Чем отличаются зарядные устройства для li ion аккумуляторов от nicd

Li-Ion или Ni-Cd Аккумуляторы

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).

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.

Название	Li-Ion источники питания	Ni-Cd источники питания
Напряжение	3,6/3,7 V	1,2 V
Количество рабочих циклов	До 1200	До 2000
Эффективность зарядки/разрядки	80…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 плотность	250…620 Вт ч/л	50…150 Вт ч/л
Утилизация	Мало опасные отходы	Опасные 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 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.

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 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.

Остались вопросы? Задайте их в комментариях!

Источник

Выбираем зарядное устройство для аккумуляторов 18650/26650/21700/18350 и т.д.

Любой самодельщик, или человек, у которого в быту используются аккумуляторы 18650 и им подобные, сталкивается с проблемой их зарядки, калибровки, раскачки или балансировки. Вопрос выбора качественной зарядки для аккмуляторов на самом деле не такой уж и явный.
Я для себя вроде как на данный вопрос ответил, но при этом у меня в быту всё равно есть три основных зарядки, которыми я пользуюсь регулярно. А уж сколько зарядок за последние лет 5 я перебробовал, уже и не счесть, десятка трип примерно разных. Как ни крути, идеальных зарядок не существует, все они либо ограничены в функционале, либо ограничены в характеристиках, либо стоят как крыло от самолёта.
Я лично пользуюсь тремя зарядными устройствами:

Liitokala Lii500 – зарядка для балансировки, измерения ёмкости.

XTAR VC8 – когда надо быстро зарядить сразу много аккумов, и когда нужно заряжаться вдали от розетки.

XTAR PB2S – когда надо быстро зарядить два аккумулятора и при необходимости от них же потом зарядить другие гаджеты.

Именно эти три зарядных устройства у меня прижились и несколько лет являются моими помощниками. Естественно, они тоже не идеальные, но они больше всего подходят под конкретно мои потребности.

Ну а ниже я покажу какие еще бывают зарядные устройства, и возможно данный список поможет вам сделать свой выбор.

Liitokala Lii500

Liitokala Lii500 это зарядное устройство которое смело можно называть народным. Пару лет назад за свою цену оно считалось эталоном и только ленивый не купил себе это зарядное устройство. За условные 20-25$ мы получаем следующие характеристики:

• DC вход: 12V/2.0A
• Токи разряда: 250mA, 500mA
• Ток для Li-ion: (4.2V) [300mA/500mA/700mA/1000mA] x4
• Ток для NiMH: (1.48V) [300mA/500mA/700mA/1000mA] x4
• Заряжает: Ni-MH, NiCd, Lithium Ion
• Поддерживаемые аккумуляторы: 18650, 26650, 14500, AA, AAA, 17335, 17355, 17670, 10440, 18490, 16340, 17500 и т.д.
• Максимальная длина поддерживаемых аккумуляторов – 71 мм
• USB выход: 5V/1000mA/ USB работает только от вставленных аккумуляторов в слот, то есть режим powerbank

Liitokala Lii-PD4

Liitokala Lii-PD4 это зарядное устройство которое пришло на замену Lii500. По функционалу устройства очень схожи, а по цене PD4 даже дешевле. У зарядного заявлены следующие характеристики:

• Модель: Lii-PD4
• Входы: AC cable 110V-240V 5060Hz/ DC 12V 1A (Selective)
• Выходной ток (Li-ion): 500mA x4/ 1000mA x2/ 2000mA x1
• Выходной ток (Ni-MH): 500mA x4/ 1000mA x2
• Выходное напряжение: 1.48V/ 4.2V/ 3.6V/ 4.35V
• Потребление в режиме ожидания: ≤15mA
• Прекращение заряда: ≤100mA
• Размеры: 147mm(L) x 100mm(W) x 37mm(H)
• Тип аккумуляторов: 1.2V Ni-MH/ Ni-CD to 3.7V Li-ion/ 3.2V Li-Fe/ 3.8V Li-ion battery.
• Типоразмеры: AA AAA SC 18650/ 26650/ 21700/ 18490/ 17670/ 14500/ IMR 10440

XTAR VC8

XTAR VC8 это можно сказать монстр-зарядка. Огромная доска, в которой помещается сразу 8 штук аккумуляторов. Заряжает качественно, быстро и сразу оптом. Я обычно этой зарядкой пользуюсь, когда мне нужно быстро зарядить все свои аккумы в фонарики перед поездкой на рыбалку с ночевкой.
К минусам могу отнести цену. Это не самое дешевое зарядное устройство.
У зарядного устройства заявлены следующие характеристики:

• Размеры: 194 х 134 х 34мм
• Вес: 350г
• Материал корпуса: ABS пластик (жаропрочный)
• Количество слотов: 8
• «Вход»: QC 3.0 (5V-2A / 9V-2A)
• «Выход»: 0/25А * 8 слотов / 0.5A * 8 слотов / 1A * на 4 слота / 2А * 2 слота / 3А * 1слот
• Поддерживаемые элементы питания: смотрите фото ниже
• Защита: от перегрева, от короткого замыкания, от неправильной полярности, от перезаряда / переразряда
• Экран: да

XTAR PB2S

XTAR PB2S это по сути устройство два в одном: это и зарядное устройство на два аккумулятора, и повербанк с поддержкой протоколов PD и QC. У меня эта зарядка используется очень активно. Через нее можно очень быстро зарядить пару аккумов, и от нее же можно достаточно быстро зарядить телефон или рацию. А еще эта зарядка достаточно компактная, и не занимает много места в рюкзаке, что делает ее очень неплохим повербанком.

У зарядного устройства заявлены следующие характеристики:

• Вход: Type-C: 5V/2A, 9V/2A, 12V/1.5A (QC3.0/PD3.0)
• Выход: TypeC, USBA: 5V/2A, 9V/2A, 12V/1.5 (QC3.0/PD3.0)
• Поддерживаемые типоразмеры аккумуляторов: 21700(предпочтительный) / 20700 / 18700 / 18650
• Напряжение отключения зарядки: 4.20В ±0.05В
• Ток зарядки: 2A*2 / 2A*1 / 1A*2
• Вес: 120г
• Размер: 118*58*28мм

Vapcell S4 plus

Vapcell S4 plus это довольно интересная по своим характеристикам зарядка, за достаточно адекватную цену. В сети есть много обзоров на это зарядное устройство, и почти во всех выводы говорят о том, что зарядное действительно отличное.
Из ключевых особенностей могу отметить следующие:

• Четыре полностью независимых канала
• Поддержка аккумуляторов с защитой
• Регулируемый ток заряда вплоть до 3А
• Определение внутреннего сопротивления аккумуляторов
• Наличие режимов: тестирование, разряд, восстановление/ремонт
• Адекватная установка оптимального тока заряда для различных типов аккумуляторов

Nitecore Intellicharger I8

Nitecore Intellicharger I8 это еще одна монструозная зарядка аж на 8 слотов. Подойдет тем, у кого есть большой парк техники, работающей от аккумов, и который надо оперативно заряжать. Зарядка имеет неплохие характеристики, но несколько завышенную цену. Ну и однозначно она подойдет не всем.

• Индикация заряда по каждому каналу
• Количество каналов:8 независимых раздельных канала
• Автоматическое отключение
• Входное напряжение питания: AC 100-240V 50/60Hz 0. 6A(MAX) 30W или DC 12V 1A
• Выходное напряжение питание (Аккумулятор): 4.2V ±1% / 1.48V ±1%
• Выходное напряжение питание (USB): 5V ± 5%
• Выходной ток (Аккумулятор): 1.5A×2, 1A×4, 0.75A×6, 0.5A×8
• Выходной ток (USB): 5V×2.1A
• Поддерживаемые элементы питания (LI-ION/IMR):
• 10340, 10350, 10440, 10500, 12340, 12500, 12650, 13450, 13500, 13450, 13650, 14430, 14350, 14500, 14650, 16500, 16340(RCR123), 16650, 17350, 17500, 17650, 17670, 18350, 18500, 18650, 22500, 22650, 25500, 26500, 26650
• Поддерживаемые элементы питания (NI-MH / NI-CD): AA, AAA, C, D
• Зарядка разнотипных аккумуляторов
• Защита от обратной полярности
• Защита от короткого замыкания
• Активация элементов питания
• Размеры: 117мм × 101мм × 134.5мм
• Вес: 488.2г

NITECORE UM4

NITECORE UM4 это еще одна достаточно популярная модель зарядного устройства от достаточно именитого бренда. В ней есть всё необходимое для обычного пользователя:

• Входное напряжение: DC 5V/2A 9V/2A 18W (MAX);
• Выходное напряжение: 4.35V±1% / 4.2V±1% / 3.7V±1% / 1.48V±1%;
• Выходной ток (быстрая зарядка): 1,500 mA*1 (MAX), 1,500 mA*2 (MAX), 750 mA*4 (MAX);
• Выходной ток (стандартная зарядка): 1,500 mA*1 (MAX), 1,500 mA*2 (MAX), 750 mA*4 (MAX).

Поддерживаемые элементы питания:

• Li-Ion / IMR / LiFePO4:
• 10440, 14500, 14650, 16500, 16340(RCR123), 16650, 17350, 17500, 17650, 17670, 17700, 18350, 18490, 18500, 18650, 18700, 20700, 21700, 22500, 22650, 25500, 26500, 26650, 26700;
• Ni-MH / Ni-Cd:
• AA (R6);
• ААA (R03);
• AAAA;
• С (R14);
• D.

Ну и подводя итоги могу сказать, что любая из вышеперечисленных зарядок спокойно покрывает необходимый минимум функционала. Конечно, они отличаются между собой наличием различных режимов, токами, формой, количеством слотов и вариантами источников питания. Но, например тому, у кого вообще нет зарядки, любая из них подойдет как стартовая. А еще в отличии от более дешевых нонейм зарядок, все эти устройства отличаются хорошим качеством. Все эти зарядки я лично проверял и тестировал. Поэтому говорю о том, что знаю. И именно эти модели я в целом хочу выделить как самые интересные, среди обилия зарядных устройств.

А вот если вас интересуют аккумуляторы, то советую ознакомиться со следующей статьей:

Источник