Восьмикутна батарея: основні вимоги до акумулятора

До акумулятора пред'являються одні з найсуворіших вимог, і він не поступається складним фармацевтичним продуктам, для яких одна зміна може мати численні побічні ефекти. Щоб акумулятор був придатним для використання як пристрій для зберігання електроенергії, необхідно виконати вісім основних вимог, і такий акумулятор доречно називають восьмикутним (рис. 1). Вісім ключових елементів робочого акумулятора наведено нижче.

Рисунок 1: Восьмикутна батарея. Названа через вісім критичних вимог, необхідних для досягнення основної функції.

Багато нових моделей стверджують, що відповідають або перевищують деякі вимоги, але не відповідають іншим, що обмежує їхнє сприйняття на ринку. 

Висока питома енергія

Ключовою особливістю споживчих товарів є тривалий час роботи, і виробники пристроїв досягають цього, створюючи акумулятори з високою ємністю в ампер-годинах (А·год). Термін «літій-іонний» є синонімом високої питомої енергії. Це не означає, що всі літій-іонні акумулятори мають високу ємність в А·год. Хоча енергетичний елемент у корпусі 18650 може мати 250 А·год/кг, той самий хімічний склад у силовому елементі становить 150 А·год/кг або менше, а довговічна літій-іонна батарея для силового агрегату має ємність лише 60 А·год/кг. Крім того, споживчі нікель-металогідридні акумулятори мають близько 90 А·год/кг порівняно з 45 А·год/кг для довговічних акумуляторів в електричному силовому агрегаті, причому 45 А·год/кг майже дорівнює свинцево-кислотним.

Висока питома потужність

Акумулятори для електроінструментів та електричних силових агрегатів забезпечують високі навантаження, але питома енергія таких елементів низька.

Доступна ціна

Матеріали, процеси переробки, виробництво, контроль якості та підбір елементів збільшують вартість виробництва акумуляторів; масове виробництво лише частково допомагає знизити витрати.

Довге життя

Ніде довговічність не є такою важливою, як у великих і дорогих акумуляторних блоках. Якщо термін служби акумулятора електромобіля можна було б збільшити з очікуваних 8–10 років до 20 років, керування електромобілем можна було б виправдати, навіть якщо початкові інвестиції високі. Довговічність залежить не лише від конструкції акумулятора, а й від того, як він використовується. Несприятливі температури, швидкий час заряджання та суворі умови розряджання навантажують акумулятор.

Безпека

Літієві акумулятори можна створювати з високою питомою енергією, але ці системи часто є реактивними та нестабільними. Літій-іонні акумулятори на основі нікелю є таким прикладом, як і металевий літій. Більшість виробників припинили виробництво цих систем через проблеми безпеки. За правильного використання фірмові літій-іонні акумулятори дуже безпечні.

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

Купити

Подивитися більше

Широкий робочий діапазон

Акумулятори найкраще працюють за кімнатної температури, оскільки низькі температури уповільнюють електрохімічну реакцію всіх акумуляторів. Літій-іонні акумулятори не можна заряджати нижче нуля, тому для полегшення заряджання часто додають нагрівальні ковдри. Висока температура скорочує термін служби акумулятора та знижує безпеку.

Токсичність

З екологічних міркувань акумулятори на основі кадмію та ртуті були замінені альтернативними металами. Влада Європи намагається заборонити свинцево-кислотні акумулятори, але економічної заміни з аналогічною продуктивністю поки що немає. Нікелеві та літієві акумулятори містять мало токсичних речовин, але вони все одно становлять небезпеку, якщо їх утилізувати недбало.

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

Купити

Подивитися більше

Швидка зарядка

Літієві та нікелеві акумулятори слід заряджати зі швидкістю 1C або повільніше. При 1C нікелевий акумулятор повністю заряджається приблизно за 90 хвилин, а літій-іонний – за 2–3 години. Свинцево-кислотні акумулятори не можна швидко заряджати, і час заряджання становить 8–16 годин. Швидкий час заряджання можливий для нікелевих та літієвих акумуляторів, але акумулятори повинні бути спеціально розроблені, бути в хорошому стані та заряджатися за кімнатної температури. Старі та невідповідні елементи не піддаються швидкій зарядці. Будь-який заряд вище 1C створює надмірне навантаження, особливо на енергетичний елемент, і цього слід уникати. NiCd – єдиний акумулятор, який приймає надшвидкий заряд з мінімальним навантаженням.

Зарядні пристрої Victron Energy

Високоякісні зарядні пристрої для довговічної служби та надійності роботи

Зарядний пристрій Victron Blue Smart IP22 Charger 12/30 (1)

 Ідеально підходить для використання в майстернях, а також для заряджання акумуляторів автомобілів, мотоциклів, човнів та кемперів.

Купити

Зарядний пристрій Blue Smart IP65 Charger 12/15

Завдяки класу захисту IP65, пристрій стійкий до пилу та води, що робить його ідеальним для використання в суворих умовах.

Купити

Зарядний пристрій Victron Phoenix Smart IP43 Charger 12/30 (3) 120/240V

Оснащений Bluetooth-інтерфейсом для простого налаштування й моніторингу через додаток VictronConnect. Висока ефективність та надійність роблять його ідеальним рішенням для комерційних, промислових та морських застосувань.

Купити

Подивитися більше

Окрім восьми основних вимог до восьмикутної батареї, батарея повинна мати низький саморозряд, щоб забезпечити тривале зберігання та миттєвий запуск за потреби. Усі батареї мають саморозряд, і втрати ємності збільшуються з температурою та віком. Вторинні батареї мають вищий рівень саморозряду, ніж первинні. Ще однією вимогою є тривалий термін зберігання з незначним зниженням продуктивності. Батарейка швидкопсувна, і, як і харчовий продукт, вона придатна лише певний час. У той час як лужні батареї можна зберігати протягом 10 років і все ще забезпечувати 70 відсотків своєї початкової енергії, вторинні батареї назавжди втрачають ємність з віком, навіть якщо їх не використовувати.