Андрей Кашкаров: Аккумуляторы. Справочник

Но все же есть и небольшой минус. Дело в том, что по истечении некоторого времени батареи начинают стареть (терять свою емкость). Причем этот процесс имеет необратимый характер и начинается сразу после изготовления батареи. Кроме того, не имеет значения, работает аккумулятор или же он просто лежит на полке. Падение емкости начинает заметно сказываться по истечении одного года.

И мало какая батарея служит более двух лет. По этой причине становится невыгодным покупать литиевые батареи для использования в качестве запасных и для хранения. Необходимо учитывать также тот факт, что на старение батареи сильно влияют степень заряженности и температура окружающей среды. Наиболее оптимальным режимом для хранения литиевых аккумуляторов является температура ниже +15 °C, а заряжена она должна быть при этом примерно на 40 %.

При соблюдении этих условий в течение года теряется не более 5 % от первоначальной емкости. Для заряжания литиевых батарей категорически запрещается использовать зарядные устройства, не предназначенные для этих аккумуляторов. В случае невыполнения этого требования происходит неполная зарядка и уменьшение срока службы. Заряжаются данные батареи, как правило, в течение четырех часов, а в случае превышения этого времени встроенная система управления просто отключает устройство, и батарея может пребывать в подключенном к сети состоянии сколь угодно долго.

Литий-ионные (Li-Ion) аккумуляторы показывают неплохие характеристики при низких температурах. Большинство производителей специфицирует этот тип батарей до —2 °C. при этом под малой нагрузкой батареи способны отдать до 70 % от своей емкости при комнатной температуре, а при больших токах нагрузки – до 40 %. При температуре около 0 °C уменьшение емкости малозаметно.

Эти элементы (с напряжением 3,5–3,7 В) имеют хорошую плотность энергии по отношению к своей массе и габаритам и популярны в малогабаритной носимой аппаратуре, в том числе в носимых радиостанциях.

Литий-полимерные аккумуляторы – свежее слово в области бытовой электроники. Отличие от всех остальных батарей состоит в электролите. Существуют три вида электролитов для литий-полимерных аккумуляторов:

1) полимерные сухие (полиэтиленоксид + соли лития);

2) гомогенные гель-полимерные (смесь солей лития пластификаторов и различных полимеров);

3) микропористая полимерная матрица и сорбированные в ней растворы лития.

Чаще применяется сухой электролит из полимера, вместо ставших традиционными пропитанных электролитами пористых сепараторов. Внешне они напоминает тонкую пластиковую пленку.

По характеристикам литий-полимерные аккумуляторы во многом подобны литий-ионным, однако работать могут только при температуре более +60 °C.

При более низких температурах, например, комнатной, литий-полимерные аккумуляторы обладают сниженной электропроводностью. Для повышения электропроводности таких аккумуляторов добавляется электролит, имеющих гелеобразную консистенцию. Улучшенные литий-полимерные аккумуляторы могут работать только при положительных температурах.

Стоимость этих устройств высока и оправдывается только в тех случаях, когда батарею необходимо изготовить в какой-либо нестандартной форме, так как аккумулятор может заполнить любое пустующее в корпусе оборудования пространство. Например, в сверхтонких

мобильных телефонах. Для них могут изготавливаться аккумуляторы толщиной в 1 мм. Конкретный пример показан на рис. 1.1.

Рис. 1.1. «Тонкий» аккумулятор

«Старение» данного вида аккумуляторов происходит так же, как и литий-ионных. Даже если аккумулятор лежит без действия, за два года он потеряет до 20 % емкости. Хранить такие устройства рекомендуется полузаряженными (на 40–50 %) при температуре 0…10 °C.

При более низких температурах происходит кристаллизация полимерного материала, и снижение его электропроводных свойств. Отчасти поэтому аккумуляторы имеют иную энергоемкость (при прочих равных условиях) при температурах ниже 0 °C.

Преимущества литий-полимерных аккумуляторов заключаются в низком саморазряде, высокой плотности энергии на единицу массы и объема, небольших перепадах напряжения в процессе разряда, гибких формах и толщине элементов до 1 мм, 300…500 рабочих циклов.