Литий-ионные аккумуляторы – долговечны ли? На сколько циклов зарядки? Стоит ли отказываться от шнура? Bosch, DeWalt, Metabo, Makita, Milwaukee и Ridgid готовы ответить на все ваши вопросы.
Обновлено: 06.02.2023
Автор статьи : Enex Аккумуляторные инструменты прошли долгий путь за последнее десятилетие. Переход на литий-ионные аккумуляторы в качестве накопителя энергии вместо старых никель-кадмиевых батарей позволяет повысить производительность и время автономной работы. Это происходит так повсеместно, что «отказ от шнура» стал вполне себе жизнеспособным вариантом для многих производителей профессионального инструмента. Пользователи сегодня могут избавиться от необходимости таскать удлинители и генераторы на место работы.
Из-за дороговизны литий-ионных аккумуляторов переход к удобству их использования может оказаться затратным. Естественно, прежде чем перейти к линейке аккумуляторных инструментов, профессионал рассмотрит, насколько хороша идея купить беспроводной инструмент, как долго батарея может работать? Сколько циклов зарядки можно ожидать от аккумулятора? Чем отличаются литий-ионные аккумуляторы? Короче говоря, на сколько реально хватает литий-ионных аккумуляторов?
Мы поговорили с менеджерами по продукции и руководителями компаний Bosch, DeWalt, Metabo HPT (ранее Hitachi), Makita, Milwaukee и Ridgid, чтобы получить ответы напрямую от производителей.
И хотя ответы их +/- различаются, по основным моментам они сошлись.
Начнем с хранения аккумуляторов. Как долго они работают при их использовании – это одно, но как насчет того времени, что они лежат на полках? На срок службы аккумуляторной батареи на полке влияет ряд внешних факторов. В каком состоянии был заряд, когда он хранился? Будет ли пользователь хранить батарею при более высоких или более низких температурах? Будет ли он храниться в инструменте, на полке или в зарядном устройстве? Кто произвел внутреннюю электронику и насколько хорошо она контролирует ток внутри блока?
Конечно, если аккумулятор разрядится ниже определенного уровня, он вообще перестанет заряжаться. Это сигнализирует об окончании его срока службы, хотя некоторые разряженные аккумуляторы можно «воскресить». Время, необходимое для этого, зависит, опять же, от производственных процессов и компонентов, а также от этих внешних факторов.
При всем вышесказанном, все равно существует одно мнение относительно среднего срока годности аккумулятора.
Если вы позаботитесь о правильном хранении батарей, вы можете рассчитывать, что они прослужат от 3 до 6 лет на полке. Какой же самый главный вывод? Держите батареи вдали от источников тепла. Сильная жара – самый главный враг срока службы литий-ионных аккумуляторов.
На сколько циклов зарядки рассчитывать?
Опять же, ответ на этот вопрос во многом зависит от ряда переменных. Важную роль играют конфигурация и емкость аккумулятора, а также температура окружающей среды при хранении.
Поведение пользователя тоже влияет на то, сколько циклов зарядки может пройти аккумулятор, прежде чем он разрядится. Важно – действительно не стоит использовать аккумулятор вместо молотка. Травма от удара тупым предметом отрицательно скажется на сроке службы литий-ионных аккумуляторов.
Итак, с точки зрения циклов зарядки, на сколько хватит литий-ионных аккумуляторов? Несмотря на вышеупомянутые переменные, большинство наших производителей заявляют, что пользователи должны рассчитывать на более 1000 циклов зарядки.
Что такое цикл зарядки?
Отчасти это зависит от того, как сам производитель определяет цикл зарядки. Как правило, один цикл зарядки означает разрядку аккумулятора и его повторную зарядку. Однако большинство аккумуляторов рассчитывают один полный цикл зарядки каждый раз, когда вы кладете аккумулятор на зарядное устройство. Это происходит независимо от того, на сколько действительно нужно зарядить аккумулятор.
Макита говорит, что они используют «умную» систему, которая учитывает это. Их зарядные устройства и аккумуляторы используют систему связи, которая распознает текущий уровень заряда и температуру аккумулятора. Затем зарядное устройство регулирует оптимальный ток, напряжение и температуру для зарядки аккумулятора. Этот процесс продлевает срок службы батареи. Это также увеличивает количество циклов зарядки, которые может выдержать аккумулятор. Это лишь один из примеров того, почему стоит придерживаться оригинальных аккумуляторов и зарядных устройств производителя.
Что касается ожидаемого количества циклов зарядки, большинство производителей попадают в лагерь от 1000 до 2000 циклов зарядки. Это ежедневная зарядка аккумулятора в течение от 3 до 6 лет. Мы бы рекомендовали жить в рамках ожиданий, склоняясь к более короткой стороне этого уравнения.
Каков срок службы литий-ионных аккумуляторов по сравнению с никель-кадмиевыми?
Мы знаем, что никель-кадмиевые батареи давно вышли из употребления, уже более десяти лет. Тем не менее, это служит своего рода отправной точкой в мышлении некоторых людей. Поскольку литий-ионный аккумулятор имеет более высокую плотность энергии, сопоставимый никель-кадмиевый аккумулятор будет больше и тяжелее. С функциональной точки зрения литий-ионный аккумулятор также не испытывает падений напряжения при истощении. Так что насчет срока годности?
Обе разновидности аккумуляторов при хранении саморазряжаются. Однако NiCad саморазряжается со скоростью около 1–3% в день. Из-за этого неиспользованная никель-кадмиевая батарея нередко требовала подзарядки каждые пару недель или около того, даже если вы никогда ее не использовали!
Литий-ионные аккумуляторы саморазряжаются намного медленнее.
Итак, хотя некоторые могут утверждать, что никель-кадмиевые батареи также должны были прослужить до 1000 циклов зарядки, вам приходилось заряжать эти батареи гораздо больше во время их использования. Также приходилось иметь дело со страшным «эффектом памяти батареи».
Компании Bosch, DeWalt, Metabo, Makita, Milwaukee Tool и Ridgid дают на свои литий-ионные батареи 2–3 года гарантии. Это действительно хороший показатель их минимальных ожиданий от этих устройств.Если вы заботитесь о своих батареях, нет причин не рассчитывать, что они прослужат как минимум так долго или дольше.
Источник – https://www.protoolreviews.com
Смотрите аккумуляторные инструменты в каталоге онлайн-выставки Enex:https://enex.market/catalog/elektroinstrument/akkumulyatornyy_instrument/.
Новый электролит для литий-ионных аккумуляторов хорошо работает в холодных регионах и в холодное время года — ScienceDaily
Многие владельцы электромобилей беспокоятся о том, насколько эффективными будут их аккумуляторы в очень холодную погоду. Теперь новая химия батареи, возможно, решила эту проблему.
В современных литий-ионных батареях основная проблема заключается в жидком электролите. Этот ключевой компонент батареи переносит несущие заряд частицы, называемые ионами, между двумя электродами батареи, заставляя батарею заряжаться и разряжаться.
Но жидкость начинает замерзать при минусовой температуре. Это условие сильно ограничивает эффективность зарядки электромобилей в холодных регионах и сезонах.
Для решения этой проблемы группа ученых из национальных лабораторий Министерства энергетики США в Аргонне и Лоуренсе в Беркли разработала фторсодержащий электролит, который хорошо работает даже при отрицательных температурах.
«Наша команда не только обнаружила антифризный электролит, зарядная способность которого не снижается при минус 4 градусах по Фаренгейту, но мы также обнаружили на атомном уровне, что делает его таким эффективным», — сказал Чжэнчэн «Джон» Чжан, старший химик. и руководитель группы в Аргоннском подразделении химических наук и инженерии.
Этот низкотемпературный электролит перспективен для использования в батареях электромобилей, а также в накопителях энергии для электрических сетей и потребительской электроники, такой как компьютеры и телефоны.
В современных литий-ионных батареях электролит представляет собой смесь широко доступной соли (гексафторфосфата лития) и карбонатных растворителей, таких как этиленкарбонат.
Растворители растворяют соль с образованием жидкости.
Когда аккумулятор заряжается, жидкий электролит перемещает ионы лития от катода (литийсодержащий оксид) к аноду (графит). Эти ионы мигрируют из катода, затем проходят через электролит на пути к аноду. При транспортировке через электролит они располагаются в центре кластеров из четырех или пяти молекул растворителя.
Во время первых нескольких зарядов эти кластеры ударяются о поверхность анода и образуют защитный слой, называемый границей твердого электролита. После формирования этот слой действует как фильтр. Это позволяет только ионам лития проходить через слой, блокируя молекулы растворителя. Таким образом, анод способен сохранять атомы лития в структуре графита при зарядке. При разряде в результате электрохимических реакций из лития высвобождаются электроны, которые генерируют электричество, которое может приводить в движение автомобили.
Проблема в том, что при низких температурах электролит с карбонатными растворителями начинает замерзать.
Группа исследовала несколько фторсодержащих растворителей. Им удалось определить состав, обладающий наименьшим энергетическим барьером для высвобождения ионов лития из кластеров при минусовой температуре. Они также определили в атомном масштабе, почему этот конкретный состав работает так хорошо. Это зависело от положения атомов фтора в каждой молекуле растворителя и их количества.
При тестировании с лабораторными элементами фторированный электролит команды сохранял стабильную емкость накопления энергии в течение 400 циклов заряда-разряда при минус 4 F. Даже при такой минусовой температуре емкость была эквивалентна емкости элемента с обычным карбонатом.
электролит на основе при комнатной температуре.
«Таким образом, наше исследование показало, как адаптировать атомную структуру растворителей электролитов для разработки новых электролитов для отрицательных температур», — сказал Чжан.
Незамерзающий электролит имеет бонусное свойство. Он намного безопаснее используемых в настоящее время электролитов на карбонатной основе, так как не воспламеняется.
«Мы патентуем наш низкотемпературный и более безопасный электролит и сейчас ищем промышленного партнера, чтобы адаптировать его к одной из своих конструкций для литий-ионных аккумуляторов», — сказал Чжан.
Это исследование появляется в Advanced Energy Materials . Помимо Джона Чжана, аргоннскими авторами являются Донг-Джу Ю, Цянь Лю и Минкю Ким. Авторами Berkeley Lab являются Орион Коэн и Кристин Перссон.
Эта работа финансировалась Управлением энергоэффективности и возобновляемых источников энергии Министерства энергетики США, Управлением транспортных средств.
