СКЛАД БАТАРЕЕК 31 января 2018

Аккумуляторы с низким уровнем саморазряда.

В современное время широко распространены литий-ионные аккумуляторы в различных гаджетах – это и плееры, и мобильные телефоны и беспроводные мышки и многое другое без чего современный человек не может обойтись.

Обычные батарейки АА пока держат стойко свои позиции. Их можно приобрести в любом месте за небольшую стоимость. Производители многих устройств сделав питание от батареек АА аккуратно переложили заботу об их смене на покупателя тем самым сохранили свой бюджет и время. Пальчиковые батарейки AA используются в беспроводных мышках и клавиатурах, в пультах дистанционного управления, в цифровых фотоаппаратах и в дорогих профессиональных фотовспышках, в фонарях и детских игрушках, в радиоуправляемых моделях и т.д. Всё чаще батарейки заменяются аккумуляторами АА (как правило никель-металлгидридными) с паспортной ёмкостью от 2500 до 2700 мА*ч и рабочее напряжение 1,2 В. Такие аккумуляторы без проблем заменяют батарейки в этих устройствах. Очевидно, что один аккумулятор выдерживает несколько сотен циклов перезарядки, а ёмкость его выше, чем у батареек. Таким образом можно легко сэкономите деньги на батарейках и получите более долго работающее устройство.

В семидесятые годы прошлого века исследования в области технологии изготовления NiMH-аккумуляторов проводились с целью преодоления недостатков NiCd (никель-кадмиевых) аккумуляторов. Однако применяемые в то время металл-гидридные соединения были нестабильны и все разработки в области NiMH-аккумуляторов приостановились. И только в 1980 году новые металл-гидридные соединения стали устойчивые для применения. Начиная с этого периода технологии NiMH-аккумуляторов постоянно совершенствовались и плотность запасаемой энергии возрастала. Со временем гонка за максимальной ёмкостью аккумулятора привела к тому, что пользователей перестали устраивать бытовые аккумуляторы, которые быстро разряжаются в процессе хранения и не могут полноценно питать электронные устройства с высоким токопотреблением (фонари, вспышки, фотокамеры и др.)

В ноябре 2005 года появился новый тип никель-металл-гидридных аккумуляторов, которые получили название LSD NiMH (англ. Low Self-Disharge Nickel-Metal Hydride Battery). Это аккумуляторы с низким уровнем саморазряда. Эта аббревиатура была введена компанией Sanyo, которая разработала и запатентовала технологию производства аккумуляторов с низким самозарядом. В последствии многие производители стали пользоваться данной технологией.

Чем же отличается аккумулятор с низким уровнем саморазряда от обычных аккумуляторов?

Основное его отличие в том, что он обладает меньшим саморазрядом и, следовательно, увеличивается срок его хранения. Производители утверждают, что эти аккумуляторы способны сохранить от 70 до 85 % ёмкости через 1 год при 20 ° C, в отличие от стандартных аккумуляторов Ni-MH, которые могут потерять половину заряда за этот период времени.

Вот основные преимущества по сравнению с традиционными аккумуляторами:

  • Минимальная потеря ёмкости в процессе хранения (10-20% в год)

Давно известно, что никель-металл-гидридные аккумуляторы (NiMH) в течении суток после разряда могут потерять до 10 % ёмкости заряда, и в дальнейшем продолжать терять заряд, хотя с гораздо меньшей скоростью. Причём, чем больше ёмкость имеет аккумулятор, тем больший уровень саморазряда у него наблюдается. Если взять два АА аккумулятора, к примеру, на 2200мАч и 2600 мАч, полностью зарядить их, через некоторое время можно обнаружить, что в менее ёмком, казалось бы, аккумуляторе ёмкостью в 2200мАч по факту осталось заряда больше, чем в его более ёмком на 2600мАч собрате.

В повседневной жизни мы часто сталкиваемся с тем, что наши гаджеты разряжаются в самый ответственный момент, в таких случаях мы берём новый комплект аккумуляторов, которые долгое время новенькие лежали на полке и ждали своего часа. Но к нашему удивлению обнаруживаем, что этого комплекта хватает на очень маленькое время работы. А всё потому, что аккумуляторы потеряли очень много ёмкости заряда пока благополучно лежали на полке без работы. Именно в таких случаях и приходят на помощь аккумуляторы с длительным сохранением заряда, то есть с низким саморазрядом!

Меньшее внутреннее сопротивление

Практически не проявляются эффекты снижения напряжения при частичной зарядке

  • Работа при отрицательных температурах (от -20o до +40o)

Аккумуляторы с низким саморазрядом гораздо лучше обычных NiMH аккумуляторов работают в условиях низких температур — что для нашей страны особенно актуально.

  • Долгий срок службы (500-1500 циклов разряд-заряд)

Существенно больше время активной жизни аккумулятора — работают долго — от заряда до заряда примерно в 4-5 дольше лучших алкалайновых батареек,- а число циклов заряд-разряд достигает 2100, что гораздо больше типичных для обычных NiMH аккумуляторов 500-1500 циклов. Кроме этого не портятся при длительном хранении и не требует восстановительных циклов заряд-разряд после долгого хранения.

  • Возможность быстрого заряда без особого ущерба для аккумулятора
  • Максимальная токоотдача при работе под значительной нагрузкой

Следует отметить, что аккумуляторы NiMH с низким уровнем саморазряда приобретают все большую популярность (особенно в наиболее распространенных форматах «пальчиковых» батареек AA и ААА), с каждым годом увеличивается их емкость. Если емкость первых аккумуляторов формата АА не превышала 700-800 мА•ч, то теперь подобными параметрами обладают маленькие аккумуляторы ААА, а для наиболее популярного формата АА не имеет смысла покупать элементы, обладающие емкостью, меньшей 1600-1800 мАч. NiMH-аккумуляторы после покупки должны пройти 3-5 циклов полной зарядки-разрядки прежде, чем они будут набирать полный заряд (то есть достигнут пиковых эксплуатационных показателей.

СКЛАД БАТАРЕЕК 18 октября 2017

Пассивация и депассивация литиевых элементов питания.

Низкий ток саморазряда, долгий срок хранения – безусловные достоинства литиевых элементов питания. Эти свойства своим существованием обязаны тончайшей изолирующей пленке хлорида лития образующейся на поверхности металлического литиевого электрода. Такой процесс называется пассивацией. В связи с этим эффект пассивации также известен как TMV-эффект (transient minimum voltage effect — эффект минимального переходного напряжения). Она возникает немедленно, еще в момент сборки элемента на конвейерной линии предприятия-изготовителя, как только литий вступает в контакт с тионилхлоридом. А возникнув, она прерывает взаимодействие реагентов, останавливает реакцию. Еѐ существование проявляется главным образом в низком токе саморазряда. Еще одно проявление - в момент подключения источника к нагрузке наблюдается пониженное напряжение на клеммах батареи. Если номинальное напряжение у Li/SOCl2 ХИТ при стандартном токе разряда должно быть порядка 3,6 В, то из-за изолирующей пленки оно может понизиться до 2,3-2,7 В или даже еще ниже. С течением времени толщина хлорида лития нарастает, а пропорционально толщине пленки растет и сопротивление изоляции, снижается выходное напряжение и уменьшается разрядный ток. Необходимо понимать, что эффект пассивации присущ всем без исключения элементам питания литий-тионилхлоридной группы. Всех типоразмеров и всех производителей. Именно пассивация препятствует саморазряду элемента и делает возможным хранение литиевых источников тока этой формулы в течении беспрецедентных 10 лет. Скорость пассивации — это скорость протекания естественной химической реакции внутри источника тока, которую можно достаточно эффективно регулировать с помощью температуры хранения и освежающих активационных разрядов. Эффект пассивации не представляет непреодолимых трудностей ни для производственных, ни для сервисных предприятий. Однако о нем необходимо знать и помнить для того, чтобы правильно интерпретировать конкретные ситуации и результаты измерений, организовать эффективную складскую приемку, хранение и контроль качества литий-тионилхлоридных элементов питания.


В аппаратуре большую часть времени пребывающей в выключенном состоянии или потребляющей микротоки, перед началом работы следует производить ручную активацию источника питания. Этот процесс называется депассивация. Для депассивации нужно подвергнуть батарейки кратковременному импульсу разрядного тока в 10-20 миллиампер. Это действие должно разрушить или ослабить пассивную пленку на литиевом электроде. Активацию можно считать выполненной, если напряжение на нагрузке восстановилось до рабочего уровня (превысило 3В). В системах с постоянной готовностью эта процедура должна повторяться каждые полгода или чаще. При этом нужно иметь ввиду, что емкость батареи соответственно уменьшается. Если периодическая ручная активация невозможна т.к. прибор находится в недоступном положении или его работа осуществляется автономно и нельзя её прервать, то можно программно, с требуемой периодичностью, принудительно переводить электронику в режим максимального потребления. Предполагается, что ток потребления в этом случае окажется достаточным для активации элемента питания. Однако, можно попытаться сделать это в уже готовом приборе. Тем более, что иногда для этого достаточно заменить ПЗУ программ, размещенное в «панельке» рядом с микроконтроллером, не производя никаких паек. Если элемент питания устанавливается на плату способом пайки волной припоя, то порой оказывается, что короткого интервала, когда полюсы батареи замыкаются накоротко через расплав олова, вполне достаточно для активации источника. Кратковременный, но мощный токовый импульс может «оживить» батарейку. Если депассивацию не проводить, то в первое время работы будет наблюдаться провал напряжения. Это приходится наблюдать при установке новой литиевой батарейки в материнскую плату персонального компьютера. Батарейка начинает поддерживать память часов реального времени спустя 2-3 дня после установки. Это время необходимо для разрушения пассивной пленки.