Источники питания и зарядные устройства - страница 4
Срок службы (срок эксплуатации) аккумулятора характеризуется количеством циклов заряда/разряда, которое он выдерживает в процессе эксплуатации без значительного ухудшения своих параметров: емкости, саморазряда и внутреннего сопротивления. Срок службы зависит от методов заряда, глубины разряда, процедуры обслуживания или его отсутствия, температуры и химической природы аккумулятора. Информация о степени влияния различных факторов на срок службы приведена на сайте компании Motorola Energy Systems Group http://www.motorola.com/ies/ESG/testlab/article1.htm. Кроме того, срок службы аккумулятора определяется временем. прошедшим со дня изготовления, особенно для Li-ion аккумуляторов.
Аккумулятор, как правило, считается вышедшим из строя после уменьшения его емкости до 60 – 80% от номинального значения. Для примера ниже на графике приведена типовая зависимость количества циклов заряда/разряда для Li-ion аккумулятора при нормальных условиях.
В силу различных причин отдельные элементы в аккумуляторе могут иметь различную емкость и напряжение, что может отрицательно сказаться на его эксплуатационных параметрах.
NiCd и в меньшей степени NiMH аккумуляторы подвержены воздействию эффекта памяти.
Эффект памяти – это обратимая потеря ёмкости, вызванная укрупнением кристаллических образований активного вещества аккумулятора и тем самым уменьшением площади его активной поверхности. Часто на эффект памяти списывают потерю емкости, вызванную неправильной эксплуатацией и (или) неправильным обслуживанием аккумуляторов.
Плотность энергии (Energy Density) – еще одна важная характеристика аккумулятора, по которой часто производят сравнение аккумуляторов различных электрохимических систем. Измеряется она в Вт*час/килограмм массы батареи. Наибольшая плотность энергии у литий-полимерные батарей (150-200 Вт*час/кг), несколько уступают им литий-ионные батареи (100-150 Вт*час/кг), а никель-металл-гидридные батареи едва дотягивают до плотности энергии 60-80 Вт*час/кг. У никель-кадмиевых – от40 до 60 Вт*час/кг, а у свинцово-кислотных около 30 Вт*час/кг.
Отсюда можно сделать вывод: наименьшими размерами и весом при одинаковой емкости обладают литий-полимерные и литий-ионные батареи, несколько большими – никель-металлогидридные, еще больше – никель-кадмиевые, и уж самые громоздкие – свинцово-кислотные.
Восстановление NiCd и NiMH аккумуляторов – процесс с физической точки зрения обратный эффекту памяти – разукрупнение кристаллических образований до мелкодисперсной структуры путем контролируемого разряда небольшим током до напряжения 0.4 вольта на элемент по специальному алгоритму и на специальных приборах – анализаторах аккумуляторов, например, типа Cadex 7000.
Условия эксплуатации аккумуляторов определяются условиями эксплуатации элементов, которые находятся внутри аккумулятора. Для различных типов элементов разных производителей эти условия различны. Отличия заключаются в способности работы элементов в области минусовых температур и в температурных условиях для быстрого заряда. Ниже приведены типовые данные для NiMH и Li-ion аккумуляторов.
NiMH аккумуляторы:
Стандартный заряд: 0°C … +45°C.
Быстрый заряд: 5°C … +40°C.
Разряд: -20°C … +60°C (у некоторых производителей -10°C … +60°C)..
Хранение: -20°C … 35°C (в течение 1 года).
Хранение: -20°C … 45°C (в течение 180 дней).
Хранение: -20°C … 55°C (в течение 30 дней).
Хранение: -20°C … 65°C (в течение 7 дней).
Li-ion и Li-polymer аккумуляторы:
Быстрый заряд: 5°C … +40°C.
Разряд: -20°C … +60°C (у некоторых производителей -10°C … +60°C).
Хранение: -20°C … 25°C (в течение 1 года).
Хранение: -20°C … 45°C (в течение 90 дней).
Хранение: -20°C … 60°C (в течение 30 дней).
А известно ли вам, что производители подразделяют элементы, которые устанавливаются внутри аккумулятора на три класса по качеству? Никто не пишет об этом и вы никогда не найдете упоминание классе используемых в аккумуляторе элементов на этикетке. Восполним этот пробел и поясним чем элементы класса А отличаются от элементов класса В и С.