Литиевые аккумуляторы

Одними из самых используемых аккумуляторных батарей (АКБ) в современном технологичном мире являются литиевые аккумуляторы. Это большая группа устройств, в которую входят такие батареи, как:

литий-полимерные аккумуляторы;
литий-фторные АКБ;
литий-железно-фосфатные батареи;
литий-железно-сульфидные батареи;
литий-ионные аккумуляторы;
литий-хлорные АКБ;
литий-серные АКБ.

Самыми распространенными среди всех них, разумеется, являются литий-ионные батареи: они используются и строительных инструментах, и в мобильных устройствах, и в электромобилях. Сложно представить себе нашу бытовую технику без таких вот карманных приборов. А меж тем появились они не так давно: первый литиевый аккумулятор такого типа выпустила компания Sony в 1991 году.

Причина, по которой эти устройства применяются и в сотовых телефонах, и в ноутбуках, и в фотокамерах с видеокамерами - это их крайне высокая энергетическая плотность. Всего в каком-то кубическом сантиметре батарейки может содержаться энергия, которой хватит на несколько часов работы вашего MP3-плеера. Кроме того, эти устройства имеют довольно быстрое время заряда: при использовании надлежащего зарядного устройства для АКБ они вполне могут восстановить весь свой потенциал всего за пару часов.

Однако есть у них и несколько недостатков. Так, их приходится снабжать специальной электронной схемой, предотвращающей перегрев и перезаряд - в результате чего стоимость устройств возрастает. В случае неконтролируемого разряда такие литиевые аккумуляторы могут быстро выйти из строя. А при полном разряде они могут потерять возможность подзарядки, пока на них не подадут импульс более высокого напряжения (что, опять же, скажется на их дальнейших характеристиках). Для достижения максимального срока службы нужно поддерживать заряд постоянно на уровне 15-90%. За это отвечает специальная система контроля, BMS, входящая в комплект к любой батарее такого типа. На стоимость это, снова-таки, влияет не лучшим образом.

Но благодаря тому, что они совсем не требуют обслуживания и могут, в отличие от жидкостных свинцово-кислотных аккумуляторов, работать в широком диапазоне температур, альтернативы таким агрегатам на рынке пока еще нет.

Вторым по популярности типом литиевых аккумуляторов являются приборы с литием и полимерами. Это - более совершенный вариант предыдущих устройств. Он всё чаще начинает использоваться в цифровой технике, однако его применение ограничено из-за цены. Чаще всего их можно обнаружить в электромобилях, портативных электроинструментах и различных радиоуправляемых моделях.

К преимуществам таких приборов можно отнести еще большую плотность энергии на единицу массы и объема (в 1 см³ этих устройств содержится в два раза больше энергии, чем в литиевых аккумуляторах с ионами!), а также низкий саморазряд и отсутствие эффекта памяти. Диапазон допустимых температур тоже довольно широк: от -20 до +40 °С. Однако за все эти плюсы приходится платить. Во-первых, литий-полимерные устройства являются пожароопасными в случае перегрева или перезаряда. По этой причине к ним подбираются особенные зарядные устройства. А во-вторых, количество рабочих циклов - очень ограничено: всего 500-600 штук. И это еще в лучшем случае, при соблюдении всех оптимальных условий. Даже свинцово-кислотные аккумуляторы способны выдержать в два раза больше циклов заряда-разряда.