Циклическая производительность

Методика тестирования

Для сравнения более старых и новых систем аккумуляторов, Cadex протестировал большое количество никель-кадмиевых (NiCd), никель-металлгидридных (NiMH) и литий-ионных (Li-ion) элементов, используемых в портативных устройствах связи. Подготовка включала полный первоначальный заряд, после чего проводился режим полных циклов разряда/заряда со скоростью 1C. Емкость, внутреннее сопротивление и саморазряд фиксировались в течение 48-часового периода покоя.

Никель-кадмиевые аккумуляторы (NiCd)

Что касается циклов службы, NiCd является самым долговечным аккумулятором. На рисунке 1 показаны емкость, внутреннее сопротивление и саморазряд батареи 7,2 В, 900 мА со стандартным NiCd элементом. Внутреннее сопротивление оставалось низким на уровне 75 мОм, а саморазряд был стабильным. Из-за ограничений по времени испытание было завершено после 2300 циклов.

Аккумуляторы NiCd

Надежные никель-кадмиевые аккумуляторы для резервного питания и построения крупных энергетических систем

EBH10 / KHP10 1,2В 10Ач – NiCd аккумулятор никель-кадмиевый

Надежная работа при высоких разрядных токах. Устойчивость к перезаряду, глубокому разряду и ударам

Купить

SEBM20 / KMP20 1,2В 20Ач – NiCd аккумулятор никель-кадмиевый

Герметичный корпус с клапаном — обслуживание 1 раз в 3–5 лет. Надежная конструкция с сроком службы более 20 лет

Купить

EBM700 / KMP700 1,2В 700Ач – NiCd аккумулятор никель-кадмиевый

Серия аккумуляторов EBM/KMP оптимизирована для работы при разрядах от 30 минут до 2 часов, но может применяться и при более длительных нагрузках

Купить

Посмотреть больше

Этот аккумулятор получил оценку «А» за почти идеальную производительность с точки зрения минимальной потери емкости во время циклической разрядки/зарядки, 100-процентного уровня прочности и чрезвычайно надежного внутреннего сопротивления в течение всего испытания. NiCd – единственный химический элемент, который можно сверхбыстро заряжать с небольшой нагрузкой. Благодаря безопасной эксплуатации, NiCd остается лучшим выбором аккумуляторов для борта самолетов.

Рисунок 1: Производительность стандартного NiCd (7,2 В, 900 мАч).
Этот аккумулятор получил класс «А» за стабильную емкость, низкое внутреннее сопротивление и умеренный саморазряд в течение многих циклов

Никель-кадмиевый аккумулятор сверхвысокой емкости предлагает до 60 процентов более высокую удельную энергию по сравнению со стандартной версией, однако это происходит за счет сокращения срока службы. На рисунке 2 мы наблюдаем стабильное падение емкости в течение 2000 циклов, незначительное увеличение внутреннего сопротивления и рост саморазряда после 1000 циклов.

Рисунок 2: Производительность никель-кадмиевого аккумулятора сверхвысокой емкости (6 В, 700 мАч).
Этот аккумулятор предлагает более высокую удельную энергию, чем стандартный вариант, но за счет сокращенного срока службы.

Никель-металлгидридные аккумуляторы (NiMH)

На рисунке 3 рассмотрен NiMH аккумулятор, который предлагает высокую удельную энергию, но теряет емкость после отметки в 300 циклов. Также наблюдается быстрое увеличение внутреннего сопротивления после 700 циклов и увеличение саморазряда после 1000 циклов. Испытание проводилось на NiMH аккумуляторе более старого поколения.

Рисунок 3: Производительность NiMH (6 В, 950 мАч).
Этот аккумулятор сначала предлагает хорошую производительность, но после 300 циклов емкость, внутреннее сопротивление и саморазряд начинают быстро расти

Литий-ионные аккумуляторы (Li-ion)

На рисунке 4 показано снижение емкости современного литий-ионного аккумулятора при разряде 2A, 10A, 15A и 20A. Напряжения возрастают с увеличением токов нагрузки, и это также относится к быстрой зарядке.

Производители литий-ионных аккумуляторов редко указывают рост внутреннего сопротивления и саморазряда как функцию циклического разряда/заряда. Были достигнуты успехи в использовании добавок к электролитам, которые поддерживают низкое сопротивление в течение большей части срока службы аккумулятора. Саморазряд литий-ионных аккумуляторов обычно низкий, но он может увеличиться при неправильном использовании или глубоких разрядах.

Рисунок 4: Циклические характеристики IHR18650C от E-One Moli. (3,6 В, 2000 мА)
Элемент питания 18650 заряжался током 2 А и разряжался токами 2, 10, 15 и 20 А. Внутреннее сопротивление и саморазряд – данные отсутствуют.

Аккумуляторы LiFePO4

Надежные литий-железо-фосфатные аккумуляторы для солнечных и резервных систем.

LiFePO4 Sacred Sun SCIFP1250 (12В, 50Ач)

Компактный аккумулятор с встроенным BMS для безопасной работы в солнечных и резервных системах.

Купить

 LiFePO4 Victron Lithium SuperPack 12.8В 100Аг

Современная литий-железо-фосфатная батарея (LiFePO4) со встроенным BMS и защитой от перегрузки

Купить

LiFePO4 Victron Smart Battery 12.8V/100Ah 

Высококачественный источник энергии с длительным сроком службы, высокой безопасностью и совместимостью с экосистемой Victron Energy

Купить

Посмотреть больше

Важные моменты испытаний

Аккумуляторы, испытанные в лаборатории, как правило, дают лучшие результаты, чем в полевых условиях. Элементы нагрузки от ежедневного использования не всегда хорошо переносятся в испытательную лабораторию. Старение играет незначительную роль в лаборатории, поскольку аккумуляторы циклически заряжаются в течение нескольких месяцев, а не в течение ожидаемого срока службы в несколько лет. Температура часто умеренная, а аккумуляторы заряжаются в контролируемых условиях зарядки и с помощью одобренных зарядных устройств.

Сигнатура нагрузки также играет определенную роль, поскольку все аккумуляторы разряжались постоянной нагрузкой. Аккумуляторы, как правило, имеют меньший срок службы, если разряжаться импульсами. Не перегружайте аккумулятор, поскольку это сократит его срок службы. Если аккумулятор необходимо неоднократно нагружать пиковыми токами, выберите аккумулятор с увеличенной емкостью в Ач.