Отличие литий ионных аккумуляторов от никель кадмиевых
Отличия между Ni-Cd и Ni-Mh аккмуляторами
Взаимозаменяемы ли никель-кадмиевые (Ni-Cd) и никель-металл-гидридные (Ni-Mh) аккумуляторы? Какой из них лучше?
Основное отличие Ni-Cd аккумуляторов и Ni-Mh аккумуляторов — это состав. Основа аккумулятора одинаковая — это никель, он является катодом, а аноды разные. У Ni-Cd аккумулятора анодом является металлический кадмий, у Ni-Mh аккумулятора анодом является водородный металлогидридный электрод.
У каждого типа аккумулятора есть свои плюсы и минусы, зная их вы, сможете более точно подобрать необходимый вам аккумулятор.
| Плюсы | Минусы | |
| Ni-Cd |
|
|
| Ni-Mh |
|
|
Подойдёт ли старое зарядное устройство к новому аккумулятору если я поменяю Ni-Cd на Ni-Mh аккумулятор или наоборот?
Принцип заряда у обоих аккумуляторов абсолютно одинаковый, поэтому зарядное устройство можно использовать от предыдущего аккумулятора. Основное правило зарядки данных аккумуляторов заключается в том, что заряжать их можно только после полной разрядки. Это требование является следствием того, что оба типа аккумулятора подвержены «эффекту памяти», хотя у Ni-Mh аккумуляторов эта проблема сведена к минимуму.
Как правильно хранить Ni-Cd и Ni-Mh аккумуляторы?
Лучшее место для хранения аккумулятора — сухое прохладное помещение, так как чем выше температура хранения, тем быстрее происходит саморазряд аккумулятора. Хранить батарею можно в любом состоянии кроме полного разряда или полного заряда. Оптимальный заряд — 40-60%%. Раз в 2-3 месяца следует проводить дозаряд (по причине присутствующего саморазряда), разряд и снова заряд до 40-60%% ёмкости. Допустимо хранение сроком до пяти лет. После хранения батарею следует разрядить, зарядить и после этого использовать в обычном режиме.
Можно ли использовать аккумуляторы большей или меньшей ёмкости чем аккумулятор из первоначального комплекта?
Ёмкость аккумулятора — это время работы вашего электроинструмента от аккумулятора. Соответственно для электроинструмента нет абсолютно никакой разницы по ёмкости аккумулятора. Фактическая разница будет только во времени зарядки аккумулятора, и времени работы электроинструмента от аккумулятора. При выборе ёмкости аккумулятора следует отталкиваться от ваших требований, если требуется дольше работать, используя один аккумулятор — выбор в пользу более ёмких аккумуляторов, если комплектные аккумуляторы полностью устраивали, то следует остановиться на аккумуляторах равных или близких по ёмкости.
«Литий» против «кадмия»: непростой выбор?
Какой шуруповёрт выбрать? «Литий-ион» или «кадмий»? На 10 вольт или на 18? Казалось бы, вопрос странный — как можно сравнивать столь разные вещи? Они даже внешне порой различаются, как малолитражка и КамАЗ. Модель с Li-Ion батареей на 10,8 В в несколько раз легче и гораздо компактнее. На фоне габаритного шуруповёрта с 18‑вольтовой никель-кадмиевой батареей выглядит как-то даже несолидно. Но смотришь заявленные характеристики и видишь, что отличия не настолько велики, как можно ожидать, глядя на размеры. Смотришь ценник — и здесь разница минимальна. Так на что лучше потратить свои кровно заработанные?
Тест шуруповёртов — вещь обыденная, но, как правило, сравниваются однотипные модели. Мы решили подойти к вопросу с другой стороны и сравнить инструменты разных типов, чтобы понять, какой объём работы они способны выполнить. Для испытаний взяли три модели популярного российского бренда «Интерскол» из серии М3: ДА‑10/10,8М3 (с литиево‑ионной батареей напряжением 10,8 В) и две «кадмиевые» на 12 и 18 В соответственно — ДА‑10/12М3 и ДА‑13/18М3.
Программа испытаний была вполне обычной. Поставили перед каждым инструментом одну и ту же задачу. Во‑первых, закрутить максимальное количество саморезов размером 75х4,2 мм в сухой сосновый брус. То есть крутить, пока не сядет аккумулятор. Во‑вторых, сверлить металл (уголок 40х40х4 мм, сталь 3), диаметр сверла — 5 мм. Тоже до полного разряда батареи.
Как нетрудно догадаться, нагрузка при такой работе была далеко не максимальной. В частности, наибольший диаметр сверления в стали, указанный в инструкции, как минимум вдвое выше — 10, 10 и 13 мм для упомянутых моделей соответственно. Но сверлить с помощью шуруповёрта «десяткой» — согласитесь, это всё-таки экзотика. Поэтому мы решили выбрать что-нибудь, более приближённое к реальности.
Прежде чем перейти к результатам, расскажем о самих инструментах. Комплектация у всех представленных моделей идентичная и абсолютно типовая: сам шуруповёрт, два аккумулятора, зарядное устройство и пластиковый кейс. О нём, кстати, хочется сказать отдельно. Разновидностей подобных кейсов сейчас огромное количество, но далеко не все удачны. У некоторых внутри слишком много «переборок», так что ни крышку закрыть, ни полезную оснастку уложить. Некоторые настолько хлипкие, что через десяток открываний их уже можно выбрасывать — ломаются. У некоторых застёжки или сразу отваливаются, или же не держат совсем. Когда этот чемодан внезапно открывается (конечно же, в самый неподходящий момент, например на лестнице), то быстро понимаешь, что попытка сэкономить не удалась. Ну а всё, что лишено указанных недостатков, к бюджетному сегменту при всём желании не отнесёшь.
Так вот, «интерсколовские» кейсы оказались вполне удобными. Всякой вещи отведено своё место, при этом внутри ничего не болтается и не гремит. Даже для сетевого кабеля зарядного устройства предусмотрительно оставлено достаточное пространство, чтобы этот кабель не приходилось по пять минут сматывать при каждой укладке шуруповёрта в чемодан. Металлические застёжки надёжно удерживают крышку. Да и сама крышка, равно как и дно, прочная — за сохранность инструмента можно быть спокойным, даже если уронишь кейс (не с девятого этажа, конечно). Моё субъективное резюме: в «интерсколовских» инструментальных кейсах есть всё необходимое по разумной цене.
«Интерскол» ДА‑10/10,8М3 — лёгкий, компактный, но при этом функционально очень насыщенный шуруповёрт. Две скорости, 18 ступеней регулировки муфты, внушительные заявленные характеристики (способен сверлить «десяткой» в стали). Разве что аккумулятор полностью скрыт внутри рукоятки, поэтому инструмент может только лежать. В таком положении он тоже занимает немного места, но проблема «куда деть его, когда нужны свободные руки» в случае с ДА‑10/10,8М3 решается очень просто: покупаем специальную кобуру, вешаем её на пояс и носим шуруповёрт на манер личного оружия. Очень удобно.
Зато поставить «кадмиевые» ДА‑10/12М3 и ДА‑13/18М3 — не проблема. Площадь опорной поверхности аккумулятора у них намного больше, плюс снизу предусмотрены резиновые накладки от скольжения и оптимальная балансировка. Всё это обеспечивает устойчивость даже на слегка наклонённой поверхности. Если этот критерий имеет принципиальное значение (а для некоторых покупателей это так), то выбирайте ДА‑10/12М3 или ДА‑13/18М3 — не пожалеете.
Естественно, одной только повышенной устойчивостью достоинства этих двух моделей не ограничиваются. У них есть всё, что должно быть в хорошем шуруповёрте: двухскоростной редуктор (удобно и сверлить, причём любые материалы, и саморезы закручивать), быстрозажимной патрон, муфта с большим количеством ступеней регулировки, автоматический тормоз шпинделя, подсветка рабочей зоны. Даже ремешок на кисть не забыт — как страховка на случай, если инструмент выскользнет из рук при работе где-нибудь на высоте. Согласитесь, вещь отнюдь не лишняя. Внутри тоже интересно: сдвоенные подшипники везде, где только можно (вместо втулок скольжения), и двигатель новой серии, способный развивать большой крутящий момент. Поэтому производитель и относит все упоминаемые в этой статье модели к профессиональному классу — над их надёжностью потрудились немало.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЙ
Работа с древесиной: закручивание саморезов и «ступенька»
Ну а теперь давайте посмотрим, каковы различия между моделями в реальной работе. Начнём с закручивания саморезов. Дано: сухой сосновый брус и саморезы размером 75х4,2 мм с крупным шагом. До полной разрядки аккумулятора «литиевый» ДА‑10/10,8М3 завернул 110 саморезов, «кадмиевые» ДА‑10/12М3 и ДА‑13/18М3 – 145 и 214 штук соответственно. Ёмкость батарей у всех моделей одинакова (1,5 А∙ч), так что разница, очевидно, обусловлена напряжением.
Классическая «ступенька» проводилась в таком режиме: ставим муфту в каждое нечётное положение (1, 3, 5) и закручиваем те же саморезы, что и в предыдущем испытании (75х4,2 мм) до срабатывания муфты. Результаты такие: уже на 7‑й ступени любой из тестируемых шуруповёртов гарантированно вгоняет саморез на всю длину. В том числе и ДА‑10/10,8М3, так что этот «малыш» тоже вполне эффективен в работе с крупным крепежом.
Если смотреть на начальные ступени регулировки, где саморез погружается не полностью, то стоит обратить внимание на такой параметр, как «остаточная» высота. Она примерно одинакова у всех трёх испытанных образцов: 55–62 мм на первой ступени, 43–45 на третьей (напомню — мы проводили испытания на каждой нечётной ступени) и 9–11 мм — на пятой. Это значит, что все три инструмента, невзирая на разницу во внешнем виде, неплохо справляются и с деликатными работами. На начальных ступенях регулировки муфта у всех достаточно мягкая, чтобы можно было работать с тонким крепежом.
Работа с металлом: закручивание саморезов и сверление
Первое упражнение — закручиваем саморезы по металлу 13х4,2 мм в стальной уголок 40х40х4 мм. В обычной жизни это может понадобиться при креплении листов профнастила к каркасу забора. Так вот, ДА‑10/10,8М3 закрутил 21 саморез, старшие модели — 33 и 48 соответственно. Тот же уголок пробовали сверлить (диаметр сверления — 5 мм). Результат — 16, 26 и 35 полностью просверлённых отверстий.
В инструкции сказано, что аккумулятор полностью заряжается за 60±10 минут. Наши наблюдения подтверждают эту цифру — среднее время зарядки составило 62 минуты.
ВЫВОДЫ
На первый взгляд результаты выглядят как убедительная победа старого доброго «кадмия» — объём выполняемой работы у них, очевидно, больше. Но это будет однобокое сравнение, результат ДА‑10/10,8М3 вовсе не выглядит провальным. У него есть очевидные преимущества, не учитываемые в рамках теста, такие как малый вес, компактный корпус, отсутствие «эффекта памяти» и вытекающую из этого возможность заряжать аккумулятор в любой удобный момент без неприятных последствий. У «кадмиевых» всё сложнее — если не хочешь потерять часть ёмкости, их предварительно нужно разрядить, и желательно полностью. Зато NiCd аккумуляторы дешевле, и не боятся мороза – шуруповерты полностью функциональны при температурах до 20 градусов. С учетом всего вышеизложенного приходим к выводу, что для бытовой эксплуатации удобнее «литиевый» шуруповёрт «Интерскол», а «кадмиевые» больше подходят для интенсивной профессиональной эксплуатации.
Тест провёл Алексей МЕСНЯНКИН.
ВИДЫ И ТИПЫ АККУМУЛЯТОРОВ
Аккумулятор (АКБ), как накопитель электрической энергии, имеет широкую сферу применения. Он не производит электричество, а может только запасать его, хранить и расходовать в течение определённого времени. Аккумуляторы представляют собой многоразовые устройства, которые можно заряжать от внешнего источника электричества.
Существует большое количество различных типов аккумуляторных батарей, которые отличаются по конструкции и техническим принципам. К наиболее распространённым относятся следующие:
- свинцово-кислотные;
- никель-кадмиевые (Ni-Cd);
- литий-ионные (Li-ion).
Принцип действия аккумулятора зависит от его конструкции и, в основном, основывается на диссоциации отрицательных и положительных ионов. Процесс работы АКБ выглядит следующим образом.
Батарея питания подключается, с соблюдением полярности, к внешнему источнику постоянного тока с соответствующим выходным напряжением и зарядным током, определяемым типом аккумулятора.
Через определённое время АКБ будет заряжена полностью и, после подключения нагрузки, её можно использовать как автономный источник питания для различных устройств. Область использования аккумуляторных батарей варьируется от детских игрушек и мобильных телефонов до подводных лодок и космических станций.
Аккумуляторные батареи, в зависимости от сферы применения могут выпускаться в различных геометрических. Обычно они имеют прямоугольную или цилиндрическую форму. Основными техническими характеристиками АКБ являются:
- электрическая ёмкость;
- номинальные напряжение и ток;
- глубина разряда;
- токи заряда и саморазряда;
- срок службы;
- рабочая температура.
Ёмкость АКБ обозначает количество запасённой энергии. Она измеряется в ампер-часах (А/ч, Ah) и обозначает время, в течение которого устройство может отдавать определенную величину тока. Так, например, батарея емкостью 7 А/час способна при токе 1 ампер работать без подзаряда в течение 7 часов, или 14 часов при 0,5 А.
Напряжение измеряется в вольтах (В, V). Существуют разные типы аккумуляторов, рассчитанные на стандартные напряжения. Это 1,2; 2,4; 6,0; 12; и 24 вольта. Для получения больших величин, АКБ соединяются последовательно.
Глубина разряда измеряется в процентах (%) и означает, до какой величины аккумулятор можно разряжать, чтобы не вывести его из строя. Наиболее стойкими к глубокому разряду являются литий-ионные и никель-кадмиевые аккумуляторы. Сернокислотные батареи со свинцовыми пластинами не следует разряжать более чем на 40-50%.
Саморазряд свойственен всем аккумуляторам. В результате длительного хранения в заряженном состоянии, какая-то часть заряда уйдёт в результате внутренних электрохимических реакций. При повышении окружающей температуры скорость саморазряда возрастает.
Зарядный ток обычно составляет одну десятую от номинальной ёмкости. Так аккумулятор на 100 А/ч следует заряжать током 10 А. В некоторых случаях зарядку АКБ следует выполнять малым током. Существуют также быстро заряжаемые устройства. В любом случае, этот параметр следует уточнить для каждой конкретной модели.
Срок службы можно считать не совсем корректным параметром. Для АКБ более важно количество возможных циклов зарядки-разрядки. Эта величина зависит от типа батареи и параметров эксплуатации. Например, АКБ, постоянно разряжаемый до 50%, допускает 800 циклов, тогда как аккумулятор, разряжаемый до уровня 25%, легко выдерживает 1 600 циклов.
СВИНЦОВО-КИСЛОТНЫЕ АККУМУЛЯТОРЫ
Существует три вида аккумуляторов использующих сернокислотный электролит и свинцовые элементы:
- электролитная батарея;
- гелевая АКБ;
- AGM аккумулятор.
Самыми распространёнными АКБ такого типа являются батареи на 12 В, имеющие ёмкость 0,2-150 А/ч.
Этот тип применяется в автомобилях и других транспортных средствах, системах аварийного энергоснабжения. Конструктивно такой аккумулятор состоит из пластин свинца и оксида свинца, помещённых в ёмкость с раствором серной кислоты в дистиллированной воде.
Они относятся к обслуживаемым устройствам, поскольку требуют постоянного контроля уровня и плотности электролита и корректировки этих параметров.
Такие батареи нельзя эксплуатировать в непроветриваемых помещениях из-за выделения токсичных газообразных веществ. К достоинствам кислотных устройств можно отнести невысокую стоимость, низкий саморазряд и не критичность при превышении мощности нагрузки.
К минусам относятся недопустимость глубокого разряда, большие размеры и плохие температурные характеристики.
Такой аккумулятор представляет собой усовершенствованную электролитную батарею. Разница между ними заключается в том, что жидкий компонент заменён на густой гель на основе диоксида кремния. Гель предотвращает возможные замыкания и препятствует осыпанию пластин.
Батарея такого типа не нуждается в обслуживании, ей не требуется долив электролита, и она не выделяет никаких газов. Точнее газ выделяется, но он рекомбинируется внутри герметичного корпуса. В отличие от классических, которые можно эксплуатировать только при расположении клеммами вверх, гелевая АКБ к этому не критична и может работать в любом положении.
Такое исполнение допускает более глубокий разряд и обеспечивает при этом большее количество циклов перезаряда. Компактные и герметичные гелевые АКБ нашли широкое применение в бесперебойных источниках питания для систем пожарной и охранной сигнализации.
Самый существенный недостаток батарей с гелевым электролитом заключается в жёстких требованиях к току заряда. При превышении зарядного тока возникает мощное газообразование, которое может привести к механическому повреждению корпуса.
AGM технологию можно считать дальнейшей модификацией кислотных батарей. Электролит в этих устройствах находится в полностью связанном виде. Между электродами находятся губчатые пластины-маты из стекловолокна, которые заполнены электролитом. Такие системы хорошо выдерживают повышенные нагрузки и менее чувствительны к температуре, поскольку не имеют жидкого компонента.
Недостатком таких аккумуляторов является высокая цена и жёсткие требования к току и напряжению при зарядке. Общепринятые зарядные устройства использовать для таких батарей нельзя, так как они не обеспечивают стабильности параметров ± 1%. AGM батарею нельзя ставить в пару с другим типом аккумулятора.
НИКЕЛЬ-КАДМИЕВЫЕ АККУМУЛЯТОРЫ
Это герметичная низковольтная конструкция состоит из двух электродов, один из которых изготовлен из гидроокиси никеля, а второй из кадмия. Между ними находится слой геля с добавкой щёлочи. Стандартное напряжение одного элемента батареи составляет 1,2 В. Для получения большего напряжения они соединяются последовательно, а увеличить ток можно параллельным соединением.
Такие устройства применяются там, где нагрузка потребляет большой ток. Они используются в электрических грузовых тележках, водном транспорте и в авиации. Самое широкое распространение такие батареи получили в автономном электроинструменте.
Плюсы Ni-Cd батарей:
- низкая стоимость;
- способность отдавать большие токи;
- малое время заряда;
- большое количество (до 1000) разрядных циклов.
К минусам относится эффект памяти и высокий саморазряд. Аккумулятор «помнит» значение напряжения до которого был разряжен в предыдущем цикле и впоследствии отдает энергии только до достижения этого уровня.
Таким образом, если заряжать батарею, которая была не до конца разряжена, то происходит потеря ёмкости. Этого можно избежать, только разрядив батарею до нуля. Самостоятельный разряд аккумулятора может достигать величины 8-10% за месяц хранения.
ЛИТИЙ-ИОННЫЕ АККУМУЛЯТОРЫ
Батареи такого типа широко применяются в самой различной бытовой электронике. Это мобильные телефоны, планшетные компьютеры, ноутбуки, фотоаппараты и видеокамеры. Литий ион — достаточно новая технология. Такие аккумуляторы появились на рынке в 1991 году.
В устройстве имеются анод и катод, между которыми находится пористый сепаратор (разделитель), пропитанный электролитом. Переносчиком заряда в такой системе является ион лития.
Литий-ионные батареи очень критичны к превышению напряжения в процессе заряда, поэтому в большинство литиевых источников питания известных компаний устанавливается микрочип контроллер заряда. Так же в некоторых моделях имеется предохранительный клапан для сброса повышенного давления.
Литий-ионные АКБ обладают достоинствами, определившими их преимущественное использование в компактной бытовой технике:
- возможность регулярной небольшой подзарядки;
- длительный срок службы (более 1000 рабочих циклов);
- малый вес и габариты.
Недостатки у таких источников питания тоже есть:
- высокая цена;
- критичность к температурному режиму работы;
- взрывоопасность.
При эксплуатации таких батарей следует не допускать глубокого разряда. Беречь батарею от перегрева и прямых солнечных лучей, не эксплуатировать её на сильном морозе, защищать от механических воздействий.
© 2012-2020 г. Все права защищены.
Представленные на сайте материалы имеют информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов
Отличие литий ионных аккумуляторов от никель кадмиевых
пн-сб: 08.00 — 18.00
вс: выходной
+38 (050) 336 88 83 +38 (067) 326 45 96 +38 (073) 169 79 55
Чем отличается никель-кадмиевый аккумулятор от литий-ионного.
Абсолютная мобильность, удобство в работе и независимость от перебоев подачи электричества – вот что такое аккумуляторные инструменты.
За последние 10 лет применение аккумуляторов в различных видах техники выросло в разы. А начиналось все с изобретения щелочных никель-кадмиевых аккумуляторов еще в 1899 году, но тогда они были очень дорогие и громоздкие. А вот герметичные никель-кадмиевые аккумуляторы появились только в 1947 году. Ими мы и пользуемся в настоящее время.
Преимущества никель-кадмиевых аккумуляторов
достаточно низкая цена; 
хорошая нагрузочная способность при низких температурах;
долго сохраняет заряд;
при правильной эксплуатации самое большое колличество рабочих циклов;
после долгого нерабочего периода хорошо восстанавливаются;
полной разрядкой вывести из строя невозможно;
держит напряжение до “последнего”, а потом резко разряжается.
Недостатки никель-кадмиевых аккумуляторов
подвержен “эффекту памяти”;
токсичность применяемых материалов;
габариты больше, чем у литий-ионных;
высокий саморазряд ( до 20% за месяц);
точный уровень зарядки невозможно установить.
На смену никель-кадмиевому аккумулятору в 90-е приходит литий-ионный. В его конструкции применили органический электролит на основе соли лития. Но серйозным недостатком новых аккумуляторов была их взрывоопасность при нарушении режимов заряда-разряда. Эту проблему удалось решить благодаря замене материала анода на графит. Кроме того, все современные литий-ионные аккумуляторы имеют встроенную электронную систему, которая предотвращает перезаряд, а , следовательно, и перегрев от интенсивного заряда.
Преимущества литий-ионных аккумуляторов
- высокая энергетическая плотность запасаемой энергии по сравнению с другими видами аккумуляторов;
- низкий саморазряд;
- более 1000 циклов заряда-разряда;
- короткое время зарядки ( от 15 мин до часа);
- незначительный саморазряд ( до 3% в месяц);
- безвредность для окружающей среды, низкая стоимость утилизации;
- отсутствие “эффекта памяти”, полный разряд не нужен;
- небольшой вес и габариты;
- может быть использован в диапазоне температур от 0 до +6.
Недостатки литий-ионных аккумуляторов
- глубокий разряд полностью выводит из строя Li-ion аккумулятор;
- высокая цена по сравнению с никель-кадмиевыми;
- при отрицательных температурах заряд батареи невозможен;
- чувствительны к ударам и перегревам;
- через 2 года батарея теряет около 20% емкости. Так что брать “про запас” не рекомендуется.
Взвесить все за против и принять правильное решение вы теперь можете. Выбирайте инструмент с аккумулятором, который будет учитывать именно ваши потребности.
Загрузка...
