Источник питания перезаряжаемый аккумулятор

Разница между перезаряжаемыми и неперезаряжаемыми батареями

Ключевая разница: Аккумуляторные батареи состоят из одного или нескольких электрохимических элементов и являются типом аккумулятора энергии. Это известно как вторичная ячейка, поскольку у нее есть спо

Содержание:

Аккумуляторы стали важным изобретением для общества. Представьте себе мир без батарей, ничто не будет портативным! Необходимость ходить с телефоном, который работает только при подключении к электрической розетке, и фонарей не будет, если нет электричества. Если бы все работало на электричестве, то количество проводов вокруг было бы раздражающим и опасным. Батареи постоянно развивались, чтобы получить более длительный срок службы батареи. Каждая батарея была опробована и протестирована с использованием различных материалов, чтобы определить, какой из них лучше заряжается. Есть два типа батарей, перезаряжаемые и не перезаряжаемые. Аккумуляторы — это аккумуляторы, которые можно заряжать для многократного использования, в то время как неперезаряжаемые аккумуляторы можно использовать только один раз.

Батареи выпускались с незапамятных времен, хотя батареи, которые мы знаем сейчас, были изобретены Алессандро Вольта в 1800-х годах. Электрохимическая ячейка, которая используется для создания батареи нормального размера AA, была открыта Луиджи Гальвани в 1780 году, когда он соединил два разных материала (медь и цинк) и соединил оба с разными частями нерва лягушачьей лапки, что привело к тому, что нога контракт даже после смерти лягушки. Он назвал это «животным электричеством». Тем не менее, это была не первая камера, которая была изобретена. Самая ранняя из известных батарей была датирована древней Парфией, где для создания напряжения использовались банки с лимонной кислотой или виноградным соком. Они назывались батареей Багдада, и немецкий директор Национального музея Ирака Вильгельм Кениг заявил в 1940 году, что они схожи по работе с гальванической ячейкой. Давайте разберемся, как работает батарея.

Батарея состоит из нескольких электрохимических элементов. Электрохимическая ячейка состоит из двух полуэлементов. Каждая полуэлемент состоит из электрода и электролита. Два полуэлемента могут использовать один и тот же электролит. Во время реакции частицы из одной полуэлемента теряют электроны (окисление) к своему электроду, в то время как частицы другой полуклетки получают электроны (восстановление). Две половины соединены солевым мостиком или пористым диском, который используется для обеспечения ионного контакта между двумя половинами без перемешивания растворов. Поскольку электроны переносятся с одной стороны на другую, разница в зарядах устанавливается. Солевой мостик позволяет ионам поддерживать баланс между окислением и восстановлением. Два электрода известны как анод и катод, и оба подключены к вольтметру с высоким сопротивлением. Вольтметр помогает электродам поддерживать напряжение. Разница между зарядами затем преобразуется в электрическую энергию для использования в портативных гаджетах.

Аккумуляторные батареи состоят из одного или нескольких электрохимических элементов и являются типом аккумулятора энергии. Это известно как вторичная ячейка, поскольку у нее есть способность перезаряжаться и повторно использоваться. Реакции внутри элемента, которые вызывают питание батарей, могут быть выполнены с использованием ряда различных материалов. Эту реакцию можно обратить вспять, используя электричество для ряда применений. Когда батареи заряжаются, положительный активный материал окисляется, а отрицательный материал восстанавливается. Электролит между двумя материалами может служить в качестве простого буфера для внутреннего потока ионов между электродами или может играть активную роль в электрохимической реакции. Батареи требуют правильного зарядного устройства, которое использует электричество переменного или постоянного тока для зарядки батарей. В зависимости от зарядного устройства, зарядка аккумулятора может занять от 4 до 14 часов. Хотя аккумуляторные батареи можно многократно использовать, они часто имеют ограниченный жизненный цикл и могут заряжаться только несколько раз. Аккумуляторы имеют более высокую начальную стоимость, но дешевле в долгосрочной перспективе. Аккумуляторы изготавливаются с использованием ряда различных материалов, таких как свинцово-кислотные, никель-железные, никель-цинковые, литий-ионные, натриево-ионные и т. Д. Наиболее распространенными аккумуляторными батареями являются никель-кадмиевые батареи (NiCd), никель- металлогидридная батарея (NiMH), литий-ионный аккумулятор и литий-ионный полимерный аккумулятор. Эти батареи становятся все более популярными во многих приложениях, включая мобильные телефоны, электромобили, моторизованные инвалидные коляски, фонарики и т. Д.

Теперь у неперезаряжаемых батарей процесс намного проще, чем у перезаряжаемых батарей. Неперезаряжаемые батареи, как следует из названия, нельзя заряжать для многократного использования. Аккумулятор можно использовать только один раз, после чего его следует утилизировать. Эти батареи известны как первичные батареи, поскольку процесс, который питает устройство, необратим. Неперезаряжаемые батареи производят электрические токи при сборке, в момент ее окончания. Химические реакции, которые производят электричество, могут проходить только через один процесс. Как только этот процесс закончен, батарея становится бесполезной и выбрасывается. Эти батареи идеально подходят для использования в устройствах, требующих небольшого тока, таких как сигнализация, детекторы дыма, часы и т. Д. Неперезаряжаемые батареи стоят дешевле, но в долгосрочной перспективе они менее экономичны. Эти батареи также идеально подходят для длительного хранения, так как имеют более низкую скорость разрядки, чем вторичные элементы, что делает их идеальными для чрезвычайных ситуаций. В случае аварийных комплектов часто рекомендуется иметь комплект первичных батарей, которые могут потребоваться для вспышек и радиоприемников. Батареи также можно хранить при более низких температурах, чтобы замедлить химические реакции в батарее, что значительно облегчает их хранение. Вторичные ячейки доступны в различных формах и размерах для различного использования и используются в различных приложениях, включая камеры, часы, будильники, видеокамеры и т. Д.

Количество неперезаряжаемых батарей, доступных на рынке и выбрасываемых ежедневно, вызывает экологические проблемы. Производители аккумуляторов часто потребляют ресурсы, которые включают в себя опасные химические вещества. Эти химические вещества создают токсичную среду в воздухе. Использованные батареи, которые выбрасываются, также добавляют к электронным отходам. Многие компании и правительства начали брать на себя инициативу по переработке и созданию переработанных батарей для уменьшения отходов и загрязнения.

Источник

Лучшая замена батарейкам — аккумуляторы: характеристики и рейтинг лучших перезаряжаемых элементов питания

Мир давно привык к портативным элементам питания. Работа устройства от батареек сделала его автономным, но породила проблему их периодической замены. Следующим шагом стали аккумуляторные перезаряжаемые устройства. Привычный форм-фактор батареек позволил наделить их высокой универсальностью. Именно из-за всеобщей востребованности и повсеместной распространённости аккумуляторных батареек любой человек рано или поздно столкнётся с необходимостью выбора лучших перезаряжаемых элементов питания.

Какие бывают аккумуляторные батарейки

Все выпускаемые батареи характеризуются несколькими стандартными параметрами, которые определяют сферу применения.

Некоторые из них сделаны по образу одноразовых батареек и призваны заменить их. С другой стороны, не всем батарейкам можно найти эквивалент среди аккумуляторов. Например, большинство «таблеток» вроде LR44 и тому подобных, так и остались лишь батарейками, так как перезаряжать элемент такой формы неудобно, а одноразовый стоит и так довольно дёшево.

Среди характеристик, по которым осуществляется выбор устройств типа Rechargeable, можно выделить три основные:

Большинство известных производителей выпускают разные наименования товаров, среди которых можно выбрать тот набор параметров, который устроит потребителя.

Технология

От того, какие физические процессы лежат в основе генерирования электрического тока, зависит много параметров: чувствительность к условиям окружающей среды, скорость заряда, наличие «эффекта памяти» и другое.

Никель-кадмиевые

Эти аккумуляторные батарейки появились одними из первых и долгое время им не было альтернативы. Несмотря на появления других, более совершенных систем, они сохраняют свои позиции в устройствах, где нужно надёжное бесперебойное питание под высокой нагрузкой.

Причиной тому — ряд преимуществ:

• Возможность работы под высокой нагрузкой.
• Допускается заряд сильным током за короткое время.
• Термостойкость — сами батареи почти не
  разогреваются при заряде благодаря малому сопротивлению.
• Возможность хранения в разряженном состоянии.
• Невосприимчивость к низким температурам.

Среди недостатков отмечается:

• Вредное воздействие на окружающую среду.
• Дорогая безопасная утилизация.
• Эффект памяти.
• Внушительный саморазряд при простое.
• Невозможность использования в буферном режиме.

Вытеснение никель-кадмиевых батарей наблюдается в развитых странах, где ужесточаются экологические стандарты.

Никель-металлогидридные

Возникли как попытка избавиться от двух основных негативных параметров никель-кадмиевых батарей — эффекта памяти и вредного воздействия на окружающую среду. Удалось добиться полной экологической безопасности этих элементов питания. Они практически не подвержены эффекту памяти — их можно дозаряжать в любом состоянии. Большим плюсом является также повышение ёмкости при схожих параметрах — примерно на 20%. Однако не обошлось и без минусов: из-за особенностей технологии срок службы никель-металлгидридных батарей ниже, чем конкурентных вариантов, их саморазряд больше, чем у конкурентов.

В 2005 году были презентованы аккумуляторы серии Eneloop — первые LSD Ni-Mh. Они соединили в себе преимущества кадмиевых и старых гидридных батарей. Оставленные храниться на длительное время, эти инновационные аккумуляторы теряют значительно меньший процент своей ёмкости. Да и к температурным условиям они менее требовательны.

Литий-ионные

Данный тип аккумуляторов чрезвычайно распространён в мобильных телефонах, плеерах, смарт-часах и других гаджетах. Однако производитель нередко выпускает их и в форм-акторе пальчиковых батареек.

Причины популярности литий-ионной технологии:

• Крайне низкий ток саморазряда (неработающее устройство сохраняет заряд месяцами).
• Большая ёмкость при небольших размерах.

• Возможность работы с разными токами.
• Выходное напряжение не падает, а сохраняется вплоть до полного разряда.

Главный минус литий-ионных батарей — это чувствительность к изменению токов, а также к полному разряду. Потому лучше всего данный тип функционирует в связке с электронными контроллерами и блокираторами, которые выравнивают входное напряжение, а также автоматически отключают аккумулятор при достижении определённых показателей.

Форм-фактор

Именно форм-фактор аккумуляторы унаследовали от предшественниц-батареек.

Типизация размеров и форм элементов питания позволяет комфортно производить замену, добиваясь оптимальной длительности работы.

На данный момент самыми распространёнными типоразмерами принято считать:

• АА. Они же пальчиковые. Объём производства этих батареек с маркировкой rechargeable, вероятно, превышает все остальные, вместе взятые. Их номинальное напряжение составляет 1,2 В, хотя свежезаряженные, они могут выдавать до 1,4. Ёмкость колеблется в широких пределах — от 200 mA до 3000 mА и даже больше.
• ААА. Другое название — мизинчиковые. Отличаются от предыдущего варианта только меньшими размерами. Их применение оправдано там, где стандартные АА просто не вместятся или будут слишком тяжёлыми. Правда, и ёмкость их меньше — обычно до 1500 мА.
• C и D. Похожи на обычные пальчиковые, но только крупнее. Соответственно, ёмкость их больше. Большой размер и масса диктует свою специфику применения, где не особо важен компактный размер, например, музыкальное и звуковое оборудование, а также различные автоматические системы.
• PP3. В России её традиционно называют «Крона» В отличие от батарейки, перезаряжаемое устройство выдаёт ток в 8,4 В. На «Кроне» функционируют многие электроприборы, некоторые пульты дистанционного управления и радиоуправляемые устройства.

Существуют и другие типоразмеры аккумуляторных батареек, но они имеют меньшую распространённость.

Ёмкость

Параметр ёмкости эквивалентен времени, в течение которого устройство сможет полноценно питаться излучаемым аккумулятором током. Иными словами, чем больше ёмкость, тем дольше сможет работать прибор на одном заряде.

Измеряется этот параметр в миллиампер-часах. Диапазон имеющихся в продаже значений может колебаться в пределах от 100 до 12000 мА-ч. Казалось бы, выбрать самый ёмкий аккумулятор — и это будет лучшее решение. Но на практике всё не так просто. Чем больше ёмкость батареи, тем дольше она заряжается. И хорошо, если доступна зарядка током с большим напряжением. Но если речь идёт о металлгидридных элементах, которые рекомендуется подпитывать слабым током, удобство устройств с большой ёмкостью уже не кажется таким очевидным. Исходите и энергопотребления прибора и режима его работы.

Лучшие варианты

Понятие лучшего элемента питания абстрактно: то, что хорошо для игрушек, может не подойти для серьёзного оборудования. Поэтому элементы питания, попавшие в обзор, просто выделяются каким-либо выдающимися характеристиками, ценой либо благосклонностью пользователей.

Robiton Ni-MH PR44 40mAh (40BVH)

Данный аккумулятор — это самый миниатюрный и дешёвый перезаряжаемый элемент питания в продаже. Всего 40 мА-ч, зато и размеры — не больше булавочной головки. Область применения весьма специфическая — слуховые аппараты. Люди с нарушениями слуха сталкиваются с необходимостью подзарядки очень редко, ведь энергопотребление этих устройств минимальное.

Плюсы	Минусы
Миниатюрный размер	Сравнительно быстрая деградация
безопасность использования
Низкая цена

Perfeo AA 2700 мА/ч Ni-MH

Эти перезаряжаемые батарейки являются одними из самых дешёвых в пальчиковом типоразмере. Четыре полноценных элемента, да ещё и с пластиковым кейсом менее, чем за 500 рублей. Ёмкость каждого элемента 2700 мА-ч, что позволяет их использовать в различных приборах, характеризующихся высоким энергопотреблением.

Плюсы	Минусы
Большая ёмкость	Нестабильная работа в течение эксплуатации
Низкая цена
Кейс в комплекте

Camelion R20, 1.2 В, 4500 мАч, NiCd BL2

Батареи китайского производства Camelion пользуются популярностью не только в России, но и на рынках Европы, Индонезии, Латинской Америки. Они занимают позицию посередине — между такими брендами, как Duracell или Panasonic, и совсем дешёвым «ноунеймом». Размер D и приличная ёмкость позволяют использовать эти батареи в мощной аппаратуре, а никель-кадмиевая технология адаптирована под высокий зарядный ток

Плюсы	Минусы
Высокая ёмкость	Специфичность использования типоразмера
Никель-кадмиевое наполнение
Невысокая цена

GP Rechargeable 1000 Series AAA Ni-Mh 950 мА·ч

Батарейки и аккумуляторы GP стали в России самым продаваемым брендом, опередив более дорогие. Причина — умеренная цена, продуманная маркетинговая политика, а главное — правильное выстраивание отношений B2B. Обеспечивая выгодные условия торговым сетям, GP активно внедряет свои устройства на полки магазинов. Качество приведённых в обзоре аккумуляторов вполне сносное, а ёмкость в 1000 мА-ч является золотой серединой для большинства устройств.

Плюсы	Минусы
Хорошо представлены во многих торговых точках, иногда даже неспециализированных	Случается, скачет значение предзаряда
Оптимальная ёмкость
Умеренная цена

Energizer Accu Recharge Power Plus 9V Крона Ni-Mh 175 мА·ч

Типоразмер PP3 от известной американской компании Энерджайзер. Производство, естественно, Китай. Качество на высоте, а низкая по сравнению с пальчиковыми ёмкость обусловлена выходом тока в 9 вольт. Хороший вариант для замены обычной батарейки соответствующих устройствах, несмотря на цену.

Плюсы	Минусы
Типоразмер «Крона»	Небольшая ёмкость
Хорошее качество исполнения	Высокая цена
Длительный срок службы

ROBITON 18650-3400 Protected, 3,7 V Li-Ion 3400 мА·ч

Помимо доступных решений в никель-металлгидридном исполнении, компания Robiton выпускает недорогие литий-ионные аккумуляторы в классическом формате АА — в данном случае маркировка 18650. Аккумулятор характеризуется большой ёмкостью, а главное, оснащён электронным блоком, предохраняющим от перезаряда и выхода из строя.

Плюсы	Минусы
Литий-ионная технология	Высокая цена
Отсутствие эффекта памяти
Электронная защита

DURACELL Rechargeable HR03-4BL, 850мAч, AAA

Компания по праву считается лидером среди производителей как батареек, так и аккумуляторов. Акцент делается на самые ходовые форматы АА и ААА. Например, комплект из четырёх мизинчиковых аккумуляторов ёмкостью 850 мА-ч каждый придётся выложить больше тысячи рублей. Что поделаешь, за качество нужно платить.

Плюсы	Минусы
Хорошее качество изготовления	Высокая цена
Долгий срок службы
Большое количество допустимых циклов

Panasonic eneloop AAA Ni-Mh 750 мА·ч

Пример эволюции стандартного никель-металлогидридного аккумулятора. Производитель гордо заявляет о 2100 циклах перезарядки. Вряд ли обычные пользователи могут проверить этот показатель. Но даже исключив маркетинг, можно отметить почти полное отсутствие саморазряда и возможность длительного хранения серии Eneloop.

Плюсы	Минусы
Долгий срок службы	Высокая цена
Большое количество циклов зарядки
Минимальный саморазряд при бездействии

Вывод

Как показывает практика, хорошая аккумуляторная батарейка способна доставить немало косвенного удовольствия пользователю, так как обеспечивает долгий срок работы устройства. Наряду с этим и вполне реальная экономия средств — ведь покупка пары аккумуляторов обходится дешевле постоянной смены батареек.

Видео-совет: как выбрать аккумуляторную батарейку

Источник