;
  • минимальное: 2,5…3,0 В;
• удельная энергоемкость: 110…243 Вт•ч/кг;
• число циклов «заряд/разряд» до достижения 80 % емкости: 600;
• саморазряд при комнатной температуре: 3…5% в месяц;
• ток нагрузки относительно емкости С, представленной в А•ч:
  • постоянный: до 3…5С (тип.);
  • оптимальный: до 1С;
• диапазон рабочих температур: -20…60°C (оптимальная: 20°C).

Технологии изготовления литиевых аккумуляторов постоянно улучшаются. Способы решения проблем с обеспечением безопасности эксплуатации и высокой стоимости привели к появлению литий-полимерных (Li-polymer или Li-pol) аккумуляторов.

Основное их отличие от Li-ion отражено в названии и заключается в типе используемого электролита. Изначально, в 70-х годах, применялся сухой твердый полимерный электролит, похожий на пластиковую пленку и не проводящий электрический ток, но допускающий обмен ионами (электрически заряженными атомами или группами атомов). Полимерный электролит фактически заменяет традиционный пористый сепаратор, пропитанный электролитом.

Такая конструкция упрощает процесс производства, характеризуется большей безопасностью и позволяет выпускать тонкие аккумуляторы произвольной формы. К тому же отсутствие жидкого электролита исключает возможность воспламенения. Толщина элемента составляет около одного миллиметра, поэтому разработчики оборудования свободны в выборе формы, очертаний и размеров, вплоть до внедрения его во фрагменты одежды.

Основные преимущества литий-полимерных аккумуляторов:

• малый саморазряд;
• толщина элементов: от 1 мм;
• свобода в выборе формы АКБ;
• незначительный спад напряжения по мере разряда;
• улучшенная безопасность.

По сравнению с жидкими электролитами в литий-ионных аккумуляторах, полимерные электролиты имеют меньшую ионную проводимость, которая, к тому же, снижается при температуре ниже нуля. Поэтому проблема разработок Li-pol-аккумуляторов состояла не только в поиске наиболее подходящего электролита с достаточно высокой проводимостью, совместимого с электродными материалами, но и в расширении диапазона рабочих температур.

Аккумуляторы с полимерным электролитом выпускают многие мировые производители. Электродные материалы, рецептуры электролита и технологии изготовления Li-pol-аккумуляторов разных компаний значительно отличаются. Соответственно, отличаются и их характеристики. На качество Li-pol-аккумуляторов и стабильность их работы сильно воздействует однородность полимера, на которую оказывают влияние как соотношение компонентов электролита, так и температура полимеризации.

Среди компаний, выпускающих литий-полимерные АКБ, выделяется компания EEMB – известный и хорошо зарекомендовавший себя производитель литиевых аккумуляторов, предлагающий широкий спектр химических источников тока [1]. Продуктовая линейка включает в себя первичные (неперезаряжаемые) и вторичные (перезаряжаемые) литиевые батареи. Со времени основания в 1995 году компания стала широко известна во многих ключевых сегментах рынка химических источников тока. EEMB производит высокотехнологичные литиевые батареи для промышленности и специальных применений.

Основным минусом литиевых аккумуляторов является существенное уменьшение емкости и быстрый разряд при низких температурах. Как правило, предельной температурой у аккумуляторов такого типа является -20°C.

В настоящий момент компания EEMB разработала и серийно производит литий-полимерные АКБ с возможностью разряда при температуре от -40°C (таблица 1). При этой температуре значение емкости остается на уровне 70% от номинальной при токе разряда 0,2С и напряжении отсечки 2,75 В, что намного больше военного стандарта емкости 40%. В дополнение к этому компания EEMB имеет ряд патентов на свое изобретение.

Таблица 1. Морозостойкие аккумуляторы EEMB

Наименование	Номинальное напряжение, В	Емкость, мАч		Размеры, мм			Вес, г
		Стандартная	Минимальная	Толщина	Ширина	Высота
LP383454LC	3,7	720	670	3,8	34	54	14,4
LP603048LC	3,7	900	850	6	30	48	18
LP963450LC	3,7	1800	1700	9,6	34	50	36
LP103450LC	3,7	1850	1800	10	34	50	37
LP505597LC	3,7	3100	2900	5	55	97	62

Низкотемпературные литий-поли­мерные батареи найдут широкое применение в устройствах, предназначенных для холодного климата.

Рис. 1. Низкотемпературный аккумулятор LP603449LC

Отличить морозостойкую серию аккумуляторов можно по наличию символов LC в конце наименования, например LP103454LC (рисунок 1), где:

• LP – тип аккумулятора (Li-Pol);
• 10 – толщина аккумулятора (1,0 мм);
• 34 – ширина аккумулятора (34 мм);
• 54 – длина аккумулятора (54 мм);
• LC – низкотемпературная версия.

Данные АКБ открывают новые возможности применения литиевых аккумуляторов, и это – существенная веха в аккумуляторном производстве.

На рисунке 2 изображены графики зависимости емкости и напряжения при температуре -10°С и -20°С для стандартной версии аккумулятора (синий и красный цвет), а также для низкотемпературной LC-версии аккумулятора (черный цвет). Изображенные зависимости снимались при разрядном токе 0,2 С (C – емкость аккумулятора) до напряжения отсечки 2,75 В. В таблице 2 приведены абсолютные значения емкости при тех же условиях разряда.

Рис. 2. Разряд стандартных и LC-АКБ в зависимости от температуры

Из графиков, изображенных на рисунке 2, и данных таблицы 2 видно, что стандартная версия допускает возможность разряда только до -20°С, и при этом потеря емкости составляет 15…17%. Потеря емкости несущественна, но и предельная температура (-20°С) невелика для северного климата.

Таблица 2. Емкость Li-Pol и стандартных аккумуляторов в зависимости от температуры

Версия батареи/температура	Энергоемкость батареи при разных рабочих температурах, %
	60°С	25°С	-20°С	-40°С
Стандартная батарея	98	98	83	–
Низкотемпературная (LC)	98	98	98	98

У новой LC-серии аккумуляторов также снижается емкость при отрицательной температуре, и снижение составляет 25…28%, но уже при температуре -40°С, что является весьма неплохим показателем. Принимая во внимание, что стоимость Ватт*часа новой серии АКБ выше стандартной версии примерно на 18…25%, можно утверждать, что EEMB имеет линейку очень перспективных аккумуляторов для применения в суровом российском климате.

Новые аккумуляторы допускают не только разряд при отрицательной температуре, но и возможность заряда. АКБ можно заряжать при температуре до -10°С током 0,2C. Однако зарядить в таких условиях его можно только до 70% от номинальной емкости (в технических данных эта информация отсутствует).

Немаловажным параметром низкотемпературных аккумуляторов является изменение их свойств при низкой температуре хранения. На рисунке 3 изображена зависимость емкости от температуры хранения при 20°С (красная линия) и -40°С (зеленая линия). Время хранения аккумуляторов составляло 15 суток, за эти дни емкость при 20°С уменьшилась на 5…6%, при -40°С – на 48%. Затем аккумулятор был заряжен при температуре 0°С, и вновь была проверена его емкость (рисунок 4). Значение емкости оказалось на уровне 99% от первоначального значения.

Рис. 3. График зависимости емкости аккумулятора от температуры хранения при 20°С и -40°С

Нужно отметить, что получены весьма неплохие результаты, так как -40°С для аккумулятора – это очень суровые условия, и то, что он за пятнадцать дней сохранил половину своей емкости, а при последующем заряде его емкость практически полностью восстановилась, говорит о высоком качестве продукции EEMB.

Рис. 3. График зависимости емкости аккумулятора от температуры хранения при 20°С и -40°С

Заключение

Существует ряд приложений, для которых весьма актуальна возможность работы при отрицательной температуре, например, для портативной аппаратуры, средств радиосвязи, контрольно-измерительной и контрольно-диагностической аппаратуры, устройств индивидуальной сигнализации (электронный маяк спасателя) и тому подобного. Для таких приложений, из соображений оптимального сочетания цены/качества, наилучшим образом подойдет продукция компании EEMB.

Производителей литиевых АКБ в мире достаточно много, их технологии изготовления и сама продукция могут существенно различаться. Однако не все они имеют в своей линейке продукции морозостойкие АКБ, актуальность которых для целого ряда областей применения очевидна. Наличие подобных АКБ в номенклатуре компании EEMB еще раз подтверждает ее статус производителя высококачественной продукции.

Современные литий-полимерные аккумуляторы обеспечивают удельные характеристики, сравнимые с характеристиками литий-ионных аккумуляторов, а благодаря отсутствию жидкого электролита они более безопасны.

При всех стандартных проверках на безопасность использования (перезаряд, форсированный разряд, короткое замыкание, вибрация, раздавливание и протыкание) Li-pol-аккумуляторы имеют существенно более высокие показатели по сравнению с литий-ионными аккумуляторами с жидким электролитом. Перспективы серьезного расширения производства Li-pol-аккумуляторов и использования их в самых разнообразных областях техники не вызывают сомнений.

С появлением элементов литий-полимерных аккумуляторных батарей толщиной всего в 1 мм перед конструкторами электронных устройств открылись новые возможности в отношении конечной формы и размеров новой аппаратуры. Были убраны многие ограничения касательно микроминиатюризации радиоэлектронных устройств.

Источник

7 лучших аккумуляторов для зимы

С наступлением первых заморозков у многих автолюбителей начинаются немалые проблемы, связанные с тем, чтобы завести двигатель. Помимо всего прочего, за эту функцию отвечает также и аккумулятор автомобиля, который питает током стартер, предназначенный для прокручивания коленвала. Энергии на это уходит много, а холода приводят к уменьшению емкости. Поэтому необходимо приобретать только лучшие аккумуляторы для зимы, чтобы гарантировать запуск автомобиля даже в самые сильные морозы. В настоящее время на рынке продается достаточно большое количество самых разных моделей батарей, далеко не все из которых достаточно качественные, чтобы хорошо служить в зимнее время года. Для облегчения этой задачи можно ориентироваться на модели, представленные в этом обзоре.

ТОП 7 лучших аккумуляторов для зимы

Аккумулятор представляет собой химический источник электроэнергии. Это означает, что он зависит от законов о скорости химической реакции, которые обуславливают его характеристики в летнее и зимнее время года. Максимальная эффективность батареи достигается при +27℃. При температуре -18℃ его стартовые характеристики снижаются примерно на 60%, поэтому для холодного климата необходимо искать качественный и надежный аккумулятор.

Помимо холода, снижающего емкость батареи, на устройство влияет также значительно большее количество одновременно включенных приборов, таких как фары, печка и прочие. В таком случае генератор не способен обеспечить их все энергией, а значит, немалая ее часть отбирается от аккумулятора. Таким образом, происходит хронический недозаряд устройства, постепенно выводящий его из строя. Выбирать аккумуляторную батарею следует с учетом всех негативных факторов, чтобы она прослужила на протяжении длительного времени.

1. VARTA Blue Dynamic E12

Данное устройство представляет собой отличный пример современного высококачественного и надежного аккумулятора. Это один из лучших аккумуляторов для зимы в рейтинге, изготовленный с использованием самых передовых технических разработок.

VARTA Blue Dynamic E12 представляет собой изделие с решеткой, изготовленной из многокомпонентного серебросодержащего сплава. Данная технология позволяет пользоваться батареей без необходимости постоянного обслуживания. В нее не нужно доливать ни воду, ни серную кислоту. Эта батарея предназначается для автомобилей различного класса, как среднего, так и премиум. Она идеально работает в условиях городских поездок, когда совершается много остановок, а скорость не слишком высока. Это обусловлено способностью батареи быстро восстанавливать свой заряд.

Из других достоинств стоит выделить следующие:

• на 25% большая пусковая мощность, чем в моделях серии Black;
• подлежит вторичной переработке;
• гарантированная стартовая мощность и высокая скорость зарядки.

Недостаток заключается только в его стоимости, пожалуй, одной из самых высоких в рейтинге.

2. BOSCH S4 005 (0 092 S40 050)

Серия аккумуляторов Silver от компании Bosch предназначается для использования в большинстве современных автомобилей. Данное устройство представляет собой один из самых популярных аккумуляторов для зимы, потому что обладает отличными характеристиками, влияющими на его использование в это время года. BOSCH S4 005 является оптимальным выбором в сочетании цена – качество.

Среди основных его достоинств можно выделить:

• на 15 % больший ток при холодном пуске, по сравнению с обычными аккумуляторами;
• на 20% больший срок службы, чем у стандартных моделей;
• гарантия обеспечения энергией транспортных средств со средним количеством электрооборудования;
• надежность в работе;
• возможность эффективно работать в любых климатических зонах;
• полное соответствие требованиям производителей автомобилей.

Из недостатков можно назвать несколько завышенную стоимость.

3. MUTLU CALCIUM SILVER 60R

Уже давно продукция турецкой фирмы MUTLU занимает высокие места в рейтинге автомобильных аккумуляторов. Данная батарея не стала исключением. Она относится к категории необслуживаемых и обладает технологическими особенностями, которые делают ее надежным источником энергии для любого легкового автомобиля.

Корпус данного аккумулятора изготовлен из полипропилена и обладает хорошей устойчивостью к вибрации. Также данное устройство обладает индикатором плотности электролита и гарантирует стабильную работу при температуре от -40℃ до +40℃.

Емкость в 60 Ач и сила пускового тока, равная 600 А позволяет батарее обеспечивать запуск двигателей объемом от 1,5 до 2 литров. Использование передовой технологии Ca/Ca позволяет увеличить коррозийную устойчивость электродов и уменьшить саморазряд батареи.

Из достоинств можно выделить:

• высокую эффективность;
• высокую виброустойчивость;
• хорошо себя зарекомендовал при работе в холодном климате;
• необслуживаемую конструкцию.

Как и два предыдущих, из недостатков имеется переплата за бренд.

4. АкТех Classic ATC 60-З-R

Продукция компании АкТех в полной мере соответствует действующим азиатским, европейским и российским стандартам. Благодаря применяемым инновациям, этот недорогой, но хороший аккумулятор приобретает отличные рабочие характеристики:

1. большие значения пускового тока и энергоемкости;
2. отличная устойчивость от коррозии;
3. устойчивость устройства перед саморазрядом;
4. универсальные полюсные клеммы;
5. морозоустойчивый корпус;
6. высокая степень герметичности крышки.

Из недостатков можно выделить то, что при сильных морозах пусковой ток иногда не достигает желаемых значений.

5. Аком 62 пр.п

Торговая марка «Аком» появилась в 2001 году и уже к 2005 году полностью освоила полный цикл производства аккумуляторов. Поначалу компания специализировалась на выпуске батарей «Varta», во время которого набралась необходимого опыта. Это позволило уже в 2006 году наладить выпуск собственных аккумуляторных батарей.

В настоящее время «Аком» использует технологию на основе кальция, заменившую уже устаревшую сурьму. Это позволило добиться следующего:

• увеличить эффективность приема зарядного тока;
• обеспечить стабильный уровень электролита;
• продолжительная гарантия (3 года);
• сохранять эксплуатационные свойства не менее 1,5 лет;
• повысить устойчивость пластин к осыпанию и коррозии.

Из недостатков можно упомянуть:

• требует контроля за уровнем электролита.

6. Зверь 60 А/ч

Компания АкТех (Аккумуляторные Технологии) имеет в своем ассортименте несколько серий аккумуляторных батарей. Одной из наиболее известных и популярных, продающихся по доступной цене, является серия «Зверь».

Этот недорогой автоаккумулятор, как и все представители вышеупомянутой серии, способен обеспечивать энергией даже автомобили со значительным ее потреблением. Это очень важно в настоящее время, потому что большинство транспортных средств оборудовано большим количеством электрооборудования, например, аудио системы, кондиционеры, подогрев сидений, стекол, зеркал и прочих.

В связи с тем, что все устройства серии «Зверь» склонны к выкипанию, они оборудуются индикатором плотности электролита. Когда он станет красным, это послужит сигналом к тому, что пора доливать дистиллированную воду. Рекомендовано использовать для зарядки специальное устройство, которое нужно настроить на ток, сила которого не превышает 10% от емкости аккумулятора. От 60 Ач это будет составлять 6 А.

К недостаткам можно отнести необходимость обслуживания уже спустя пару лет.

7. TYUMEN BATTERY STANDARD 55 А/ч

Данное устройство представляет собой лучшую модель аккумулятора для автомобиля, предназначенную для недорогих отечественных авто и иномарок, оснащенных стандартной комплектацией и не имеющих слишком большого количества энергопотребителей. Изготавливается этот аккумулятор по современной технологии, обеспечивающей следующие достоинства:

1. длительный срок эксплуатации;
2. устойчивость к перепадам напряжения в сети;
3. высокую резистивную емкость;
4. минимальный уровень саморазряда;
5. высокую надежность при запуске мотора;
6. оптимальное соотношение качества и стоимости.

Судя по отзывам пользователей, этот аккумулятор также обладает очень удобной ручкой и информативным индикатором заряда.

Недостатки:

• склонность к быстрому выкипанию;
• часто встречаются подделки;
• необходимости доливать дистиллированную воду.

Как выбрать аккумулятор для зимы

Выбор хорошего автомобильного аккумулятора следует осуществлять по следующим параметрам:

• Ток холодного запуска. Эта характеристика отвечает за запуск двигателя. Чем он выше, тем легче будет происходить запуск.
• Резервная емкость. Измеряется в минутах и показывает время, в течение которого устройство способно выдавать ток 25А при 27℃ при неработающем генераторе до достижения величины 10,5 В. Оптимальным является значение 1,5 часа. Зимой это значение будет значительно ниже.
• Номинальное напряжение. Является суммой напряжения всех батарей. Для большинства легковых автомобилей оно равно 12 В.
• Номинальная емкость. Рассчитывается измерением отдаваемой энергии полностью заряженного аккумулятора в течение 20 часового разряда. Так, устройство с емкостью 60 Ач должно выдавать не менее 3 А.
• Габариты батареи. Необходимо учесть размеры посадочного места, иначе она может попросту не влезть или оказаться слишком маленькой.

Не лишним при выборе аккумулятора будет обратить на производителя. Лучше выбирать известных и давно проверенных, хотя здесь можно нарваться на подделку. Поэтому нужно обращаться внимание также и на наличие гарантии и сертификатов.

Какой аккумулятор все же купить

Если очень сложно сориентироваться в разнообразии моделей и производителей, то в этом может помочь данный рейтинг лучших автомобильных аккумуляторов для зимы. Чтобы определиться, какой лучше в конкретной ситуации, необязательно выбирать одну из указанных в обзоре моделей, но можно сориентироваться по тем или иным характеристикам.

Источник