Какой аккумулятор выбрать?

Сейчас почти у каждого есть мобильный телефон, а у некоторых и по два, три устройства. Кто-то любит слушать музыку через плеер, кто-то носит с собой ноутбук, но мы не задумываемся о том, как работают эти устройства. На экране индикатор показывает, что пора бы зарядить аккумулятор, мы включает его в сеть и забываем о нем на некоторое время. А ведь очень многое зависит от того, какой тип аккумулятора в этом устройстве. Один нужно недолго держать на зарядке, другие, наоборот, подольше. Так как же разобраться? Ведь от этого зависит долговечность работы любимого телефона или же ноутбука.

kakoy-akkumulyator-vyibrat

Технический прогресс внес свою лепту и в развитие аккумуляторов. Аккумуляторы изменялись – появлялись новые типы, технологии изготовления. Сейчас мы пользуемся различными химическими аккумуляторами, каждый имеет свои преимущества, но ни один из них не является фаворитом. Есть из чего выбирать, но нужно знать, для чего именно и для каких целей. Есть два подхода к выбору типа аккумулятора:

  • нужен маленький аккумулятор, максимальная энергоемкость, максимально длительное время работы без подзарядки – цена не важна;
  • цена имеет большой вес, но нужен надежный аккумулятор с большим сроком службы (частые перезарядки);

Если вы используете специализированные перезаряжаемые аккумуляторы, то вам известны все их особенности. Вы будете в курсе, сколько протянет аккумулятор, чего можно ожидать от разных типов батарей. Важно иметь запас аккумуляторов для энергоемких устройств (GPS-навигаторы, CD-плейеры, цифровые камеры и другие устройства), особенно для тех, у кого есть большой цветной ЖК-экран.

Используемые типы аккумуляторов на сегодняшний день:

  • герметичные свинцово-кислотные элементы SLA (Sealed Lead Acid);
  • никель-кадмиевые (NiCd);
  • никель-гидридные (Nickel-Metal Hydride, или NiMH);
  • литий-ионные (Li-Ion);
  • литий-полимерные (Li-Polymer);
  • литиевые (Li-Metal);
  • перезаряжаемые щелочные батареи (RAM–Rechargeable Alkaline Manganese);

Перепутав RAM с не перезаряжаемыми одноразовыми батареями, вы можете повредить и испортить свой аппарат (камеру, плеер и др.)

Свинцово-кислотный аккумулятор (SLA) был изобретен в 1859 году и стал первым устройством сохранения энергии, который нашел коммерческое применение. Заливаемые жидким электролитом SLA используются в автомобилях и оборудовании, которое потребляет много энергии и для работы ему требуется большая мощность. Гелиевые свинцово-кислотные батареи используются в качестве источников резервного питания (в автомобилях, автокарах). В мобильных устройствах этот тип аккумулятора применяется очень редко. Свинцово-кислотные аккумуляторы не выдерживают частые зарядки/разрядки, заряжаются по времени очень долго (8-16 часов), что неприемлемо для мобильных устройств, могут отравить газами и вызвать ожоги (при критичном перегреве), к тому же их проблематично подзаряжать при низких температурах. Но в них есть и весомые достоинства и преимущества, иначе бы их не использовали.

А вот для стационарных устройств, где вес и габариты второстепенны, а важна экономичность, надежность работы при больших перепадах температур – это очень правильный, максимально безопасный и долгосрочный оптимальный выбор. Поэтому этот тип аккумуляторов активно применяется в медицинском оборудовании, для поддержания пожарного освещения и используются в системах бесперебойного питания (UPS).

На рынке появилась и новая модификация свинцовых батарей – AGM (Absorption Glass Mat). Они содержат инновационный материал, напоминающий стекловату с очень тонкими стеклянными волокнами. Но у них также есть свои недостатки, над которыми ученые продолжают работу.

Использовать никель-кадмиевые аккумуляторы стали с 1947 года, хотя технология их изготовления была предложена гораздо раньше – в 1899 году. Особым преимуществом этого аккумулятора по сравнению с предшественником стало – герметичность и безопасность. Этот тип батареи дешев, удобен в использовании и может выдерживать большие нагрузки. Поэтому его до сих пор активно используют во многих устройствах (биомедицинское оборудование, профессиональные видеокамеры, радиоприемники, передатчики, различные инструменты с электрическим приводом).
Недостатком NiCd-батарей является их «усталость», которая накапливается при очередной зарядке. Если батарею начинают заряжать раньше, чем она полностью исчерпала свой заряд. Эта «усталость» может привести к полному отказу в работе аккумулятора. Также этот тип аккумулятора очень сложно утилизировать из-за содержания в нем вредного и опасные вещества – кадмий. Преимуществами никель-кадмиевых аккумуляторов являются – самое короткое время заряда, большое число циклов зарядки/разрядки, они безопасны при эксплуатации, их можно заряжать при низких температурах (что не маловажно для северных стран), эти аккумуляторы доступны на рынке в широком диапазоне размеров (AA, AAA и др.).

Никель-гидридные аккумуляторы (NiMH) имеют единственное преимущество перед своим предшественником – у них период «усталости» проявляется за больший отрезок времени (т.е. они будут работать без необходимости перезарядки гораздо дольше). В остальном они имеют такие достоинства и недостатки.

Опыты по использованию лития для аккумуляторов начались еще в 1912, но лишь только в 70-х годах 20 века появились первые не перезаряжающиеся литиевые батареи. Первой на широкий рынок эти аккумуляторы представила корпорация Sony. Достоинствами литий-ионных аккумуляторов являются – большая энергоемкость, длительность сохранения заряда, почти полное отсутствия эффекта «усталости», самоотключение подзарядки после полной зарядки устройства (если по забывчивости, вы оставили его включенным в сеть на ночь), возможность вмонтирования в маленькие устройства. Благодаря этому, эти аккумуляторы широко используются в малогабаритной мобильной аппаратуре (мобильные телефоны, ноутбуки, коммуникаторы).

Недостатками литий-ионных аккумуляторов считаются: наличие специальных управляющих интегральных схем, которые управляют перепадами напряжения, датчика температуры и теплового предохранителя, которые предотвращают аккумулятор от перегрузок, что, естественно, удорожает сам аккумулятор. При незначительном повреждении батареи она перестает быть безопасной, а через 2-3 года может полностью исчерпать весь свой заряд емкости, который невозможно будет уже восстановить. Хранить такие батареи нужно только при определенных температурах и только заряженными.

Производители постоянно улучшают качество этих аккумуляторов, то заменяя материалы, то совершенствуя технологию производства. Появляются другие типы аккумуляторов на основе лития, у которых гораздо лучше показатели и улучшены потребительские характеристики.
Проблемы с безопасностью использования и высокая стоимость литий-ионных аккумуляторов подстегнули ученых, и был изобретен литий-полимерный аккумулятор (Li-Pol, или Li-Polymer). Они достаточно просто изготавливаются, могут быть вмонтированы в любую форму (как твердую, так и пластичную – например, в одежду, нетрадиционные конструкции). Для более эффективного использования компактного Li-Pol аккумулятора к полимерным электролитам добавляют немного гелевых. И этот вид батарей – гибрид полимера и геля – самый используемый на данный момент в мобильных телефонах. Его называют – литий-ионный полимер (Lithium Ion Polymer, или Li-Ion Pol), но большинство изготовителей обозначают просто как Li-Pol.

Достоинством этого типа батарей является – компактность, упрощенный монтаж (вмонтирование почти в любую поверхность). Но огромным недостатком по сравнению с предшественником стали меньшая энергоемкость и гораздо более высокая цена. Но этот вид батарей является очень перспективным, так как уменьшение размеров и веса являются весьма важным фактором и стимулом для выбора именно этой технологии.

В отличие от литий-ионных или же литий-ионных полимеров, литиевые аккумуляторы используются в наше время очень редко. Это связано с тем, что при их использовании нужно обеспечить специальные условия эксплуатации (для безопасности). Они имеют максимальную энергоемкость при комнатной температуре, но с понижением температуры они теряют свое преимущество. Ученые продолжают работу над усовершенствованием этого типа аккумуляторов, так как эти батареи можно использовать с большим успехом в узких областях.

Существуют также перезаряжаемые щелочные батареи (Rechargeable Alkaline). Их часто ассоциируют и путают с одноразовыми щелочными батарейками Alkaline. Их преимуществом является – цена и малое время зарядки. Но ощутимыми недостатками являются: невысокая надежность и малое время использования в целом (количество циклов заряд/разряд).

Поэтому, прежде чем покупать аккумулятор, хорошо подумайте, какого эффекта вы хотите достичь, для каких целей вам нужен аккумулятор и какую сумму вы готовы потратить на его приобретение.