..., слабо крутя стартером, а то и вовсе раздается треск реле стартера при включенном зажигании, очевидно, пришла пора подзарядить аккумулятор. Если после зарядки и простоя аккумулятор будет показывать больше или 12.5 вольт, аккумулятор вашего мотоцикла еще вполне пригоден к эксплуатации. При меньшем показании вольтметра, к сожалению, придется констатировать его плохое состояние и скорую замену.

Причин выхода аккумулятора из строя множество, от банального срока годности, до сгоревшего на вашем мотоцикле реле регулятора (РР) которое подает зарядный ток на АКБ вне зависимости от того, заряжен ли он. Проверить исправность можно следующим образом - если при тесте аккумулятора  вольтметром получается значение больше 13.3 вольт + / - 0.1 милливольта, скорее всего, сгорел диодный мост в реле регуляторе который восстановлению и ремонту не пригоден.

Что бы ни заводить мотоцикл с «толкача» либо «прикуривая» его от рабочего аккумулятора. Надо покупать новый.

Но, что делать, если нет магазина, в котором можно приобрести нужный аккумулятор для мотоцикла, либо магазины есть, но аккумуляторы там меньшей емкости,  другого вольтажа,  не того размера или под заказ, цена на рекомендуемые дилерами АКБ не всегда может устроить  да и приобретать его стоит, только в том, случае если вы уверены в стопроцентной правильной работе зарядного контура электроники вашего мотоцикла. При неисправном реле зарядки (реле регулятор) новый дорогой аккумулятор может быть испорчен уже после нескольких дней эксплуатации.

Есть практически идеальное решение - аккумуляторы от так называемых источников бесперебойного питания (ИБП  или UPS англоязычное сокращение). Это необслуживаемые (герметизированные) свинцово - кислотные аккумуляторы,  Casil  и Panasonic  выполненные по технологии AGM/VRLA (с абсорбированным электролитом). 

Аккумуляторы AGM, созданные по передовым технологиям, обладают рядом преимуществ перед обычными стартерными батареями:

более долговечны, неприхотливы и практически герметичны, нет необходимости в контроле уровня и доливке воды, корпус выполнен из негорючего пластика и могут работать даже при разбитом корпусе,  возможна  установка вертикально, горизонтально, «верх ногами», исключены утечки кислоты (важный критерий выбора данной батареи  для эксплуатации в мотоцикле, скутере, поскольку не редки случаи,  когда выходит из строя старый аккумулятор  и заливает электролитом  часть мотоцикла ). Высокая энергоотдача и виброустойчивость, устойчивы к многократным циклам заряда/разряда, низкий саморазряд, длительный срок хранения и эксплуатации, быстрая восстанавливаемость (минимальное время заряда).

К вышеперечисленным достоинствам следует добавить что,   аккумулятор ИБП обходится дешевле.

Аккумуляторы Casil  и Panasonic с емкостями от 1,3Ah до 100Ah обладают международными сертификатами ISO 9002. ISO 14001, UL, VDE, VdS, EMC, JIS и Сертификатами ГОСТ Р. С гарантией 15 месяцев и сроком службы до 10 лет .

Нашими специалистами  были проведены испытания работы Инвертора  Cоюз  PI 4000W /12 со сварочным инвертором.

Батарейка (первичный элемент питания) – один из самых распространенных источников питания для мелкой техники и электроники. Современные щелочные (алкалиновые) батарейки отличаются продолжительностью работы, качеством и низкой ценой.

Хранить батарейки лучше в сухом месте при нормальной комнатной температуре. Охлаждать или замораживать щелочные батарейки вовсе не обязательно.
Щелочные батарейки прекрасно приспособлены для использования в достаточно широком диапазоне температурного режима. Однако срок службы в конкретном случае зависит от размера батарейки и скорости потребления заряда данным устройством. По мере того как возрастает время потребления заряда батарейки, температурное воздействие становится все более сильным. Например, низкая температура ограничивает поток электронов и затрудняет движение тока в батарейке. При высоких температурах (более 40о) компоненты батарейки распадаются гораздо быстрее.
СРОК ХРАНЕНИЯ. Даже после семи лет хранения (в сухом месте при комнатной температуре) щелочные батарейки гарантируют достаточно продолжительный срок службы.
Вы не должны предпринимать попытки по подзарядке каких-либо батареек, если на них отсутствует надпись "аккумулятор". Щелочные батарейки не являются аккумуляторными, и действия по их подзарадке могут вызвать утечку или даже неисправность батарейки.

СРОК СЛУЖБЫ любой батарейки определяется несколькими факторами, такими, как уровень потребления энергии данного прибора или устройства, количество часов его непрерывного использования, возраст батареек и мощность, на которой данный прибор работает.
Как утилизовать. Щелочные батарейки можно выкидывать вместе с любым бытовым мусором без какой-либо опасности для окружающей среды.
Батарейки необходимо ИЗВЛЕКАТЬ из любого прибора в том случае, если вы его не используете в течение нескольких месяцев. Кроме того, их нельзя оставлять в приборе, когда он включен в бытовую электросеть.
Батарейки, которые носят в открытом виде в кармане или сумке, при контакте с другими металлическими предметами могут подвергнуться замыканию, что в свою очередь может вызвать их протекание или неисправность.
Батарейки всегда должны заменяться одновременно. Смешивание старых и новых батареек, а также типов батареек (таких, как солевые и щелочные) приводит к снижению качества работы устройства и может вызвать протекание.

Сегодня батарейки можно купить практически в любом ларьке, батарейки продаются в большинстве магазинов.

 Эффект памяти аккумуляторов на основе никеля известен давно. И если раньше под ним понимали своего рода запоминание аккумулятором того состояния, в котором он был перед последующей зарядкой, то сейчас толкование этого термина другое. Внешнее проявление эффекта заключается в уменьшении реальной емкости аккумулятора в процессе эксплуатации.

Количество энергии, которое аккумулятор способен удерживать (реальная емкость), постепенно уменьшается в процессе эксплуатации и старения, а также из–за недостаточного обслуживания для аккумуляторов некоторых электрохимических систем. Аккумулятор, в конечном счете, должен быть заменен, когда его емкость падает до 60–70 % от номинальной величины. Индивидуальные российские пользователи, как правило, умудряются эксплуатировать аккумуляторы до тех пор, пока их емкость не упадет до 20–30% от номинального значения. Значение емкости в 80% обычно принимается за нижнее допустимое значение для нового аккумулятора. Фирменные (именные) новые аккумуляторы, как правило, имеют реальную емкость близкую к 90%, аккумуляторы сторонних производителей – часто около 70%.

NiCD и в меньшей степени NiMH аккумуляторы подвержены воздействию эффекта памяти. В настоящий момент под эффектом памяти понимается обратимая потеря ёмкости, вызванная укрупнением кристаллических образований активного вещества аккумулятора и тем самым уменьшением площади активной поверхности его рабочего вещества.

Суть явления такова, что при мелких кристаллических образованьях внутреннего рабочего вещества аккумулятора – площадь поверхности кристаллических образований максимальна, а, следовательно, и максимально количество энергии, запасаемой аккумулятором. При укрупнении кристаллических образований в процессе эксплуатации – площадь их поверхности уменьшается и, как следствие, уменьшается реальная емкость.

Можно ли эти укрупненные образования "раздробить" и привести к первоначальному состоянию? Да, можно, если процесс их укрупнения не зашел слишком далеко. Для этого необходимо периодически проводить тренировку аккумуляторов на основе никеля: NiCD – примерно раз в месяц, NiMH – раз в два месяца. Под тренировкой в данном случае понимается полный разряд аккумулятора до напряжения 1 вольт на элемент (если у Вас, например, аккумулятор с номинальным напряжением 6V, т.е. 5 элементов в аккумуляторе, то его необходимо разряжать до 5V) и последующий полный заряд. Для восстановления емкости аккумулятора может потребоваться до 3–5 таких циклов разряда/заряда. Разряд аккумулятора непосредственно в телефоне, как правило, до такого напряжения не происходит – телефон отключается при более высоком напряжении. Лучший эффект достигается в некоторых зарядных устройствах с функцией разряда.

Однако следует отметить, что некоторые из восстановленных аккумуляторов могут иметь высокий саморазряд вследствие повреждения кристаллическими образованьями материала сепаратора. Эта обычно свойственно старым аккумуляторам.

Что же в конечном счете можно посоветовать рядовому потребителю, эксплуатирующему NiCD или NiMH аккумуляторы? Старайтесь эксплуатировать их в режиме: зарядил, использовал до конца, и только затем вновь на зарядку.

Совершенно по другому дело обстоит с литий–ионными (Li-ION) аккумуляторами, которые скорее любят находиться в заряженном состоянии. Их можно ставить на заряд в любой момент и держать в заряднике сколько угодно. Важно только, чтобы зарядник был предназначен для заряда именно Li-ION аккумуляторов. Такие зарядники после окончания заряда отключают ток заряда. Другая важная особенность Li-ION аккумуляторов, также как и герметичных свинцово–кислотных (SLA), – это необходимость их хранения только в заряженном состоянии.

 Процент восстановленных аккумуляторов при использовании контролируемых циклов разряда/заряда зависит от типа электрохимической системы, количества уже отработанных циклов, метода обслуживания и возраста аккумулятора.

NiCD Наилучшие результаты достигаются при восстановлении NiCD аккумуляторов. Обычно от 60% до 70% отвергнутых NiCD аккумуляторов может быть восстановлено для полноценной эксплуатации при использовании тренировочных циклов и восстановительных методов, заложенных в анализатор аккумуляторов. Однако не все аккумуляторы одинаково хорошо откликаются на тренировочные и восстановительные циклы. Старые могут показать низкие и непоследовательные (противоречивые) значения емкости после обслуживания, другие становятся еще хуже с каждым новым циклом. Такие результаты указывают на нестабильность аккумулятора, и подобные аккумуляторы должны быть заменены. Аналогия может быть проведена со старым человеком, для которого тренировки вредны. Некоторые старые аккумуляторы после проведения обслуживания достаточно близко возвращаются к первоначальной емкости. При этом следует принять во внимание возможность наличия у них высокого саморазряда. Если есть сомнение, проведите испытание на саморазряд.

NiMH Процент восстановления NiMH аккумуляторов по статистике оценивается примерно в 40%. Более низкое значение обусловлено, частично, из–за сокращенного числа циклов разряда/заряда NiMH аккумуляторов по сравнению с NiCD. Что касется практики сервисного центра корпорации Sentosa, процент восстановления NiMH аккумуляторов реально очень низок. Возможно вся причина этого заключается в том, что попадают они на восстановление уже безнадежно испорченными. Если бы аккумуляторы проходили периодическое обслуживание, то возможно процент восстановленных был бы близок к 40%.

SLA Процент восстановления SLA аккумуляторов мал и составляет около 15%. В отличие от основанных на никеле аккумуляторов, восстановление SLA аккумуляторов не базируется на разрушении кристаллических образований, а скорее на восстановлении химического процесса. Причиной низкого значения емкости SLA аккумуляторов является их длительное хранение в разряженном состоянии и недостаточном заряде.

Li-ION Уменьшение емкости Li-ion аккумуляторов складывается из восстанавливаемых и невосстанавливаемых потерь. Оптимальные способы восстановления восстанавливаемых потерь будут, вероятно, разработаны в ближайшем будущем. В настоящее время надежных методов восстановления этих аккумуляторов нет.

 Срок службы (срок эксплуатации) аккумулятора принято оценивать по тому количеству циклов заряда/разряда, которое он выдерживает в процессе эксплуатации без значительного ухудшения своих основных параметров: емкости, саморазряда и внутреннего сопротивления. Срок службы зависит от многих факторов: методов заряда, глубины разряда, процедуры обслуживания или его отсутствия, температуры и химической природы аккумулятора. Кроме того, он определяется временем, прошедшим со дня изготовления, особенно для Li-ION аккумуляторов. Аккумулятор, как правило, считается вышедшим из строя после уменьшения его емкости до 60–80% от номинального значения. В силу различных причин отдельные элементы в аккумуляторе могут иметь различную емкость и напряжение, что может отрицательно сказаться на эксплуатационных параметрах.

Каковы же численные значения срока службы для аккумуляторов различных электрохимических систем. За критерий принимается уменьшение реальной емкости аккумулятора в процессе проведения циклов заряда/разряда до 80% от номинального значения.

SLA (герметичные свинцово–кислотные) – 200...500 циклов заряда/разряда (число рабочих циклов зависит от глубины разряда. Малая глубина разряда обеспечит больше циклов).
NiCd (никель–кадмиевые) – 1500 циклов заряда/разряда (при условии правильного и регулярного обслуживания число рабочих циклов заряд может достигать 4000 против 1500 циклов гарантируемых производителем. Без проведения тренировочных циклов число рабочих циклов может уменьшиться в три раза).
NiMH (никель–металлгидридные) – 500 циклов заряда/разряда (число рабочих циклов зависит от глубины разряда. Малая глубина разряда обеспечит больше циклов).
Li-ION (литий–ионные) – 500...1000 циклов заряда/разряда (число рабочих циклов зависит от глубины разряда. Малая глубина разряда обеспечит больше циклов).
Li-POL (литий–полимерные) – 100...150 циклов заряда/разряда (число рабочих циклов зависит от глубины разряда. Малая глубина разряда обеспечит больше циклов).

Таким образом, наибольшее количество циклов заряда/разряда обеспечивают никель–кадмиевые аккумуляторы, но они же более всего требовательны к проведению обслуживания – периодических тренировочных циклов. Следует отметить, что отлаженная технология и надежная работа обеспечили этому типу аккумуляторов широкое распространение для питания портативной техники и оборудования. И по сей день, они исправно трудятся во многих устройствах и имеют наименьшую стоимость в пересчете на один цикл заряда/разряда.

Меньше всего циклов у литий–полимерных аккумуляторов. Вообще говоря, каких–либо данных по ним пока еще очень мало и к приведенным в данном случае их характеристикам необходимо относиться критически. Кроме того, технология их изготовления совершенствуется и возможно, что в данный момент цифры по этому типу аккумулятора уже другие.

Литий–ионные аккумуляторы имеют пожалуй самый приемлемый срок службы: от 500 до 1000 циклов, либо два года с момента изготовления. Последнее свойство составляет особенность именно Li–ion аккумуляторов. Этот тип – портящийся продукт независимо от того, работает он или лежит на полке. Наслаждайтесь ими пока они новые. Кстати, хранить их нужно только в заряженном состоянии и не допускать глубокого разряда.

 Явление саморазряда характерно в большей или меньшей степени для всех типов аккумуляторов и заключается в потере ими своей емкости после того, как они были полностью заряжены. Для количественной оценки саморазряда удобно использовать величину потерянной ими за определенное время емкости, выраженную в процентах от значения, полученного сразу после заряда. За промежуток времени, как правило, принимается интервал времени, равный одним суткам и одному месяцу. Так, например, для исправных NiCD аккумуляторов считается допустимым саморазряд до 10% в течение первых 24 часов после окончании заряда, для NiMH – немного больше, а для Li-ION пренебрежимо мал и оценивается за месяц. Следует отметить, что саморазряд аккумуляторов максимален именно в первые 24 часа после заряда, а затем значительно уменьшается.

NiCD аккумуляторы за месяц могут потерять до 20% емкости, NiMH – до 30%. Li-ION аккумулятор разряжается на 3–5% в течение первых 30 дней, затем величина тока саморазряда падает до 1–3% в месяц. Дополнительно к этому, электронная схема защиты, встроенная в Li-ION аккумулятор, может потреблять до 3% в месяц.

Хороший кислотный аккумулятор разряжается в среднем на 5% в месяц или 50% за год. Глубокий его разряд и последующий заряд увеличивают ток саморазряда.

Саморазряд аккумуляторов в основном обусловлен выделением кислорода на положительном электроде. Этот процесс еще больше усиливается при повышенной температуре. Так, при повышении окружающей температуры на 10 градусов по отношению с комнатной возможно увеличение саморазряда в два раза. В некоторой степени саморазряд зависит от качества использованных материалов, технологического процесса изготовления, типа и конструкции аккумулятора. Потери емкости могут быть вызваны повреждением сепаратора, когда образования слипшихся кристаллов пробивают его. Сепаратором принято называть тонкую пластину, разделяющую положительный и отрицательный электроды. Это обычно происходит из–за неправильного обслуживания аккумулятора, его отсутствия или применения несоответствующих или некачественных зарядных устройств. У изношенного аккумулятора пластинки электродов разбухают, слипаясь друг с другом, что приводит к повышению тока саморазряда, при этом поврежденный сепаратор невозможно восстановить проведением циклов заряда/разряда.

свинцово-кислотные аккумуляторы (SLA)
никель-кадмиевые аккумуляторы (NiCd)
никель-метал-гидридные аккумуляторы (NiMh)
литий-ионные аккумуляторы (Li-Ion)
литий-полимерные аккумуляторы (Li-Pol)

В настоящее время для питания портативых устройств и оборудования наиболее широко применяются аккумуляторы пяти различных электрохимических систем:

Sealed Lead Acid battery – герметичные свинцово–кислотные аккумуляторы. Свинцово–кислотный аккумулятор, изобретеный французским врачом Gaston Planteuere в 1859, был первым заряжаемым аккумулятором, предназначенным для коммерческого использования. Сегодня заливаемые свинцово–кислотные аккумуляторы используются в автомобилях и оборудовании, требующих отдачи большой мощности. В более портативном приборах используются герметичные аккумуляторы или аккумуляторы с регулирующим клапаном давления, некоторые из которых продаются под торговой маркой "gelcell".

В отличие от обычного (негерметичного) свинцово–кислотного аккумулятора, SLA аккумулятор разработан с низким потенциалом перезаряда для предохранения аккумулятора от достижения потенциала, при котором во время заряда происходит выделение газа и начинается водное истощение. Поэтому SLA аккумулятор имеет длительный срок хранения, но никогда не заряжается до своего полного потенциала. Среди заряжаемых аккумуляторов, SLA имеет самую низкую плотность энергии.

SLA аккумуляторы обычно используются в случаях, когда требуется большая мощность, вес не критичен, а стоимость должна быть низкой. Диапазон значений емкости для портативных приборов лежит в пределах от 1 до 30 A*час, а область применения инвалидные кресла, блоки бесперебойного питания и резервное освещение. SLA аккумуляторами также комплектуются некоторые переносные сотовые телефоны и видеокамеры. Из–за низкого саморазряда и минимальных требований по обслуживанию, SLA аккумуляторы – наиболее предпочтительный выбор для медицинских инструментов. Большие SLA аккумуляторы для стационарных применений имеют емкость от 50 до 200 A*час.

SLA аккумуляторы не подвержены эффекту памяти. Без всякого вреда допускается оставлять аккумулятор в зарядном устройстве на плавающем заряде в течение длительного времени. Сохранение заряда – лучшее среди заряжаемых аккумуляторов. Принимая во внимание, что NiCd аккумуляторы саморазряжаются за три месяца на 40% от запасенной энергии, SLA аккумуляторы саморазряжаются на то же самое количество за один год. Эти аккумуляторы недороги, но стоимость их эксплуатации может быть выше, чем у NiCD, если в течение срока эксплуатации требуется большое количество циклов разряда/заряда.

Для SLA аккумуляторов не приемлем режим быстрого заряда. Типовое время заряда – от 8 до 16 часов. SLA аккумулятор должен всегда храниться в заряженном состоянии. Хранение его в разряженном состоянии вызывает сульфатацию, которая делает их заряд трудным, если не невозможным.

В отличие от NiCD, SLA аккумуляторы не любят глубокие циклы разряда. Глубокий разряд вызывает дополнительное напряжение, подобное напряжению механического устройства. Фактически, каждый цикл разряда/заряда отнимает у аккумулятора небольшое количество емкости. Эта потеря очень небольшая, если аккумулятор находится в хорошем состоянии, но становится более ощутима, как только емкость понижается ниже 80% от номинальной. Это справедливо и для аккумуляторов других электрохимических систем, но в различной степени. Чтобы ослабить влияние глубокого разряда, можно использовать SLA аккумулятор немного большего размера.

В зависимости от глубины разряда и температуры эксплуатации, SLA аккумулятор обеспечивает от 200 до 500 циклов разряда/заряда. Основная причина относительно небольшого количества циклов разряда/заряда – расширение положительных пластин, которое является результатом химической реакции внутри аккумулятора. Это явление наиболее сильно проявляется при более высоких температурах. Применение циклов заряда/разряда не устраняет этот процесс. Однако, имеются методы улучшения состояние SLA аккумуляторов.

SLA аккумуляторы обладают относительно низкой плотностью энергии по сравнению с другими аккумуляторами, и вследствие этого непригодны для компактных устройств. Это становится особенно критичным при низких температурах, так как способность отдавать большой ток в нагрузку при низких температурах значительно уменьшеньшается. Как это ни парадоксально, SLA аккумулятор весьма хорошо заряжается с чередующимися импульсами разряда. В течение этих импульсов, ток разряда может достигать значения более, чем 1C.

Nickel-Cadmium battery – никель–кадмиевые аккумуляторы. Технология изготовления щелочных никелевых аккумуляторов была предложена в 1899, когда Waldmar Jungner изобрел первый никель–кадмиевый аккумулятор (NiCD). Используемые в них материалы были в то время дороги и их применение было ограничено специальной техникой. В 1932 внутрь пористого пластинчатого никелевого электрода были введены активные материалы, а с 1947 начались исследования герметичных NiCD аккумуляторов, в которых внутренние газы, выделяющиеся во время заряда, рекомбинировали внутри, а не выпускались наружу как в предыдущих вариантах. Эти усовершенствования привели к современному герметичному NiCD аккумулятору, который и используется сегодня.

В настоящий момент NiCD аккумуляторы по прежнему остаются наиболее популярными для электропитания переносных радиостанций, медицинского оборудования, профессиональных видеокамер, регистрирующих устройств и мощных инструментов. Так свыше 50% всех аккумуляторов для переносного оборудования – NiCD. Появление более новых по электрохимической системе аккумуляторов хотя и привело к уменьшению использования NiCD аккумуляторов, однако, выявление недостатков новых видов аккумуляторов привело к возобновлению интереса к NiCD аккумуляторам.

NiCD аккумулятор подобен сильному и молчаливому работнику, который интенсивно трудится и при этом не доставляет больших хлопот. Для него предпочтителен быстрый заряд по сравнению с медленным и импульсный заряд по сравнению с зарядом постоянным током. Улучшение эффективности достигается распределением импульсов разряда между импульсами заряда. Этот метод заряда, обычно называемый реверсивным, поддерживает высокую площадь активной поверхности электродов, тем самым, увеличивая эффективность и срок эксплуатации аккумулятора. Реверсивный заряд также улучшает быстрый заряд, т.к. помогает рекомбинации газов, выделяющихся во время заряда. В результате – аккумулятор меньше нагревается и более эффективно заряжается по сравнению со стандартным методом заряда постоянным током.

Другая важная проблема, которая решается при использовании реверсивного заряда, это уменьшение кристаллических образований в элементах аккумулятора, что повышает эффективность и продлевает срок его эксплуатации. Исследования, проведенные в Германии показали, что реверсивный заряд добавляет около 15% к сроку службы NiCD аккумулятора.

Для NiCD аккумуляторов вредно нахождение в зарядном устройстве в течение нескольких дней. Фактически, NiCD аккумуляторы – это единственный тип аккумуляторов, который выполняет свои функции лучше всего, если периодически подвергается полному разряду. Все остальные разновидности аккумуляторов по электрохимической системе предпочитают неглубокий разряд. Итак, для NiCD аккумуляторы важен периодический полный разряд, и если он не производится, NiCD аккумуляторы постепенно теряют эффективность из–за формирования больших кристаллов на пластинах элемента, явления, называемого эффектом памяти.

Среди недостатков NiCD аккумулятора – необходимость периодической полной разрядки для сохранения эксплуатационных свойств (устранения эффекта памяти), высокий саморазряд (до 10% в течение первых 24 часов) и большие габариты по сравнению с аккумуляторами других типов. Кроме того, аккумулятор содержит кадмий и требует специальной утилизации. В ряде скандинавских стран по этой причине уже запрещен к использованию. Из–за больших габаритов и проблем с утилизацией NiCD аккумулятор постепенно покидает рынок сотовых телефонов.

Nickel-Metal-Hydride battery – никель–металл гидридные аккумуляторы. Исследования в области технологии изготовления NiMH аккумуляторов начались в семидесятые годы и были предприняты как попытка преодоления недостатков никель–кадмиевых аккумуляторов. Однако применяемые в то время металл–гидридные соединения были нестабильны и требуемые характеристики не были достигнуты. В результате разработка NiMH аккумуляторов замедлилась. Новые металл–гидридные соединения, достаточно устойчивые для применения в аккумуляторах, были разработаны в 1980. Начиная с конца восьмидесятых годов, NiMH аккумуляторы постоянно улучшались, главным образом по плотности запасаемой энергии. Их разработчики отмечали, что для NiMH технологии имеется потенциальная возможность достижения еще более высоких плотностей энергии.

Число циклов заряда/разряда для NiMH аккумуляторов примерно равно 500. Предпочтителен скорее поверхностный, чем глубокий разряд. Долговечность аккумуляторов непосредственно связана с глубиной разряда.

NiMH аккумулятор по сравнению с NiCd выделяет значительно большее количество тепла во время заряда и требует более сложного алгоритма для обнаружения момента полного заряда, если не используется контроль по температуре. Большинство NiMH аккумуляторов оборудовано внутренним температурным датчиком для получения дополнительного критерия обнаружения полного заряда. Кроме того, NiMH аккумулятор не может заряжаться так быстро – время заряда обычно вдвое больше, чем у NiCD. Плавающий заряд должен быть более контролируемым, чем для NiCd аккумуляторов.

Рекомендуемый ток разряда для NiMH аккумуляторов значительно меньше, чем для NiCD. Так изготовители рекомендуют ток нагрузки от 0.2C до 0.5C (от одной пятой до половины номинальной емкости). Этот недостаток не критичен, если требуемый ток нагрузки низок. Для применений, требующих высокого тока нагрузки или имеющих импульсную нагрузку, типа переносных радиостанций и мощных инструментов, рекомендуются NiCD аккумуляторы.

И для NiMH и для NiCD аккумуляторов характерен приемлемо высокий саморазряд. NiCD аккумулятор теряет около 10% своей емкости в течение первых 24 часов, после чего саморазряд укладывается примерно в 10% в месяц. Саморазряд NiMH аккумуляторов – в 1.5–2 раза выше чем у NiCD. Применение гидридных материалов, улучшающих связывание водорода для уменьшения саморазряда, обычно приводит к уменьшению емкости аккумулятора.

Емкость NiMH аккумуляторов примерно на 30% больше емкости стандартного NiCD аккумулятора того же размера. NiCD элементы очень высокой емкости обеспечивают уровень емкости, близкий к емкости NiMH.

Цена NiMH аккумуляторов приблизительно на 30% выше, чем NiCD. Однако цена не главная проблема, если пользователю требуется большая емкость и небольшие габариты. Для сравнения, NiCD элементы очень высокой емкости только немного выше по цене стандартных NiCD элементов. По отношению емкость/стоимость NiCD аккумуляторы очень высокой емкости – более экономичны чем NiMH.

Lithium-Ion battery – литий–ионные аккумуляторы. Литий является самым легким металлом, в то же время он обладает и сильно отрицательным электрохимическим потенциалом. Благодаря этому литий характеризуется наибольшей теоретической удельной электрической энергией. Вторичные источники тока на основе лития обладают высоким разрядным напряжением и значительной емкостью.

Первые работы по литиевым аккумуляторам были осуществлены Г.Н. Льюисом (G.N. Lewis) в 1912 году. Однако, только в 1970 году появились первые коммерческие экземпляры первичных литиевых источников тока. Попытки разработать перезаряжаемые литиевые источники тока предпринимались еще в 80е годы, но были неудачными из–за невозможности обеспечения приемлемого уровня безопасности при обращении с ними.

В результате исследований, проведенных в 80х годах, было установлено, что в ходе циклирования источника тока с металлическим литиевым электродом, на поверхности лития формируются дендриты. Прорастание дендрита до положительного электрода и возникновение короткого замыкания внутри литиевого источника тока является причиной выхода элемента из строя. При этом температура внутри аккумулятора может достигать температуры плавления лития. В результате бурного химического взаимодействия лития с электролитом происходит взрыв. Так, большое количество литиевых аккумуляторов поставленных в Японию в 1991г., было возвращено производителям после того, как в результате взрывов элементов питания сотовых телефонов от ожогов пострадали несколько человек.

В попытке создать безопасный источник тока на основе лития, исследования привели к замене неустойчивого при циклировании металлического лития в аккумуляторе на соединения внедрения лития в угле и оксидах переходных металлов. Наиболее популярными материалами для создания литий–ионноых аккумуляторов в настоящее время являются графит и литийкобальтоксид (LiCoO2). В таком источнике тока в ходе заряда–разряда ионы лития переходят из одного электрода внедрения в другой и наоборот. Хотя эти электродные материалы обладает в несколько раз меньшей по сравнению с литием удельной электрической энергией, при этом аккумуляторы на их основе являются достаточно безопасными при условии соблюдения некоторых мер предосторожности в ходе заряда–разряда. В 1991, фирма Sony начала коммерческое производство литий–ионных аккумуляторов и в настоящее время является их самым крупным поставщиком.

Удельные характеристики литий–ионных аккумуляторов по крайней мере вдвое превышают аналогичные показатели никель–кадмиевых аккумуляторов и хорошо характеризуют себя при работе на больших токах, что необходимо, например, при использовании данных аккумуляторов в сотовых телефонах и портативных компьютерах. Литий–ионные аккумуляторы имеют достаточно низкий саморазряд (2–5% в месяц).

Для обеспечения безопасности и долговечности, каждый пакет аккумуляторов должен быть оборудован электрической схемой управления, чтобы ограничить пиковое напряжение каждого элемента во время заряда и предотвратить понижение напряжения элемента при разряде ниже допустимого уровня. Кроме того, должен быть ограничен максимальный ток заряда и разряда и должна контролироваться температура элемента. При соблюдении этих предосторожностей, возможность образования металлического лития на поверхности элетродов в ходе эксплуатации (что наиболее часто приводит к нежелательным последствиям), практически устранена.

По материалу отрицательного электрода литий–ионные аккумуляторы можно разделить на два основных типа: с отрицательным электродом на основе кокса (фирма Sony) и на основе графита (большинство других изготовителей). Источники тока с отрицательным электродом на основе графита имеют более плавную разрядную кривую с резким падением напряжения в конце разряда, по сравнению с более пологой разрядной кривой аккумулятора с коксовым электродом. Поэтому, в целях получения максимально возможной емкости, конечное напряжение разряда аккумуляторов с коксовым отрицательным электродом обычно устанавливают ниже (до 2.5V), по сравнению с аккумуляторами с графитовым электродом (до 3V). Кроме того, аккумуляторы с графитовым отрицательным электродом способны обеспечить более высокий ток нагрузки и меньший нагрев во время заряда и разряда, чем аккумуляторы с коксовым отрицательным электродом.

Производители непрерывно совершенствуют технологию литий–ионных аккумуляторов. Идет постоянный поиск и совершенствование материалов электродов и состава электролита. Параллельно предпринимаются усилия для повышения безопасности литий ионных аккумуляторов как на уровне отдельных источников тока, так и на уровне управляющих электрических схем.

Литий–ионные аккумуляторы являются наиболее дорогими из доступных сегодня на рынке. Совершенствование технологии производства и замена оксида кобальта на менее дорогой материалом может приведет к уменьшению их стоимость на 50% в течение ближайших нескольких лет.

Продолжается развитие других литий–ионных технологий, о чем говорят опубликованные результаты исследований. Так, согласно данным Fujifilm, разработанный этой фирмой аморфный композиционный окисный материал на основе олова для отрицательного электрода способен обеспечить в 1,5 раза более высокую электрическую емкость по сравнению с аккумуляторами со стандартным углеродным электродом. Дополнительные возможные преимущества аккумуляторов с этим материалом заключаются в большей безопасности, более быстром заряде, хороших разрядных характеристиках и высокой эффективности при низкой температуре. Недостатки на ранних этапах исследований обычно не упоминаются.

Литий–ионные аккумуляторы обладают очень высокой удельной энергией. Соблюдайте осторожность при обращении и тестировании. Не допускайте короткого замыкания аккумулятора, перезаряда, разрушения, разборки, протыкания металлическими предметами, подключения в обратной полярности, не подвергайте их воздействию высоких температур. Это может нанести Вам физический ущерб.

Lithium-Polimer battery – литий–полимерные аккумуляторы. Это последняя новинка в литиевой технологии. Имея примерно такую же плотность энергии, что и Li–ion аккумуляторы, литий–полимерные допускают изготовление в различных пластичных геометрических формах, нетрадиционных для обычных аккумуляторов, в том числе достаточно тонких по толщине, и способных заполнять любое свободное место.

Li–pol аккумулятор, называемый также "пластиковым", конструктивно подобен Li–ion, но имеет гелевый электролит. В результате становится возможной упрощение конструкции элемента, поскольку любая утечка гелеобразного электролита – невозможна. На данный момент пока отсутствуют сведения по сроку эксплуатации и старения новых литий–полимерных аккумуляторов.

Как известно по окончании заряда аккумулятора в обычном зарядном устройстве загорается зеленый свет, указывая на то, что аккумулятор полностью заряжен. Пользователь при этом полагает, что аккумулятор обладает полной емкостью и ему можно доверять. Однако зеленый свет обычного зарядного устройства никоим образом не гарантирует достаточную емкость или исправность аккумулятора. Подобно тостеру, который выталкивает хлеб, когда тот становится коричневым, зарядное устройство заряжает (наполняет) аккумулятор энергией и выталкивает его, когда наполнять уже больше некуда. Завершение заряда аккумулятора обычно обнаруживается повышением его температуры.

Аккумуляторы подвержены коррозии и постепенно теряют способность удерживать заряд. Это является неотъемлемой частью их естественного процесса старения. И многие пользователи совсем не подозревают о том, что их аккумуляторы работают едва ли не последний день. Часто слабость (недостаточная емкость) аккумуляторов незаметна, поскольку в обычные дни к ним не предъявляются слишком высокие требования. Однако ситуация в корне меняется, когда от них требуется полная отдача в критические моменты времени. Полный крах портативных систем – это один из наиболее распространенных типов отказа, который часто происходит из–за плохого технического состояния аккумуляторов.

Переход на использование аккумуляторов большей емкости и габаритов или на аккумуляторы с высокой энергетической плотностью не приведет к повышению надежности, если такие, но слабые аккумуляторы не выводятся из эксплуатации. Подобно этому, польза от использования продвинутых аккумуляторов со сверхвысокой емкостью будет небольшой, если после окончания основного срока службы эти аккумуляторы продолжают эксплуатироваться.

На этом рисунке приведены четыре аккумулятора с различной номинальной емкостью и техническим состоянием. Аккумуляторы B и D способны принять уменьшенное количество заряда из–за так называемого эффекта памяти и других явлений. Самый плохой из них – это аккумулятор D: зарядное устройство просигнализирует зеленым светом о готовности этого аккумулятора примерно через 14 минут после начала зарядки. Однако именно этот аккумулятор – наиболее вероятный кандидат, который будет выбран, когда заряженный аккумулятор срочно потребуется пользователю. К сожалению, он будет работать лишь в течение короткого промежутка времени. С другой стороны, аккумулятор A имеет самую высокую емкость и требует самого длительного времени для зарядки – 144 минуты. Ирония заключается в том, что именно этот аккумулятор с наименьшей вероятностью будет выбран пользователем, поскольку заряжается он медленнее всех.
Состояние любого, даже наиболее современного, аккумулятора ухудшается в процессе эксплуатации и старения. Степень ухудшения зависит от типа аккумулятора, условий эксплуатации, обслуживания и обращения. Без своевременного удаления слабых аккумуляторов, польза от современных аккумуляторов сверхвысокой емкости теряется. Таким образом, аккумуляторы с высокой энергетической плотностью только тогда лучше более старых типов, когда часто проверяется их техническое состояние. Осуществление надежной системы обслуживания аккумуляторов необходимо для надежного сервиса и предотвращения неожиданного отказа прибора или системы.

СПРЭС-2002

ООО «Энергия»
эксклюзивный дистрибьютор Panasonic Industrial Europe GmbH
в Северо-Западном регионе России
Докладчики:
Большаков Игорь Валентинович (руководитель отдела промышленных аккумуляторов)

Мировые примеры эксплуатации композитных аккумуляторных систем Panasonic.

Вы можете загрузить презентацию доклада в формате Microsoft Power Point