Выбор первичной батареи



1. Марганцево-цинковая батарея

Марганцево-цинковая батарея, также известная как углерод-цинковая или элемент Лекланше, является одной из самых ранних и наименее дорогих первичных батарей. Она часто используется как предустановленный источник питания на многих потребительских устройствах.

2. Щелочная батарея

Щелочно-марганцовая батарея, также известная как алкалиновая, представляет из себя улучшенную версию марганцево-цинковой. Льюис Урри изобрел щелочную батарейку в 1949 году во время работы в кампании Eveready. Первая же марганцево-цинковая батарейка была изобретена Георгом Лекланше в 1859 году и имела жидкий электролит.

Щелочная батарея может обеспечивать больше энергии при более высоких токах нагрузки в сравнении с марганцево-цинковой. Кроме того, стандартная щелочная батарея вмещает примерно на 40 процентов больше энергии чем литий-ионная, но уступает ей в силе тока при подключении нагрузки. Щелочная батарейка имеет очень низкую степень саморазряда и не допускает утечки электролита при разряде, как это случается с марганцево-цинковыми элементами, хотя и не является полностью герметичной.


Аккумуляторы EverExceed

 

Standard Range AGM Deep Cycle Range AGM Gellyte Range GEL
свинцово-кислотные аккумуляторы аккумуляторы для газового котла гелевые аккумуляторы 12 вольт 100 ач и 200 ач 
10 - 12 лет / 600 циклов 10 - 12 лет / 700 циклов 10 - 12 лет / 750 циклов
универсальная серия AGM для глубоких разрядов AGM универсальная серия GEL

Все первичные батареи вырабатывают небольшое количество ионов гидроксида в газовой форме, поэтому конструкция устройств, где используются такие источники питания, должны предусматривать наличие вентиляции. Накопление давления в ячейке может привести к разрыву батарейного отсека или вызвать коррозию. Это можно увидеть на примере перистой кристаллической структуры, которая распространяется от поврежденного элемента на соседние и может привести к их повреждению.

3. Литиевая Li-FeS2 батарея

Литий-дисульфид железа является новичком в электрохимии первичных батарей, но уже получил признание благодаря повышенной производительности по сравнению с щелочными батареями. Литиевые батареи обычно выдают напряжение в 3 вольта или выше, но у Li-FeS2 батареи напряжение 1,5 вольта, что делает ее совместимой с типоразмерами АА и ААА. Также, в сравнении с щелочными, они имеют более высокую емкость и более низкое внутреннее сопротивление. Эти преимущества позволяют справляться с высокими нагрузками и делают Li-FeS2 батареи идеальными источниками питания для цифровых камер. Также стоит отметить такие плюсы батареи как улучшенные низкотемпературные характеристики, повышенная устойчивость к утечке электролита и низкий показатель саморазряда, позволяющий хранение батареи на протяжении 15 лет при температуре окружающей среды.

К недостаткам Li-FeS2 батарей можно отнести более высокую цену и транспортные ограничения, связанные с содержанием лития в аноде. В 2004 году министерство транспорта США запретило перевозку литиевых батарей на пассажирских авиарейсах, если содержание лития в источнике питания превышает 2 грамма (8 граммов – для вторичной литий-ионной батареи). Li-FeS2 батарейка типоразмера АА содержит 0,98 грамма лития, что дает возможность пассажиру перевозить до двух батареек единовременно.


Аккумуляторы EverExceed GEL

 

Marin GEL Range Deep Cycle GEL Range Solar GEL Range
аккумулятор для электромотора аккумуляторы глубокого разряда аккумуляторы для солнечных батарей
10 - 12 лет / 800 циклов 10 - 12 лет / 800 циклов 10 - 12 лет / 800 циклов
для электромоторов лодок и катеров для глубоких циклических разрядов для солнечных электростанций

Li-FeS2 батарейка включает в себя устройство безопасности с функцией положительного термического коэффициента, которое ограничивает ток при высокой температуре. Первичная Li-FeS2 батарея не может быть перезаряжена, как это возможно с никель-металл-гидридной (NiMH) батареей типоразмера АА и ААА. Изменение полярности при зарядке или одновременная зарядка с батареями другой электрохимической схемы может привести к утечке электролита или даже взрыву. (Смотрите также: Аспекты безопасности литий-ионных аккумуляторов)

На рисунках 1 и 2 сравнивается напряжение при разряде и внутреннее сопротивление щелочных и литиевых Li-FeS2 батарей при импульсной нагрузке в 50 миллиампер. Наибольший интерес вызывает кривая напряжения и низкое внутреннее сопротивление литиевой батареи; щелочная показывает быстрое падение напряжения и постоянное увеличение сопротивления при использовании. Это сокращает время работы, особенно при повышенной нагрузке.

Напряжение и внутреннее сопротивление щелочных элементов питания

Рисунок 1: Напряжение и внутреннее сопротивление щелочных элементов питания. Отмечается быстрое падение напряжение и рост значения внутреннего сопротивления.

Напряжение и внутреннее сопротивление литиевого (Li-FeS2) элемента

Рисунок 2: Напряжение и внутреннее сопротивление литиевого (Li-FeS2) элемента. Кривая напряжения является плавной, внутреннее сопротивление остается низким.

4. Литий-тионил хлоридная (LiSOCl2 или LTC) батарея

Литий-тионил хлоридные батареи являются одними из самых прочных батарей на основе лития. Способность выдерживать экстремальные температуры (от 0° до 200° градусов по Цельсию) и сильные вибрации позволяет использовать их в качестве источников питания для установок горизонтального бурения. Также они используются в медицине и в системах мониторинга.

Удельная энергоемкость значением более чем 500 Вт/кг в два раза превышает показатели литий-ионных батарей. Номинальное напряжение — 3,5 вольт, при 3 вольтах срабатывает отсекатель. Время работы зависит не только от емкости, температурный режим и структура нагрузки также оказывают влияние. Питание устройства с постоянным потреблением тока более энергозатратно, чем с питание с импульсным, и это относится к большинству электрических батарей.


Тяговые аккумуляторы Trojan (USA)

 

Trojan Marine RV AGM Deep Cycle Trojan GEL Deep Cycle
тяговые лодочные аккумуляторы 12 вольт Тяговые аккумуляторы agm Аккумуляторы для поломоечных машин
10 - 12 лет / 700 циклов 10 - 12 лет / 600 циклов 10 - 12 лет / 800 циклов
для речного и морского траспорта для электромоторов, солнечных электростанций, высоких нагрузок

Как и щелочные, литий-тионил хлоридные батареи имеют относительно высокое сопротивление и могут использоваться только для умеренных нагрузок. При длительном хранении между литиевым анодом и катодом на основе углерода возникают пассивационный слой, который рассеивается при подключении нагрузки. Но именно этот слой обеспечивает низкий саморазряд батареи и, соответственно, возможность длительного хранения. (Смотрите также: Нюансы эксплуатации нового аккумулятора и использование обслуживающего заряда)

Литий-тионил хлоридные батареи являются одними из самых мощных электрохимических источников питания, и их эксплуатация требует определенных навыков, поэтому эти батареи не используются в потребительских устройствах.

5. Литий-диоксид марганцевая (Li-MnO2) батарея

Литий-диоксид марганцевые (Li-MnO2) батареи в целом аналогичны LiSOCl2, но имеют более низкую удельную энергоемкость и безопасны для потребительского пользования. Выдают напряжение на уровне 3,0-3,30 вольт, удельная энергоемкость составляет около 280 Вт*ч/кг. Li-MnO2 батарея имеет невысокую стоимость, длительный срок службы и лучше всего подходит для работы с умеренной нагрузкой, хотя и может генерировать высокие значения силы тока для импульсного питания. Диапазон рабочей температуры составляет от -30° до 60° градусов по Цельсию. Типичные сферы для использования - медицинские приборы, датчики на платных дорогах, системы слежения и т.д.

6. Литий-диоксид серная (LiSO2) батарея

Литий-диоксид серная батарея – это первичный источник питания с напряжением в 2,8 вольта и плотностью энергии 330 Вт*ч/кг. Она может работать в широком диапазоне температур от -54° до 71° С, и обладает сроком годности 5 - 10 лет, если хранение происходит при комнатной температуре. LiSO2 батареи имеют невысокую стоимость и обычно используются военными, например, такие батареи использовались при военных действиях в Ираке. Но в целом литий-диоксид серные батареи уступают литий-металлическим, которые имеют несколько лучшие характеристики.

Внимание! Химические компоненты, которые обеспечивают высокую плотность энергии батарей на основе лития, также могут вызвать угрозу безопасности при неправильном использовании. LiSOCl2 и Li-M батареи безопасны, но при их использовании необходимо знать правила техники безопасности, транспортировки и утилизации. Убедитесь, что батареи защищены от жары, короткого замыкания, физического и электрического воздействия.


Рейтинг и отзывы: 1 1 1 1 1 5/5 на основе 2 голосов