Сортировать статьи по: дате | популярности | посещаемости | комментариям | алфавиту

Основные термины


Основные терминыОсновные термины

Ток, протекающий через аккумулятор при зарядке и разрядке, удобно выражать в значениях, кратных Сн, где Сн — ток, численно равный номинальной емкости (например, Сн для аккумулятора емкостью 1,2 А·ч равно 1,2 А).
Номинальная емкость — это емкость полностью заряженного аккумулятора при температуре 20 °С. Скорость зарядки и разрядки обычно выражается в величинах, кратных долям Сн, и в зависимости от этой величины строятся кривые заряда-разряда аккумуляторных батарей.

Далее мы рассмотрим это более подробно, а пока отметим, что ...

Выбор технологии


Выбор технологии Выбор технологии


Термин «аккумулятор» у большинства пользователей ассоциируется с автомобилем, хотя применяемый в нем аккумулятор отнюдь не отвечает требованиям, предъявляемым к автономным источникам питания для мобильных устройств или к резервным источникам питания в системах безопасности.


Автомобильные аккумуляторы предназначены для подачи очень мощного тока за короткое время, а батареи, обслуживающие мобильные устройства, должны выдавать относительно небольшой ток, но на протяжении длительного периода. Поэтому для подобных устройств, помимо емкости, важнейшее значение приобретают так называемые временные зарядно-разрядные характеристики, то есть кривые заряда-разряда батареи.


Основное достоинство любых аккумуляторов, в том числе и автомобильных, состоит не столько в том, что ...

Свинцово-кислотные аккумуляторы (SLA)


Свинцово-кислотные аккумуляторы (SLA)Свинцово-кислотные аккумуляторы (SLA)

Для обозначения таких аккумуляторов применяется аббревиатура SLA (Sealed Lead Acid — герметизированные свинцово-кислотные). Это старейшие перезаряжаемые аккумуляторы, предназначенные для коммерческого использования, причем они до сих пор остаются наиболее дешевыми автономными источниками энергии.


Видимо, самым существенным недостатком, присущим свинцово-кислотным элементам, является выделение газов — кислорода и водорода. Предотвратить его можно только путем уменьшения напряжения при зарядке, однако при подзарядке это приводит к тому, что аккумулятор не заряжается полностью до номинального напряжения. Так что проблема до сих пор не решена.


Вместе с тем способность удерживать ...

Никель-кадмиевые аккумуляторы (NiCd)


Никель-кадмиевые аккумуляторы (NiCd)Никель-кадмиевые аккумуляторы (NiCd)

Основное преимущество никель-кадмиевых элементов по сравнению со свинцово-кислотными заключается в том, что они почти не выделяют газа и отличаются простотой в обслуживании. При этом у них очень низкое внутреннее сопротивление и они способны отдавать большой ток в относительно короткие промежутки времени — практически так же, как и свинцово-кислотные. NiCd-аккумуляторы переносят даже короткое замыкание.
Кроме того, эти устройства могут выдерживать длительные нагрузки, причем их функциональные свойства мало изменяются при понижении температуры.

NiCd-устройства, несмотря на то, что они уступают по емкости (при тех же массе и габаритах) аккумуляторам других типов, остаются наиболее ...

Никель-металлгидридные аккумуляторы (NiMH)


Никель-металлгидридные аккумуляторы (NiMH)Никель-металлгидридные аккумуляторы (NiMH)

Никель-металлгидридная технология развивалась как альтернатива никель-кадмиевой — для преодоления вышеописанных недостатков. Неэкологичный кадмиевый анод был заменен на анод на основе сплава, абсорбирующего водород. Напряжение этих систем одинаковое, а изменение в химическом составе позволило реализовать новый внутренний баланс элемента при существенном увеличении плотности энергии.

Новый катодный материал высокой плотности на основе сферического гидрата закиси никеля с войлочной основой позволил существенно улучшить характеристики NiMH-аккумуляторов.

Кроме того, NiMH-технология предусматривает возможность достижения ...

Литий-ионные аккумуляторы (Li-Ion) (Часть-4)


Литий-ионные аккумуляторы (Li-Ion) (Часть-4)Литий-ионные аккумуляторы (Li-Ion) (Часть-4)

Основное изменение в конструкции заключается в использовании смеси гелеобразного полимера и керамического порошка, которые образуют прозрачную мембрану, выполняющую роль электролита при контакте с двумя электродами. Такая конструкция по сравнению с традиционными, где в качестве электролита используются жидкости и гели, обладает рядом преимуществ.
Прежде всего в новой конструкции исключена возможность утечки электролита (поскольку электролит там твердый) и нет осаждения изолирующего слоя на поверхности электродов, что приводит к сокращению времени работы батареи, а в конце концов — к потере ее работоспособности ...

Литий-ионные аккумуляторы (Li-Ion) (Часть-3)


Литий-ионные аккумуляторы (Li-Ion) (Часть-3) Литий-ионные аккумуляторы (Li-Ion) (Часть-3)

В 1991 году фирма Sony Energetic впервые начала коммерческое производство литий-ионных аккумуляторов и в настоящее время является одним из самых крупных поставщиков. Отметим, что по материалу отрицательного электрода литий-ионные аккумуляторы можно разделить на два основных типа: с отрицательным электродом на основе кокса (технология Sony) и на основе графита.


Источники тока с отрицательным электродом на основе графита имеют более плавную разрядную кривую с резким падением напряжения в конце цикла разряда по сравнению с более пологой разрядной кривой аккумулятора с коксовым (сажевым) электродом.
Поэтому ...

Литий-ионные аккумуляторы (Li-Ion) (Часть-2)


Литий-ионные аккумуляторы (Li-Ion) (Часть-2) Литий-ионные аккумуляторы (Li-Ion) (Часть-2)

Батареи Li/SOCl2 характеризуются самым высоким выходным напряжением (3,6 В), наиболее широким диапазоном температур (от –55 до +85 °С), очень малыми токами саморазряда и небольшим типовым током разряда. Однако батареи с таким типом электролита не выносят высокой температуры.


А поскольку при значительных токах разряда на внутреннем сопротивлении батареи может выделяться тепло, превышающее допустимый уровень, в конструкцию элемента вводят предохранитель-ограничитель тока (терморезистор), не допускающий токовых перегрузок.

Впрочем, существуют ...

Литий-ионные аккумуляторы (Li-Ion) (Часть-1)


Литий-ионные аккумуляторы (Li-Ion) (Часть-1)Литий-ионные аккумуляторы (Li-Ion) (Часть-1)

Технологии непрерывно развиваются, и на смену традиционно используемым никель-кадмиевым и никель-металлгидридным батареям пришли литий-ионные. При примерно одинаковом весе одного элемента они имеют большую емкость, чем рассмотренные выше аккумуляторы (превосходя NiCd-аккумуляторы в 4-5, а NiMH в 3-4 раза), и дают более высокое напряжение на одном элементе. Например, напряжение элемента наиболее распространенных потребительских форматов у литий-ионных аккумуляторов составляет 3,6 В, что в три раза больше, чем у NiCd- и NiMH-элементов.


Следовательно, там, где прежде требовались батареи из двух или трех элементов, теперь можно использовать только один. Что касается количества рабочих циклов, то по этому параметру литиевые элементы находятся между NiCd- и NiMH-аккумуляторами. Вообще говоря, данных по реальному количеству рабочих циклов для литий-ионных аккумуляторов пока еще очень мало, так что к приводимым производителями характеристикам следует относиться критически. Однако технология изготовления Li-Ion-устройств быстро совершенствуется, а вместе с этим увеличивается ...

Общие рекомендации по зарядке аккумуляторов


Общие рекомендации по зарядке аккумуляторовОбщие рекомендации по зарядке аккумуляторов


При проектировании систем с автономным питанием разработчики сталкиваются с довольно серьезными проблемами по зарядке аккумуляторов и часто вынуждены применять сложные схемы для управления процессом зарядки-разрядки. В частности, нередко портативные устройства рассчитаны на питание как от сетевого малогабаритного источника питания (адаптера) или автомобильного аккумулятора, так и от внутренней батареи.


Вследствие этого в подобных устройствах должно быть предусмотрено эффективное автоматическое переключение питания между батареей и внешним источником энергии, обеспечены безопасная зарядка аккумуляторов внутри устройства и точный контроль степени их заряженности. Но даже в этом случае от пользователя требуется ...