Циклічна продуктивність
Методика тестування
Для порівняння старіших та новіших систем акумуляторів, Cadex протестував велику кількість нікель-кадмієвих (NiCd), нікель-металгідридних (NiMH) та літій-іонних (Li-ion) елементів, які використовуються у портативних пристроях зв'язку. Підготовка включала повний початковий заряд, після чого проводився режим повних циклів розряду/заряду зі швидкістю 1C. Ємність, внутрішній опір та саморозряд фіксувалися протягом 48-годинного періоду спокою.
Нікель-кадмієві акумулятори (NiCd)
Щодо циклів служби, NiCd є найдовговічнішим акумулятором. На рисунку 1 показано ємність, внутрішній опір та саморозряд батареї 7,2 В, 900 мА зі стандартним NiCd елементом. Внутрішній опір залишався низьким на рівні 75 мОм, а саморозряд був стабільним. Через обмеження в часі випробування було завершено після 2300 циклів.
Акумулятори NiCd
Надійні нікель-кадмієві акумулятори для резервного живлення та побудови великих енергетичних систем
EBH10 / KHP10 1,2В 10Аг – NiCd акумулятор нікель-кадмієвий
Надійна робота при високих розрядних струмах. Стійкість до перезаряду, глибокого розряду та ударів
Купити
SEBM20 / KMP20 1,2В 20Аг – NiCd акумулятор нікель-кадмієвий
Герметичний корпус з клапаном — обслуговування 1 раз на 3–5 років. Надійна конструкція з довговічністю до 20+ років
Купити
EBM700 / KMP700 1,2В 700Аг – NiCd акумулятор нікель-кадмієвий
Серія акумуляторів EBM/KMP оптимізована роботу при розрядах від 30 хвилин до 2 годин, але може виконувати задачі при більш тривалих розрядах
КупитиЦей акумулятор отримав оцінку «А» за майже ідеальну продуктивність з точки зору мінімальної втрати ємності під час циклічного розряджання/заряджання, 100-відсоткового рівня міцності та надзвичайно надійного внутрішнього опору протягом усього випробування. NiCd – єдиний хімічний елемент, який можна надшвидко заряджати з невеликим навантаженням. Завдяки безпечній експлуатації, NiCd залишається кращим вибором акумуляторів для борту літаків.
Рисунок 1: Продуктивність стандартного NiCd (7,2 В, 900 мАг).
Цей акумулятор отримав клас «А» за стабільну ємність, низький внутрішній опір та помірний саморозряд протягом багатьох циклів
Нікель-кадмієвий акумулятор надвисокої ємності пропонує до 60 відсотків вищу питому енергію порівняно зі стандартною версією, проте це відбувається за рахунок скорочення терміну служби. На рисунку 2 ми спостерігаємо стабільне падіння ємності протягом 2000 циклів, незначне збільшення внутрішнього опору та зростання саморозряду після 1000 циклів.
Рисунок 2: Продуктивність надвисокоємного нікель-кадмієвого акумулятора (6 В, 700 мАг).
Цей акумулятор пропонує вищу питому енергію, ніж стандартний варіант, але за рахунок скороченого терміну служби.
Нікель-металгідридні акумулятори (NiMH)
На рисунку 3 розглянуто NiMH акумулятор, який пропонує високу питому енергію, але втрачає ємність після позначки 300 циклів. Також спостерігається швидке збільшення внутрішнього опору після 700 циклів та збільшення саморозряду після 1000 циклів. Випробування проводилося на NiMH акумуляторі старішого покоління.
Рисунок 3: Продуктивність NiMH (6 В, 950 мАг).
Цей акумулятор спочатку пропонує хорошу продуктивність, але після 300 циклів ємність, внутрішній опір та саморозряд починають швидко зростати
Літій-іонні акумулятори (Li-ion)
На рисунку 4 показано зниження ємності сучасного літій-іонного акумулятора при розряді 2A, 10A, 15A та 20A. Напруження зростають зі збільшенням струмів навантаження, і це також стосується швидкої зарядки.
Виробники літій-іонних акумуляторів рідко вказують зростання внутрішнього опору та саморозряду як функцію циклічного розряду/зарядки. Були досягнуті успіхи у використанні добавок до електролітів, які підтримують низький опір протягом більшої частини терміну служби акумулятора. Саморозряд літій-іонних акумуляторів зазвичай низький, але він може збільшитися при неправильному використанні або глибоких розрядах.
Рисунок 4: Циклічні характеристики IHR18650C від E-One Moli. (3,6 В, 2000 мА)
Елемент живлення 18650 заряджався струмом 2 А та розряджався струмами 2, 10, 15 та 20 А. Внутрішній опір та саморозряд – дані відсутні.
Акумулятори LiFePO4
Надійні літій-залізо-фосфатні акумулятори для сонячних та резервних систем.
LiFePO4 Sacred Sun SCIFP1250 (12В, 50Аг)
Компактний акумулятор із вбудованим BMS для безпечної роботи у сонячних та резервних системах.
Купити
LiFePO4 Victron Lithium SuperPack 12.8В 100Аг
Сучасна літій-залізо-фосфатна батарея (LiFePO4) з вбудованим BMS і захистом від перевантаження
Купити
LiFePO4 Victron Smart Battery 12.8V/100Ah
Високоякісне джерело енергії з довгим терміном служби, високою безпекою та сумісністю з екосистемою Victron Energy
КупитиВажливі моменти випробувань
Акумулятори, випробувані в лабораторії, як правило, дають кращі результати, ніж у польових умовах. Елементи навантаження від щоденного використання не завжди добре переносяться у випробувальну лабораторію. Старіння відіграє незначну роль у лабораторії, оскільки акумулятори циклічно заряджаються протягом кількох місяців, а не протягом очікуваного терміну служби кількох років. Температура часто помірна, а акумулятори заряджаються в контрольованих умовах заряджання та за допомогою схвалених зарядних пристроїв.
Сигнатура навантаження також відіграє певну роль, оскільки всі акумулятори розряджалися постійним навантаженням. Акумулятори, як правило, мають менший термін служби, якщо розряджатися імпульсами. Не перенавантажуйте акумулятор, оскільки це скоротить його термін служби. Якщо акумулятор необхідно неодноразово навантажувати піковими струмами, оберіть акумулятор зі збільшеною ємністю в Аг.
