+7495-255-1445

Сравнительный анализ свинцово-кислотных, никель-кадмиевых и литий-фосфатных аккумуляторов

Сложный выбор между продолжительностью разряда, сроком службы, размером и ценой.

Перезаряжаемые батареи давно играют очень важную роль в нашей повседневной жизни, хотя мы этого и не замечаем. Многие обычные дела были бы немыслимы без возможности перезаряжать аккумуляторные батареи. Наиболее распространенные электрохимические системы - это свинцово-кислотная, никель-кадмиевая и литий-ионная (мы будем рассматривать литий-фосфатную модификацию).

Свинцово-кислотная - самая старая система перезаряжаемых аккумуляторов. Она надежная, толерантная к ошибкам эксплуатации и экономичная, но обладает низкой плотностью энергии и ограниченным циклическим ресурсом. Широко применяется в электротранспорте малого класса (электрические кресла, гольфкары), системах аварийного освещения, источниках бесперебойного питания (ИБП). Свинец токсичен и по окончании срока службы батареи подлежат утилизации.

Никель-кадмиевая - зрелая и хорошо изученная технология. Используется там, где необходим продолжительный срок службы, высокие разрядные токи, в условиях экстремальных температур. Никель-кадмиевые батареи - одни из самых надежных и выносливых. Это единственная система, которая позволяет производить ультрабыстрый заряд с минимальным стрессом для аккумулятора. Применяется в основном в мощных инструментах, медицинском оборудовании, авиации и источниках бесперебойного питания (ИБП). По соображениям экологичности никель-кадмиевая система частично вытесняется другими, однако остается доминирующей в ряде применений благодаря исключительной надежности и эксплуатационной безопасности.

Литий-ионная - активно вытесняет никель-кадмиевую в областях, где это возможно. По соображениям безопасности, литий-ионным батареям требуется дополнительная защитная цепь (BMS - Battery Management System). Эти аккумуляторы более дорогие по сравнению с другими электрохимическими системами, тем не менее, благодаря исключительному циклическому ресурсу и отсутствию необходимости в обслуживании, обладают более привлекательной полной стоимостью владения.

Свинцово-кислотные Никель-кадмиевые Литий-железо-фосфатные
Плотность энергии (Вт*ч/кг) 30-50 45-80 90-120
Внутреннее сопротивление очень низкое очень низкое очень низкое
Циклический ресурс (80% DOD) 200-300 1000 2000
Время заряда (ч) 8-16 1-2 1-2
Стойкость к перезаряду высокая средняя низкая
Саморазряд (%/мес) 5 20 3-5
Напряжение ячейки (В) 2 1,2 3.2-3.3
Конечное напряжение заряда (В) 2.4 (2.25 в буферном режиме) определяется состоянием 3.6
Конечное напряжение разряда (В) 1.75 1 2.5
Максимальный ток нагрузки (А) 30С
Температура заряда (℃) от -20 до +50 от 0 до 45 от 0 до 45
Температура разряда (℃) от -20 до +50 от -20 до +65 от -20 до +60
Обслуживание (1 раз / мес) 3-6 3 не требуется
Требования по безопасности температурная стабильность температурная стабильность, защитный предохранитель дополнительная цепь защиты (BMS)
Начало эксплуатации конец 1800-х 1950 1999
Токсичность очень высокая очень высокая низкая
Кулоновская эффективность (%) ~90 ~70 медленный заряд, ~90 быстрый заряд 99
Начальная стоимость низкая средняя высокая
09.08.2019
Источник