Аккумуляторы. Справочник

Ввиду специальных требований к режиму заряда и по соображениям безопасности все выпускаемые типы литиевых аккумуляторов доступны только в виде законченных батарей для определенных типов аппаратуры, в которые встроены предохранительные устройства и, зачастую, контроллеры заряда.

1.1.4. Литий-ионные (Li-Ion) АКБ

Разработка этих аккумуляторов началась в далеком 1912 году. Несмотря на это, на прилавках магазинов первые батареи этого типа появились в только в 70-х годах. Спустя 10 лет была предпринята попытка создать перезаряжаемую батарею, однако тогда это оказалось невозможным в связи с высокой опасностью при работе данных аккумуляторов.

В 1991 году от вполне реальных микровзрывов мобильных телефонов с литиевыми батареями пострадало несколько человек. Именно потому самые первые партии этих батарей, которые выпустили на рынок Японии, пришлось срочно отзывать из продажи. В связи с нестабильностью лития, разработчики направили свое внимание на неметаллические литиевые батареи, в которых использовались ионы лития. В очень короткие сроки, в течение того же 1991 года, на рынок были выпущены первые образцы литий-ионных аккумуляторов. Эти батареи имеют встроенную систему управления, которая позволяет ограничить напряжение и ток при работе батареи. Применение системы управления позволило обеспечить безопасность и долговечность аккумулятора, а также взять под контроль температуру батареи.

По состоянию на 2012 год технология изготовления литий-ионных батарей постоянно совершенствуется, так как применение аккумуляторов этого типа наиболее перспективно. Даже несмотря на довольно большую цену, преимуществ в использовании этих батарей столько, что они легко компенсируют затраченные средства.

Кроме того, литий-ионные батареи завоевывали позиции на рынке устройств мобильной связи. Это обусловлено такими их преимуществами, как:

• высокая плотность электрической энергии (вдвое большая, чем у Ni-Cd батареи того же размера, а значит, и вдвое меньшие габариты при той же емкости);

• медленный саморазряд («2–5 % в месяц плюс «3 % на питание встроенной электронной схемы защиты);

• отсутствие каких-либо требований к обслуживанию, за исключением требования длительного хранения в заряженном состоянии.

Но есть и недостатки: батареи некоторых производителей работают только при положительных температурах, все батареи дороги и подвержены процессу старения, даже если они не используются. Уменьшение емкости наблюдается примерно после одного года. После 2 лет хранения батарея часто становится неисправной. Поэтому не рекомендуется хранить Li-Ion аккумуляторы в течение длительного времени – нужно использовать их, пока они новые.

Li-Ion батареи повреждаются при заряде в «чужих» зарядных устройствах, а также при хранении в разряженном состоянии. Уменьшение емкости Li-Ion батарей необратимо, так как используемые в них токсичные материалы рассчитаны на работу только в течение определенного времени (к концу срока службы батареи токсичность применяемых в них веществ снижается).

Достоинства Li-Ion аккумуляторов

Прежде всего, это относительно большая емкость данных батарей, которая превышает емкость никелевых аккумуляторов на 20–30 %. Величина суточного саморазряда составляет не более 1 %, а в месяц не превышает 10 % (и это с расходом электроэнергии на питание встроенной системы управления). Большим достоинством является то, что Li-Ion батареи абсолютно не требуют обслуживания, так как в данном случае отсутствует эффект памяти. В результате есть возможность выполнять подзарядку батарей в любое удобное время, и совсем не обязательно ждать полной разрядки. Что касается долговечности, то здесь она тоже на высоком уровне и составляет около 1000 циклов разряда-заряда.

Но все же есть и небольшой минус. Дело в том, что по истечении некоторого времени батареи начинают стареть (терять свою емкость). Причем этот процесс имеет необратимый характер и начинается сразу после изготовления батареи. Кроме того, не имеет значения, работает аккумулятор или же он просто лежит на полке. Падение емкости начинает заметно сказываться по истечении одного года.

И мало какая батарея служит более двух лет. По этой причине становится невыгодным покупать литиевые батареи для использования в качестве запасных и для хранения. Необходимо учитывать также тот факт, что на старение батареи сильно влияют степень заряженности и температура окружающей среды. Наиболее оптимальным режимом для хранения литиевых аккумуляторов является температура ниже +15 °C, а заряжена она должна быть при этом примерно на 40 %.