Аккумуляторы Ni-MH нового поколения

Щелочные батареи, благодаря готовности к немедленному использованию после покупки и способности сохранять энергию в течение относительно длительного времени, в прошлом были лучшей альтернативой традиционным аккумуляторам. Что изменилось после введения аккумуляторов нового поколения?


В области питания мелкой электроники долгое время не происходило значительных революций. На рынке существовали как усиленные щелочные батареи, так и низкоэффективные цинк-угольные, а также никель-металлогидридные аккумуляторы Ni-MH. Однако последние оставались несколько в тени одноразовых элементов - они отличались низкой долговечностью, небольшим количеством циклов зарядки/разрядки, не сохраняли емкость при длительном хранении - требовали зарядки непосредственно перед планируемым использованием, а дешевые зарядные устройства из-за простоты своей конструкции не могли их оптимально зарядить. Эти факторы, а также высокая цена и отсутствие готовности к использованию сразу после покупки, затмевали преимущества традиционных никель-металлогидридных элементов. Не помогло и то, что аккумуляторы Ni-MH значительно более эффективны в устройствах со средним и высоким потреблением энергии, а также, в отличие от батарей, сохраняют герметичность на протяжении всего срока эксплуатации - не протекают.

Ситуация кардинально изменилась после выхода на рынок в 2005 году компанией Sanyo первых в мире аккумуляторов нового поколения марки Eneloop в стандартных размерах AA (R6) и AAA (R03). В настоящее время марка Eneloop принадлежит компании Panasonic. Эти элементы отличались очень низким уровнем саморазряда, благодаря чему заряженные аккумуляторы могли сохранять много энергии даже спустя несколько лет после зарядки. Элементы Eneloop также обязаны своим успехом высокому начальному уровню заряда с использованием солнечной энергии. Японский производитель первым смог обеспечить зарядку аккумуляторов на уровне 70-75% уже в процессе производства.

Эта особенность привела к тому, что элементы сразу после покупки готовы к использованию, а очень высокая долговечность позволяет им заменить даже 2100 щелочных батарей, что, безусловно, выгодно с экономической точки зрения и способствует заботе об окружающей среде.

Аккумуляторы известных компаний обычно имеют две серии продуктов: стандартную - предназначенную для типичных и не требовательных применений - и профессиональную, разработанную для использования в профессиональных устройствах, например, в фототехнике. Чаще всего они различаются емкостью, выраженной в миллиампер-часах (мАч) - чем выше емкость аккумулятора, тем дольше он должен работать в данном устройстве. В случае аккумуляторов Eneloop у нас есть два типа: Eneloop (белые) и Eneloop Pro (черные). Белая версия этих элементов характеризуется минимальной емкостью на уровне 1900 мАч в размере R6 AA и 750 мАч в размере R03 AAA. Eneloop Pro имеет минимальную емкость на уровне 2500 мАч для размера R6 AA и 930 мАч для размера R03 AAA. Профессиональная версия, помимо более высокой емкости, также обладает способностью отдавать больший ток, что важно, например, в вспышках для фотокамер. Более высокая емкость и возможность нагружать большим током версии Pro уменьшили долговечность этих элементов, которая в этом случае составляет около 500 циклов зарядки.

После успешного внедрения аккумуляторов нового поколения с низким уровнем саморазряда компанией Sanyo остальные ведущие производители аккумуляторов, такие как Energizer, Duracell, Varta, GP, Fujitsu, также ввели в свой ассортимент аккумуляторы нового поколения с низким уровнем саморазряда. Однако они не смогли угрожать рыночной позиции аккумуляторов Eneloop или сравниться с их качеством в отношении количества циклов зарядки или уровня саморазряда со временем. Также их уровень заряда в процессе производства часто был слишком низким, что не позволяло использовать их сразу после покупки.

Элементы нового поколения могут использоваться в качестве заменителей обычных батарей (сразу готовых к использованию) в большинстве устройств (например, пульты, будильники, портативные радиоприемники, MP3/MP4 плееры, фонарики и т.д.). Примерами новейшего поколения элементов являются аккумуляторы Panasonic Eneloop, GP Recyko, Panasonic Evolta (ранее Infinium) и Varta Ready2Use, Fujitsu, everActive.

Технология аккумуляторов Ni-MH нового поколения

Современные аккумуляторы Ni-MH состоят из двух электродов (анода и катода), разделенных пористым сепаратором из пластика. Все элементы ячейки сворачиваются и помещаются в металлический контейнер, а затем заполняются электролитом. Металлический контейнер закрывается герметичной крышкой.

Саморазряд аккумуляторов Ni-MH происходит по 3 причинам:

• химическое растворение катода
• естественный распад анода
• загрязнение анода

Как было уменьшено саморазряжение? - на примере элементов марки Eneloop

Химическое растворение катода было уменьшено за счет применения специального сплава, характеризующегося структурой кристаллической решетки (Superlattice Alloy). Применение этого сплава также позволило увеличить емкость аккумулятора и уменьшить внутреннее сопротивление, что, в свою очередь, позволяет использовать более высокий ток разряда.
Дополнительным преимуществом применения этого сплава является то, что для стабилизации всего процесса можно использовать меньше кобальта, чем в элементах, производимых старым методом.
Анод был защищен специальным металлом, который замедляет его естественный распад. Также был улучшен электролит и сепаратор.

Какие важные аспекты использования и обслуживания аккумуляторов нового поколения?

Элементы не требуют специального обращения или формирования. Тем не менее, учитывая существующие различия в заводском заряде, рекомендуется сначала полностью зарядить их в соответствующем зарядном устройстве - это обеспечит оптимальную работу в целевом устройстве и может предотвратить чрезмерное разряжение новых аккумуляторов. Исключением из этого правила могут быть аккумуляторы Eneloop - мы обычно получаем их равномерно заряженными и они готовы к работе сразу. Аккумуляторы нового поколения также не имеют "эффекта памяти", благодаря чему используют всю свою емкость. Однако стоит помнить, что лучшие параметры они достигнут, когда будут заряжены с использованием продвинутого процессорного зарядного устройства.

На что особенно обращать внимание при эксплуатации аккумуляторов?

Для аккумуляторов во время повседневной эксплуатации наиболее вредным является постоянное, полное разряжение. Поэтому особенно важно использовать в имеющемся устройстве только те же аккумуляторы, того же производителя, с одинаковым уровнем заряда. Для аккумулятора вредно частое полное разряжение, поэтому лучше его подзарядить перед планируемой интенсивной эксплуатацией. Неиспользуемые аккумуляторы следует хранить хотя бы частично заряженными, лучше в прохладном месте, в специальном защитном контейнере.

Все ли аккумуляторы, доступные на рынке, являются элементами нового поколения?

На рынке все еще доступны аккумуляторы, выполненные по старой технологии. В их случае следует помнить о зарядке перед использованием. Они также могут терять уровень заряда очень быстро - до 30% после первого дня после зарядки. Кроме того, выбирая аккумуляторы, стоит обратить внимание на их марку / производителя. Наименьший риск несет выбор проверенных аккумуляторов с реальными параметрами. Помните, что для аккумулятора AA/R6 максимальная возможная технологически достигаемая емкость составляет около 2600 мАч, а для R03 AAA - около 1000 мАч. На рынке много низкокачественных аккумуляторов с значительно завышенными параметрами (даже на 1000%) - покупка таких элементов обычно приносит большое разочарование и может эффективно оттолкнуть от использования любых аккумуляторов многоразового использования.

Хороший аккумулятор - это лишь часть успеха - выбор подходящего зарядного устройства также важен.

Полное предложение: Аккумуляторы Ni-MH Copyright © Baltrade