Ближайшее будущее аккумуляторных батарей

В последние годы все острее встает вопрос усовершенствования мобильных источников энергии — вопрос как глобальный, так и повседневный. Глобальная сторона заключается в том, что человечество, остро нуждаясь в энергии в любой её форме, выбрало в качестве свободноконвертируемой электрическую.

Причина – относительно низкие потери при обратном переводе из электрической в любую другую, а так же низкие потери при передаче от точки выработки (электростанция) до стационарной точки потребления (э/розетка). Основным источником электроэнергии на сегодняшний день является сжигание на ТЭС невозобновляемого углеводородного топлива, которого с каждым годом все меньше, а цена всё выше.

Основной вред окружающей среде наносят тем не менее не ...

Нюансы применения LiPo аккумуляторов

Итак, подчеркнем еще раз самые важные моменты, связанные с использованием литий-полимерных аккумуляторов.

- Используйте нормальное зарядное устройство.
- Применяйте разъемы, исключающие возможность замыкания батареи.
- Не превышайте допустимые токи разряда.
- Следите за температурой аккумулятора при отсутствии охлаждения.
- Не разряжайте аккумулятор ниже напряжения 3 V/банку (не забывать отключать аккумулятор после использования!).
- Не подвергайте батарею ударам.

Приведем еще несколько полезных примеров, вытекающих из ранее сказанного, но не очевидных на первый взгляд ...

Сборка батареи

Для получения батарей с высокой токоотдачей или большой емкости используют параллельное соединение аккумуляторов. Если вы покупаете готовую батарею, то по маркировке можно узнать, сколько в ней банок и как они соединены. Буква P (parallel) после числа обозначает количество соединенных параллельно банок, а S (serial) –последовательно. Например, "Kokam 1500 3S2P" обозначает батарею, соединенную последовательно из 3-х пар аккумуляторов, и каждая пара образована 2-мя параллельно соединенными аккумуляторами емкостью по 1500мач., то есть емкость батареи будет 3000мАч (при соединении параллельно емкость возрастает), а напряжение – 3,7*3 = 11,1В..

Если вы покупаете аккумуляторы отдельно, то перед соединением их в батарею нужно ...

Эксплуатация и меры предосторожности

Можно с уверенностью сказать, что литий-полимерные аккумуляторы самые «нежные» аккумуляторы из существующих, то есть требуют обязательного соблюдения нескольких несложных, но обязательных правил, из-за несоблюдения которых случается или пожар, или аккумулятор «умирает».

Перечислим их в порядке убывания опасности:
    Заряд до напряжения, превышающего 4.20 вольт/банку.
    Короткое замыкание аккумулятора.
    Разряд токами, превышающими нагрузочную способность или нагревающими аккумулятор выше 60°С.
    Разряд ниже напряжения 3.00 вольта/банку.
    Нагрев аккумулятора выше 60°С.
    Разгерметизация аккумулятора.
    Хранение в разряженном состоянии.

Невыполнение первых трех пунктов приводит к пожару, всех остальных - к полной или частичной потере емкости.

Из всего сказанного можно сделать следующие выводы:
Чтобы не было пожара, надо ...

Основные характеристики LiPo аккумуляторов

Литий-полимерные аккумуляторы при одинаковом весе превосходят по энергоемкости NiCd в 4-5 раз, NiMH в 3-4 раза. Количество рабочих циклов 500- 600, при разрядных токах в 2С до потери емкости в 20% (для сравнения - у NiCd- 1000 циклов, у NiMH – 500). Вообще говоря, каких–либо данных по количеству рабочих циклов пока еще очень мало и к приведенным в данном случае их характеристикам необходимо относиться критически. Кроме того, технология их изготовления совершенствуется, и возможно, что в данный момент цифры по этому типу аккумулятора уже другие. Так же, как и все аккумуляторы, литиевые подвержены старению. Через 2 года батарея теряет около 20% ёмкости.

Из всего многообразия силовых литий-полимерных аккумуляторов, имеющихся в продаже, можно выделить две основные группы ...

Литий-ионные (Li-Ion) и литий-полимерные (LiPo, Li-Po или Li-Pol)

Прогресс идет вперед, и на смену традиционно используемым NiCd (никель-кадмиевым) и NiMh (никель-металлогидридным) мы получили возможность использовать литиевые аккумуляторы.

При сравнимом весе одного элемента они имеют большую, по сравнению с NiCd и NiMH емкость, кроме того, напряжение элемента у них в три раза выше - 3.6V/элемент вместо 1.2V. Так что для большинства моделей достаточно батареи из двух или трех элементов.

Среди литиевых аккумуляторов различают два основных типа - литий-ионные (Li-Ion) и литий-полимерные (LiPo, Li-Po или Li-Pol). Разница между ними ...

Литий полимерные аккумуляторы (LiPo, ЛиПо, Липоли)

Терминология:
Элемент - основа всех батарей, представляет собой единичный перезаряжаемый источник тока,  как правило выполненый в призматическом корпусе.

Ячейка - собранные в параллель элементы для увеличения их суммарной ёмкости.

Сборка(пак) - собранные производителем последовательно ячейки для увеличения напряжения. Сборка упаковывается в термоусадку и имеет силовые провода для подключения нагрузки, а также балансирный разъем для подключения BMS. Количество собранных в параллель элементов обозначают "p",количество собранных последовательно ячеек "s".
(в 95% случаев в сборке "элемент=ячейка", но не всегда)

Батарея или Аккумулятор - представляет собой соединенные последовательно/параллельно сборки для

Зарядка аккумулятора при постоянном напряжении

При этом методе, в течение всего времени заряда напряжение зарядного устройства остается постоянным. Зарядный ток убывает в ходе заряда по причине повышения внутреннего сопротивления батареи.

В первый момент после включения, сила зарядного тока определяется следующими факторами: выходным напряжением источника питания, уровнем заряженности батареи и числом последовательно включенных батарей, а также температурой электролита батарей. Сила зарядного тока в первоначальный момент заряда может достигать (1,0-1,5)С20.

Для исправных, но разряженных аккумуляторов такие токи не принесут вредных последствий. Несмотря на большие токи в первоначальный момент зарядного процесса, общая длительность полного заряда аккумуляторных батарей приблизительно соответствует режиму при постоянстве тока. Дело в том, что

Зарядка аккумулятора при постоянном токе

При подобном заряде сила тока в ходе всего времени заряда должна оставаться постоянной. Для этого в ходе заряда надо менять напряжение зарядного устройства или сопротивление цепи. Имеется несколько методов регулирования силы зарядного тока.

Основные из них:
• подключение в зарядную цепь реостата;
• использование регуляторов силы тока (например, тиристорных), которые периодическим включением и выключением дополнительного сопротивления в цепи заряда изменяют силу тока таким образом, чтобы его среднее значение сохранялось постоянным;
• изменение напряжения источника тока ручным или автоматическим регулятором в соответствии с показаниями силы тока, корректируя его до требуемого постоянного значения.

Большинство выпрямительных приборов, предназначенных для заряда, питается от сети переменного тока и имеет или ступенчатую, или ...

Перспективные источники тока

Проблема изготовления энергоемких аккумуляторов приобретает особое значение в связи с быстрым развитием транспорта. Автомобили пожирают запасы дорогостоящего горючего и загрязняют атмосферу. В 1898 году француз Ж. Шасслу-Лоба достиг на электромобиле скорости 63 км/ч. А через год гонщик К. Иенатци установил мировой рекорд скорости на суше - почти 160 км/ч на машине, оборудованной аккумуляторной батареей массой около 2 т. Между тем в Чикаго в начале XX века количество электромобилей приблизительно вдвое превосходило количество машин с бензиновыми двигателями.

В чем же дело? Почему до сих пор автомобилестроители не перешли на экологически безопасную электроэнергию? Увы, главная проблема как раз и заключается в ...