Никель кадмиевые аккумуляторы или литий ионные: Ni-Cd, Ni-MH и Li-Ion аккумуляторы. В чем разница. Плюсы и минусы – купить на radiosila.ru

Содержание

Ni-Mh, Ni-Cd и Li-ion аккумуляторы для авто

В автомобилях с альтернативным приводом, в отличие от традиционных, вместо свинцовых аккумуляторов используются щелочные, которые предназначены не только для запуска мотора и питания подключенной электроники, но и для поддержки ячеек топлива, либо питания силовой установки авто.

Для автомобилей с топливными ячейками нужны мощные АКБ со средней накопительной способностью, а для электромобилей — с высокой. К тому же большое внимание уделяется саморазряду АКБ, степень которого зависит возраста и типа батареи, температурных условий, и того, насколько часто аккумулятор эксплуатируется.

Чем выше энергетическая плотность аккумулятора, тем больше энергии накапливается при одинаковой массе, и тем большее расстояние проедет электромобиль. Современные аккумуляторы обладают следующими показателями плотности:

Свинцово-кислотный АКБ около 30 Вт/кг;
Литий-ионный АКБ до 150 Вт/кг;
Никель-металлогидридные АКБ до 80 Вт/кг

Никель-металлогидридные аккумуляторы, или NiMH, применяют в гибридных автомобилях в виде буферного источника энергии. В состоянии покоя такие АКБ быстро разряжаются и если в течение длительного времени не обеспечить полный заряд, то количество рабочих циклов батареи в разы уменьшится. Но есть и ощутимые достоинства:

Механическая надежность;
Высокая энергетическая плотность.

Никель-кадмиевые аккумуляторы являются прототипом никель-металлогидридных батарей, который менее болезненно воспринимает продолжительный глубокий разряд. Тем не менее использование этих АКБ в автомобилях сегодня нецелесообразно по причине следующих недостатков:

После неполного разряда невозможно осуществить полную зарядку аккумулятора из-за «эффекта памяти»;
Быстрый саморазряд;
Токсичность кадмия не позволяет использование Ni-Cd АКБ в бытовых условиями, а во многих странах они и вовсе запрещены.

Литий-ионные аккумуляторы активно используются и в гибридных авто, и в различной электронике, а также в некоторых спортивных ав благодаря высокой энергетической плотности, низкому саморазряду и большому количеству рабочих циклов.

Существует один неприятный момент — при зарядке такие батареи сильно нагреваются, что чревато возгоранием в случае чрезмерного заряда. Поэтому процесс зарядки Li-Ion АКБ желательно контролировать. Обезопасить от перезаряда такие батареи помогает специальный корпус, который сглаживает удары и вибрацию, а также использование изолирующего геля, окружающего топливные ячейки. Для большей стабилизации литий-ионные батареи оснащаются контролирующей электроникой, которая вмонтирована в контур и подключена к системе охлаждения. Если возникает перегрев, срабатывает контроллер и специальным клапаном сбрасывается избыточное давление.

Типы аккумуляторов |

Свинцовые аккумуляторы (Pb).Реагентами в свинцовых аккумуляторах служат диоксид свинца (PbO₂) и свинец (Pb), электролитом — раствор серной кислоты. Они также называются свинцово-кислотными аккумуляторами. Их разделяют на четыре основные группы; стартерные, стационарные, тяговые и портативные (герметизированные). Наиболее распространенные из свинцовых аккумуляторов — стартерные аккумуляторы, предназначены для запуска двигателей внутреннего сгорания и энергообеспечения устройств машин. В последние годы в основном используются аккумуляторы, не требующие ухода. К недостаткам относят невысокие удельную энергию и наработку, плохую сохранность заряда, выделение водорода.

Стационарные аккумуляторы используются в энергетике, на телефонных станциях, в телекоммуникационных системах, в качестве аварийного источника тока и т.д. Обычно они работают в режиме непрерывного подзаряда. Относятся к недорогим аккумуляторам.

Тяговые аккумуляторы предназначены для электроснабжения электрокаров, подъемников, шахтных электровозов, электромобилей и других машин. Действуют в режимах глубокого разряда, имеют большой ресурс и низкую стоимость.

Портативные (герметизированные) свинцовые аккумуляторы используются для питания приборов, инструмента, аварийного освещения. К их достоинствам относятся более низкая стоимость по сравнению со стоимостью других портативных аккумулторов, широкий интервал рабочих температур. Недостатками кислотных аккумуляторов являются невозможность хранения в разряженном состоянии, трудность изготовления аккумуляторов малых размеров.

Никель-кадмиевые аккумуляторы (Ni-Cd).Реагентами в никель-кадмиевых аккумуляторах служат гидроксид никеля и кадмий, электролитом — раствор КОН, поэтому они именуются щелочными аккумуляторами. Существуют три основных вида никель-кадмиевых аккумуляторов: негерметичные с ламельными (ламельные аккумуляторы) и спеченными электродами (безламельные аккумуляторы) и герметичные. Наиболее дешевые ламельные никель-кадмиевые аккумуляторы характеризуются плоской разрядной кривой, высокими ресурсом и прочностью, но не низкой удельной энергией. Удельная энергия, скорость разряда Ni-Cd аккумуляторов со спеченными электродами выше, они работоспособны при низких температурах, но дороже, характеризуются эффектом памяти и способностью к тепловому разгону.

Применяются никель-кадмиевые аккумуляторы для питания шахтных электровозов, подъемников, стационарного оборудования, средств связи и электронных приборов, для запуска дизелей и авиационных двигателей и т.п.

Герметичные Ni-Cd аккумуляторы характеризуются горизонтальной разрядной кривой, высокими скоростями разряда и способностью действовать при низких температурах, но они дороже герметизированных свинцовых аккумуляторов и характеризуются эффектом памяти. Применялись для питания портативной аппаратуры (сотовых телефонов, магнитофонов, компьютеров и т.д.), бытовых приборов, игрушек и т.д. Недостатком никель-кадмиевых аккумуляторов является применение токсичного кадмия.

Никель-железные аккумуляторы. Вместо кадмия в этих аккумуляторах используется железо. Из-за выделения водорода с самого начала заряда аккумуляторы производят только в негерметичном варианте. Они дешевле никель-кадмиевых аккумуляторов, не содержат токсичный кадмий, имеют длинный срок службы и высокую механическую прочность. Однако они характеризуются высоким саморазрядом, низкой отдачей по энергии, практически неработоспособны при температуре ниже -10 °С. Выпускаются в призматическом виде и используются в основном как тяговые источники тока в шахтных электровозах, электрокарах и промышленных подъемниках.

Никель-металлогидридные аккумуляторы (Ni-MH).Активным материалом отрицательного электрода является интерметаллид, обратимо сорбирующий водород, т.е. фактически отрицательный электрод является водородным электродом, у которого восстановленная форма водорода находится в абсорбированном состоянии. Разрядная кривая Ni-MH аккумулятора аналогична кривой Ni-Cd аккумулятора. Удельная емкость и энергия никель-металлогидридных аккумуляторов в 1,5-2 раза выше удельной энергии никель-кадмиевых аккумуляторов, кроме того, они не содержат токсичный кадмий. Изготавливаются в герметичном исполнении цилиндрической, призматической и дисковой форм. Применяются для питания портативных приборов и аппаратуры.

Никель-цинковые аккумуляторы.Это щелочные аккумуляторы, у которых отрицательный электрод — цинковый. Удельная энергия никель-цинковых аккумуляторов примерно в 2 раза выше удельной энергии Ni-Cd аккумуляторов. Они характеризуются горизонтальной разрядной кривой, высокой удельной мощностью и относительно невысокой начальной ценой, однако ресурс их мал, поэтому массового применения не имеют. Применяются для питания портативной аппаратуры

Серебряно-цинковые и серебряно-кадмиевые аккумуляторы.Активными материалами служат оксид серебра на положительном и цинк или кадмий — на отрицательном электродах соответственно, электролитом является раствор щелочи. Характеризуются высокими удельными энергиями и мощностью, низким саморазрядом, но весьма дороги. Серебряно-цинковые аккумуляторы имеют незначительный ресурс. Выпускаются в призматической и дисковой формах, применяются для питания портативных приборов и аппаратов, в военной технике.

Никель-водородные аккумуляторы.Отрицательным электродом служит пористый газодиффузионный электрод с платиновым катализатором, на котором обратимо реагирует газообразный водород. Характеризуются высокой удельной энергией и очень высоким ресурсом, но значительным саморазрядом и очень дороги. Применялись в космической технике.

Литий-ионные аккумуляторы (Li-ion).В качестве отрицательного электрода применяется углеродистый материал, в который обратимо внедряются ионы лития. Активным материалом положительного электрода обычно служит оксид кобальта, в который также обратимо внедряются ионы лития. Электролитом является раствор соли лития в неводном апротонном растворителе. Аккумуляторы имеют высокую удельную энергию, высокий ресурс и способны работать при низких температурах. Благодаря высокой удельной энергии их производство в последние годы резко увеличилось. Выпускаются в цилиндрической и призматической формах. Они применяются в сотовых телефонах, ноутбуках и других портативных устройствах.

Литий-полимерные аккумуляторы (Li-pol).

Анодом служит углеродистый материал, в который обратимо внедряются ионы лития. Активными материалами положительных электродов являются оксиды ванадия, кобальта или марганца. Электролитом является или раствор соли лития в неводных апротонных растворителях, заключенный в микропористую полимерную матрицу, или полимер (полиакрилонитрил, полиметилметакрилат, поливинилхлорид либо другие), пластифицированный раствором соли лития в апротонном растворителе (гель-полимерный электролит). По сравнению с литий-ионными аккумуляторами литий-полимерные аккумуляторы имеют более высокие удельную энергию и ресурс и лучшую безопасность.

Применяются для питания портативных электронных устройств.

Перезаряжаемые марганцево-цинковые источники тока.Первичные цилиндрические марганцево-цинковые источники тока с щелочным электролитом определенного состава, изготовленные по специальной технологии, могут электрически перезаряжаться. Они характеризуются высокой удельной энергией, малым саморазрядом и невысокой стоимостью, выпускаются в герметичном исполнении, однако имеют очень малый ресурс (до 25-50 циклов), небольшую скорость разряда и наклонную разрядную кривую. Возможность перезаряда такого марганцево-цинкового источники тока отдельно оговаривается производителем.

Характеристики аккумуляторов

Среднее разрядное напряжение аккумуляторов находится в широком диапазоне от 1,25В у никель-кадмиевых аккумуляторов до 3,5В у литиевых аккумуляторов. С повышением скорости разряда емкость аккумуляторов уменьшается (см. рисунок), причем в минимальной степени у Ni-Cd и Ni-MH аккумуляторов. Емкость также снижается при понижении температуры. Наибольшое снижение емкости при низких температурах наблюдается у никель-железных аккумуляторов и минимальное снижение — у никель-кадмиевых со спеченными электродами и у свинцовых аккумуляторов. Высокую удельную мощность можно получить от никель-кадмиевых аккумуляторов, свинцовых (стартерных и герметизированных), никель-цинковых и серебряно-цинковых аккумуляторов. Невысокую удельную мощность имеют никель-железные аккумуляторы. Удельная массовая энергия минимальна у свинцовых аккумуляторов и максимальна у литиевых аккумуляторов. Наибольшую наработку имеют никель-водородные аккумуляторы, низким ресурсом характеризуются серебряно-цинковые и никель-цинковые аккумуляторы. Следует отметить, что по мере циклирования уменьшаются емкость, напряжение и соответственно удельная энергия аккумуляторов, причем скорости понижения удельной энергии у разных аккумуляторов существенно различаются. В наименьшей степени снижаются емкость и энергия при циклировании Ni-Cd аккумуляторов. Наработка зависит от многих причин и прежде всего от глубины разряда. Наиболее высокая скорость саморазряда отмечается у никель-водородных и никель-железных аккумуляторов, наименьшая — у серебряно-кадмиевых и серебряно-цинковых аккумуляторов. К наиболее дешевым принадлежат свинцовые аккумуляторы, к наиболее дорогим — никель-водородные, серебряно-кадмиевые и серебряно-цинковые аккумуляторы.

Влияние тока разряда на емкость отдаваемую аккумулятором:
1-никель-кадмиевые аккумуляторы со спеченным электродом и никель-металлгидридные аккумуляторы, 2-серебрянно-цинковые аккумуляторы, 3- никель-кадмиевые аккумуляторы с ламельным электродом, 4-никель-цинковые аккумуляторы, 5-литий-инные аккумуляторы, 6-свинцовые аккумуляторы, 7-никель-железные аккумуляторы.

Источник: материал сайта http://www.powerinfo.ru/

Типы аккумуляторов, их достоинства, недостатки и специфика использования

Литий-ионные аккумуляторы (Li-Ion, Lithium Ion)

Достоинства Li-Ion аккумуляторов:

Высокая ёмкость
Малые габариты
Небольшая масса
Отсутствует эффект “памяти”
Низкая степень саморазряда
Возможность форсированной (быстрой) зарядки
Большое количество циклов заряда/разряда

Недостатки Li-Ion аккумуляторов:

Высокая стоимость
Быстрое старение
Чувствительна к низким температурам

Общая информация:

Отсутствие эффекта «памяти» в литиевых аккумуляторах позволяет заряжать и подзаряжать аккумуляторы по мере необходимости, а так же находиться в зарядном устройстве длительное время. Обычно поставляются заряженным на 40-60%. Степень саморазряда литиевого аккумулятора рекордно мала – 3-5% в месяц. При длительном хранении необходима подзарядка не реже, чем раз в 3 месяца. Время работы литиевых аккумуляторов сокращается при температуре ниже 0°С. Срок службы литиевых аккумуляторов составляет от 4 до 6 лет, по прошествии которых ёмкость аккумулятора снизится и он может стать непригоден, не зависимо от интенсивности использования. Номинальное количество циклов заряда/разряда более 1000, максимальное – более 2000 циклов. Восстановлению данные аккумуляторы не подлежат.

Аккумуляторы на основе литий-ионных ячеек эффективны при интенсивном использовании и частых циклах заряда/разряда. В период срока службы такие аккумуляторы будут оптимальны для техники, которая часто и регулярно используется, в сравнении с батареями на основе никеля.

Литий-полимерные аккумуляторы (Li-Pol, Lithium Polymer)

Достоинства Li-Pol аккумуляторов:

Высокая ёмкость
Малые габариты
Небольшая масса
Отсутствует эффект “памяти”
Низкая степень саморазряда
Большое количество циклов заряда/разряда
Возможность форсированной (быстрой) зарядки
Возможность изготовления любой формы и конфигурации

Недостатки Li-Pol аккумуляторов:

Высокая стоимость
Быстрое старение
Чувствительна к низким температурам

Общая информация:

Литий-полимерные и литий-ионные батареи схожи по своим техническим характеристикам за исключением того, что литий-полимерные аккумуляторы имеют возможность изготовления практически любой формы и конфигурации, что позволяет убрать ограничения в отношении конечной формы, размеров и электрических характеристик. Так же литий-полимерные аккумуляторы имеют более высокие показатели в стандартных тестах на производительность и безопасность (раздавливание, протыкание, вибрация, короткое замыкание, перезаряд, форсированный заряд), но из-за кристаллизации находящегося внутри полимера электрические характеристики сильно ухудшаются при отрицательной температуре.

Аккумуляторы на основе литий-полимерных ячеек эффективны при интенсивном использовании и частых циклах заряда/разряда. Подходят для устройств с нестандартным форм-фактором и специфической конфигурацией.

Литий-железо-фосфатные аккумуляторы (LiFePO4)

Достоинства LiFePO4 аккумуляторов:

Высокая ёмкость
Отсутствует эффект “памяти”
Устойчивы к переразряду
Не теряют емкость при отрицательных температурах
Низкая степень саморазряда
Срок хранения до 15 лет
Большое количество циклов заряда/разряда
Возможность форсированной (быстрой) зарядки
Не горят при повреждении и не токсичны

Недостатки LiFePO4 аккумуляторов:

Высокая стоимость
Тяжелее относительно Li-Ion

Общая информация:

В отличие от большинства литиевых аккумуляторов LiFePO4 отличаются длительным сроком службы, устойчивостью к отрицательным температурам и безопасностью в эксплуатации. Поставляются заряженным на 40-60%. Могут использоваться вне помещений, так как устойчивы к отрицательным температурам до -30°С. Степень саморазряда менее 1,5% в месяц. Длительное хранение не сказывается негативно на работе. Срок службы достигает 5000 циклов перезарядки, а срок хранения до 15 лет.

Аккумуляторы на основе литий-железо-фосфатных ячеек оптимальны для техники, которая используется вне помещений и периодически остается на хранении длительное время. Область применения – накопители для солнечных панелей и ветрогенераторов, электроавтомобили, водный транспорт, складская техника, гольфкары, электровелосипеды и электроскутеры.

Никель-кадмиевые аккумуляторы (Ni-Cd, Nickel Cadmium)

Достоинства Ni-Cd аккумуляторов:

Низкая стоимость
Высокая вероятность восстановления
Работа в широком диапазоне температур
Большое количество циклов заряда/разряда
Возможность форсированной (быстрой) зарядки

Недостатки Ni-Cd аккумуляторов:

Высокая степень саморазряда
Эффект “памяти”
Большие размеры
Токсичность при неправильной утилизации
Срок службы ограничен количеством циклов заряда/разряда

Общая информация:

Никель-кадмиевые аккумуляторы чаще всего поставляются почти полностью разряженными из-за высокой степени саморазряда – 15-20% в месяц. Нахождение в зарядном устройстве длительное время нежелательно, так как сильно ухудшаются характеристики. У никель-кадмиевых аккумуляторов есть эффект “памяти” и что бы избежать проявления этого эффекта требуется регулярно (где-то раз в неделю) полностью разряжать аккумулятор перед зарядкой. Практически нет потери емкости при температуре до -20°C, а рабочий диапазон температур варьируется от -50°C до +70°C. Номинальное количество циклов заряда/разряда более 1000, максимальное – более 2500 циклов. Восстановление данных аккумуляторов возможно с вероятностью 60%.

Специфика использования никель-кадмиевых аккумуляторов обусловлена сроком службы, который зависит от количества циклов заряда/разряда и соблюдения условий зарядки. Наиболее эффективно использование для периодической эксплуатации и в режиме полного разряда.

Никель-металлогидридные аккумуляторы (Ni-MH, Nickel Metal-Hydride)

Достоинства Ni-MH аккумуляторов:

Низкая стоимость
Высокая ёмкость
Низкая токсичность
Слабовыраженный эффект “памяти”
Работа в широком диапазоне температур

Недостатки Ni-MH аккумуляторов:

Высокая степень саморазряда
Медленная зарядка
Малое количество циклов заряда/разряда
Сложное и дорогое устройство зарядных устройств

Общая информация:

Никель-металлогидридные аккумуляторы должны храниться полностью заряженными. Степень саморазряда у них крайне высока и достигает 30% в месяц. Нахождение в зарядном устройстве длительное время нежелательно, так как сильно ухудшаются характеристики. У никель-металлогидридныx аккумуляторов слабо выражен эффект “памяти” и рекомендуется регулярно (примерно каждые два месяца) полностью разряжать аккумулятор перед зарядкой. По сравнению с никель-кадмиевыми аккумуляторами (Ni-Cd) имеют большую энергетическую плотность (емкость), но требовательны к зарядным устройствам и условиям зарядки. Проявляют хорошую работоспособность при низких температурах, но диапазон рабочих температур не высок – от -10°C до +40°C. Номинальное количество циклов заряда/разряда от 500 до 1000 циклов. Восстановление данных аккумуляторов возможно с вероятностью 15%.

Использование никель-металлогидридных аккумуляторов ограничено сроком службы, однако они обладают большой емкостью и наиболее эффективно их использование в устройствах с низким постоянным потреблением.

Какой аккумулятор лучше литий ионный или литий полимерный

Шуруповёрты — востребованные инструменты для любого человека, особенно для тех, кто время от времени занимается ремонтом, другим видом работ дома либо для профессиональных мастеров, использующих инструменты ежедневно. Если учитывать, что в магазинах, продающих инструменты, существует много видов инструментов, то в голову сразу приходит следующий вопрос: “Какой же инструмент выбрать?”. Это касается и типа накопителей. Разные АКБ имеют разные характеристики: продолжительность работы, эффективность, продуктивность инструмента и тому подобное. Перед тем, как решить проблему с вопросом “Какой тип аккумулятора лучше для шуруповерта?”, подробно разберем каждый вид батарейных блоков, которые устанавливают в эти инструменты.

Виды накопителей

Чаще всего в электрошуруповертах установлен аккумулятор никель кадмиевый или литий ионный. Существует также Ни-Мг накопители, которые имеют свои достоинства. Однако в шуруповерты никель-металлгидридные АКБ устанавливают редко, потому что при зарядке происходит слишком быстрый нагрев электролитов.
Это также сильно заметно при беспрерывной работе с инструментом.

Преимущества никель-металлгидридных батареек

Если не учитывать их склонность к сильному нагреву, Ни-Мг АКБ имеют следующие достоинства:

Наносит меньший ущерб для природы.
Меньший эффект памяти, чем у других.

Однако они не в состоянии конкурировать с Ни-Кд и Ни-Ли батарейками. Следовательно, не рекомендуется их использовать из-за низкой эффективности. Кроме того, их уже почти не используют в конструкциях шуруповертов.

Преимущества литий-ионных аккумуляторных батарей

Если сравнивать с никель-кадмиевыми батареями, Li Ion тип АКБ были изобретены относительно недавно — в 90-х годах 20-го века. В начале этот тип аккумуляторов был опасен из-за высокого риска разрыва. Это было из-за недоработок в техническом плане.

На текущий момент большинство литий-ионных аккумуляторов оснащено специальными датчиками для слежения за нагревом элементов и уровнем заряда. Такая конструкция более надежная, безопасная и эффективная по сравнению с первыми образцами.

Какими достоинствами обладают Ли Ион АКБ?

Сравнивая их с никель-кадмиевыми и никель-металлгидридными АКБ, можно подметить, что обладают следующими достоинствами:

Возможность использования на протяжении более долгого времени благодаря высокой ёмкости.
Отсутствие обратимой потери ёмкости (так заявляет 99% производителей и продавцов Li Ion АКБ).
Аккумуляторный блок из лития имеет гораздо меньший вес при такой же ёмкости, чем кадмиевая АКБ.

Благодаря своей ёмкости, этот тип более распространен в технической сфере, где профессионалы используют инструменты дольше, чем никель-кадмиевые батарейные блоки.
Аккумуляторные батареи из лития имеют ряд недостатков. Например, они более чувствительные даже к самым маленьким скачкам напряжения во время подзарядки. В противоположность кадмиевым, литий-ионные более чувствительные к низкой температуре, особенно при выходе из теплого помещения на улицу в мороз. Конечно, любой вид АКБ в той или иной мере чувствителен к резким переменам температуры, но знающие мастера утверждают, что литий-ионные — самые прихотливые.
Литий-ионные батареи также быстрее теряют заявленную ёмкость, если они долго не эксплуатируются. Срок их эксплуатации составляет не более двух или двух с половиной лет.
Преимущества никель-кадмиевых акб
Многие осуждают кадмиевые накопительные батарейки в основном из-за того, что они более старые. Однако, невзирая на многочисленное осуждение, эти блоки имеют высокие показатели.
Например, они более емкие, при работе нагреваются не так сильно, как те же никель металлгидридные аккумуляторные элементы. Однозначный плюс в сторону использования их для шуруповерта.
Это благодаря теплопоглощательных реакций, которые происходят внутри аккумулятора. Теплопоглощающая реакция — поглощение выделяемого тепла внутри какого-нибудь элемента. Такие реакция не выпускают нагрев за пределы рабочей смеси. Теплопоглощающих реакций в Ni-Mh нет. Потому они так разогреваются.
Их сокращенное название — Ni-Cd. Это одни из первых щелочных батареек, производство которых началось еще под конец 19 столетия. В 19 эпохе производство аккумуляторных блоков было более дорогим, оно подразумевало приложения многочисленных усилий. Следовательно, оно не было столь интенсивным. Ускорилось производство в середине 20 века.
Если выбирать аккумуляторный элемент для электрошуруповерта, опираясь на их практичность и продуктивность, то Ni-Cd гораздо лучше Ni-Mh. На текущий момент они являются наиболее распространенным типом АКБ не только для электрошуруповертов либо дрелей, также других предметов бытовой техники.
Преимущества Ни-Кд АКБ:
Более низкий шанс перегрева элементов блока.
Они не перегорят и не испортятся в короткий срок, в противоположность Ни-Мг.
Оснащены прочным и надежным корпусом из металла, который предоставляет хорошую герметичность конструкции.
Устойчивы к различным нежелательным химическим реакциям.
Устойчивы к отрицательным температурам. Функционируют даже при -35°С.
При верной эксплуатации АКБ работают около 7-11 лет.
Адекватная стоимость. Li Ion накопительные батареи стоят намного больше.
Чтобы никель-кадмиевые накопительные блоки не сломались раньше положенного срока и прослужили 7-11 лет, необходимо придерживаться некоторых правил при их эксплуатации этого типа АКБ.
Прежде всего запомните, что батареям из никеля не страшен полный разряд элементов. Следовательно, при работе разряжайте накопительный блок до самого конца. После разрядки можно поставить аккумуляторную батарею на зарядку, ведь она не потеряет свою ёмкость. Это из-за того, что при зарядке Ни-Кд блоки быстро восполняют утраченную ёмкость.
Хранить их рекомендуется в разряженном состоянии, потому что обратимая потеря ёмкости, либо так называемый “эффект памяти” будет менее выражен. При хранении подзаряжать АКБ не надо. Обратимая потеря ёмкости не является сильной угрозой для батареи. Чтобы снизить ущерб от “эффекта памяти”, рекомендуется два либо три раза полностью зарядить и разрядить АКБ. Эти манипуляции помогут снизить обратимую потерю ёмкости.
Какие аккумуляторы лучше Ni Cd или Li Ion для шуруповерта
Оба вида аккумуляторных элементов хороши. Однако выбор типа батарейного блока зависит в основном от цели эксплуатации. Основное отличие литий ионных аккумуляторов (Ли Ион) от никель кадмиевых (Ни Кд) — это кол-во циклов оборота. У Li Ion их 1500, а у кадмиевых — 500. На первых взгляд кажется, что Li Ion намного лучше, ведь кол-во циклов больше в 3 раза.
Однако это не так. При выборе аккумуляторной батареи опирайтесь на то, что износ кадмиевых батарей зависит от используемых циклов. А срок Li Ion батарей — от их возраста. Кадмиевые используются на протяжении 7-11 лет, а Li Ion уже через 5 не будут работать, независимо от того пользовались ими или нет. Поэтому не рекомендуется покупать несколько литиевых блоков “на будущее”. Они все придут в неисправное состояние.
Никель-кадмиевые АКБ в свою очередь проживут намного дольше, если ими редко пользоваться, но правильно хранить. Это правило работает даже в том случае, когда шуруповерт с Ни Кд батареей не использовали целый год.
Не рекомендуется покупать б/у шуруповерт с литиевым аккумулятором, потому что есть риск, что он уже не эксплуатировался в течение длительного времени и, соответственно, неисправен или близок к неисправности.
Напротив, если б/e шуруповерт оснащен никель-кадмиевой батареей, то он сохраняет до 55-60% своего заряда. Даже если он не использовался.
Если вы используете электрошуруповерт или дрель не очень часто, то Li Ion аккумуляторы скорее всего умрут “от старости”, чем от потери всех циклов. Следовательно, если вы не профессионал-мастер, который пользуется шуруповертом ежедневно, то покупать Li Ion аккумулятор не имеет смысла. Лучше всего для бытовой эксплуатации подходят кадмиевые АКБ. Они служат долго независимо от того, сколько они пролежали без работы.
Никель-кадмиевые аккумуляторные батареи хранятся в ящике до тех пор, пока не потеряют свои 500 циклов оборота заряда элементов. Это при том условии, что блоки хранятся в нужных условиях.
Литий в свою очередь нуждается в постоянной зарядке, потому что основное условия его хранения — минимум 60% энергии. Если не подзаряжать литий регулярно, то он с высокой вероятностью разрушится раньше срока даже при правильном хранении.
Какие аккумуляторы подходят лучше для шуруповерта? Если эксплуатация шуруповерта происходит раз-два в год, то более подходящие будут никель-кадмиевые АКБ. Если инструмент используется каждый день на протяжении нескольких часов, то предпочитать рекомендуется литий-ионные аккумуляторные блоки. АКБ отслужат положенное кол-во циклов и “отмоют” потраченные на них деньги. Не покупайте литий, если он не будет использоваться часто. Это деньги впустую. Однако, если инструмент используется при условиях отрицательной температуры, то рекомендуется использовать кадмиевую батарею.
Аккумулятор – Что такое Аккумулятор?
Аккумулятор — это многоразовый источник тока, который предназначен для накопления и хранения энергии.
Его работа основана на обратимых окислительно-восстановительных реакциях, что дает возможность использовать батарею многократно.
Для создания аккумуляторной батареи, несколько аккумуляторов соединяют в одну цепь.
Для бытовых приборов и инструментов используется несколько типов аккумуляторных батарей, которые отличаются по используемым для их изготовления материалам.
Никель-кадмиевые (NiCd)
Эти аккумуляторы способны выдерживать большое количество разрядов и зарядов, устойчивы к низким температурам, также у них большой допустимый ток разряда.
Одними из основных достоинств никель-кадмиевых аккумуляторов являются низкая цена и большой срок службы.
Недостатки указанного вида в том, что он быстро саморазряжается и имеет низкую плотность энергии.
Основным недостатком такого оборудования является «эффект памяти», что приводит к снижению полезной емкости при неполном разряде батареи.
Для восстановления номинальной мощности, надо полностью разрядить, а потом снова зарядить это устройство.
Чтобы увеличить срок службы такого оборудования, необходимо полностью его разряжать и только потом ставить на зарядку.
Для заряда надо использовать только то устройство, которое шло в комплекте, либо таким, которое соответствует требованиям производителя батареи.
Никель-металлогидридные (NiMh)

Такие батареи появились позже, и они являются более перспективными.
Сейчас они массово используются для разной бытовой техники, но для телефонов и ноутбуков применяются еще более прогрессивные виды.
Литий-ионные (LiIon)

Такие аккумуляторы чаще всего используется для питания ноутбуков, фотоаппаратов и другой техники, но в современных телефонах они уже используются редко, т. к. вытесняются более прогрессивным типом батарей.
Их основной недостаток в высокой чувствительности к перезаряду, поэтому в устройствах, где используются такие батареи, обязательно устанавливают контроллер, который ограничивает заряд.
Литий-полимерные (LiPol)

Самые современные устройства.
Основным их отличием является то, что электролит гелеобразный, поэтому такие аккумуляторы могут быть очень тонкими.
Они чаще всего применяются в мобильных телефонах, плеерах и другой технике, имеющей небольшие размеры.
Т. к. такие батареи также чувствительны к перезаряду, использовать их в устройствах с неисправным контроллером заряда нельзя.
Если нарушается герметичность. также нельзя эксплуатировать такую батарею.
Независимо от типа, любой аккумулятор работает благодаря наличию разности напряжения между пластинами из металла, погруженными в электролит.
Химические процессы, происходящие в батарее, являются обратимыми, поэтому после ее разряжения, есть возможность при помощи заряда восстановить работоспособность.
Во время заряда ток пропускают в направлении, противоположном тому, которое будет при разряде аккумуляторной батареи.
Основной характеристикой аккумулятора является емкость, т. е. величина заряда, которую полностью заряженная батарея может отдать при разряде до наименьшего допустимого значения.
Для ее измерения обычно используют Ач.
Код ТН ВЭД 8507302009. Аккумуляторы электрические, никель-кадмиевые, герметичные, прочие. Товарная номенклатура внешнеэкономической деятельности ЕАЭС
Технические средства для инвалидов
Двигатели и генераторы электрические.. (НДС):
Постановление 1042 от 30.09.2015 Правительства РФ

0% – 27. Специальные средства для обмена информацией,получения и передачи информации для инвалидов с нарушениями зрения, слуха и голосообразования, которые могут быть использованы только для профилактики инвалидности или реабилитации инвалидов
0% – 36. Специальные технические средства для обучения инвалидов и осуществления ими трудовой деятельности, которые могут быть использованы только для профилактики инвалидности или реабилитации инвалидов
0% – 38. Технические средства для развития у инвалидов навыков ориентации в пространстве, самостоятельного передвижения, повседневного самообслуживания, для тренировки речи, письма и общения, умения различать и сравнивать предметы, средства для обучения программированию, информатике, правилам личной безопасности
20% – Прочие

Комплектующие для гражданских воздушных судов
Реакторы ядерные; котлы.. (НДС-авиазапчасти):
Федеральный закон 117-ФЗ от 05.08.2000 ГД РФ

0% – авиационные двигатели, запасные части и комплектующие изделия, предназначенные для строительства, ремонта и (или) модернизации на территории Российской Федерации гражданских воздушных судов, при условии представления в таможенный орган документа, подтверждающего целевое назначение ввозимого товара
20% – Прочие
Никель кадмиевые аккумуляторы Ni Cd
Надежные и практичные Ni Cd аккумуляторы 1.2V, которые можно недорого заказать в Екатеринбурге через магазин электроники Greatgadget, станут оптимальным решением для комплектации различной бытовой техники, гаджетов и инструментов повышенной мощности или в холодное время года. Магазин предлагает с доставкой сертифицированные элементы питания типоразмером SC по конкурентной стоимости.
Преимущества Ni-Cd аккумулятора
Ключевые преимущества никель кадмиевых аккумуляторов по сравнению с литиевыми и другими аналогами в способности «выдавать» повышенные токи и работать при сильных морозах. Поэтому, если предполагается использование, например, мобильного гаджета, камеры или другого оборудования в условиях низких температур, выбор вполне очевиден.
В числе достоинств Ni Cd аккумуляторов также следует отметить и другие моменты:
длительный период хранения независимо от емкости батареи;

большой запас циклов заряд/разряд 500–700 и более;

хорошая «выносливость»;

быстрое пополнение заряда;

конкурентная стоимость

При всех плюсах никель кадминиевые источники более требовательны в эксплуатации — необходимо периодическое устранение «эффекта памяти» и регулярная «правильная» зарядка. Также их утилизация предполагает использование дорогостоящего оборудования и особой технологии.
Особенности зарядки никель кадминиевой батареи
Чтобы продлить срок службы никель кадминиевой батареи, обеспечив при этом максимальную эффективность, следует ее правильно эксплуатировать. Данное Ni Cd изделие требует быстрой зарядки и медленного разряда. При этом перед очередным пополнением емкости, нужно полностью его разрядить. Подзарядку производите только с помощью импульсного ЗУ.
Периодическое восстановление «нужной памяти», как и после вынужденного неполного заряда, производится путем троекратного повторения цикла обнуления емкости с последующей максимальной зарядкой.
литий-ионных батарей против. Никель-кадмиевые аккумуляторы
Литий-ионные аккумуляторы и никель-кадмиевые (никель-кадмиевые) аккумуляторы во многом похожи. Оба типа батарей являются перезаряжаемыми и идеально подходят для определенных применений. Есть и существенные отличия.
Приложения
Литий-ионные батареи часто используются в портативных электронных устройствах, таких как портативные компьютеры, цифровые фотоаппараты и сотовые телефоны. Во многих портативных электроинструментах и радиоприемниках используются никель-кадмиевые батареи.
Эффект памяти
Согласно BatteryUniversity.com, «память» – это эффект, который поражает некоторые типы батарей. Большие кристаллы образуются на пластинах ячеек, когда некоторые типы батарей периодически не разряжаются. Это накопление может привести к потере аккумуляторной батареи. Никель-кадмиевые батареи, в отличие от литий-ионных, склонны к такому «эффекту памяти».
Срок годности
Оба типа батарей имеют относительно высокий срок хранения. Никель-кадмиевые батареи можно хранить или использовать до 5 лет.Литий-ионные батареи могут работать от 2 до 3 лет.
Циклов
При правильном обслуживании никель-кадмиевые батареи могут обеспечить более 1000 циклов зарядки и разрядки. Литий-ионные аккумуляторы способны обеспечивать от 300 до 500 циклов зарядки и разрядки.
Саморазряд
По данным GreenBatteries.com, никель-кадмиевые батареи имеют более высокую скорость саморазряда, чем литий-ионные батареи. Никель-кадмиевые батареи необходимо перезарядить, если они хранились без использования в течение нескольких месяцев.С другой стороны, литий-ионные батареи могут не использоваться в течение нескольких месяцев, прежде чем они начнут саморазряжаться.
Напряжение
Литий-ионные батареи работают при более высоком напряжении по сравнению с никель-кадмиевыми батареями. Типичный литий-ионный аккумулятор работает от 3,7 вольт, а никель-кадмиевый аккумулятор работает от 1,2 вольт.
Никель-кадмиевые и литий-ионные батареи
Мы переживаем серьезный сдвиг в технологии аккумуляторов. Последние 30 лет преобладали никель-кадмиевые (NiCad) батареи.Эта технология положила начало популярной революции беспроводных инструментов и позволила людям выполнять задачи, не будучи привязанными к электрической розетке.
Поскольку технологии постоянно развиваются, появилась новая альтернатива никель-кадмиевым батареям – литий-ионные (Li-ion). Хотя традиционные никель-кадмиевые батареи заняли свое место в истории, особенности и преимущества, предлагаемые литий-ионными батареями, направили большинство пользователей электроинструментов в их сторону. Это причины, по которым вам следует перейти на литий-ионные аккумуляторы.
Увеличенный срок службы батареи
Хотя их цена может быть немного выше, литий-ионные батареи имеют больший срок службы, что означает, что их можно заряжать чаще, что увеличивает время между заменами, что особенно важно для активных пользователей.

Более легкий и компактный дизайн
Тем, кто много использует аккумуляторные инструменты, понравится тот факт, что литий-ионные батареи намного легче, чем никель-кадмиевые. Этот уменьшенный вес может иметь огромное значение в течение рабочего дня. Литий-ионные аккумуляторы обычно весят на 30-40 процентов меньше, чем сопоставимые никель-кадмиевые аккумуляторы. Утомляемость и связанные с ней проблемы безопасности значительно снижаются, что обеспечивает более безопасную рабочую среду.
Меньший по размеру аккумуляторный элемент с меньшей плотностью является основной причиной меньшего веса.Ячейки меньшего размера позволяют создавать более компактные аккумуляторные батареи, тем самым предлагая большую гибкость разработчикам инструментов и конечным пользователям.
Более быстрое время зарядки
Литий-ионные аккумуляторы заряжаются быстрее, чем их никель-кадмиевые эквиваленты. Когда аккумулятор полностью заряжен, допуск к перезарядке невелик, если таковой имеется. С другой стороны, перезаряд никель-кадмиевых батарей может повредить их, что приведет к сокращению срока службы.
Эффект нулевой памяти
В инструкциях к инструментам, работающим от никель-кадмиевых батарей, обычно рекомендуется разрядить аккумулятор перед зарядкой.Причина этого в том, чтобы ограничить эффект «памяти» на батарею, которая заставляет их удерживать меньше заряда, что приводит к потере максимальной энергоемкости. Литий-ионные аккумуляторы можно заряжать в любой момент без каких-либо негативных последствий.
Постоянная мощность
Сколько раз вы пытались прижать винт к рабочей поверхности, и ваша дрель медленно теряла мощность и в конечном итоге уже не могла повернуть винт, оставляя 1/4 дюйма винта незащищенным? Никель-кадмиевые батареи медленно теряют мощность, и эффект очень заметен.Одним из самых больших преимуществ литий-ионного аккумулятора является его способность обеспечивать полную мощность на всей емкости аккумулятора. Энергия уходит только тогда, когда батарея разряжена. Вы получаете полную мощность до конца заряда.
Нижняя скорость саморазряда
Батареи обоих типов постепенно разряжаются, когда они не используются. Скорость саморазряда литий-ионных аккумуляторов составляет от 1,5 до 2 процентов. По сравнению с NiCad более чем на 10 процентов литий-ионные версии намного превосходят их.
Никель-кадмиевые батареи проигрывают (если еще не проиграли) битву за то, чтобы быть отраслевым стандартом. Фактически, Европа уже запретила их использование… шаг, который может легко распространиться на другие регионы мира. Характеристики литий-ионных аккумуляторов намного превосходят возможности старых никель-кадмиевых аккумуляторов. Если вы не переключились, время пришло.
Li-ion и NiCad – разница и сравнение
Электрохимия
Никель-кадмиевый аккумулятор использует кадмий для анода (отрицательный полюс), оксигидроксид никеля для катода (положительный полюс) и водный гидроксид калия в качестве электролита.
В литий-ионной батарее в качестве анода используется графит, в качестве катода – оксид лития, а в качестве электролита – литиевая соль. Ионы лития перемещаются от отрицательного электрода к положительному во время разряда и обратно при зарядке. Литий-ионные электрохимические элементы используют интеркалированное соединение лития в качестве электродного материала вместо металлического лития, в отличие от одноразовых литиевых первичных батарей.
Воздействие на окружающую среду
Никель-кадмиевые батареи
содержат от 6% (промышленные батареи) до 18% (потребительские батареи) кадмия, который является токсичным тяжелым металлом и поэтому требует особой осторожности при утилизации батарей.Федеральное правительство классифицирует это как опасные отходы. В Соединенных Штатах часть стоимости батареи – это плата за ее надлежащую утилизацию в конце срока службы.
Компоненты литий-ионных аккумуляторов экологически безопасны, так как литий не являются опасными отходами.
Стоимость
Литий-ионный аккумулятор стоит примерно на 40 процентов дороже в производстве из-за дополнительной схемы защиты для контроля напряжения и тока.
Эксплуатация и производительность
Самый большой недостаток никель-кадмиевых батарей заключается в том, что они страдают «эффектом памяти», если они разряжаются и перезаряжаются до одного и того же уровня заряда несколько раз.Батарея «запоминает» точку цикла зарядки, в которой началась перезарядка, и во время последующего использования напряжение в этой точке внезапно падает, как если бы батарея была разряжена. Однако емкость аккумулятора существенно не снижается. Некоторые электронные устройства специально разработаны, чтобы выдерживать это пониженное напряжение достаточно долго, чтобы напряжение вернулось в норму. Однако некоторые устройства не могут работать в течение этого периода пониженного напряжения, и батарея кажется «разряженной» раньше, чем обычно.
Подобный эффект, называемый понижением напряжения или эффектом ленивого заряда батареи, возникает в результате многократной перезарядки. В этом случае аккумулятор выглядит полностью заряженным, но быстро разряжается после короткого периода работы. При правильном обращении никель-кадмиевый аккумулятор может работать не менее 1000 циклов, прежде чем его емкость упадет ниже половины исходной емкости.
Другая проблема – обратная зарядка, которая происходит из-за ошибки пользователя или когда батарея из нескольких ячеек полностью разряжена.Обратная зарядка может сократить срок службы аккумулятора. Побочным продуктом обратной зарядки является газообразный водород, который может быть опасным.
При нерегулярном использовании в никель-кадмиевых батареях появляются дендриты. Дендриты представляют собой тонкие проводящие кристаллы, которые могут проникать через разделительную мембрану между электродами. Это приводит к внутреннему короткому замыканию и преждевременному выходу из строя.
Литий-ионные батареи не требуют особого обслуживания. Их можно заряжать до того, как они полностью разрядятся, без создания «эффекта памяти» и работают в более широком диапазоне температур.По сравнению с Ni-Cd, саморазряд литий-ионных аккумуляторов составляет менее половины, что делает его хорошо подходящим для современных приложений для измерения уровня топлива. Единственный недостаток – литий-ионный аккумулятор хрупкий и требует схемы защиты для обеспечения безопасной работы. В каждую батарею встроена схема защиты, которая ограничивает пиковое напряжение каждой ячейки во время заряда и предотвращает слишком низкое падение напряжения ячейки при разряде. Для предотвращения экстремальных температур также контролируется температура ячейки.
Размеры и типы
Ni-Cd элементы доступны от AAA до D, тех же размеров, что и щелочные батареи, а также нескольких размеров многоэлементных.Помимо одиночных ячеек, они доступны в упаковках до 300 ячеек, обычно используемых в автомобилях и тяжелых промышленных приложениях. Для портативных приложений количество ячеек составляет менее 18 ячеек. Есть 2 типа никель-кадмиевых аккумуляторов: герметичные и вентилируемые.
Литий-ионные батареи меньше, легче и обеспечивают больше энергии, чем никель-кадмиевые батареи. Они также доступны в самых разных формах и размерах в 4 типах форматов:
Маленький цилиндрический (твердый корпус без клемм, например, используемых в аккумуляторах портативных компьютеров)
Большой цилиндрический (цельный корпус с большими резьбовыми выводами)
Чехол (мягкий плоский корпус, например, используемый в сотовых телефонах)
Призматический (полутвердый пластиковый корпус с большими резьбовыми выводами, часто используется в тяговых агрегатах транспортных средств)
Ячейки мешка имеют самую высокую плотность энергии из-за отсутствия корпуса.Однако для предотвращения расширения при высоком уровне заряда (SOC) требуется некоторая внешняя форма сдерживания.
Приложения
Никель-кадмиевые батареи
могут быть собраны в аккумуляторные блоки или использоваться по отдельности. Маленькие и миниатюрные элементы можно использовать в фонариках, портативной электронике, фотоаппаратах и игрушках. Они могут обеспечивать высокие импульсные токи при относительно низком внутреннем сопротивлении, что делает их подходящим выбором для дистанционно управляемых электрических моделей самолетов, лодок, автомобилей, беспроводных электроинструментов и вспышек для камер.Залитые элементы большего размера используются для пусковых батарей самолетов, электромобилей и резервного источника питания.
Обладая такими качествами, как высокая плотность энергии, отсутствие эффекта памяти и медленная потеря заряда, когда они не используются, литий-ионные аккумуляторы являются наиболее популярным выбором для бытовой электроники. Они также становятся все популярнее в военных, электромобилях и аэрокосмической отрасли.
Список литературы
Li-ion и NiCad – разница и сравнение
Электрохимия
Никель-кадмиевый аккумулятор использует кадмий для анода (отрицательный полюс), оксигидроксид никеля для катода (положительный полюс) и водный гидроксид калия в качестве электролита.
В литий-ионной батарее в качестве анода используется графит, в качестве катода – оксид лития, а в качестве электролита – литиевая соль. Ионы лития перемещаются от отрицательного электрода к положительному во время разряда и обратно при зарядке. Литий-ионные электрохимические элементы используют интеркалированное соединение лития в качестве электродного материала вместо металлического лития, в отличие от одноразовых литиевых первичных батарей.
Воздействие на окружающую среду
Никель-кадмиевые батареи
содержат от 6% (промышленные батареи) до 18% (потребительские батареи) кадмия, который является токсичным тяжелым металлом и поэтому требует особой осторожности при утилизации батарей.Федеральное правительство классифицирует это как опасные отходы. В Соединенных Штатах часть стоимости батареи – это плата за ее надлежащую утилизацию в конце срока службы.
Компоненты литий-ионных аккумуляторов экологически безопасны, так как литий не являются опасными отходами.
Стоимость
Литий-ионный аккумулятор стоит примерно на 40 процентов дороже в производстве из-за дополнительной схемы защиты для контроля напряжения и тока.
Эксплуатация и производительность
Самый большой недостаток никель-кадмиевых батарей заключается в том, что они страдают «эффектом памяти», если они разряжаются и перезаряжаются до одного и того же уровня заряда несколько раз.Батарея «запоминает» точку цикла зарядки, в которой началась перезарядка, и во время последующего использования напряжение в этой точке внезапно падает, как если бы батарея была разряжена. Однако емкость аккумулятора существенно не снижается. Некоторые электронные устройства специально разработаны, чтобы выдерживать это пониженное напряжение достаточно долго, чтобы напряжение вернулось в норму. Однако некоторые устройства не могут работать в течение этого периода пониженного напряжения, и батарея кажется «разряженной» раньше, чем обычно.
Подобный эффект, называемый понижением напряжения или эффектом ленивого заряда батареи, возникает в результате многократной перезарядки. В этом случае аккумулятор выглядит полностью заряженным, но быстро разряжается после короткого периода работы. При правильном обращении никель-кадмиевый аккумулятор может работать не менее 1000 циклов, прежде чем его емкость упадет ниже половины исходной емкости.
Другая проблема – обратная зарядка, которая происходит из-за ошибки пользователя или когда батарея из нескольких ячеек полностью разряжена.Обратная зарядка может сократить срок службы аккумулятора. Побочным продуктом обратной зарядки является газообразный водород, который может быть опасным.
При нерегулярном использовании в никель-кадмиевых батареях появляются дендриты. Дендриты представляют собой тонкие проводящие кристаллы, которые могут проникать через разделительную мембрану между электродами. Это приводит к внутреннему короткому замыканию и преждевременному выходу из строя.
Литий-ионные батареи не требуют особого обслуживания. Их можно заряжать до того, как они полностью разрядятся, без создания «эффекта памяти» и работают в более широком диапазоне температур.По сравнению с Ni-Cd, саморазряд литий-ионных аккумуляторов составляет менее половины, что делает его хорошо подходящим для современных приложений для измерения уровня топлива. Единственный недостаток – литий-ионный аккумулятор хрупкий и требует схемы защиты для обеспечения безопасной работы. В каждую батарею встроена схема защиты, которая ограничивает пиковое напряжение каждой ячейки во время заряда и предотвращает слишком низкое падение напряжения ячейки при разряде. Для предотвращения экстремальных температур также контролируется температура ячейки.
Размеры и типы
Ni-Cd элементы доступны от AAA до D, тех же размеров, что и щелочные батареи, а также нескольких размеров многоэлементных.Помимо одиночных ячеек, они доступны в упаковках до 300 ячеек, обычно используемых в автомобилях и тяжелых промышленных приложениях. Для портативных приложений количество ячеек составляет менее 18 ячеек. Есть 2 типа никель-кадмиевых аккумуляторов: герметичные и вентилируемые.
Литий-ионные батареи меньше, легче и обеспечивают больше энергии, чем никель-кадмиевые батареи. Они также доступны в самых разных формах и размерах в 4 типах форматов:
Маленький цилиндрический (твердый корпус без клемм, например, используемых в аккумуляторах портативных компьютеров)
Большой цилиндрический (цельный корпус с большими резьбовыми выводами)
Чехол (мягкий плоский корпус, например, используемый в сотовых телефонах)
Призматический (полутвердый пластиковый корпус с большими резьбовыми выводами, часто используется в тяговых агрегатах транспортных средств)
Ячейки мешка имеют самую высокую плотность энергии из-за отсутствия корпуса.Однако для предотвращения расширения при высоком уровне заряда (SOC) требуется некоторая внешняя форма сдерживания.
Приложения
Никель-кадмиевые батареи
могут быть собраны в аккумуляторные блоки или использоваться по отдельности. Маленькие и миниатюрные элементы можно использовать в фонариках, портативной электронике, фотоаппаратах и игрушках. Они могут обеспечивать высокие импульсные токи при относительно низком внутреннем сопротивлении, что делает их подходящим выбором для дистанционно управляемых электрических моделей самолетов, лодок, автомобилей, беспроводных электроинструментов и вспышек для камер.Залитые элементы большего размера используются для пусковых батарей самолетов, электромобилей и резервного источника питания.
Обладая такими качествами, как высокая плотность энергии, отсутствие эффекта памяти и медленная потеря заряда, когда они не используются, литий-ионные аккумуляторы являются наиболее популярным выбором для бытовой электроники. Они также становятся все популярнее в военных, электромобилях и аэрокосмической отрасли.
Список литературы
Li-ion и NiCad – разница и сравнение
Электрохимия
Никель-кадмиевый аккумулятор использует кадмий для анода (отрицательный полюс), оксигидроксид никеля для катода (положительный полюс) и водный гидроксид калия в качестве электролита.
В литий-ионной батарее в качестве анода используется графит, в качестве катода – оксид лития, а в качестве электролита – литиевая соль. Ионы лития перемещаются от отрицательного электрода к положительному во время разряда и обратно при зарядке. Литий-ионные электрохимические элементы используют интеркалированное соединение лития в качестве электродного материала вместо металлического лития, в отличие от одноразовых литиевых первичных батарей.
Воздействие на окружающую среду
Никель-кадмиевые батареи
содержат от 6% (промышленные батареи) до 18% (потребительские батареи) кадмия, который является токсичным тяжелым металлом и поэтому требует особой осторожности при утилизации батарей.Федеральное правительство классифицирует это как опасные отходы. В Соединенных Штатах часть стоимости батареи – это плата за ее надлежащую утилизацию в конце срока службы.
Компоненты литий-ионных аккумуляторов экологически безопасны, так как литий не являются опасными отходами.
Стоимость
Литий-ионный аккумулятор стоит примерно на 40 процентов дороже в производстве из-за дополнительной схемы защиты для контроля напряжения и тока.
Эксплуатация и производительность
Самый большой недостаток никель-кадмиевых батарей заключается в том, что они страдают «эффектом памяти», если они разряжаются и перезаряжаются до одного и того же уровня заряда несколько раз.Батарея «запоминает» точку цикла зарядки, в которой началась перезарядка, и во время последующего использования напряжение в этой точке внезапно падает, как если бы батарея была разряжена. Однако емкость аккумулятора существенно не снижается. Некоторые электронные устройства специально разработаны, чтобы выдерживать это пониженное напряжение достаточно долго, чтобы напряжение вернулось в норму. Однако некоторые устройства не могут работать в течение этого периода пониженного напряжения, и батарея кажется «разряженной» раньше, чем обычно.
Подобный эффект, называемый понижением напряжения или эффектом ленивого заряда батареи, возникает в результате многократной перезарядки. В этом случае аккумулятор выглядит полностью заряженным, но быстро разряжается после короткого периода работы. При правильном обращении никель-кадмиевый аккумулятор может работать не менее 1000 циклов, прежде чем его емкость упадет ниже половины исходной емкости.
Другая проблема – обратная зарядка, которая происходит из-за ошибки пользователя или когда батарея из нескольких ячеек полностью разряжена.Обратная зарядка может сократить срок службы аккумулятора. Побочным продуктом обратной зарядки является газообразный водород, который может быть опасным.
При нерегулярном использовании в никель-кадмиевых батареях появляются дендриты. Дендриты представляют собой тонкие проводящие кристаллы, которые могут проникать через разделительную мембрану между электродами. Это приводит к внутреннему короткому замыканию и преждевременному выходу из строя.
Литий-ионные батареи не требуют особого обслуживания. Их можно заряжать до того, как они полностью разрядятся, без создания «эффекта памяти» и работают в более широком диапазоне температур.По сравнению с Ni-Cd, саморазряд литий-ионных аккумуляторов составляет менее половины, что делает его хорошо подходящим для современных приложений для измерения уровня топлива. Единственный недостаток – литий-ионный аккумулятор хрупкий и требует схемы защиты для обеспечения безопасной работы. В каждую батарею встроена схема защиты, которая ограничивает пиковое напряжение каждой ячейки во время заряда и предотвращает слишком низкое падение напряжения ячейки при разряде. Для предотвращения экстремальных температур также контролируется температура ячейки.
Размеры и типы
Ni-Cd элементы доступны от AAA до D, тех же размеров, что и щелочные батареи, а также нескольких размеров многоэлементных.Помимо одиночных ячеек, они доступны в упаковках до 300 ячеек, обычно используемых в автомобилях и тяжелых промышленных приложениях. Для портативных приложений количество ячеек составляет менее 18 ячеек. Есть 2 типа никель-кадмиевых аккумуляторов: герметичные и вентилируемые.
Литий-ионные батареи меньше, легче и обеспечивают больше энергии, чем никель-кадмиевые батареи. Они также доступны в самых разных формах и размерах в 4 типах форматов:
Маленький цилиндрический (твердый корпус без клемм, например, используемых в аккумуляторах портативных компьютеров)
Большой цилиндрический (цельный корпус с большими резьбовыми выводами)
Чехол (мягкий плоский корпус, например, используемый в сотовых телефонах)
Призматический (полутвердый пластиковый корпус с большими резьбовыми выводами, часто используется в тяговых агрегатах транспортных средств)
Ячейки мешка имеют самую высокую плотность энергии из-за отсутствия корпуса.Однако для предотвращения расширения при высоком уровне заряда (SOC) требуется некоторая внешняя форма сдерживания.
Приложения
Никель-кадмиевые батареи
могут быть собраны в аккумуляторные блоки или использоваться по отдельности. Маленькие и миниатюрные элементы можно использовать в фонариках, портативной электронике, фотоаппаратах и игрушках. Они могут обеспечивать высокие импульсные токи при относительно низком внутреннем сопротивлении, что делает их подходящим выбором для дистанционно управляемых электрических моделей самолетов, лодок, автомобилей, беспроводных электроинструментов и вспышек для камер.Залитые элементы большего размера используются для пусковых батарей самолетов, электромобилей и резервного источника питания.
Обладая такими качествами, как высокая плотность энергии, отсутствие эффекта памяти и медленная потеря заряда, когда они не используются, литий-ионные аккумуляторы являются наиболее популярным выбором для бытовой электроники. Они также становятся все популярнее в военных, электромобилях и аэрокосмической отрасли.
Список литературы
литий-ионных батарей против. Никель-гидридная медаль
Почему литий-ионные батареи превосходят никель-металлогидридные.
Литий-ионный аккумулятор
Плотность энергии литий-иона обычно вдвое больше, чем у стандартного никель-кадмиевого сплава. Есть потенциал для более высоких плотностей энергии. Нагрузочные характеристики достаточно хорошие и с точки зрения разряда ведут себя так же, как никель-кадмиевые. Высокое напряжение ячеек 3,6 В позволяет создавать аккумуляторные батареи только с одним элементом. Большинство современных мобильных телефонов работают на одной соте. Для блока на основе никеля потребуются три последовательно соединенных 1,2-вольтовых элемента.
Литий-ионный аккумулятор
не требует особого обслуживания, а это преимущество, на которое не могут претендовать другие химические производители. У нет памяти, и для продления срока службы батареи не требуется никаких плановых циклов . Кроме того, саморазряд меньше чем наполовину по сравнению с никель-кадмиевым, что делает литий-ионные аккумуляторы хорошо подходящими для современных датчиков уровня топлива. литий-ионные элементы при утилизации не причиняют особого вреда.
Несмотря на общие преимущества, литий-ионный имеет свои недостатки. Он хрупкий и требует схемы защиты для обеспечения безопасной работы.Схема защиты, встроенная в каждую батарею, ограничивает пиковое напряжение каждой ячейки во время заряда и предотвращает слишком низкое падение напряжения ячейки при разряде. Кроме того, контролируется температура ячейки, чтобы предотвратить перепады температур. Максимальный ток заряда и разряда на большинстве блоков ограничен от 1С до 2С. При соблюдении этих мер предосторожности возможность образования металлического лития из-за перезарядки практически исключается.
Старение является проблемой для большинства литий-ионных аккумуляторов, и многие производители умалчивают об этой проблеме.Некоторое ухудшение емкости заметно через год, независимо от того, используется аккумулятор или нет. Батарея часто выходит из строя через два-три года. Следует отметить, что другие химические вещества также обладают возрастными дегенеративными эффектами. Это особенно верно для никель-металлогидрида при воздействии высоких температур окружающей среды. В то же время известно, что литий-ионные блоки служат в некоторых случаях в течение пяти лет.
Преимущества
Высокая плотность энергии – потенциал для еще большей производительности.
Не требует длительного грунтования в новом состоянии. Достаточно одной регулярной зарядки.
Относительно низкий саморазряд – саморазряд на меньше половины у никелевых аккумуляторов.
Низкие эксплуатационные расходы – периодическая разрядка не требуется; нет памяти .
Специальные элементы могут обеспечивать очень высокий ток для таких приложений, как электроинструменты.
Ограничения
Требуется схема защиты для поддержания напряжения и тока в безопасных пределах.
Подвержен старению, даже если не используется – хранение в прохладном месте при 40% -ном заряде снижает эффект старения.
Ограничения на транспортировку – отгрузка больших партий может подлежать регулирующему контролю. Это ограничение не распространяется на аккумуляторную батарею в личной ручной клади.
Дорого в производстве – примерно на 40 процентов дороже, чем никель-кадмиевые.
Не полностью зрелый – металлы и химические вещества постоянно меняются.
Типы батарей | Ассоциация аккумуляторных батарей
БАТАРЕИ НИКЕЛЕВЫЕ КАДМИЯ
Активные компоненты NiCd аккумуляторной батареи в заряженном состоянии состоят из гидроксида никеля (NiOOH) в положительном электроде и кадмия (Cd) в отрицательном электроде. В качестве электролита обычно используется гидроксид калия (КОН). Благодаря низкому внутреннему сопротивлению и очень хорошим токопроводящим свойствам никель-кадмиевые батареи могут обеспечивать чрезвычайно высокие токи и быстро заряжаться.Эти элементы способны выдерживать температуры до -20 ° C. Выбор сепаратора (нейлон или полипропилен) и электролита (KOH, LiOH, NaOH) влияет на условия напряжения в случае сильноточного разряда, срок службы и способность к перезарядке. В случае неправильного использования может быстро возникнуть очень высокое давление. По этой причине для элементов требуется предохранительный клапан. NiCd элементы обычно имеют длительный срок службы, что обеспечивает высокую степень экономии.
НИКЕЛЬ-МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ГИДРИДНЫЕ БАТАРЕИ
Активные компоненты NiMH аккумуляторной батареи в заряженном состоянии состоят из гидроксида никеля (NiOOH) в положительном электроде и металлического сплава, аккумулирующего водород (MH) в отрицательном электроде, а также из электролита гидроксида калия (KOH).По сравнению с перезаряжаемыми никель-кадмиевыми батареями, никель-металлгидридные батареи имеют более высокую удельную энергию на единицу объема и веса.
ЛИТИЕВЫЕ ИОННЫЕ БАТАРЕИ
Термин ионно-литиевая батарея относится к перезаряжаемой батарее, в которой материалы отрицательного электрода (анода) и положительного электрода (катода) служат в качестве хозяина для литий-ионных аккумуляторов (Li +). Ионы лития перемещаются от анода к катоду во время разряда и интеркалируются (вставляются в пустоты в кристаллографической структуре) катода.Ионы меняют направление во время зарядки. Поскольку ионы лития внедряются в материалы-хозяева во время заряда или разряда, в литий-ионном элементе нет свободного металлического лития. В литий-ионном элементе чередующиеся слои анода и катода разделены пористой пленкой (разделителем). Электролит, состоящий из органического растворителя и растворенной соли лития, обеспечивает среду для переноса ионов лития. Для большинства коммерческих литий-ионных ячеек диапазон напряжений составляет примерно от 3,0 В (в разряженном состоянии или при 0% -ном состоянии заряда, SOC) до 4.2 В (полностью заряженный или 100% SOC).
СВИНЦОВО-КИСЛОТНЫЕ АККУМУЛЯТОРЫ МАЛЫЙ ЗАПЕЧАТАННЫЙ
Перезаряжаемые небольшие герметичные свинцово-кислотные батареи (SSLA), которые представляют собой свинцово-кислотные батареи с регулируемым клапаном (батареи VRLA), не требуют регулярного добавления воды в элементы и выделяют меньше газа, чем залитые (влажные) свинцово-кислотные батареи.