Учебный материал: лекция
Свинцово-кислотные аккумуляторы
Одна из старейших аккумуляторных систем. Эта недорогая, надежная и переносящая перегрузки батарея; но она имеет низкую удельную энергию и ограниченный срок службы. Свинцовый кислотный аккумулятор используется в автомобильном транспорте, в инвалидных колясках, в системах аварийного освещения и в источниках бесперебойного питания (ИБП).
Никель-кадмиевые (NiCd) аккумуляторы
Также является одной из старейших и хорошо изученных аккумуляторных систем. Эти источники питания используется там, где необходим длительный срок службы, высокий ток разрядки, экстремальные температуры и низкая стоимость. Из-за того, что NiCd аккумуляторы наносят значительный вред окружающей среде, их заменяют другими типами систем. Основные области применения: электроинструмент, рации, авиационный транспорт, ИБП. В Европе запретили продавать потребительские товары с такими типами аккумуляторов, но в России их можно приобрести.
Никель-металлгидридные (NiMH) аккумуляторы
Фактически являются заменой никель-кадмиевых; имеет более высокую удельную энергию и меньшее количество токсичных металлов. NiMH аккумуляторы используется в медицинском оборудовании, в гибридных автомобилях, в ракетно-космической технике, в промышленности.
Литий-ионные (Li‑ion) аккумуляторы
Самый перспективный тип аккумуляторных систем; используется в портативных потребительских товарах, также как и в электромобилях. Li‑ion аккумуляторы чувствительны к превышению напряжения при заряде и, для обеспечения безопасности, в них добавляется защитный контур, но не всегда. Эти типы аккумуляторов дороже, чем описанные выше.
Семейство литий-ионных систем можно разделить на три основных типа батарей в зависимости от материала катода – это кобальт лития, литий-марганцевая шпинель и литий-феррофосфат. Характеристики этих литий-ионных систем приведены ниже.
Кобальт лития или литий оксид кобальта (LiCoO2)
Обладает высокой удельной энергией, переносит умеренные нагрузки и обладает небольшим сроком службы. Применяется в сотовых телефонах, ноутбуках, цифровых фотоаппаратах и других гаджетах.
Литий-марганцевая шпинель или литий-марганцевый (LiMn2O4)
Переносит высокий ток заряда и разряда, но имеет низкую удельную энергию и небольшой срок службы; используется в электроинструментах, медицинском оборудовании и в электрических силовых агрегатах.
Литий-феррофосфатный (LiFePO4)
Схож с литий-марганцевым; номинальное напряжение 3,3 В/элемент; более долговечный, но обладает более высокой скоростью саморазряда, чем другие литий-ионные системы.
Существует и множество других типов литий-ионных аккумуляторов, некоторые из которых будут описаны позднее на этом сайте. Здесь отсутствует популярный литий-полимерный тип аккумуляторов. В то время как литий-ионные системы получили свое название благодаря материалу катодов, литий-полимерные системы заслужили свое название благодаря архитектуре. Также здесь не упоминается литий-металлические (Li-metal) аккумуляторы. Этот тип источника тока еще требует доработки, но, скорее всего, в скором времени они будут обладать необыкновенно высокой удельной энергией и хорошей удельной мощностью.
Таблица 1 — Сравнительные характеристики четырех наиболее часто используемых типов аккумуляторных систем, с указанием усредненных параметров
1. Внутреннее сопротивление аккумуляторов зависит от величины
2. миллиампер-часов (мАч), проводки и количества элементов. Контур защиты литий-ионных батарей добавляет около 100 mΩ
3. Типоразмер элемента 18650. Размер элемента и дизайн определяет внутреннее сопротивление.
4. Жизненный цикл у батарей, проходящих регулярное техническое обслуживание.
5. Жизненный цикл зависит от величины разряда. Меньшая величина разряда повышает срок службы.
6. Самая большая скорость саморазряда сразу после заряда. NiCd аккумулятор теряет 10% заряда в течение первых 24 часов, затем скорость потери заряда снижается до 10% за каждые 30 дней. Высокая температура увеличивает саморазряд.
7. Защитный контур, как правило, потребляет 3% от запасенной энергии в месяц.
8. Чаще используется традиционное напряжение 1,25; 1,2 В.
9. Низкое внутреннее сопротивление уменьшает падение напряжения под нагрузкой и литий-ионные аккумуляторы часто имеют маркировку с большим значением, чем 3,6В/элемент. Элементы с маркировкой 3,7В и 3,8В полностью совместимы с 3,6В.
10. Способен выдерживать большой импульс тока нагрузки, но нужно время для восстановления.
11. Не заряжайте регулярно литий-ионные аккумуляторы при температуре ниже нуля.
12. Техническое обслуживание, такое как балансировка или подзарядка, для предотвращения сульфатации.
13. Для большинства типов литий-ионных систем отсечка происходит, если напряжение меньше чем 2,20В и больше чем 4,30В, другие значения напряжения применяются для литий-феррофосфатных аккумуляторов.
Домашнее задание:
1. Записать в конспект дату и тему занятия.
2. Внимательно изучить лекцию
В конспекте сравнить характеристики четырех наиболее часто используемых типов аккумуляторных систем, с указанием усредненных параметров
(начертить таблицу 1)
4. При возникновении вопросов задать преподавателю
5. Выполненные задания, вопросы отправляем в комментариях или личные сообщения преподавателю или на электронную почту колледжа dktidistanc@mail.ru
Литература https://referatzd.ru/p0330.htm