Достоинства и недостатки
Преимуществами аккумуляторной Lithium 18650 считаются те же свойства, которыми обладают все литий-ионные АКБ. К ним относятся:
- Большая ёмкость.
- Малые габариты и масса.
- Отсутствие эффекта памяти.
- Небольшой саморазряд.
Производители постоянно совершенствуют конструкцию батарей, а с другой стороны, идёт разработка и модернизация устройств, которые работают с такими элементами. Это позволяет расширить сферу применения аккумуляторов и улучшить их характеристики.
К недостаткам литиевых АКБ относятся:
- Незащищенность от перезаряда и перегрева.
- Особые условия хранения.
- Старение батарей идёт постоянно, даже если они не используются.
- Быстро выходят из строя при хранении в разряженном состоянии.
Популярные производители
Немало компаний начали делать такие источники питания, поняв их востребованность. Популярны следующие компании-изготовители: Kokam, Thunder Power, Tanic, Platinum Polimer и пр.
К слову, в США Li-Pol АКБ дешевле ввиду большого выбора. Но технический прогресс на месте не стоит, и возможно скоро цена на них приравняется к стоимости литий-ионных батарей.
Литий-полимерные аккумуляторы более безопасны в эксплуатации, так как в них отсутствует жидкий электролит. Встречаются очень тонкие модели (1 – 2 мм), легкие, в мягкой оболочке. Li-Ion аналоги, в свою очередь, привязаны к типоразмерам. Что до эксплуатационных характеристик, полимерные и ионные элементы практически идентичны.
Зарядное устройство для литий полимерных аккумуляторов
Для зарядки LiPo аккумуляторов используются специальные зарядные устройства, универсальные ЗУ для этой задачи не подходят. Это связано с тем, что процесс зарядки имеет две фазы:
- На первой стадии растет напряжение на всех банках батареи, пока не достигнет 4,2 В. К этому моменту АКБ успевает зарядиться на 95%.
- На второй стадии ток снижается, чтобы избежать перезарядки. Кроме того, при напряжении свыше 4,25 В появляется риск самовозгорания батареи.
Важно, чтобы банки разряжались и разряжались равномерно. Напряжение на каждой из банок не должно падать ниже 3 В (это случается при полной разрядке батареи)
В противном случае АКБ может вздуться, необратимо потеряв около 50% емкости.
Для щадящей подпитки АКБ с контролем уровня напряжения каждой банки подходит зарядное устройство со встроенным балансиром. Альтернативой служит использование отдельного балансира при подключении ЗУ к сети.
Сферы применения литий-ионных аккумуляторов
Аккумуляторы Li-ion очень популярны благодаря множеству достоинств и применяют в разных устройствах.
Как стартерные батареи
Автомобильные АКБ такого типа отлично справляются со своей задачей, а главный их плюс – это небольшой вес, так как в технология не предполагает использование решёток из свинца.
Самым ярким примером литиевых АКБ в автомобилях, является электрокар Tesla.
Основной недостаток таких устройств – это их стоимость, а также проблемы в работе при минусовой температуре. По этой причине литиевые АКБ не используются в странах с холодным климатом.
Как тяговое устройство
Li-ion технологию применяют для моторных лодок. Если в судне установлен двигатель небольшой мощности, то питания АКБ хватит на 5-6 часов работы. Устройства на основе лития также используют в погрузчиках и подъёмниках, для работы на складах.
Бытовая техника
Литий-ионные устройства являются самой популярной заменой обычных «пальчиковых» батареек, как щелочных, так и солевых. Для замены элементов питания на 1,5 В, используют один АКБ напряжением 3,6 В. Литиевые батареи незаменимы для мобильных телефонов, ноутбуков и другой мелкой бытовой техники.
Аккумуляторы используются в бытовой технике.
Емкость литиевого аккумулятора 18650
В продаже можно встретить литиевые аккумуляторы 18650 самой разной емкость. Минимальная емкость Li-Ion аккумуляторов формата 18650 составляет 1100 мАч, максимальная емкость 3400 мАч, но есть особые серии аккумуляторов данного формата, емкость которых составляет 3500 мАч и даже 3600 мАч.
Емкость литиевого аккумулятора в первую очередь зависит от его химического состава и здесь прослеживается одна закономерность, чем больший ток может отдавать литиевый аккумулятор с номинальным напряжением 3.7В, тем меньше будет его емкость. Это значит, что высокотоковые аккумуляторы имеют меньшую емкость в сравнении с обычными. Но это совершенно не значит, что все аккумуляторы с небольшой емкостью являются высокотоковыми.
Таблица сравнения емкости Li-Ion аккумуляторов разных брендов
| Бренд производителя | Маркировка | Емкость, мАч |
| Samsung | INR18650-13P, INR18650-13Q | 1300 |
| INR18650-15Q (M, R) | 1500 | |
| INR18650-20Q | 2000 | |
| ICR18650-22P | 2200 | |
| INR18650-24R | 2400 | |
| INR18650-25R | 2500 | |
| ICR18650-26F | 2600 | |
| INR18650-30Q | 3000 | |
| INR18650-32E | 3200 | |
| INR18650-35E | 3500 | |
| Panasonic | UR18650Y | 1900 |
| CGR18650CH (CG) | 2250 | |
| CGR18650F | 2500 | |
| CGR18650E | 2600 | |
| NCR18650PD, NCR18650PF | 2900 | |
| NCR18650A | 3100 | |
| NCR18650BD (BE) | 3200 | |
| NCR18650B (BF) | 3400 | |
| NCR18650G | 3600 | |
| Sony | US18650VT | 1100 |
| SE US18650VT | 1300 | |
| US18650VTC3 | 1600 | |
| US18650VTC4 | 2100 | |
| US18650V3 | 2250 | |
| US18650VTC5 | 2600 | |
| US18650NC1 | 2900 |
Во время эксплуатации литиевого аккумулятора его емкость может меняться. Во-первых, с течением времени емкость начинает уменьшаться, даже если аккумулятором не пользоваться, так как запускается так называемое старение аккумулятора. Во-вторых, на итоговую емкость влияют условия эксплуатации. Так, для обычных аккумуляторов итоговая отдаваемая емкость зависит от тока разряда, и чем этот ток выше, тем меньше будет отданная емкость. Это не касается высокотоковых аккумуляторов. Также на отдаваемую емкость влияет окружающая температура. При отрицательных значениях температуры литиевого аккумулятора его емкость может существенно снижаться.
Литиевые аккумуляторы для автомобилей
Многие автомобилисты задаются вопросом, есть ли смысл заменять кислотный АКБ на щелочной, литиевый. Уже есть прецеденты, Toyota Prius C, Ford Fusion Hybrid сходят с конвейера со стартовыми АКБ нового поколения. Литиевые стартовые аккумуляторы легче, имею большую емкость, но стоят дорого и есть особенности, мешающие их широкому внедрению. Тяговые литиевые аккумуляторы успешно работают на карах, подъемниках и другой аккумуляторной технике.
Литиевый аккумулятор 12 вольт для автомобиля
Что представляет ионно-литиевые аккумуляторы для автомобилей? В корпусе упаковано определенное количество элементов одного вида, соединенных между собой для обеспечения нужной емкости и напряжения батареи.
Для этого можно взять аккумуляторы с разными активными компонентами. Все они содержат ионы лития в разных химических соединениях, меняющих характеристики изделия.
Все литий-ионные элементы представляют призматические или цилиндрические герметичные упаковки, в которых внутри имеется катод, в виде графитового слоя на подложке из металлической фольги. На другой ленте расположен активный состав. Прокладка, сепаратор, пропитана неводным раствором литиевой соли. Она проницаемая, ион лития внедряется в структуру графита или уходит из нее, создавая разность потенциалов.
Состав и свойства разных литий-ионных аккумуляторов:
| Параметр | LiCoO2 | Li MnO4 | LiFePO4 |
| Уд. плотность энергии, Втч/кг | 150-190 | 100-135 | 90-120 |
| Жизненный цикл | 500-1000 | 500-1000 | 1000-2000 |
| Время быстрой зарядки, ч | 2-4 | Менее 1 | Менее 1 |
| Терпимость к перезарядке | отсутствует | отсутствует | отсутствует |
| Номинальное напряжение V | 3,6 | 3,8 | 3,3 |
| Максимальное V | 4,2 | 4,2 | 3,6 |
| Минимальное V | 2,5-3,0 | 2,5-3,0 | 2,5-2,8 |
| Миним. t работы | -10 | -10 | -30 |
Однако кобальтовый состав больше склонен к возгоранию. Температура ниже +10 способствует резкой потере емкости.
Самыми нетребовательными считают ферритные аккумуляторы. Они не склонны к взрыву, работают на морозе до -30 градусов и легче справляются с восстановлением после глубокой посадки, но не ниже, чем до 2 В. Именно они могут обеспечить пусковой ток в 60С.
Все батареи собираются из отдельных аккумуляторов, используя последовательное и параллельное подключение. Это позволяет создать напряжение 12 В поставив последовательную цепь из 4 групп с параллельным включением 6 элементов. При этом обязательно требуется использовать балансиры и MBS для обеспечения равномерной зарядки до номинала всех банок, и специальная зарядная станция.
Преимущества и минусы стартовых литиевых АКБ для авто
Что для автомобилиста лучше, поставить на автомобиль аккумулятор нового поколения, стоящий около 120 000 рублей или купить дорогой (120$), но привычный кислотный АКБ?
К преимуществам литиевого аккумулятора относят его малый вес
Но так ли важно десять лишних килограмм для многосильного мотора? Да, зарядная емкость у литиевого аккумулятора выше раза в 2, циклов перезарядки он выдержит раза в 3 больше. Пусковой импульс стартер будет получать безотказно и стабильно, если выполнить условия эксплуатации
- В первую очередь, новый аккумулятор нельзя заряжать напрямую от генератора. Вспомните, он не терпит перезаряд и очень быстро выйдет из строя. Значит, потребуется конвертор, который будет преобразовывать ток от генератора для питания аккумулятора.
- Характеристики любых литиевых аккумуляторов резко падают при понижении температуры и в этом они уступают свинцовым АКБ.
- Еще более опасна для батареи температура выше +60 0 С. Перегрев может привести к пожару и взрыву.
- В бортовой системе не должно быть высоких токовых нагрузок. И стартер, и лебедка и другие инструменты должны принять условия работоспособности аккумулятора. А это выльется в дорогостоящую модернизацию электрической схемы.
- Моторесурс аккумулятора зависит от равномерности заряда банок, постоянной вибрации, разрушающей контакты и способствующие коррозии корпуса. Емкость банок в таких условиях резко уменьшается.
Адаптация автомобиля под литиевый-литиевый аккумулятор выльется в сумму, больше стоимости самого источника энергии. Однако рассчитывать на длительную работу АКБ не приходится – максимум 3 года.
Вывод
Как тяговый, на транспорте литиевый аккумулятор уже занял рабочую нишу. Как стартовый – еще не находит широкого применения из-за высокой стоимости и адаптации к условиям эксплуатации. Посмотрите видео, почему нельзя ставить литиевый аккумулятор на неприспособленные автомобили.
batts.pro
Достоинства и недостатки
Большой популярности аккумуляторы 26650 обязаны наличию многочисленных положительных качеств, хотя есть и свои недостатки:
Большую емкость.
Низкий уровень саморазряда.
Большое количество зарядных циклов.
Возможность отдавать ток большого значения.
Сохранение работоспособности при отрицательной температуре воздуха (до -30 градусов Цельсия).
Высокая стоимость.
Нельзя перегревать.
Вероятность воспламенения.
Требуют правильной утилизации.
Кроме перечисленных положительных и отрицательных качеств следует отметить необходимость зарядки элемента питания по определенным правилам.
Хранение и утилизация
Соблюдение правил хранения расконсервированного («раскачанного») литий-полимерного аккумулятора снизит темпы его старения. Рекомендуется:
- хранить батарею отдельно от устройства в сухом помещении, при комнатной температуре, вне досягаемости прямых солнечных лучей, вдали от источников тепла;
- зарядить батарею перед хранением до 40-60%;
- после длительного хранения осмотреть батарею – вздутые и поврежденные элементы использовать нельзя.
Полимерные АКБ не содержат вещества, способные нанести вред окружающей среде. Но компоненты батареи устойчивы к биологическому разложению, поэтому вышедшие из строя аккумуляторы положено сдавать на утилизацию в соответствующие организации.
Никель-металл-гидридные (Ni-MH) аккумуляторы
Старейший тип так называемых современных батарей, Ni-MH, по-прежнему используется во многих современных электрокарах, хотя литий-ионные аккумуляторы медленно начали вытеснять их со всех основных направлений, говорим мы о гибридах, плагин-гибридных автомобилях или полностью электрических транспортных средствах, везде виден переход на более современную систему хранения энергии.
Гораздо дешевле в изготовлении, чем Li-ионные аккумуляторы, тем не менее никель-металл-гидридные батареи также имеют как положительные, так и отрицательные стороны, которые для большинства производителей могут представлять реальную проблему при установке этого типа батарей в свои гибридные и электрические автомобили.
В отличие от Li-ионов, никель-металлогидридные аккумуляторы используют водород, никель и титан или подобный ему металл для хранения энергии. Это и делает их гораздо более дешевыми в производстве по сравнению с первым типом аккумуляторов, но, так как все больше автопроизводителей переходят на использование литий-ионных батарей (Tesla, например), большая разница в ценах должна сократиться.
Преимущества
До сих пор самым большим потенциалом для роста количества производимых никель-металл-гидридных батарей является их долговечность. За современными типами батарей необходимо следить, ухаживать, правильно их эксплуатировать, для того чтобы они работали как можно дольше, аккумуляторы NiMH переживают эксплуатацию без особых проблем, не теряя емкости могут прожить столько же, при минимальном уходе.
Их прочность тесно связана с безопасностью, для них не требуется дополнительных мер предосторожности, из-за содержания небольшого количества мягких токсинов, по сравнению с другими батареями. Кроме того, высокое содержание никеля в них делает их утилизации выгодной
Недостатки
Основным препятствием для дальнейшего использования NiMH является их низкая плотность энергии, которая почти на 40% меньше, чем у их основного конкурента. Их определенно можно сделать по емкости такими же, как и литий- ионные батареи, но только путем увеличения их размеров, а соответственно и веса.
В гибридах, плагин-гибридах и электромобилях, аккумуляторы выполняют много работы во время движения, здесь в фокус зрения попадает еще одна неприятная черта никель-металлогидридных аккумуляторов. Если их быстро зарядить и затем использовать под высокой нагрузкой, они имеют тенденцию генерировать большое количество тепла, поэтому требуется отдельная система охлаждения, что в свою очередь добавляет еще больше веса.
Виды и область применения
Сегодня выпускается несколько видов Li-Ion батарей, отличающихся активными веществам. Объединяет эти батареи герметичный необслуживаемый корпус. Наибольшее распространение получили 6 видов АКБ:
- Литий-кобальтовый — катод в этом типе источника питания изготовлен из оксида кобальта, а анод — из графита. Активно используется в мобильных электронных устройствах.
- Литий-марганцевый — марганец обеспечивает более низкое сопротивление в сравнении с кобальтом. Эти батареи используются в портативных электроинструментах и медицинском оборудовании.
- Литий-марганец-кобальт-никель-оксидный — катод изготовлен из смеси марганца, кобальта и никеля, что позволяет устранить недостатки каждого металла и усилить их положительные свойства. Применяется в ИБП для компьютеров, электромобилях, солнечных электростанциях, системах аварийного освещения и т. д.
- Литий-железо-фосфатный — обладает высоким сроком эксплуатации, устойчив к неправильному использованию, способен выдавать ток большой силы. Применяется в специализированных устройствах, нуждающихся в высоких токах нагрузки.
- Литий-кобальт-алюминий-никель-оксидный — имеет высокий показатель энергетической плотности и долговечности, но стоимость такого источника питания довольно высокая. Применяется в промышленности и медицине.
- Литий-титанатный — практически по всем параметрам превосходит классические Li — Ion батареи, но высокая стоимость сдерживает широкое распространение. Применяется в электромобилях и системах уличного освещения на солнечных элементах.
Основные виды литий-ионных аккумуляторов
Существует несколько видов литиевых АКБ. Они отличаются по химическому составу, ёмкости и сферам применения.
| Тип аккумулятора | Особенности | Сфера применения |
| Литий-кобальтовый | Состоит из оксида кобальта и графита, имеет высокую удельную энергоёмкость, плохо переносит перепады температуры, нагрузка и срок службы ограничены | Ноутбуки, смартфоны, цифровые камеры |
| Литий-марганцевый | В качестве катода используется литий-марганцевый шпинель, хорошо переносят зарядку высоким током, безопаснее и долговечнее кобальтовых | Устройства силовой электроники, медицинское оборудование, электрические инструменты |
| Литий-никель-марганец-кобальт-оксидный | Благодаря сочетанию сразу нескольких элементов, батарея получила лучшие свойства каждого из них | Системы безопасности, аварийное освещение, другие промышленные и частные сферы |
| Литий-железо-фосфатный | Безопасный, термически стабильный, «неприхотлив» в использовании, ёмкость сравнительно небольшая | Стационарные специализированные устройства |
| Литий-никель-кобальт-алюминий-оксидный | Имеют отличную энергоёмкость, долговечны, высокая стоимость | Медицинское оборудование и промышленное использование |
| Литий-титановый | Термическая устойчивость и безопасность на высоком уровне, низкая удельная энергоёмкость, длительный срок эксплуатации, дороговизна | Уличное освещение, автомобильные агрегаты |
Маркировка
Все основные параметры литиевых батарей можно найти на корпусе, нужно лишь знать, как расшифровать маркировку. Маркировка состоит из набора букв и цифр, и у каждого символа своё обозначение. Буквы дают информацию о составе и возможности перезарядки аккумулятора.
Первая бука «I» говорит о технологии Li-ion, а третья буква «R» сообщает о возможности перезарядки элемента питания. Вторая буква несёт самую важную информацию – наличие в составе разных металлов:
- C – кобальт;
- M – марганец;
- N – никель и марганец;
- R – железо и фосфат.
Цифры в маркировке говорят о габаритах аккумулятора:
- первые две цифры – диаметр или ширина;
- третья и четвёртая цифры – длина;
- цифра «0» на конце сообщает о цилиндрической форме батареи.
Аккумуляторные батареи для телефонов.
