Літій-полімерний акумулятор з можливістю заряду при температурі навколишнього середовища -10 ° С, а роботи - при температурі до -40 ° С? Легко! Це стало можливим з новою серією акумуляторів виробництва компанії EEMB . Їх можна відрізнити за абревіатурою LC в серійному позначенні.
Перший літієвий акумулятор, - а саме літій-іонний (Li-Ion), - був продемонстрований в 1991 році, і в цьому ж році почалося серійне виробництво. З того моменту пройшла вже чверть століття, і протягом цього часу технічні характеристики акумуляторів розвивалися і удосконалювалися. В основному увага приділялася збільшенню питомої енергоємності та терміну служби, зниження масогабаритних характеристик і вартості, підвищення екологічності та безпеки. Час не було витрачено даремно - в результаті розвитку з'явилися нові різновиди акумуляторів, наприклад літій-полімерні (Li-Pol) і літій-залізофосфатні (Li-FePO4).
Порівнюючи зазначені типи акумуляторів за основними параметрами (таблиця 1), бачимо, що кожен з них має як переваги, так і недоліками. Літій-іонні мають найвищу питомою енергоємністю, середньою вартістю ват-години і меншою кількістю циклів «заряд / розряд». Літій-полімерні акумулятори володіють найменшою вартістю ват-години, трохи меншою питомою енергоємністю і середнім значенням циклів «заряд / розряд». Літій-залізофосфатні мають максимальну вартість ват-години, меншу енергоємність серед літієвих акумуляторів, але найтриваліший термін служби і термін зберігання.
Таблиця 1. Основні параметри літієвих акумуляторів
Параметри Тип акумулятора Li-Ion Li-Polymer LiFePO4 Номінальна напруга на осередок, В 3,7 3,2 Число циклів заряд / розряд до втрати 20% ємності 300 ... 500 500 ... 800 Більше 2000 Термін зберігання до втрати 20% ємності, років 1 , 5 (тип.) 5 ... 10 Температурний діапазон розряду тип., ° С -20 ... 60 -10 ... 60 -20 ... 50 Питома енергоємність, Вт годину / кг (тип.) 210 та ... 230 130 ... Ціна: 160 120 ... 130 Вартість за ват-година тип., $ 0,6 ... 1,1 0,4 ... 0,6 0,8 ... 2,3
З огляду на комплекс зазначених параметрів, можна вважати, що на сьогоднішній день для переважної більшості застосувань оптимальним типом акумулятора є літій-полімерний, а літій-залізофосфатні акумулятор має дуже хороші перспективи, особливо при зниженні вартості ват-години.
Негативною споживчою характеристикою всіх літієвих акумуляторів є те, що вони дуже погано пристосовані до мінусових температур. Як правило, вони допускають розряд при температурі не нижче -10 ... -20 ° С (зі зменшенням ємності і віддається струму), а заряд - тільки при плюсовій температурі. Звичайно, є літієві акумулятори, які можна розряджати при температурі -50 ° С, а також і заряджати аж до -30 ° С, але це спеціально розроблені досить дорогі акумулятори, наприклад, продукція французької компанії SAFT. Подібна продукція затребувана в авіації, нафтогазової галузі, військовій техніці та там, де потрібна підвищена надійність і безпеку.
У багатьох додатках комерційного і побутового призначення не завжди потрібні чудові характеристики, але важливою є прийнятна вартість проекту, тобто бажано мати акумулятор з оптимальним співвідношенням «ціна-якість». Є ряд додатків, в яких необов'язково мати акумулятор з можливістю заряду при мінусовій температурі, наприклад, що носиться апаратура, яку можна зарядити в нормальних умовах, але вона зобов'язана працювати і на вулиці в зимовий період. Це можуть бути кошти радіозв'язку, контрольно-вимірювальна і контрольно-діагностична апаратура, пристрої індивідуальної сигналізації (електронний маяк рятувальника) і так далі.
Для таких додатків оптимальним чином підходить продукція компанії EEMB, яка виробляє літієві джерела струму промислового призначення вже з 1995 року. На даний момент компанія розробила і серійно виготовляє літій-полімерні акумулятори з можливістю розряду при температурі до -40 ° С.
На російському ринку компанія відома вже більше 10 років і за цей час заробила статус виробника якісної продукції середнього цінового діапазону. Головний офіс компанії і виробництво знаходяться в Китаї, є представництва в США (Каліфорнія), Японії (Токіо) і в Росії (Москва).
Мал. 1. Li-Pol-акумулятор: зовнішній вигляд
Компанія має сучасне обладнання і необхідними фахівцями в області розробки і виробництва літієвих елементів живлення, що підтверджується наявністю сертифіката на виробництво за стандартом ISO9001 і наявними власними патентами. Зокрема, нова серія літій-полімерних акумуляторів (рисунок 1) володіє трьома патентами, один з яких - на винахід, і характеризується поліпшеними характеристиками при низьких температурах. Акумулятори мають підвищену стабільністю ємності, підвищеною безпекою і збільшеним життєвим циклом. Відрізнити нову серію від існуючої стандартної можна по символам «LC» в кінці найменування, наприклад LP385590LC , Де:
- LP - тип акумулятора (Li-Pol);
- 38 - товщина акумулятора (3,8 мм);
- 50 - ширина акумулятора (55 мм);
- 90 - довжина акумулятора (90 мм);
- LC - низькотемпературна версія.
Мал. 2. Залежність ємності Li-Pol-акумуляторні батареї за температури -10 / -20 ° C
Вище згадувалося, що літієві акумулятори погано пристосовані до негативних температур, і це підтверджується малюнком 2. На ньому наведено графіки значень ємності та напруги при температурі -10 і -20 ° С для стандартної версії акумулятора (синій і червоний колір), а також для низькотемпературної версії акумулятора (чорний колір). Наведені залежності знімалися при розрядному струмі 0,2 с (C - ємність акумулятора) до напруги відсічення 2,75 В. У таблиці 2 наведені значення ємності в явному вигляді при тих же умовах розряду.
Таблиця 2. Ємність Li-Pol-акумуляторів в залежності від температури
Версія акумулятора Ємність акумулятора / робоча температура 60 ° С 25 ° С -20 ° С -40 ° С Стандартна 98% 83% немає Низькотемпературна 98% 85% 72%
На малюнку 3 наведена узагальнена типова крива залежності тільки для низькотемпературної версії акумулятора, знята при температурі вже -40 ° С.
Мал. 3. Залежність ємності нізкотемператорной версії Li-Pol-акумулятора при температурі -40 ° C
З графіків і таблиці видно, що стандартна версія допускає можливість розряду тільки до -20 ° С і при цьому втрата ємності складає 17%. Втрата ємності невелика, але і гранична температура (-20 ° С) невелика, особливо для нашого клімату.
У новій серії акумуляторів також знижується ємність при мінусовій температурі, і зниження становить 25 ... 30%, але вже при температурі -40 ° С, що є непоганим показником. Беручи до уваги, що вартість ват-години нової серії акумуляторів знаходиться на рівні стандартної версії плюс 18 ... 25%, можна стверджувати, що у компанії EEMB є дуже цікавий продукт для застосування в російському кліматі.
Нова серія акумуляторів допускає не тільки розряд при мінусовій температурі, але і можливість заряду. Акумулятор можна заряджати при температурі не нижче -10 ° С струмом 0,2C. Однак зарядити в таких умовах його можна лише до 70% від номінальної ємності. Слід зазначити, що в листі даних така інформація відсутня - це недокументовані дані.
Зазвичай, вибираючи акумулятор, визначають його ємність, виходячи з передбачуваного часу роботи пристрою. При виборі низькотемпературної версії акумулятора в разі, якщо пристрій споживає підвищений струм, слід керуватися не тільки необхідної ємністю, але і можливістю отримати необхідний струм при низькій температурі (мається обмеження на струм розряду при -40 ° С не більше 0,2 с). Може виявитися так, що головним фактором буде виступати вже не ємність, а саме можливість отримати потрібний струм. Необхідне значення струму завжди можна отримати, але за рахунок збільшення ємності акумулятора.
Традиційно літієві акумулятори вважаються потенційно небезпечними. В принципі це так, якщо брати до уваги перші їхні зразки. Однак за час розвитку акумуляторів їх виробники істотно підвищили їх безпеку. Небезпека може виникнути при фізичному пошкодженні, а якщо акумулятори використовуються відповідно до технічних умов - вони безпечні. Компанія EEMB дуже суворо ставиться до цього аспекту і передбачає різні заходи, що підвищують безпеку.
Процес заряду-розряду літієвих акумуляторів повинен контролюватися. При розряді не можна допускати зниження напруги до значень менше 2,75 В, а при заряді - перевищення значення 4,20 В. При цьому необхідно контролювати струм, а в деяких випадках - і температуру. Контроль можна покласти на спеціальну схему в складі кінцевого пристрою, але зручніше замовити виконання з вбудованою в сам акумулятор схемою. Наприклад, якщо акумулятор виробника EEMB містить таку схему (або вона входить в його конструкцію відповідно до умов замовлення), то в позначенні присутні додаткові символи PCM; якщо потрібно мати акумулятор з додатково встановленими проводами (LD) і роз'ємом (/), то позначення буде таким: LP385590LC-PCM-LD /.
Компанія EEMB виготовляє акумулятори нової серії зі стандартними або необхідними параметрами (ємність / напруга) і розмірами. При визначенні власних параметрів слід керуватися величиною питомої енергощільність, яка не повинна перевищувати значення 100 ... 110 Ач / дм³, якщо потрібні акумулятори з індексом LC. Для стандартної версії акумуляторів мають кілька більш висока величина енергощільність (залежить від ємності акумулятора).
Літієві акумулятори чутливі до режиму заряду. Для повного і правильного заряду цього типу акумуляторів використовується комбінований режим CC-CV (Constant Current - Constant Voltage) (див. Малюнок 4).
Мал. 4. Режим заряду літієвих акумуляторів
На початковому етапі тривалістю дві години акумулятор заряджається постійним струмом, рівним 0,5С, до досягнення напруги 4,2 В. Іноді допускається на першому етапі заряд струмом 1С протягом однієї години. Потім починається другий етап тривалістю 1 годину, протягом якого контролер при постійній напрузі 4,2 В знижує зарядний струм до величини 0,02с або нижче, і на цьому режим заряду вважається закінченим.
Компанія EEMB крім Li-Pol-акумуляторів випускає також Li-Ion, LiFePO4 і Ni-MH. У лінійці продукції є широкий ряд первинних джерел струму (батарейок) найбільш популярних електрохімічних систем і типорозмірів.
У світі досить багато виробників літієвих хімічних джерел струму, і переважна більшість зосереджено в Китаї. Це пояснюється тим, що саме в цій країні знаходяться основні запаси літію. Однак не всі виробники мають в лінійці акумулятори з можливістю роботи при -40 ° С. Випустивши низькотемпературну версію літій-полімерних акумуляторів, компанія EEMB істотно розширює можливі сфери застосування і підтверджує статус виробника якісної продукції.
Отримання технічної інформації , замовлення зразків , замовлення і доставка .
Про компанію EEMB
ЕЕМВ - міжнародна компанія, заснована в 1995 р, спеціалізується на виробництві елементів живлення. В даний час працюють два офіси і заводи з виробництва - в США і у вільній економічній зоні Китаю - Шензен. На ринку батарей джерела живлення ЕЕМВ зарекомендували себе, як надійний постачальник продукції. Цьому сприяє система контролю якості, що відповідає стандарту ISO9001. Продукція піддаються ретельній перевірці на всіх етапах виробництва. Джерела струму ЕЕМВ п ... читати далі
