Никель-металлгидридные аккумуляторные батареи нового поколения

Щелочные батареи, благодаря их готовности к немедленному использованию после покупки и благодаря сохранению энергии в течение относительно длительного периода времени, в прошлом были лучшей альтернативой традиционным аккумуляторным батареям. Что изменилось после появления нового поколения аккумуляторных батарей?


В области питания малой электроники уже давно не происходит серьезной революции. На рынке были как усиленные щелочные батареи, так и низкоэффективные цинк-углеродные батареи и никель-металлгидридные никель-металлгидридные никель-металлгидридные батареи. Но последние оставались несколько в тени одноразовых элементов – они отличались плохой долговечностью, малым количеством циклов заряда/разряда, не сохраняли емкость при более длительном хранении – требовали зарядки непосредственно перед планируемым использованием, а дешевые зарядные устройства, из-за простоты своей конструкции, не умели заряжать их оптимально. Эти факторы, наряду с высокой ценой и отсутствием готовности к использованию сразу после покупки, затмили преимущества традиционных никель-металлгидридных элементов. Не помогло и то, что никель-металлгидридные аккумуляторы намного эффективнее в устройствах со средним и высоким энергопотреблением, а кроме того, в отличие от аккумуляторов, сохраняют герметичность на протяжении всего срока службы – не высыпаются.

Ситуация резко изменилась после того, как в 2005 году Sanyo выпустила первое в мире новое поколение аккумуляторных батарей Eneloop в типичных размерах AA (R6) и AAA (R03). В настоящее время бренд Eneloop принадлежит компании Panasonic. Эти элементы характеризовались 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 70-75% заряда батареи уже в процессе производства.

Эта особенность сделала элементы готовыми к использованию сразу после покупки, а очень высокая долговечность означает, что они способны заменить до 2100 щелочных батареек, что, несомненно, экономически выгодно и способствует заботе об окружающей среде.

Аккумуляторные батареи от известных компаний обычно имеют две серии продуктов: стандартные – предназначенные для типичных и нетребовательных применений – и профессиональные, предназначенные для использования в профессиональных устройствах, например, в фототехнике. Они чаще всего отличаются по емкости, выраженной в миллиампер-часах (мАч) – чем выше емкость аккумулятора, тем дольше он должен работать в устройстве. В случае с аккумуляторными батареями Eneloop есть два типа: Eneloop (белый) и Eneloop Pro (черный). Белый вариант этих клеток он имеет минимальную емкость 1900 мАч в размере R6 AA и 750 мАч в размере R03 AAA. Минимальная емкость eneloop Pro составляет 2500 мАч для размера R6 AA и 930 мАч для размера R03 AAA. Профессиональная версия, помимо большей емкости, также имеет возможность отдавать более высокий ток, что важно, например, во вспышках фотоаппаратов. Более высокая емкость и возможность нагрузки большим током в версии Pro снизили долговечность этих элементов, которая в данном случае составляет около 500 циклов зарядки.

После успешного внедрения нового поколения аккумуляторных батарей с низким уровнем саморазряда компанией Sanyo, другие ведущие производители аккумуляторов, в том числе Energizer, Duracell, Varta, GP, Fujitsu - также представили в своем предложении аккумуляторы нового поколения с низким уровнем саморазряда. Тем не менее, они не смогли поставить под угрозу рыночные позиции аккумуляторов Eneloop или сравниться с ними по качеству с точки зрения количества циклов зарядки или уровня саморазряда с течением времени. Кроме того, уровень их заряда в процессе производства часто был слишком низким, что делало невозможным их использование сразу после покупки.

Элементы нового поколения могут использоваться в качестве замены обычных батареек (готовых к использованию сразу) в большинстве устройств (например, в пультах дистанционного управления, будильниках, портативных радиоприемниках, mp3/mp4-плеерах, фонариках и т. д.). Примерами элементов последнего поколения являются Panasonic Eneloop, GP Recyko, Panasonic Evolta (ранее Infinium) и Varta Ready2Use, Fujitsu, everActive.

Технология никель-металлгидридных аккумуляторов нового поколения

Современные никель-металлгидридные аккумуляторы состоят из двух электродов (анодного и катодного), отделенных друг от друга пористым пластиковым сепаратором. Все компоненты ячейки сворачиваются в рулон и помещаются в металлическую емкость, а затем заполняются электролитом. Металлическая емкость плотно закрывается крышкой.

Саморазряд никель-металлгидридных аккумуляторов происходит по 3 причинам:

• Химическое растворение катода
• естественное затухание анода
• загрязнение анодных анодов

Как уменьшается саморазряд? - Использование ячеек eneloop в качестве примера

Химическое растворение катода было уменьшено за счет использования специального сплава, характеризующегося кристаллической решетчатой структурой (Superlattice Alloy). Использование этого сплава также позволило увеличить емкость аккумулятора и снизить внутреннее сопротивление, что в свою очередь позволяет использовать более высокий ток разряда.
Дополнительным преимуществом использования этого сплава является то, что для стабилизации всего процесса можно использовать меньше кобальта, чем в ячейках, изготовленных старым методом.
Анод защищен специальным металлом, который замедляет его естественный гниение. Электролит и сепаратор также были усовершенствованы.

Каковы важные аспекты использования и обслуживания аккумуляторов нового поколения?

Эти клетки не требуют специального лечения или формирования. Тем не менее, из-за различий в заводском заряде, рекомендуется изначально полностью зарядить их в подходящем зарядном устройстве – это обеспечит оптимальную работу в целевом устройстве, а также может предотвратить переразрядку новых аккумуляторов. Аккумуляторные батареи Eneloop могут быть определенным исключением из этого правила – обычно мы получаем их равномерно заряженными и готовыми к немедленному использованию. Аккумуляторные батареи нового поколения также не имеют «эффекта памяти», поэтому используют всю свою емкость. Однако стоит помнить, что наилучших параметров они достигнут при зарядке с помощью усовершенствованного процессорного зарядного устройства.

На что следует обратить внимание при использовании аккумуляторных батарей?

Для аккумуляторных батарей при повседневном использовании наиболее вредным является постоянный, полный разряд. Поэтому особенно важно использовать в вашем устройстве только одни и те же аккумуляторы от одного производителя, с одинаковой степенью заряда. Частая полная разрядка вредна для аккумулятора, поэтому лучше подзарядить его перед плановым усиленным использованием. Когда батареи не используются, их следует хранить хотя бы частично заряженными, желательно в прохладном месте, в специальном защитном контейнере.

Все ли батареи доступны на рынке в качестве элементов нового поколения?

Аккумуляторы, изготовленные по старой технологии, все еще доступны на рынке. В их случае не забудьте зарядить их перед использованием. Они также могут терять уровень заряда в очень большом количестве быстрый темп – до 30% после первого дня зарядки. Кроме того, при выборе аккумуляторов стоит обращать внимание на их марку/производителя. Наименьший риск связан с подбор проверенных аккумуляторов с реальными параметрами. Помните, что для батареи AA/R6 максимально возможная технологически емкость составляет около 2600 мАч, в то время как для R03 AAA она составляет около 1000 мАч. На рынке очень много некачественных аккумуляторов со значительно завышенными параметрами (даже на 1000%) – покупка таких элементов обычно приносит много разочарований и может эффективно отбить охоту использовать любые многоразовые аккумуляторы.

Хороший аккумулятор — это только часть успеха, выбор правильного зарядного устройства не менее важен.

Полное предложение: Никель-металлгидридные аккумуляторные батареи Авторское право Baltrade ©