Характеристики электродных котлов "ION". Утилизация литий ионных аккумуляторов

В течение длительного времени кислотный аккумулятор был единственным устройством, способным обеспечивать электрическим током автономные объекты и механизмы. Несмотря на большой максимальный ток и минимальное внутреннее сопротивление, такие батареи имели ряд недостатков, которые ограничивали их применения в устройствах потребляющих большое количество электроэнергии или в закрытых помещениях. В этом плане литий-ионные аккумуляторы лишены многих негативных качеств своих предшественников, хотя и недостатки у них имеются.

Содрежание

Что такое литий ионный аккумулятор

Первые литиевые аккумуляторы появились 50 лет назад. Такие изделия представляли собой обычную батарейку, в которой для повышения уровня отдачи электроэнергии был установлен литиевый анод. Такие изделия имели очень высокие эксплуатационные характеристики, но одним из самых серьёзных недостатков являлась высокая вероятность воспламенения лития при перегреве катода. Учитывая эту особенность, учёные со временем заменили чистый элемент ионами металла, вследствие чего значительно увеличилась безопасность.

Современные li-ion аккумуляторы очень надёжны и способны выдерживать большое количество циклов заряда - разряда. Они имеют минимальный эффект памяти и относительно небольшой вес. Благодаря таким свойствам, литиевая батарея нашла широкое применение во многих устройствах. Изделие может применяться в качестве АКБ, в виде батареек для бытовой техники, а также как высокоэффективный тяговый источник электроэнергии.

На сегодняшний день такие устройства обладают несколькими недостатками:

• высокая стоимостью;
• не любят глубокие разряды;
• могут умереть при низких температурах;
• теряют емкость при перегреве.

Как осуществляется производство li-ion АКБ

Литий-ионные аккумуляторы производятся в несколько этапов:

1. Изготовление электродов.
2. Объединение электродов в батарею.
3. Установка платы защиты.
4. Установка батареи в корпус.
5. Заливка электролита.
6. Тестирование и заряд.

На всех этапах производства должна быть соблюдена технология и меры безопасности, что в итоге позволяет получить качественное изделие.

В качестве катода в литий-ионных батареях используется фольга, с нанесённым на её поверхности содержащий литий веществом.

В зависимости от назначения АКБ могут быть использованы следующие соединения лития:

• LiCoO2;
• LiNiO2;
• LiMn2О4.

При изготовлении цилиндрических источников электроэнергии типоразмера AA и AAA основной электрод скручивается в рулон, который отделяется от анода сепаратором. При большой площади катода, плёнка которого имеет минимальную толщину, удаётся добиться высокой энергоёмкости изделия.

Принцип работы и устройство li-ion аккумулятора

Литий ионный аккумулятор работает следующим образом:

1. При подаче на контакты батареи постоянного электрического тока катионы лития перемещаются в материал анода.
2. В процессе разрядки ионы лития покидают анод и проникают в диэлектрик на глубину до 50 нм.

В «жизни» литий-ионного аккумулятора таких циклов может быть до 3 000 при этом батарея может отдать практически весь электрический ток накопленный в процессе зарядки. Глубокий разряд не приводит к окислению пластин, что выгодно выделяет такие изделия по сравнению с кислотными АКБ.

Не все li-ion АКБ хорошо переносят глубокие разряды. Если подобная батарея установлена в телефоне или фотоаппарате (типа AAA), то при глубоком разряде контроллерная плата в целях безопасности блокирует возможность заряда батареи, поэтому без специального зарядного устройства зарядить ее не получится. Если это тяговая литиевая батарея для лодочного мотора, то ей глубокий разряд будет совсем не страшен.

В отличие от пальчиковых аккумуляторов сложные батареи состоят из нескольких отдельных источников электроэнергии соединённых параллельно или последовательно. Способ соединения зависит от того, какой показатель электричества необходимо увеличить.

Типоразмеры и виды li-ion батарей

Литий-ионные аккумуляторы получили широкое распространение. Такие источники электрического тока используются в различных бытовых устройствах, гаджетах и даже автомобилях. Кроме этого, изготавливаются промышленные литий ионные аккумуляторы, имеющие большую ёмкость и высокое напряжение. Наиболее востребованными являются следующие типы литиевых аккумуляторов:

Первые две цифры таких обозначений указывают на диаметр изделия, вторая пара – на длину. Последний «0» ставится, если батарейки имеют цилиндрическую форму.

Кроме аккумуляторов цилиндрической формы промышленностью выпускаются батареи типа « » напряжением 9v и мощные промышленные АКБ с напряжением 12v, 24v, 36v и 48v.

В зависимости от элементов, которые добавляется в изделие, на корпусе батареи может быть следующая маркировка:

• ICR – содержащие кобальт;
• IMR - - - - марганец;
• INR - - - - никель и марганец;
• NCR - - - - никель и кобальт.

Литиевые батареи отличаются не только размером и химическими добавками, но прежде всего по ёмкости и напряжению. Эти два параметра и определяют возможность их использования в тех или иных видах электрических приборов.

Где применяются li-ion АКБ

Литий-ионные батареи не имеют альтернативы там, где необходим аккумулятор способный отдавать электричество практически в полном объёме, и совершать большое количество циклов заряд/разряд без снижения ёмкости. Преимуществом таких устройств является относительно малый вес, ведь использовать свинцовые решётки в таких устройствах нет никакой необходимости.

Учитывая высокие эксплуатационные характеристики, такие изделия могут использоваться:

1. В качестве стартерных батарей. Литиевые аккумуляторы для автомобилей с каждым годом дешевеют, благодаря новым разработкам, которые позволяют снизить издержки производства. К сожалению цена таких батарей может быть очень высокой, поэтому многим владельцам машин такой аккумулятор оказывается не по карману. К недостаткам литий-ионных батарей можно отнести существенное падение мощности при температуре ниже минус 20 градусов, поэтому в северных районах эксплуатация таких изделий будет непрактичной.
2. В качестве тяговых устройств. Благодаря тому, что литий-ионные аккумуляторы легко переносят глубокий разряд их нередко используют как тяговые для лодочных электромоторов. Если мощности двигателя не слишком велика, то одного заряда хватает на 5 – 6 часов непрерывной работы, что вполне достаточно для рыбалки или совершения водной прогулки. Тяговый литий-ионный аккумуляторы устанавливают и на различную погрузочную технику (электроштабелеры, электропогрузчики), работающую в закрытых помещениях.
3. В бытовой технике. Литий-ионные аккумуляторы применяются в различных бытовых устройствах вместо стандартных батареек. У таких изделий напряжение 3,6v - 3,7v, но существуют модели, которые способны заменить обычную солевую или щелочную батарейку на 1,5 Вольта. Также можно встретить батареи напряжением 3v (15270, ), которые можно установить вместо 2 стандартных батареек.

Используются такие изделия в основном в мощных приборах, в которых обычные солевые батарейки очень быстро разряжаются.

Правила эксплуатации li ion аккумуляторов

На срок службы литиевого аккумулятора влияют многие факторы, знание которых позволит существенно увеличить ресурс. При использовании этого вида батарей необходимо:

1. Стараться не допускать полного разряда батареи. Несмотря на высокую устойчивость батареи к такому воздействию, желательно не выжимать из него все «соки». Особенно следует соблюдать осторожность при эксплуатации таких батарей с ИБП и электрическими двигателями высокой мощности. Если полный разряд батареи произошёл необходимо её незамедлительно оживить, то есть подключить к специальному зарядному устройству. Раскачать аккумулятор можно и после длительного пребывания в состоянии глубокого разряда, для чего необходимо произвести качественную зарядку в течение 12 часов, затем разрядить батарею.
2. Не допускать перезаряда. Перезаряд негативно влияет на характеристики изделия. Встроенный контроллёр не всегда способен вовремя отключить батарею, особенно в том случае, когда зарядка осуществляется в холодном помещении.

Кроме перезаряда и чрезмерного разряда батарею следует оберегать от чрезмерных механических воздействий, которые могут вызвать разгерметизацию корпуса и возгоранию внутренних компонентов аккумулятора. По этой причине существует запрет пересылки почтой батарей, в которых содержание чистого лития превышает 1 г.

Как хранить литий ионные аккумуляторы

Если возникает необходимость в длительном хранении литий-ионных аккумуляторов, то для минимизации негативного воздействия на изделия, необходимо придерживаться следующих рекомендаций:

1. Хранить изделие только в сухом, прохладном помещении.
2. Аккумулятор обязательно извлекается из электрического прибора.
3. Батарею необходимо зарядить перед консервацией. Минимальное напряжение, при котором не будут образовываться внутренние коррозионные процессы равно 2,5 Вольт на 1 элемент.

Учитывая малый саморазряд таких батарей, хранить таким образом аккумулятор можно в течение нескольких лет, но в течение этого срока всё равно неминуемо произойдёт уменьшение ёмкости элемента.

Утилизация литий ионных аккумуляторов

Литий-ионные аккумуляторы содержат опасные для здоровья вещества, поэтому ни в коем случае не следует их разбирать в домашних условиях. После того как батарея выработает свой ресурс её необходимо сдать для дальнейшей переработки. В специализированных приёмных пунктах можно получить денежную компенсацию за старый литиевый аккумулятор, ведь такие изделия содержат дорогостоящие элементы, которые могут быть использованы повторно.

Информация о марке, модели и альтернативных названиях конкретного устройства, если таковые имеются.

Дизайн

Информация о размерах и весе устройства, представленная в разных единицах измерения. Использованные материалы, предлагаемые цвета, сертификаты.

SIM-карта

SIM-карта используется в мобильных устройствах для сохранения данных, удостоверяющих аутентичность абонентов мобильных услуг.

Мобильные сети

Мобильная сеть - это радио-система, которая позволяет множеству мобильных устройств обмениваться данными между собой.

Технологии мобильной связи и скорость передачи данных

Коммуникация между устройствами в мобильных сетях осуществляется посредством технологий, предоставляющих разные скорости передачи данных.

Oперационная система

Операционная система - это системное программное обеспечение, управляющее и координирующее работу хардверных компонентов в устройстве.

SoC (Система на кристалле)

Система на кристалле (SoC) включает в один чип все самые главные хардверные компоненты мобильного устройства.

Встроенная память

Каждое мобильное устройство имеет встроенную (несъемную) память с фиксированным объемом.

Карты памяти

Карты памяти используются в мобильных устройствах для увеличения объема памяти для сохранения данных.

Экран

Экран мобильного устройства характеризуется своей технологией, разрешением, плотностью пикселей, длиной диагонали, глубиной цвета и др.

Датчики

Различные датчики выполняют различные количественные измерения и конвертируют физические показатели в сигналы, которые распознает мобильное устройство.

Основная камера

Основная камера мобильного устройства обычно расположена на задней части корпуса и используется для фото- и видеосъемки.

Дополнительная камера

Дополнительные камеры обычно монтируются над экраном устройства и используются в основном для видеоразговоров, распознавания жестов и др.

Аудио

Информация о типе громкоговорителей и поддерживаемых устройством аудиотехнологиях.

Радио

Радио мобильного устройства представляет собой встроенный FM-приемник.

Определение местоположения

Информация о технологиях навигации и определения местоположения, поддерживаемых устройством.

Wi-Fi

Wi-Fi - это технология, которая обеспечивает беспроводную связь для передачи данных на близкие расстояния между различными устройствами.

Bluetooth

Bluetooth - это стандарт безопасного беспроводного переноса данных между различными устройствами разного типа на небольшие расстояния.

USB

USB (Universal Serial Bus) - это индустриальный стандарт, который позволяет разным электронным устройствам обмениваться данными.

HDMI

HDMI (High-Definition Multimedia Interface) - это цифровой аудио/видеоинтерфейс, заменяющий более старые аналоговые аудио/видеостандарты.

Разъём для наушников

Это аудиоконнектор, который называется еще и аудиоразъемом. Наиболее широко используемый стандарт в мобильных устройствах - это 3.5 мм разъем для наушников.

Подключение устройств

Информация о других важных технологиях подключения, поддерживаемых устройством.

Браузер

Веб-браузер - это программное приложение для доступа и рассматривания информации в интернете.

Форматы/кодеки видео файлов

Мобильные устройства поддерживают разные форматы и кодеки видео файлов, которые соответственно сохраняют и кодируют/декодируют цифровые видеоданные.

Аккумулятор

Аккумуляторы мобильных устройств отличаются друг от друга по своей емкости и технологии. Они обеспечивают электрический заряд, необходимый для их функционирования.

Компания NVIDIA, которая не только является лидером в производстве графических чипов, но и обладает приличной долей рынка чипсетов для центральных процессоров, в начале этого года анонсировала новый чипсет для популярных ныне процессоров Intel Atom. Не секрет, что чипсеты NVIDIA порой получаются во многом более качественными и функциональными, чем чипсеты от производителей процессоров - Intel и AMD. Неудивительно, что в последнее время ужесточилась борьба за рынок чипсетов, ведь крупный игрок - компания Intel не хочет, чтобы от лакомого пирога чипсетов для ее сверхпопулярного и сверхприбыльного процессора Intel Atom откусывал кто-то еще, и уж тем более ее главный конкурент - компания NVIDIA. Чем кончится эта борьба, мы узнаем из новостных лент - предсказать ее итог не в силах ни один аналитик. На данный момент Intel вставляет палки в колеса NVIDIA любыми способами. Например, процессоры Intel Atom продаются и отдельно, и в наборе с чипсетами Intel. В реальности же объемы отгружаемых отдельно процессоров Intel Atom очень маленькие, соответственно выпускать готовые решения, используя неродной чипсет Intel, производителям весьма затруднительно, что и можно наблюдать по ситуации на рынке. Надеемся, что положение дел изменится к лучшему и конечные пользователи смогут оценить преимущества чипсетов NVIDIA. Пока же такая возможность существует лишь у журналистов, которые могут ознакомиться с новым детищем NVIDIA в виде семплов.

Технические характеристики NVIDIA Ion

В редакцию КомпьютерПресс поступил прототип референсной системы, любезно предоставленный нам представительством компании NVIDIA в России. Хотя в Интернете преобладают фотографии черной коробочки с NVIDIA Ion внутри, нам досталась «светлая сторона силы» - версия, выполненная в белом цвете. Размеры этого неттопа поражают - всего 142x110x39 мм: он сопоставим с обычным домашним маршрутизатором или даже меньше! Корпус этого миниатюрного компьютера полностью выполнен из железа, окрашенного глянцево-белой краской цвета Artic, который так популярен сейчас в автомобильной промышленности. Нижняя и верхняя стороны корпуса имеют отверстия для охлаждения, причем верхняя система воздушного охлаждения выполнена в виде эмблемы NVIDIA, что смотрится весьма стильно. Все разъемы для подключения устройств выведены на лицевую и тыльную стороны устройства. В данном случае под лицевой стороной подразумевается панель с кнопкой включения и двумя индикаторами (активности жесткого диска и наличия питания).

На лицевой панели распложены все необходимые для подключения стандартных устройств разъемы, а именно: шесть разъемов USB, два разъема eSATA, один оптический звуковой разъем и шесть разъемов mini-jack для подключения стереосистемы стандарта 7.1. Тыльная сторона также имеет один разъем USB, три различных разъема для подключения монитора или телевизора - HDMI, DVI и D-Sub (VGA), а кроме того, на задней стенке расположены сетевой разъем RJ-45 и разъем питания.

Осмотрев NVIDIA Ion снаружи, нельзя не заглянуть внутрь - ведь под крышкой скрывается самое интересное. Раскрыв коробочку с устройством, можно обнаружить две небольшие печатные платы, выполненные в формфакторе Pico-ITX, и жесткий диск 2,5 дюйма. В нашем экземпляре был установлен жесткий диск производства компании Seagate - Momentos 7200.2 объемом 200 Гбайт. На двух платах размещены основные компоненты системы, в том числе процессор, чипсет с кодовым названием MCP79 (больше известный как GeForce 9400M), простроенный с учетом одночиповой компоновки, микросхемы интерфейсов и слот для памяти стандарта SO-DIMM DDR3. В неттопе NVIDIA Ion установлено 2 Гбайт памяти DDR3, которая работает на частоте 1066 МГц. Кстати, заявлено, что эта платформа поддерживает работу с памятью DDR3 с эффективной частотой 1333 МГц. Два компонента системной платы соединены специфичным разъемом и работают по шине PCI-Express. Нельзя обойти вниманием и тот факт, что процессор и микросхема чипсета прикрыты одним общим алюминиевым радиатором с двухконтактным 40-миллиметровым вентилятором. При работе он практически не создает шума, что является большим плюсом. Микросхема, содержащая чипсет MCP79 (GeForce 9400M), почти в два раза больше, чем процессор Intel Atom N230, установленный в NVIDIA Ion. На плате присутствуют два разъема SATA для подключения жестких дисков, к одному из которых и подключен жесткий диск Seagate. Чипсет же рассчитан на подключение до шести жестких дисков.

Поскольку эта платформа является сторонней разработкой, было бы неправильно не сравнить ее по техническим характеристикам и возможностям с основным конкурентом - платформой от компании Intel - Intel D945GCLF.

Исходя из результатов этого теста, следует отдать должное компании NVIDIA, которая отлично справилась с задачей повышения производительности работы с интерфейсом USB. В двух тестах скорость передачи данных у неттопа NVIDIA Ion была выше, чем у компьютера на базе чипсета Intel P45 Express.

Передача данных по Ethernet

Поскольку платформа NVIDIA Ion вполне может быть использована в качестве домашнего мультимедиацентра, мы также измерили примерную скорость передачи данных в обе стороны на встроенный жесткий диск через интегрированный сетевой интерфейс. Для этого теста мы выбрали стандартный HDTV-фильм объемом 4,5 Гбайт, записанный в одном файле. Неттоп подключался к гигабитному свитчу. Обмен происходил с ПК с интегрированным гигабитным интерфейсом. В результате скорость передачи на встроенный жесткий диск Atom Ion составила 18,6 Мбайт/с, а скорость передачи в обратном направлении - 11,9 Мбайт/с. Это хорошие показатели для столь маленькой системы - ведь даже некоторые обычные домашние ПК не обеспечивают такой производительности.

Энергопотребление

Благодаря тому что в нашем распоряжении теперь есть ваттметр, мы протестировали платформу NVIDIA Ion на энергопотребление в трех режимах, а именно: режим простоя, нагрузка на центральный процессор и нагрузка на графический процессор.

Литий-ионных аккумуляторов. (Li-ion)

• Характеристики .

• Характеристики литий-ионных аккумуляторов зависят от химического состава составляющих компонентов и варьируются в следующих пределах:

  Зарядные устройства поддерживают конечное напряжение в диапазоне 4,05—4,2 .

  Из-за превышения напряжения при заряде аккумулятор может загореться, поэтому в корпус аккумуляторов встраивают контроллер заряда аккумуляторов , который защищает аккумулятор от превышения напряжения заряда. Также этот контроллер может опционально контролировать температуру аккумулятора, отключая его при перегреве, ограничивать глубину разряда и ток потребления. Тем не менее надо учитывать что не все аккумуляторы снабжаются защитой. В погоне за себестоимостью или ёмкостью защиту могут не ставить.

  Литиевые аккумуляторы имеют специальные требования при подключении нескольких банок последовательно. Зарядные устройства для таких многобаночных аккумуляторов снабжаются схемой балансировки ячеек . Смысл балансировки в том что банки немного разные, и какая-то достигнет полного заряда раньше других. При этом необходимо прекратить заряд этой банки, продолжая заряжать остальные. Эту функцию выполняет специальный узел балансировки аккумулятора. Оншунтирует заряженную банку так, чтобы ток заряда шёл мимо неё.

  Устройство .

  Литий-ионный аккумулятор состоит из электродов (катодного материала на алюминиевой фольге и анодного материала на медной фольге), разделённых пропитанными электролитом пористыми сепараторами. Пакет электродов помещён в герметичный корпус, катоды и аноды подсоединены к клеммам-токосъёмникам. Корпус имеет предохранительный клапан, сбрасывающий внутреннее давление при аварийных ситуациях и нарушении условий эксплуатации. Литий-ионные аккумуляторы различаются по типу используемого катодного материала. Переносчиком заряда в литий-ионном аккумуляторе является положительно заряженный ион лития, который имеет способность внедряться (интеркалироваться) в кристаллическую решётку других материалов (например, в графит, окислы и соли металлов) с образованием химической связи, например: в графит с образованием LiC 6 , окислы (LiMO 2) и соли (LiM R O N) металлов.

  Первоначально в качестве отрицательных пластин применялся металлический литий, затем — каменноугольный кокс. В дальнейшем стал применяться графит. Применение оксидов кобальта позволяет аккумуляторам работать на значительно более низких температурах, повышает количество циклов разряда/заряда одного аккумулятора. Распространение литий-феррум-фосфатных аккумуляторов обусловлено их относительно низкой стоимостью. Литий-ионные аккумуляторы применяются в комплекте с системой контроля и управления — СКУ или BMS (battery management system) и специальным устройством заряда/разряда.

  В настоящее время в массовом производстве литий-ионных аккумуляторов используются три класса катодных материалов:

  Электро-химические схемы литий-ионных аккумуляторов:

  Благодаря низкому саморазряду и большому количеству циклов заряда-разряда, Li-ion-аккумуляторы наиболее предпочтительны для применения в альтернативной энергетике. При этом помимо системы BMS (СКУ) они укомплектовываются инверторами (преобразователи напряжения).

  Преимущества .

  Недостатки .

  Аккумуляторы Li-ion первого поколения были подвержены взрывному эффекту. Это объяснялось тем, что в них использовался анод из металлического лития, на котором в процессе многократных циклов зарядки/разрядки возникали пространственные образования (дендриты), приводящие к замыканию электродов и, как следствие, возгоранию или взрыву. Эту проблему удалось окончательно решить заменой материала анода на графит. Подобные процессы происходили и на катодах литий-ионных аккумуляторов на основе оксида кобальта при нарушении условий эксплуатации (перезарядке). Литий-ферро-фосфатные аккумуляторы полностью лишены этих недостатков. Кроме того, все современные литий-ионные аккумуляторы снабжаются встроенной электронной схемой, которая предотвращает перезаряд и перегрев вследствие слишком интенсивного заряда.

  Потеря ёмкости при хранении .

  Температура, ⁰C	С 40 % зарядом, % за год	Со 100 % зарядом, % за год
  0	2	6
  25	4	20
  40	15	35
  60	25	40 % за три месяца

  По результатам исследований учёных Института Пауля Шерера (Швейцария) было обнаружено, что литий-ионные аккумуляторы имеют эффект памяти. Что в итоге лишило данный тип аккумуляторов одного из основных достоинств, но в то же время, это позволяет действительно понять механизмы работы аккумуляторов и решить некоторые проблемы с их ёмкостью и долговечностью.

  Эффект памяти.

  Исследователи из швейцарского Института Пола Шеррера вместе с коллегами из Toyota Research в Японии обнаружили, что широко используемый тип литий-ионных аккумуляторов всё-таки подвержен негативному «эффекту памяти».

  Как показало исследование, частые циклы неполной зарядки и последующего разряда приводят к возникновению отдельных «микроэффектов памяти», которые затем суммируются. Это происходит потому, что основой работы батареи являются процессы высвобождения и обратного захвата ионов лития, динамика которых становится далека от оптимальной в случае неполной зарядки.

  Во время процесса заряда ионы лития один за другим покидают частицы литий-феррофосфата, размер которых составляет десятки микрометров. Катодный материал начинает разделяться на частицы с разным содержанием лития.

  Заряд батареи происходит на фоне возрастания электрохимического потенциала. В определённый момент он достигает предельного значения. Это приводит к ускорению высвобождения оставшихся ионов лития из катодного материала, но они уже не меняют суммарное напряжение батареи.

  Если она не будет полностью заряжена, то на катоде останется некоторое число частиц, близких к пограничному состоянию. Они практически достигли барьера высвобождения ионов лития, но не успели его преодолеть.

  При разряде свободные ионы лития стремятся вернуться на место и рекомбинировать с ионами феррофосфата. Однако на поверхности катода их также встречают частицы в пограничном состоянии, уже содержащие литий. Обратный захват затрудняется, и нарушается микроструктура электрода.

  В настоящее время просматриваются два пути решения проблемы: внесение изменений в алгоритмы работы системы управления батареями и разработка катодов с увеличенной площадью поверхности.

  Старение .

  Температурный режим заряда литий-полимерных и литий-ионных аккумуляторов влияет на их ёмкость: ёмкость снижается при зарядке на холоде или в жару. Глубокий разряд полностью выводит из строя литий-ионный аккумулятор. Также на жизненный цикл аккумуляторов влияет глубина его разряда перед очередной зарядкой и зарядка токами выше регламентируемых производителем. Крайне чувствительны они и к напряжению заряда. Если его повысить всего на 4 %, то аккумуляторы будут вдвое быстрее терять емкость от цикла к циклу. Оптимальные условия хранения Li-ion-аккумуляторов достигаются при 40-процентном заряде от ёмкости аккумулятора и температуре 0…10 °C . Литиевые аккумуляторы стареют, даже если не используются. Через 2 года батарея теряет около 20 % ёмкости. Соответственно, нет необходимости покупать аккумулятор «про запас» или чрезмерно увлекаться «экономией» его ресурса. При покупке обязательно посмотрите на дату производства, чтобы знать, сколько данный источник питания уже пролежал на складе. В случае, если с момента изготовления прошло более двух лет, лучше воздержитесь от покупки.

  • напряжение единичного элемента:
    • номинальное : 3,6 ;
    • максимальное: 4,23 ;
    • минимальное: 2,5-3,0 ;
  • удельная энергоёмкость : 110 … 230 Вт × /кг ;
  • внутреннее сопротивление : 5 … 15 Ом / × ;
  • число циклов заряд/разряд до потери 80 % ёмкости : 600;
  • время быстрого заряда: 15 мин … 1 час ;
  • саморазряд при комнатной температуре: 3 % в месяц ;
  • ток нагрузки относительно ёмкости (С):
    • постоянный: до 65С;
    • импульсный: до 500С;
    • оптимальный: до 1С;
  • диапазон рабочих температур : от 0°C до +60°C (при отрицательных температурах заряд батарей невозможен).
  • кобальтат лития LiCoO 2 и твёрдые растворы на основе изоструктурного ему никелата лития
  • литий-марганцевая шпинель LiMn 2 O 4
  • литий-феррофосфат LiFePO 4 .
  • литий-кобальтовые LiCoO2 + 6xC → Li1-xCoO2 + xLi+C6
  • литий-ферро-фосфатные LiFePO4 + 6xC → Li1-xFePO4 + xLi+C6
  • Высокая энергетическая плотность (ёмкость).
  • Низкий саморазряд.
  • Не требуют обслуживания.

Параметры Ni-MH (никель -металл-гидридных) аккумуляторов.

• Теоретическая энергоёмкость: 300 Вт·ч /кг .
• Удельная энергоёмкость: около 60-72 Вт·ч/кг.
• Удельная энергоплотность: около 150 Вт·ч/дм³.
• ЭДС: 1,25 .
• Рабочая температура: −60…+55 °C .(−40…+55 °C)
• Срок службы: около 200—500 циклов заряда/разряда.
• саморазряд: до 100 % в год (у старых типов аккумуляторов)

Описание .

У никель-металл-гидридных аккумуляторов типа «Крона», как правило — начальным напряжением 8,4 В, напряжение постепенно снижается до 7,2 В, а затем, когда энергия аккумулятора исчерпывается, напряжение снижается быстро. Этот тип аккумуляторов разработан для замены никель-кадмиевых аккумуляторов . Никель-металл-гидридные аккумуляторы имеют примерно на 20 % большую ёмкость при тех же габаритах, но меньший срок службы — от 200 до 500 циклов заряда/разряда. Саморазряд примерно в 1,5-2 раза выше, чем у никель-кадмиевых аккумуляторов.

NiMH аккумуляторы практически избавлены от «эффекта памяти ». Это означает, что заряжать не полностью разряженный аккумулятор можно, если он не хранился больше нескольких дней в таком состоянии. Если же аккумулятор был частично разряжен, а затем не использовался в течение длительного времени (более 30 дней), то перед зарядом его необходимо разрядить.

Экологически безопасны.

Наиболее благоприятный режим работы: заряд небольшим током, 0,1 номинальной ёмкости, время заряда — 15-16 часов (типичная рекомендация производителя).

Как заряд, разряд и хранение влияют на срок службы аккумуляторных батарей .

На аккумуляторные батареи влияет:

Выбирайте интеллектуальное зарядное устройство, которое способно при определенных условиях (например, когда аккумулятор заряжен или перезаряжен при минусовом напряжении, или перегревается) автоматически выключаться. Обычно заряд с меньшей скоростью позволяет продлить срок службы аккумуляторов по сравнению с использованием быстрого зарядного устройства.

2) Разряд:

На срок службы аккумуляторов значительно влияет глубина разряда (DOD). Чем выше DOD, тем короче срок службы аккумуляторов, и наоборот. Таким образом, следует избегать глубокого разряда аккумуляторов до очень низкого напряжения. В зависимости от тока разряда допустимым напряжением на выводах аккумулятора можно считать значение от 0,8 В до 1,0 В.

Разряд аккумуляторов при высокой температуре сократит срок их службы.

Если электронное устройство не блокирует полностью расход заряда аккумуляторов (например, потребляет ток в режиме ожидания), нахождение аккумуляторов внутри устройства в течение длительного времени может привести к их глубокому разряду.

Использование комбинации старых и новых аккумуляторов или аккумуляторов разной ёмкости, химического состава и уровня заряда может привести к их глубокому разряду или даже заряду с обратной полярностью.

3) Хранение:

Длительно хранение аккумуляторов в местах с повышенной температурой сокращает срок их службы.

Не забывайте вынимать аккумуляторы из зарядного устройства после заряда.

NiMH аккумуляторы с низким саморазрядом (LSD NiMH)

Никель-металл-гидридные аккумуляторы с низким саморазрядом (the low self-discharge nickel-metal hydride battery, LSD NiMH), впервые были представлены в ноябре 2005 года фирмой Sanyo под торговой маркой Eneloop. Позднее многие мировые производители представили свои LSD NiMH аккумуляторы.

Этот тип аккумуляторов имеет сниженный саморазряд, а значит обладает более длительным сроком хранения по сравнению с обычными NiMH. Аккумуляторы продаются как «готовые к использованию» или «предварительно заряженные» и позиционируются как замена щелочным батарейкам.

По сравнению с обычными аккумуляторами NiMH, LSD NiMH являются наиболее полезными, когда между зарядкой и использованием аккумулятора может пройти более трёх недель. Обычные NiMH аккумуляторы теряют до 10 % ёмкости заряда в течение первых 24 часов после заряда, затем ток саморазряда стабилизируется на уровне до 0,5 % ёмкости в день. Для LSD NiMH этот параметр как правило находится в диапазоне от 0,04 % до 0,1 % ёмкости в день. Производители утверждают, что улучшив электролит и электрод, удалось добиться следующих преимуществ LSD NiMH относительно классической технологии:

1. Возможность работать с высокими токами разряда. Поэтому LSD NiMH очень хорошо справляются с мощными фонарями, фотовспышками, радиоуправляемыми моделями и любыми другими мобильными устройствами, которые требуют отдачи большого тока.
2. Высокая морозоустойчивость. При −20 °C — потеря номинальной мощности составляет не более 12 %, в то время как лучшие экземпляры обычных Ni-MH АКБ теряют порядка 20-30 %.
3. Лучшее сохранение рабочего напряжения. Многие устройства не имеют драйверов питания и выключаются при падении напряжения, характерного для Ni-MH до 1,1 В, а предупреждение низкого питания наступает при 1,205 В.
4. Большее время жизни: в 2-3 раза больше циклов заряда-разряда (до 1500 циклов) и лучше сохраняется ёмкость на протяжении жизни батареи.

Неполный список аккумуляторов долгого хранения (с низким саморазрядом):

• AlwaysReady от Camelion
• AccuEvolution от AccuPower
• MaxE и MaxE Plus от Ansmann
• Ecomax от CDR King
• ActiveCharge/StayCharged/Pre-Charged/Accu от Duracell
• nx-ready от ENIX energies
• Prolife от Fujicell
• ReCyko от
• Ready4Power от Hama
• Pre-Charged от Kodak
• R2G от Lenmar
• Imedion от Maha
• EnergyOn от NexCell
• Infinium от Panasonic
• eneloop от Panasonic
• Hybrid, Platinum, и OPP Pre-Charged от Rayovac
• Pleomax E-Lock от Samsung
• eneloop от Sanyo
• Cycle Energy от Sony
• Centura от Tenergy
• LSD ready to use от Turnigy
• Hybrio от Uniross
• Instant от Vapex
• Ready2Use от Varta
• eniTime от Yuasa
• Precision от Energizer
• Ready to use от Navigator

Другие преимущества NiMH аккумуляторов с низким саморазрядом (LSD NiMH) Никель-металл-гидридные аккумуляторы с низким саморазрядом обычно имеют значительно более низкое внутреннее сопротивление чем обычные NiMH батареи. Это сказывается весьма положительно в приложениях с высоким токопотреблением:

• Более стабильное напряжение
• Уменьшенное тепловыделение, особенно на режимах быстрого заряда/разряда
• Более высокая эффективность
• Способность к высокой импульсной токоотдаче (Пример: зарядка вспышки фотоаппарата происходит быстрее)
• Возможность продолжительной работы в устройствах с низким энергопотреблением (Пример: пульты ДУ, часы.)

Методы заряда .

Зарядка производится электрическим током при напряжении на элементе до 1,4 — 1,6 В. Напряжение на полностью заряженном элементе без нагрузки составляет 1,4 В. Напряжение при нагрузке меняется от 1,4 до 0,9 В. Напряжение без нагрузки на полностью разряженном аккумуляторе составляет 1,0 — 1,1 В (дальнейшая разрядка может испортить элемент). Для зарядки аккумулятора используется постоянный или импульсный ток с кратковременными отрицательными импульсами (для предотвращения эффекта «памяти», метод заряда аккумуляторов переменным асимметричным током).

Контроль окончания заряда по изменению напряжения .

Одним из методов определения окончания заряда является метод -ΔV. На изображении показан график напряжения на элементе при заряде. Зарядное устройство заряжает аккумулятор постоянным током. После того, как аккумулятор полностью заряжен, напряжение на нём начинает падать. Эффект наблюдается только при достаточно больших токах зарядки (0,5С..1С). Зарядное устройство должно определить это падение и выключить зарядку.

Существует ещё так называемый «inflexion» — метод определения окончания быстрой зарядки. Суть метода заключается в том, что анализируется не максимум напряжения на аккумуляторе, а максимум производной напряжения по времени. То есть быстрая зарядка прекратится в тот момент, когда скорость роста напряжения будет максимальной. Это позволяет завершить фазу быстрой зарядки раньше, когда температура аккумулятора еще не успела значительно подняться. Однако метод требует измерения напряжения с большей точностью и некоторых математических вычислений (вычисления производной и цифровой фильтрации полученного значения).

Контроль окончания заряда по изменению температуры .

При зарядке элемента постоянным током бóльшая часть электрической энергии преобразуется в химическую энергию. Когда аккумулятор полностью заряжен, то подводимая электрическая энергия будет преобразовываться в тепло. При достаточно большом зарядном токе можно определить окончание заряда по резкому увеличению температуры элемента, установив датчик температуры аккумулятора. Максимальная допустимая температура аккумулятора +60 °С.

ХАРАКТЕРИСТИКИ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩЕГО ЭЛЕКТРОДНОГО ОТОПИТЕЛЬНОГО КОТЛА "ION"

Электродные котлы "ION" является лучшим решением для автономного отопления дома. "ION"обладает рядом значительных преимуществ:
оснащение датчиком автоматического контроля температуры нагрева;
КПД близок к 100 (98-99%);
низкая инертность дает возможность быстро запускать систему отопления до нужной температуры, а также результативно использовать автоматическую систему управления;
малая чувствительность к перепадам напряжения - при изменении напряжения меняется только мощность отопительной установки, но его работа продолжается;
электродный котел имеет сравнительно небольшие габариты;
небольшое энергопотребление - теплоноситель греется за считанные минуты полным объемом;
не требует дополнительного согласования на монтаж и эксплуатацию с органами котлонадзора.

Электродный котел "ION" - это установка прямого действия (без использования промежуточных комплектующих). Нагрев жидкости получается вследствие протекания электротока через теплоноситель. Действие нагрева наступает благодаря неупорядоченному движения ионов жидкости-теплоносителя от катода к аноду с частотой 50 колебаний в секунду (отсюда второе название электрокотлов - ионные котлы). Хаотическое движение ионов приводит к максимально быстрому увеличению температуры теплоносителя.

Электрические котлы "ION" имеют следующие преимущества:
наслоения твердых отложений (накипи), на электродах и стенках котла неприводит к деструкции самих электродов или агрегата в целом, а лишь ослабляет его мощность.
Включенный ионный котел в режиме «сухой ход» (отсутствие теплоносителя в котле, в следствии вытекания) абсолютно безопасен, нет проводника между катодом и анодом - нет нагрева, и котел не выйдет из строя.
не наблюдаются процессы окисления по причине частой смены полярности электродов (анода с катодом).

Электрокотлы "ION" гораздо компактнее, чем, например, ТЭНовые. Электродные котлы "ION" лидеры в сфере энергосберегающих технологий, Класс энергопотребления - А. Гарантийный срок использования 3 года, но на самом деле "ION" может использоваться не менее 10 лет, благодаря очень надежной конструкции. Новый сплав электрода, который производится благодаря новейшим технологиям позволяет его эксплуатировать до 30 лет. Популярнисть электродной автономной системы отопления жилых домов выросла в последние пять лет в три раза за счет своей экономичности и соотношению цена - качество.

Ионные котлы имеют еще одно бесспорное преимущество по сравнению со своими «конкурентами» - они не требуют переоборудования существующей отопительной системы, и легко монтируются в готовую систему отопления.

Характеристики электродных котлов "ION":

1. Один киловат мощности "ION" отапливает 60 куб. м. или (20 кв. м при высоте потолка до 3 м.)

2. Продолжительность работы "ION" в системе водяного отопления от 1 до 8 часов в сутки в зависимости от температуры окружающей среды (автоматический режим работы с датчиком-реле температуры), поэтому при отоплении площади от 40 до 750 кв. м. потребление электроэнергии в сутки составляет от 2 до 288 кВт / ч
(в зависимости от модификации, смотрите таблицу характеристик).

4. "ION" во время эксплуатации в системе водяного отопления осуществляет подъем нагретого теплоносителя на высоту от 3 до 24 метров (в зависимости от модификации), за счет большой разницы температур на входе и выходе электроустановки, позволяет отопить одноэтажные и многоэтажные помещения без использования циркуляционных насосов.

5. "ION" подходит для разных типов систем водяного отопления.

6. Вход и выход "ION" монтируется в систему водяного отопления через сантехнические муфты, сантехнические переходники или сантехнические шланги.

7. В систему водяного отопления, в которой уже установлен котел (котлы), "ION" монтируется параллельно этому котлу (котлам).

8. В системе водяного отопления с принудительной циркуляцией циркуляционный насос монтируется в обратную линию системы водяного отопления перед электроустановкой.

9. Все работы по монтажу электроустановки в систему водяного отопления проводятся так же, как с обычными электрокотлами, газовыми котлами, печами и т.д.

10. Температура на выходе электроустановки: до 95 ° C.

11. Рабочая среда (теплоноситель): вода и незамерзающие жидкости для систем водяного отопления.

12. Рабочее напряжение: 220/380 В ± 10%.

13. Длина (однофазная модификация): 300 мм.

14. Присоединительные размеры: вход G1 ", выход G1,1/4 ".

15. Длина (трехфазная модификация): 400 мм.

16. Присоединительные размеры: вход G1,1/4 ", выход G1,1/4 ".

В комплект поставки "ION" входит:

1. Электроустройство ("ION") - 1 шт.
2. Датчик-реле температуры (термостат) - 1 шт.
3. Паспорт (руководство по эксплуатации) - 1 экз.
4. Индивидуальная коробка - 1 шт.

Как правильно подобрать котел?

Электродный котел «ION» подбирается по следующим параметрам:
- 1 кВт мощности электродного котла может обогреть помещение площадью до 20 кв / м, объемом до 60 куб / м и 40 литров воды в системе отопления.
Например, - котел мощностью 5 кВт может обогреть помещение площадью 100 кв / м, объемом 300 куб / м и с количеством воды в системе отопления до 240 литров.

Необходимо собрать ниже приведенную информацию:
1. Посчитать общую площадь помещения в м.кв
2. Если высота потолка выше 3 метров, нужно умножить площадь вашего помещения на высоту потолка и посчитать объем вашего помещения в куб.м
3. Посчитать количество воды в системе отопления в литрах, и определить из какого металла изготовлены радиаторы отопления.
4. Определить мощность вашего электрического счетчика, отключающего автомата и сечение электрического провода к вашему помещению.
5. Определить количество фаз (1-220В/3-380В) которые заведены в ваше помещение.
6. Определить наличие заземления в вашем помещении.
(Без заземления электрические котлы включать запрещается)
7. Определить установлен в вашем щитке (УЗО) Устройство защитного отключения (электродные котлы не работают в электрической сети с УЗО )
Далее, необходимо сравнить ваши данные с таблицами 1,2,3,4 и определиться с мощностью котла. Надо отметить, что все характеристики приведены в таблицах касаются только помещений построенных и утепленные согласно ДБН (государственные строительные нормы) Украины.
Для того, чтобы не ошибиться при выборе котла, лучше добавлять к рассчетной мощности до 20% запаса.
Например вам подходит котел 1фазный 5 кВт - вы заказываете на 6 кВт.

ВАЖНО! Также необходимо учесть материал из которого сделаны ваши радиаторы, если радиаторы отопления изготовлены из алюминия, дополнительно необходимо приобрести препарат для повышения електропроводности теплоносителя АСО-1

Общие характеристики однофазной (220 В) модификации электродного котла "ION"

Общие характеристики трехфазной (360 В) модификации электродного котла "ION"

Электрические характеристики однофазной (220 В) модификации электродного котла "ION"

Электрические характеристики трехфазной (380 В) модификации электродного котла "ION"

* - типа ПМ-12. ПМА. ПМЕ. ПМЯ. Hager ES. ABB. КМИ и др.