в т.ч. гостей: 51
пользователей: 0
Почитать для разнообразия.
Как вариант «для подумать».
Описана распространенная плата БМС для литиевых аккумуляторов. Дана схема и некоторые ее доработки для более стабильной работы.
Относительно простая доработка солнечной батареи с USB выходами для увеличения снимаемой с нее мощности и получения возможности заряжать внешние LiIon аккумуляторы.
Рассмотрена простая схема «идеального» диода. Работа схемы разобрана до мелочей, поэтому собрать ее сможет даже полный «чайник» в электронике.
Используя физический принцип радиационного охлаждения неба, команда смогла собрать небольшое, но полезное количество энергии из холодного ночного неба, используя простое, недорогое и некритичное устройство.
Описание модульного походного комплекта для экстремалов.
Как влияет на характеристики Li-Ion аккумулятора его глубоких разряд (вплоть до нуля)? Насколько он вреден, или, наоборот, относительно безопасен? В статье попытка разобраться с этим. Не на профессиональном, конечно, уровне, но как информация к размышлению.
Серебряно-цинковый аккумулятор СЦ 25
Источник: www.mobipower.ru
Какой аккумулятор лучше: литиевый или никелевый?
Для автономной работы беспроводного электроинструмента и других портативных устройств нужны аккумуляторы. Именно от их способности накапливать, хранить и отдавать энергию зависит, насколько удобным и эффективным будет использование аккумуляторной техники. От выбора АКБ напрямую зависят рабочие параметры инструмента или другого энергозависимого оборудования.
Сегодня массово распространены Li-ion аккумуляторы. Огромную популярность им обеспечила способность накапливать большой объем энергии при компактных размерах и легком весе. Конечно, это не единственное преимущество литий-ионных элементов. Тем не менее, им не удалось полностью вытеснить никелевые аккумуляторы. В продаже все еще встречаются и никель-металлгидридные, и даже никель-кадмиевые элементы.
Так какие АКБ лучше, литиевые или никелевые? Чтобы обоснованно ответить на этот вопрос, рассмотрим подробно технические характеристики, достоинства и слабые стороны аккумуляторов каждого типа.
Никель-кадмиевые АКБ
Изобретенные в далеком 1899 году, Ni-Cd аккумуляторы упрямо не хотят становиться историей. Несмотря на весомые недостатки, они пытаются конкурировать с более современными аналогами за счет своим сильных качеств.
Плюсы
Минусы
Надежность. Устойчивость к высоким токовым нагрузкам при зарядке и работе. Стабильная токоотдача в течение всего рабочего цикла.
Токсичность кадмия и сложности с его утилизацией.
Срок службы 6–7 лет и более, ресурс около 1000 циклов с сохранением 70–80% восстанавливаемой емкости.
Большой вес и размеры.
Способность работать в сложных условиях, в температурном диапазоне от -40 до +60 °С.
Ощутимый эффект памяти (снижение доступной емкости из-за неполного разряда перед зарядкой) – чтобы избежать его, АКБ необходимо разряжать и заряжать полностью.
Возможность быстрой зарядки.
После длительного хранения – необходимость выполнения 5 тренировочных циклов заряд-разряд для восстановления рабочих параметров.
Никель-металлгидридные АКБ
В 1990 году на смену Ni-Cd пришла никель-металлгидридная технология. Напряжение у никелевых элементов обоих подвидов равно 1,2 В. Важнейшими преимуществами Ni-MH моделей стали: повышенная практически на 30% емкость (порядка 150 Вт·ч/дм³) и нетоксичный состав без тяжелых металлов.
Плюсы
Минусы
Отсутствие в составе токсичного кадмия – меньше проблем при изготовлении и утилизации благодаря использованию сплавов Ni с редкоземельными металлами.
Чувствительность к глубоким разрядам – в отличие от Ni-Cd моделей, аккумуляторы Ni-MH нежелательно разряжать ниже 20%, а хранить их нужно в заряженном состоянии. При глубоком разряде в их структуре происходят необратимые изменения, и восстанавливаемая емкость заметно уменьшается.
Увеличенная втрое энергоемкость (по сравнению с Ni-Cd моделями аналогичных размеров).
Снижение рабочих характеристик при температуре ниже –10 °С.
Меньшие размеры и вес – при той же емкости.
Ресурс до 500 циклов.
Менее выраженный эффект памяти.
Саморазряд 1% за сутки.
Более высокая цена.
Стабильное напряжение разряда.
Меньшая устойчивость к токовым нагрузкам. Длительное восполнение заряда.
Возможность подзарядки при неполном разряде – если с момента последней эксплуатации прошло менее 3 дней.
Склонность нагреваться при работе – для защиты от перегрева Ni-MH элементы имеют температурные реле и предохранители.
Литий-ионные аккумуляторы
Со времени появления в 1991 году Li-ion аккумуляторы уверенно заняли лидерские позиции и не намерены их сдавать. У большинства пользователей уже давно не возникает сомнений, какой аккумулятор лучше, литиевый или никелевый? Литий-ионные АКБ на практике ежедневно демонстрируют свои преимущества. И хотя они также не лишены недостатков, огромный перевес достоинств делает их абсолютными лидерами.
Плюсы
Минусы
Повышенное рабочее напряжение. Номинальный вольтаж у большинства моделей составляет 3,6–3,7 В, а рабочий диапазон – от 3 до 4,2 В. У аккумуляторов подвида LiFePO4 номинальный вольтаж составляет 3,2–3,3 В, а рабочий диапазон – от 2,5 до 3,65 В. У литий-титанатных моделей номинальное напряжение равно 2,4 В, а рабочий диапазон – от 1,8 до 2,75 В.
У большинства моделей – чувствительность к глубокому разряду. Исключение – аккумуляторы типа LiFePO4 и LTO.
Увеличенная энергетическая емкость – в зависимости от материала катода и подвида Li-ion аккумуляторов, ее значение составляет от 65–80 Вт·ч/кг у литий-титанатных моделей до 200–260 Вт·ч/кг у Li-ion аккумуляторов подвида NCA (с никелем, кобальтом и алюминием).
Временное снижение емкости на морозе. Но среди Li-ion элементов питания есть морозоустойчивые подвиды – LiFePO4 и LTO.
Большой выбор подвидов с разным химическим составом и отличающимися характеристиками – например, емкостные модели NCA, NMC, LCO и высокотоковые аккумуляторы LNO илиLFP.
Более высокая цена. Но если учесть больший срок службы и комфорт использования, покупку литий-ионных АКБ можно считать более выгодной.
Большой ресурс – 500–1000 циклов у большинства моделей, более 2000 у аккумуляторов LiFePO4, 3000–7000 циклов у LTO.
Склонность к «старению» – постепенной химической деградации, снижению восстанавливаемой емкости при хранении. Более устойчивую химическую структуру и меньшую склонность к «старению» имеют аккумуляторы LiFePO4 и LTO.
Невыраженный эффект памяти. Возможность подзарядки при любом уровне остаточной емкости, возможность частичного заряда.
Минимальный саморазряд – до 20% в год.
У некоторых моделей – возможность возгорания и взрыва, если не использовать плату защиты.
Возможность быстрой зарядки.
Выводы
После подробного сравнения Ni-Cd, Ni-MH и Li-ion аккумуляторов очевидными остаются преимущества литий-ионной технологии. В большинстве случаев именно литиевые элементы питания становятся наиболее удобными и эффективными в эксплуатации. Но все же выбор АКБ зависит от особенностей аккумуляторной техники и рабочих параметров, которые наиболее важны в конкретном случае.
Например, для небольших портативных устройств подходят емкие аккумуляторы типа Li-ion или Ni-MH. Для оснащения шуруповерта или другого электроинструмента нужны высокотоковые АКБ, устойчивые к низким температурам. Это могут быть и никелевые аккумуляторы, и литиевые модели с высокими значениями допустимых токов. Но все же Li-ion модели накапливают больше энергии на единицу массы, выдают большее напряжение, проще в использовании и долговечнее. Поэтому они преобладают во всех сферах – от цифровых устройств и портативных инструментов до электромобилей.
В интернет-магазине Shura-Master.ru вы можете выбрать никелевые и литиевые аккумуляторы разных типов, в зависимости от поставленных задач.
Источник: shura-master.ru
Аккумуляторы серебряные или литиевые
Плотность энергии новой батареи в 10 раз выше, чем у литий-ионных аккумуляторов
Георгий Голованов 8 декабря 2020 г., 09:52
Георгий Голованов 8 декабря 2020 г., 09:52
Серебряно-цинковые аккумуляторы давно считались возможной альтернативой литий-ионных благодаря повышенной плотности энергии и безопасности, однако не обладали нужной стабильностью, то есть имели ограниченный жизненный цикл. Американские ученые предложили новый, упрощенный метод производства этих батарей, которые можно подгонять под размеры любых электронных устройств.
Самые интересные технологические и научные новости выходят в нашем телеграм-канале Хайтек+. Подпишитесь, чтобы быть в курсе.
Команда ученых из Калифорнийского университета Сан-Диего предложила использовать в серебряно-цинковых аккумуляторах новый катод, в котором используется покрытие из оксида свинца, улучшающее электрохимическую стабильность и проводимость батареи, а также сокращает полное сопротивление, пишет New Atlas.
Вооружившись новым катодом, они сделали нечто необычное — изготовили серебряно-цинковую батарею методом трафаретной печати. Такой метод применяется для создания гибких батарей, но требует стерильных условий и вакуума для исключения химической нестабильности и повышенного окисления.
Проведя ряд экспериментов, ученые нашли формулу чернил, которые позволяют печатать такие аккумуляторы. Слой за слоем они нанесли на стабильную полимерную пленку с температурой плавления около 200 °C токосъемник, цинковый анод, новый катод и сепараторы.
В результате у них получилась эластичная батарея с емкостью 50 мА/см2, то есть в 10-20 раз больше, чем у типичной литий-ионной батареи. Итого, устройство способно выдавать в 10 раз больше энергии, чем литий-ионный аккумулятор того же размера.
Разработчики продемонстрировали потенциал батареи, использовав ее для питания гибкого дисплея, которую перезаряжали 80 раз безо всяких признаков потери емкости. Ученые предлагают использовать эластичные серебряно-цинковые аккумуляторы для создания мягких роботов, носимых устройств и прочей беспроводной электроники.
Недавно группа ученых из Мичигана разработала новую систему батарей, которая может служить в качестве структурной опоры для роботов. Элементы питания изготовлены на основе цинка, покрыты кевларом для защиты корпуса от внешнего воздействия и превосходят литий-ионные аккумуляторы в три раза по плотности энергии.
Источник: hightech.plus