Как выбрать батарейки для ...?

На мой взгляд, использовать одноразовые элементы питания, даже несмотря на их смешную цену, слишком уж расточительно. Предлагаю обратить свои взоры на аккумуляторные батареи, как на почти безграничный источник электроэнергии для ваших мобильных устройств.

Для того, что бы понять, чем отличаются одни аккумуляторы от других, следует знать, к какому типу они принадлежат. В этом случае вы, уважаемый потребитель, сможете подобрать то, что подойдет вам как по цене, так и по специфике работы вашего устройства, будь то ноутбук или мобильник. Итак, начнем.

Перезаряжаемые щелочные батареи (Rechargeable Alkaline Manganese, RAM)

Перезаряжаемые щелочные батареи (Rechargeable Alkaline — не путайте с обычными одноразовыми щелочными батарейками Alkaline) довольно дешевы, но максимальный рекомендуемый ток разряда не превышает 400−500 мА, и перезаряжать их следует не более 50 раз. При низких температурах проблема падения напряжения становится критической, что делает эти батареи непригодными для использования зимой. При низких температурах эти батареи подходят только для маломощных устройств. Единственная привлекательная особенность этих батарей — их весьма малый саморазряд. Основным недостатком батарей, выполненных по такой технологии, является невысокая надежность и недолговечность (малое число циклов заряд/разряд, которые они способны отработать при допустимой потере емкости).

Свинцово-кислотные аккумуляторы (SLA, Sealed Lead Acid — герметизированные свинцово-кислотные)

SLA-аккумуляторы являются старейшими перезаряжаемыми аккумуляторами. Это самые дешевые источники энергии. Проблемой, присущей SLA, является их свойство выделять кислород и водород. Правда, способность удерживать номинальную силу тока при низком напряжении и его небольшая цена, вполне оправдывают установку свинцово-кислотного аккумулятора большей емкости.

Сегодня SLA применяются там, где требуется большая мощность при низкой стоимости, а масса и габариты несущественны (в блоках бесперебойного питания, охранных системах или системах резервного освещения). SLA-аккумуляторами комплектуются переносные спутниковые телефоны большой мощности, некоторые видеокамеры. В целом же применение таких аккумуляторов для портативных систем редко.

У SLA-аккумуляторов имеются и недостатки. Они не могут быстро заряжаться и не переносят глубокого разряда. Хранение SLA-аккумулятора в разряженном состоянии делает последующую зарядку трудным или вообще невозможным процессом. В зависимости от ряда условий SLA-аккумулятор обеспечивает всего 400−600 циклов заряда-разряда.

Никель-кадмиевые аккумуляторы (NiCd)

Основное преимущество NiCd-элементов по сравнению со SLA (хотя первые дороже вторых) заключается в том, что они почти не выделяют газа и отличаются простотой обслуживания. При этом они дают большой ток в относительно короткие промежутки времени. NiCd-аккумуляторы переносят даже короткие замыкания. Эти устройства могут выдерживать длительные нагрузки, причем их свойства мало изменяются при понижении температуры.

NiCd-аккумуляторы по-прежнему остаются популярными для питания целого ряда портативных устройств, где требуется высокая отдача. До сих пор около 50% выпускаемых аккумуляторов для переносного оборудования именно никель-кадмиевые.

Из преимуществ NiCd-аккумуляторов назвать: работоспособность в широком интервале рабочих токов заряда, разряда и температур (от -40° до +50 °С), высокая нагрузочная способность при низких температурах, возможность быстрой и простой зарядки, большое количество циклов заряда-разряда (при правильном обслуживании — свыше 1000), возможность восстановления после длительного хранения, пожаро- и взрывобезопасность, устойчивость к механическим нагрузкам, низкая цена, длительный срок службы.

Наряду с положительными свойствами данные элементы имеют и серьезные недостатки. До недавнего времени у NiCd-аккумуляторов наблюдался эффект, получивший название «эффект памяти»: источник как бы «запоминает» свое состояние неполного разряда, его емкость постепенно уменьшается, он очень быстро заряжается, но так же быстро разряжается, имея при этом пониженное напряжение на выходе. Чтобы избежать данного эффекта, необходимо после того, как NiCd-батарея отработала, обязательно ее разрядить.

Никель-металлгидридные аккумуляторы (NiMH)

Никель-металлгидридная технология развивалась как альтернатива никель-кадмиевой. Неэкологичный кадмиевый анод был заменен на анод на основе специального сплава. Новый катодный материал позволил существенно улучшить характеристики аккумуляторов.

Особенности современных NiMH-аккумуляторов: высокая удельная энергия, диапазон рабочих температур от -10 до +40 °С, меньшая склонность к эффекту памяти, чем у NiCd-батарей, устойчивость к длительному перезаряду малыми токами, механическая прочность, длительный срок службы и хранения, меньшая токсичность при утилизации.

К сожалению, NiMH-аккумуляторы имеют ряд недостатков. Число циклов заряда-разряда для них заметно меньше — гарантируется около 500 циклов. При быстром заряде NiMH-аккумулятора выделяется большое количество тепла, поэтому NiMH-аккумуляторы предъявляют к зарядным устройствам повышенные требования. NiMH-аккумулятор не может заряжаться быстро — время заряда NiMH-батареи той же емкости, что и у NiCd-аналога обычно в 2 раза больше. Для NiMH-аккумуляторов характерен высокий саморазряд. Ну и, наконец, цена NiMH-аккумуляторов приблизительно на треть выше, чем NiCd-батарей.

Литий-ионные аккумуляторы (Li-Ion)

На смену никель-кадмиевым и никель-металлгидридным батареям пришли литий-ионные. При сопоставимом весе одного элемента они имеют большую емкость по сравнению с конкурентами и дают более высокое напряжение на одном элементе.

Из преимуществ современных Li-Ion-аккумуляторов по сравнению с другими технологиями можно отметить следующие: самый высокий уровень удельной емкости и плотности разрядного тока, минимальный саморазряд (для некоторых типов батарей — не более 3% в год), длительный срок службы (до 10 лет), большое количество циклов заряда-разряда (гарантируется свыше 1000 циклов), работоспособность в широком диапазоне температур, высокая сохранность запасенной энергии и постоянная готовность к работе. Литиевые батареи так же подвержены старению, но в меньшей степени, чем многие конкуренты — и через 2 года батарея сохраняет более 80% емкости.

Li-Ion-аккумуляторы являются самыми дорогими, и в этом их главный недостаток. Однако рынок литиевых элементов и батарей малой емкости, где цена не оказывает существенного влияния, постоянно расширяется, так что, по мнению экспертов, Li-Ion-аккумуляторы на сегодня самые перспективные. Кроме того, сегодня идет работа по замене оксида кобальта батарей на менее дорогие материалы, что может привести к уменьшению их стоимости.

У Li-Ion-технологии есть и другие недостатки: Li-Ion-аккумулятор не любит глубокого разряда, очень требователен к температурному диапазону, боится перезаряда, взрывоопасен при нарушении герметичности. Одним словом, до идеального источника энергии и ему еще далеко, хотя все недостатки компенсируются высокой удельной энергоемкостью.

Литий-полимерные аккумуляторы (Li-Pol, Li-Polymer)

В последнее время в области технологий на основе лития наметился переход на литий-полимерные аккумуляторы (Lithium-Polimer battery). Собственно, принципиальных различий в указанных технологиях нет, однако, имея примерно такую же плотность энергии, что и Li-Ion-аккумуляторы, Li-Pol-батареи могут изготовляться в различных пластичных геометрических формах, что особенно актуально для миниатюрных устройств. Нетрадиционные для обычных аккумуляторов формы литий-полимерных батарей позволяют заполнять все свободное пространство внутри портативного устройства и не требуют специального отсека. При использовании Li-Pol-батареи той же удельной емкости, что у и цилиндрической, можно сохранять на 20−30% больше энергии.

Такие аккумуляторы еще довольно дороги и не очень долговечны — число полных циклов зарядки-разрядки для них в 1,5−2 раза меньше, чем для Li-Ion-аккумуляторов.

Литиевые аккумуляторы (Li-Metal)

Литиeвые аккумуляторы, в отличие от литий-ионных, сегодня применяются довольно редко. Это связано с тем, что при их использовании особенно жестки требования к режиму заряда и по соображениям безопасности необходимо обеспечить специальные условия эксплуатации. Все ныне выпускаемые типы литиевых аккумуляторов изготавливаются только в виде специализированных батарей для определенных типов аппаратуры, в которую встроены различные контроллеры заряда, предохранительные устройства и т. д.