Продукт батареи

Типы аккумуляторных изделий

Аккумуляторное изделие обеспечивает энергию в форме электричества. Как правило, оно состоит из анода, катода, электролита, сепаратора и внешней цепи. Последние достижения в области аккумуляторных технологий направлены на увеличение плотности энергии, сокращение времени зарядки, повышение срока службы и улучшение безопасности.

• Свинцово-кислотные аккумуляторы

  Свинцово-кислотный аккумулятор делится на две пластины — положительную пластину, изготовленную из сплава, содержащего свинец и диоксид, и отрицательную пластину, изготовленную из свинцового сплава. Принцип работы свинцово-кислотных аккумуляторов заключается в том, что при разряде аккумулятора химические реакции преобразуют химическую энергию в электрическую, а при зарядке происходит обратный процесс.

  Свинцово-кислотные аккумуляторы в основном используются в автомобилях в качестве основного аккумуляторного изделия, поскольку они надежны и доступны по цене. Их соотношение цены и качества обычно на 40% ниже, чем у других альтернатив.

• Литий-ионные аккумуляторы

  Литий-ионные аккумуляторы состоят из оксида металла лития (катод), графитового (углеродного) анода и электролита, содержащего соли лития, растворенные в органических растворителях. Во время зарядки ионы лития перемещаются из катода к аноду через электролит. И наоборот, во время разряда ионы лития возвращаются к катоду, и вырабатывается электричество.

  Принцип работы литий-ионных аккумуляторов отличается для каждого типа. Например, литий-марганец известен своей термической стабильностью, высокими показателями мощности и безопасностью. С другой стороны, литий-кобальт имеет более высокую плотность энергии, то есть он накапливает больше энергии.

  Литий-ионные аккумуляторы перезаряжаемы и пригодны для портативной потребительской электроники, такой как смартфоны, планшеты, фотоаппараты и ноутбуки, электроинструменты, электромобили и системы накопления энергии.

• Литий-полимерные аккумуляторы

  Как и литий-ионные аккумуляторы, литий-полимерные также состоят из анода и катода. Однако литий-полимерные аккумуляторы используют твердый или гелеобразный электролит вместо жидкого электролита. Такая структура делает их более легкими и тонкими, чем литий-ионные аккумуляторы.

  Принцип работы литий-полимерных аккумуляторов аналогичен принципу работы литий-ионных аккумуляторов, при зарядке и разряде ионы лития перемещаются между анодом и катодом.

  Их часто используют в дронах и радиоуправляемых игрушках.

• Портативные аккумуляторные изделия

  Портативное аккумуляторное изделие — это внешний источник питания. Оно пополняет заряд аккумулятора электронных устройств в пути. Аккумуляторные блоки обычно изготавливаются из литий-ионных или литий-полимерных элементов.

  Они делятся на портативные зарядные устройства и внешние аккумуляторы. Внешние аккумуляторы разработаны с проводным подключением для зарядки определенного устройства. Портативные зарядные устройства оснащены усовершенствованной схемой, несколькими портами и иногда технологией быстрой зарядки.

  Портативные аккумуляторные блоки можно использовать в смартфонах, планшетах, фотоаппаратах, игровых устройствах, GPS-навигаторах, Bluetooth-динамиках, наушниках и носимых устройствах, таких как умные часы и фитнес-трекеры.

Характеристики и техническое обслуживание аккумуляторных изделий

• Размер аккумуляторного изделия:

  С точки зрения размеров, тяговые аккумуляторы для солнечных батарей обычно имеют длину, ширину и высоту 9,1 дюйма, 5,3 дюйма и 10,8 дюйма соответственно. Аккумуляторы, такие как литий-ионные аккумуляторные блоки 12В 200Ач, состоят из отдельных аккумуляторных элементов. Литиевый аккумулятор 12В означает, что аккумулятор имеет мощность 12 вольт, которая состоит из 3 элементов с энергией 3,7 вольт каждый. Количество энергии, которое хранит литиевый аккумулятор, измеряется в ампер-часах, например, литиевый аккумулятор 12В 200Ач будет иметь достаточно энергии, чтобы питать что-либо, потребляющее 12 ампер в течение 16 часов.

• Емкость аккумуляторного изделия:

  Емкость аккумуляторного изделия обычно обозначается в ампер-часах (Ач). Например, аккумулятор 12В 200Ач означает, что он может подавать ток 12 ампер в течение 16 часов, прежде чем полностью разрядится.

• Ток разряда:

  Способ, которым аккумуляторные изделия отдают энергию, описывается током разряда. Тяговые аккумуляторные изделия обычно имеют ток разряда C20, который указывает на ток, который они производят при разряде в течение 20 часов. Например, аккумулятор 12В200Ач имеет ток разряда C20, равный 10А, то есть он непрерывно отдает 10А электричества в течение 20 часов.

• КПД:

  Этот процент показывает, насколько эффективно аккумуляторные изделия используют энергию при зарядке и разряде. Литиевые аккумуляторы обычно имеют КПД около 95%, то есть почти вся накопленная электрическая энергия используется.

Чтобы обеспечить долгий срок службы, важно регулярно проводить техническое обслуживание аккумуляторных изделий.

• Очистка поверхности аккумуляторных изделий:

  Пользователи могут использовать мягкую ткань и небольшое количество моющего средства, чтобы аккуратно удалить грязь и пыль с поверхности аккумулятора. Не используйте воду для непосредственной мойки аккумулятора, чтобы избежать риска поражения электрическим током и короткого замыкания.

• Проверка клемм аккумулятора:

  Проверьте, нет ли коррозии или ослабления клемм аккумуляторных изделий. Если есть какая-либо окисление, очистите ее щеткой. Если клемма ослаблена, пользователи должны использовать гаечный ключ, чтобы затянуть ее.

• Проверка заряда аккумуляторных изделий:

  Пользователи должны периодически проверять напряжение аккумулятора мультиметром, чтобы убедиться, что оно находится в пределах нормы. Если напряжение окажется низким, зарядите аккумулятор вовремя.

Сценарии применения аккумуляторных изделий

• Смартфоны и портативные гаджеты:

  Смартфоны и многие другие портативные устройства, такие как умные часы, электронные книги, фитнес-трекеры и беспроводные наушники, используют аккумуляторы. Литий-ионные аккумуляторы и их модификации по-прежнему доминируют на рынке смартфонов, поскольку они обеспечивают необходимую для компактных устройств плотность энергии, долговечность и перезаряжаемость. В последние годы инновации в области литий-ионных технологий, такие как твердотельные аккумуляторы, показали хорошие перспективы для дальнейшего улучшения работы аккумуляторов смартфонов, но пока они не получили широкого распространения.

• Электромобили:

  Разработка и массовое внедрение различных типов аккумуляторов для конкретных применений наиболее актуальны в отрасли электромобилей (EV). Аккумуляторы электромобилей, как правило, литий-ионные аккумуляторы большего размера, играют решающую роль в питании электромобилей. Они должны обеспечивать высокую плотность энергии для увеличения пробега, а также быстрые возможности зарядки. Ночной заряд, возможно, от солнечной системы, не будет достаточным для многих пользователей без большой емкости аккумуляторной батареи. Инновации в области химии аккумуляторов, емкости, долговечности и стоимости имеют решающее значение для широкого распространения электромобилей. Все чаще в электромобилях используются усовершенствованные литий-железо-фосфатные (LFP) аккумуляторы из-за их безопасности, экономичности и пригодности для длительного срока службы. Аккумуляторы LFP также решают проблему «тревоги о пробеге», потому что их стабильность снижает потребность в сложных системах управления аккумуляторами. Другие литиевые химии могут обеспечить большую плотность энергии, но опасения по поводу горючести литий-никель-кобальт-оксида (NCM) делают их более рискованными для использования в автомобилях.

• Системы накопления энергии:

  По мере роста использования возобновляемых источников энергии, таких как солнечная и ветровая энергия, системы накопления энергии (ESS) становятся все более важными. Они используют аккумуляторные системы для хранения избыточной энергии, производимой в часы пиковой генерации, и для подачи этой накопленной энергии, когда производство низкое или спрос высокий. Литий-ионные аккумуляторы в настоящее время являются доминирующей технологией для ESS из-за их масштабируемости, длительного срока службы цикла и снижающейся стоимости. Высокая циклическая стабильность и плотность энергии лития делают его подходящим для хранения больших объемов электроэнергии.

• Гибкие, носимые и IoT-устройства:

  Рост числа устройств Интернета вещей (IoT), носимых устройств и умных датчиков создает огромный спрос на аккумуляторы, которые компактны, легки и долговечны. Эти устройства часто имеют ограниченные требования к мощности, поэтому ультратонкие аккумуляторы, такие как литий-полимерные и новые технологии, такие как микро-аккумуляторы и твердотельные аккумуляторы, предлагают решения. Они могут обеспечить необходимую энергию, не добавляя объем или вес к компактным устройствам. Помимо тонкости, твердотельная технология в ближайшие несколько лет заменит аккумуляторы с жидким электролитом из-за их гораздо более высокой плотности энергии и сниженного риска возгорания. По мере масштабирования экосистемы IoT аккумуляторные решения должны позволить миллионам небольших, маломощных устройств подключаться и работать автономно.

Как выбрать аккумуляторные изделия

При выборе подходящего аккумулятора для устройства следует учитывать следующие факторы:

• Требования устройства: Изучите требования устройства к аккумулятору. Внимательно рассмотрите потребности устройства в напряжении и емкости. Кроме того, обратите внимание на физические размеры аккумулятора и электронные спецификации, такие как разъемы, необходимые для правильной работы в устройстве.
• Характеристики производительности: Определите характеристики производительности аккумулятора, необходимые для удовлетворительного использования. Обратите внимание на скорость разряда/зарядки, необходимую для оптимальной работы устройства. Также учтите срок службы аккумулятора, поскольку для некоторых устройств может потребоваться долговечное решение.
• Экологические условия: Некоторые устройства работают в определенных условиях окружающей среды, которые влияют на работу аккумулятора. Например, экстремальные температуры — как высокие, так и низкие — могут влиять на работу аккумулятора. Также такие факторы, как влажность и воздействие влаги, могут влиять на работу аккумулятора.
• Соответствие нормативным требованиям: Убедитесь, что выбранный аккумулятор соответствует соответствующим нормативным требованиям и стандартам. Узнайте, установил ли производитель устройства конкретные требования к аккумулятору для обеспечения совместимости. Также проверьте, подлежит ли устройство каким-либо экологическим требованиям, таким как ограничение использования опасных веществ (RoHS).
• Стоимость: Стоимость аккумулятора будет зависеть от таких факторов, как размер устройства, характеристики производительности и потребности в емкости. Маленький аккумулятор с средней емкостью и характеристиками производительности обычно будет стоить дешевле, чем модели большего размера с расширенными возможностями.

Часто задаваемые вопросы об аккумуляторных изделиях

В1: Каковы основные компоненты аккумуляторного изделия?

О1: Аккумуляторное изделие состоит из катода, анода, электролита и системы управления аккумулятором. Корпус аккумулятора также играет важную роль, поскольку он изолирует внутренние компоненты, одновременно защищая аккумуляторы от внешних опасностей. Некоторые аккумуляторные изделия также могут включать держатели аккумуляторов для фиксации аккумуляторов в определенном положении.

В2: Какие основные технические параметры аккумуляторного изделия?

О2: К основным техническим параметрам аккумуляторного изделия относятся номинальное напряжение, номинальная емкость, энергия, мощность, срок службы цикла, КПД и скорость саморазряда.

В3: Какие бывают типы аккумуляторных изделий?

О3: Аккумуляторные изделия можно разделить на четыре основных типа: свинцово-кислотные аккумуляторы, литий-ионные аккумуляторы, никель-металлгидридные аккумуляторы (NiMH) и щелочные марганцевые аккумуляторы (Zn/MnO2).

В4: Могут ли пользователи заменить аккумуляторное изделие?

О4: В некоторых устройствах аккумуляторы можно заменить пользователем, в других — нет. Как правило, если устройство использует литий-ионный аккумулятор, у него, скорее всего, будет несъемный аккумулятор. Это связано с тем, что производители стремятся сделать продукты максимально компактными. Тем не менее, устройства, использующие щелочные аккумуляторы, часто имеют съемные аккумуляторы, что необходимо для их простой замены.