Отличия стандартов аккумуляторов

Как отличить аккумулятор от батарейки

Перед тем как отличить батарейку от аккумуляторной батарейки, нужно больше узнать о характеристиках обеих разновидностей источников питания. По внешнему виду они могут быть сходны. Однако по информации от производителя и некоторым признакам будет несложно определить принадлежность батареек к одному из видов. Для этого смотрят на размер, маркировку, электрические параметры.

Как быстро отличить обычные батарейки от аккумуляторов

Проще всего ориентироваться на стоимость при сравнении элементов питания. Когда нужно отличить аккумулятор от батарейки, следует помнить, что первый из видов служит намного длительнее. Срок эксплуатации обусловлен существенной емкостью АКБ. В результате возрастает цена источника питания.

Батарейки, наоборот, служат недолго, что сказывается на стоимости. Однако это не единственный фактор, влияющий на ценообразование изделия. По данной причине не всегда соотношение цены и качества/функциональности позволяет определить разновидность. Например, литиевая разновидность не относится к группе аккумуляторов. Однако стоит дороже прочих видов, не имеющих возможности для перезарядки.

Это обусловлено принципом действия, видом используемых материалов, от чего зависят свойства гальванического элемента.

Узнать, какой тип изделия рассматривается, можно по надписи – lithium battery. Если планируется приобрести аккумулятор, но был замечен данный вид источника питания, то высокая надпись и обозначение на корпусе позволяют определить, что изделие не относится к группе устройств многократной перезарядки.

По надписям на корпусе

Производитель всегда указывает главные параметры изделия. Обнаружить необходимую информацию можно на корпусе. Здесь предоставлены данные о типе электролита, емкости. Не всегда можно разобраться, является ли элемент питания аккумулятором или относится к батарейкам. Для этого нужны знания об электрических параметрах таких изделий.

Однако можно легко различать их по надписям:

• rechargeable – перезаряжаемый (в переводе с английского языка);
• do not recharge, чтобы понять значение слов, также требуется обладать минимальными познаниями в этой области или можно просто запомнить перевод – «не перезаряжать».

Сложнее проверить, является ли источник питания аккумулятором или относится к группе батареек по другим надписям.

Характерные для АКБ обозначения:

• параметры зарядки/разрядки сопровождаются надписями Chargement rapide/normale или Quick/ normal charge, что означает скорость повышения уровня заряда (быстрая, нормальная зарядка);
• наличие обозначения емкости аккумулятора – mAч;
• указан любой из типов элементов питания: Nickel-Cadmium или Ni-Cd (никель-кадмиевый); Nickel-Metel hydrid или Ni-Mh (никель-металлогидридный); Lithium-Ion или Li-Ion (литий-ионный); Polymer-based или Li-Pol (литий-полимерный).

Для одноразовых источников питания используются другие обозначения.

При этом производитель указывает тип батарейки:

• Alkaline battery, Zinc Manganese Oxide battery – щелочная;
• Dry, Zinc Chloride, Leclanche, Zinc-Carbon battery – солевая;
• Lithium battery – литиевая;
• Zinc-air battery – воздушно-цинковая;
• Silver Oxide – с оксидом серебра.

В большинстве случаев дополнительно к обозначению типа элемента питания указывают надпись «battery», но ее может и не быть. Иногда указывается только название источника питания (его разновидность).

Нужно учитывать, что щелочными, вопреки распространенному мнению, могут быть не только батарейки, но и аккумуляторы. В данном случае к надписи «Alkaline battery» добавляет «rechargeable».

Значит, такой вид элемента питания перезаряжается.

По напряжению и емкости

На АКБ всегда указывают обозначение емкости. Это позволяет определять возможности источника питания, узнать, как долго он может эксплуатироваться без подзарядки, для какой техники подходит. Кроме того, учитывают напряжение изделия.

Возможные варианты для аккумулятора:

Параметры для батарейки:

Разница между последними вариантами обеих групп небольшая и составляет всего 0,1 В. По этой причине аккумулятор часто принимают за неперезаряжаемый источник питания, и наоборот. Для самостоятельного изменения напряжения используют вольтметр. При минимальных отличиях между значениями электрических параметров рекомендуется дополнительно изучить информацию на корпусе изделий.

По типоразмеру

Источники питания отличаются по габаритам. Еще они выпускаются в разной форме.

Такие особенности определяются типоразмером:

• аккумуляторы часто не вписываются в принятые стандарты, отличаются оригинальной формой, диаметром, длиной, на этот фактор следует обращать внимание, если на корпусе присутствует вспомогательная информация;
• стандартные типоразмеры одноразовых батареек: 10180 до 75400, в обозначении зашифрованы диаметр (первые две цифры) и длина (следующие две цифры).

Разновидность таблеточного типа любых габаритов принадлежит к группе одноразовых изделий.

По маркировке

Обращают внимание на обозначения:

• R, CR, ER, LR, FR, PR, SR – батарейки;
• HR, KR, ZR – аккумуляторы.

Если на корпусе отсутствуют знакомые надписи, но нанесены нестандартные обозначения, следует изучить другую информацию. Это позволит узнать, к какой группе относится рассматриваемое изделие. Производители не всегда придерживаются общепринятой маркировки IEC. По этой причине встречаются источники питания, которые сложно идентифицировать.

Что лучше – батарейка или аккумулятор

Необходимо учитывать условия эксплуатации изделия и собственные финансовые возможности. Так, батарейки служат недолго, а перезаряжать их нельзя, т. к. они могут потечь. Если нужно подключить сложную технику, лучше купить аккумулятор.

Батарейки подходят для установки в устройства, которые не подвергаются воздействию большого тока зарядки. Даже несмотря на низкую цену, покупка не всегда оправдана. Их придется часто менять, что приведет к увеличению расходов.

АКБ, наоборот, устанавливаются в разные приборы, что обусловлено их способностью переносить воздействие больших токов заряда и возможностью перезарядки. Однако следует учесть габариты, например, аккумуляторы не всегда вписываются в стандартные типоразмеры. Недостатком считают и высокую стоимость. Значит, нельзя однозначно утверждать, что один элемент лучше другого, т. к. при этом учитывают ряд внешних факторов.

Аккумуляторы. Термины и сведения.

Аккумуляторы. Термины и сведения.

Аккумулятор (от лат. accumulator — собиратель), устройство для накопления энергии с целью ее последующего использования. Электрический аккумулятор преобразует электрическую энергию в химическую и по мере надобности обеспечивает обратное преобразование; используют как автономный источник электроэнергии. Аккумулятор, как электрический прибор, характеризуется следующими параметрами: электрохимической системой, напряжением, электрической емкостью, внутренним сопротивлением, током саморазряда и сроком службы. А его состояние оценивается по совокупности значений трех его основных характеристик: реальной емкости, внутреннего сопротивления и тока саморазряда. При недооценке или игнорировании какого-либо из этих параметров или преувеличении важности одного из них (как правило, емкости) можно оказаться в ситуации “у разбитого корыта”.

Анализаторы аккумуляторов. В отличие от зарядного устройства анализатор аккумуляторов – это прибор, специально разработанный для проведения технического обслуживания различных типов аккумуляторов и обеспечивающий:

Внутреннее сопротивление аккумулятора, измеряемое в миллиомах (мОм, mOm), – это хранитель аккумулятора и в значительной степени определяет длительность его работы. При более низком внутреннем сопротивлении, аккумулятор может отдать в нагрузку больший пиковый ток, а значит и большую пиковую мощность. Высокое значение сопротивления делает аккумулятор ‘мягким’ и приводит к резкому уменьшению напряжения при резком увеличении тока нагрузки. Такой коллапс напряжения характеризует ‘слабость’ внешне хорошего аккумулятора, потому что запасенная энергия не может быть полностью выдана в нагрузку (вспомните закон Ома, примеч. переводчика). С другой стороны, ‘крепкий’ аккумулятор с низким внутренним сопротивлением отдает почти всю свою энергию в нагрузку. Внутреннее сопротивление аккумулятора зависит от емкости элемента и числа элементов в аккумуляторе, соединенных последовательно. Измеряется внутреннее сопротивление аккумуляторов на специальных приборах – анализаторах аккумуляторов, например, типа Cadex C7000. Примерные значения внутреннего сопротивления для аккумуляторов различных электрохимических систем для сотовых телефонов при напряжении аккумулятора 3.6 В приведены в таблице:

Восстановление NiCd и NiMH аккумуляторов – процесс с физической точки зрения обратный эффекту памяти – разукрупнение кристаллических образований до мелкодисперсной структуры путем контролируемого разряда небольшим током до напряжения 0.4 вольта на элемент по специальному алгоритму и на специальных приборах – анализаторах аккумуляторов, например, типа Cadex 7000.

імкость аккумулятора, номинальная – это количество электрической энергии, которой аккумулятор теоретически должен обладать в заряженном состоянии. Количество энергии определяется при разряде аккумулятора постоянным током в течение измеряемого промежутка времени до момента достижения заданного порогового напряжения. Измеряется в ампер-часах (А*час) или миллиампер-часах (mA*час). Ее значение указывается на этикетке аккумулятора или зашифровано в обозначении его типа. Практически эта величина колеблется от 80 до 110% от номинального значения и зависит от большого числа факторов: от фирмы-изготовителя, условий и срока хранения, от технологии ввода в эксплуатацию, технологии обслуживания в процессе эксплуатации, используемых зарядных устройств, условий и срока эксплуатации и т.д. Теоретически аккумулятор номинальной емкостью 600 мА*час может отдавать ток 600mA в течение одного часа, 60 мА в течение 10 часов, или 6mA в течение 100 часов. Практически же, при высоких значениях тока разряда номинальная емкость никогда не достигается, а при низких токах превышается. Для примера на рисунке приведены типовые характеристики разряда Li-ion и Li-polymer элементов при различных токах разряда.

Типовые характеристики разряда Li-ion и Li-polymer элементов

Номинальное значение емкости аккумулятора часто обозначается буквой “C”, поэтому здесь и далее часто встречаются ссылки, подобные следующим: С, 1/10 C или C/10. Когда говорят о разряде аккумулятора, равном 1/10 C, это означает разряд током, величина которого равна десятой части от величины номинальной емкости аккумулятора. Так например, для аккумулятора емкостью 600 мА*час это будет разряд током 600/10 = 60mA. Подобно вышесказанному о разряде аккумуляторов, при заряде значение 1/10 C означает заряд током, равным десятой части заявленной емкости аккумулятора.

Зарядные устройства можно классифицировать по типу заряжаемых аккумуляторов, по методу заряда и по конструктивному исполнению. В соответствии с тремя основными методами заряда существует и три основных типа зарядных устройств:

Качество исполнения. А известно ли вам, что производители подразделяют элементы, которые устанавливаются внутри аккумулятора на три класса по качеству? Никто не пишет об этом и вы никогда не найдете упоминание классе используемых в аккумуляторе элементов на этикетке. Восполним этот пробел и поясним чем элементы класса А отличаются от элементов класса В и С. Впрочем, тут надо отметить, что у разных производителей границы различий элементов между классами могут отличаться в ту или иную сторону. Качественные и количественные характеристики приведены в таблице.

Сравнение аккумуляторов различных типов

Аккумуляторы играют важную роль в нашей жизни, и многие обыденные вещи сейчас уже просто немыслимы без них. Мы зависим от хорошей и надежной работы аккумуляторов, поэтому, чтобы они стабильно работали, надо знать, какими свойствами они обладают и как с ними обращаться. В данной статье рассматриваются характеристики различных типов аккумуляторов, такие как удельная энергия, срок службы, нагрузочные характеристики, необходимость технического обслуживания, скорость саморазряда и т.д.

Сравнение аккумуляторов

Свинцово-кислотные аккумуляторы

Одна из старейших аккумуляторных систем. Эта недорогая, надежная и переносящая перегрузки батарея; но она имеет низкую удельную энергию и ограниченный срок службы. Свинцовый кислотный аккумулятор используется в автомобильном транспорте, в инвалидных колясках, в системах аварийного освещения и в источниках бесперебойного питания (ИБП).

Никель-кадмиевые (NiCd) аккумуляторы

Также является одной из старейших и хорошо изученных аккумуляторных систем. Эти источники питания используется там, где необходим длительный срок службы, высокий ток разрядки, экстремальные температуры и низкая стоимость. Из-за того, что NiCd аккумуляторы наносят значительный вред окружающей среде, их заменяют другими типами систем. Основные области применения: электроинструмент, рации, авиационный транспорт, ИБП. В Европе запретили продавать потребительские товары с такими типами аккумуляторов, но в России их можно приобрести.

Никель-металлгидридные (NiMH) аккумуляторы

Фактически являются заменой никель-кадмиевых; имеет более высокую удельную энергию и меньшее количество токсичных металлов. NiMH аккумуляторы используется в медицинском оборудовании, в гибридных автомобилях, в ракетно-космической технике, в промышленности.

Литий-ионные (Li‑ion) аккумуляторы

Самый перспективный тип аккумуляторных систем; используется в портативных потребительских товарах, также как и в электромобилях. Li‑ion аккумуляторы чувствительны к превышению напряжения при заряде и, для обеспечения безопасности, в них добавляется защитный контур, но не всегда. Эти типы аккумуляторов дороже, чем описанные выше.

Семейство литий-ионных систем можно разделить на три основных типа батарей в зависимости от материала катода – это кобальт лития, литий-марганцевая шпинель и литий-феррофосфат. Характеристики этих литий-ионных систем приведены ниже.

Кобальт лития или литий оксид кобальта (LiCoO2)

Обладает высокой удельной энергией, переносит умеренные нагрузки и обладает небольшим сроком службы. Применяется в сотовых телефонах, ноутбуках, цифровых фотоаппаратах и других гаджетах.

Литий-марганцевая шпинель или литий-марганцевый (LiMn2O4)

Переносит высокий ток заряда и разряда, но имеет низкую удельную энергию и небольшой срок службы; используется в электроинструментах, медицинском оборудовании и в электрических силовых агрегатах.

Литий-феррофосфатный (LiFePO4)

Схож с литий-марганцевым; номинальное напряжение 3,3 В/элемент; более долговечный, но обладает более высокой скоростью саморазряда, чем другие литий-ионные системы.

Существует и множество других типов литий-ионных аккумуляторов, некоторые из которых будут описаны позднее на этом сайте. Здесь отсутствует популярный литий-полимерный тип аккумуляторов. В то время как литий-ионные системы получили свое название благодаря материалу катодов, литий-полимерные системы заслужили свое название благодаря архитектуре. Также здесь не упоминается литий-металлические (Li-metal) аккумуляторы. Этот тип источника тока еще требует доработки, но, скорее всего, в скором времени они будут обладать необыкновенно высокой удельной энергией и хорошей удельной мощностью.

Таблица 1 — Сравнительные характеристики четырех наиболее часто используемых типов аккумуляторных систем, с указанием усредненных параметров

1 Внутреннее сопротивление аккумуляторов зависит от величины миллиампер-часов (мАч), проводки и количества элементов. Контур защиты литий-ионных батарей добавляет около 100 mΩ

2 Типоразмер элемента 18650. Размер элемента и дизайн определяет внутреннее сопротивление.

3 Жизненный цикл у батарей, проходящих регулярное техническое обслуживание.

4 Жизненный цикл зависит от величины разряда. Меньшая величина разряда повышает срок службы.

5 Самая большая скорость саморазряда сразу после заряда. NiCd аккумулятор теряет 10% заряда в течение первых 24 часов, затем скорость потери заряда снижается до 10% за каждые 30 дней. Высокая температура увеличивает саморазряд.

6 Защитный контур, как правило, потребляет 3% от запасенной энергии в месяц.

7 Чаще используется традиционное напряжение 1,25; 1,2 В.

8 Низкое внутреннее сопротивление уменьшает падение напряжения под нагрузкой и литий-ионные аккумуляторы часто имеют маркировку с большим значением, чем 3,6В/элемент. Элементы с маркировкой 3,7В и 3,8В полностью совместимы с 3,6В.

9 Способен выдерживать большой импульс тока нагрузки, но нужно время для восстановления.

10 Не заряжайте регулярно литий-ионные аккумуляторы при температуре ниже нуля.

11 Техническое обслуживание, такое как балансировка или подзарядка, для предотвращения сульфатации.

12 Для большинства типов литий-ионных систем отсечка происходит, если напряжение меньше чем 2,20В и больше чем 4,30В, другие значения напряжения применяются для литий-феррофосфатных аккумуляторов.