Время не стоит на месте, новые технологии предъявляют всё более высокие требования как к знаниям простых людей, так и к сопутствующим товарам, поддерживающим работоспособность тех или иных девайсов. И если 30 лет назад машины заправляли бензином АИ-72, то современные моторы более «избирательны», и в современных реалиях нередко можно встретить автомобили, работающие на топливе, с октановым числом не ниже 98. То же самое касается и электротранспорта – более мощные моторы и потребность в большом запасе хода нуждаются в аккумуляторах высокой мощности и ёмкости. К тому же, стремительное развитие персонального электротранспорта и его массовое признание поставили новые вопросы к безопасности применения аккумуляторов, скорости их заряда и дальнейшей утилизации. Но обо всём по порядку. Виды аккумуляторов: · Литий-ионный аккумулятор (Li-ion) · Литий-полимерный аккумулятор (Li-Pol) · Литий-железо-фосфатный аккумулятор (LiFePO4, LFP) · Литий-титанатный аккумулятор (LTO) · Свинцовый аккумулятор · Никель-кадмиевый аккумулятор (NiCd) · Никель-металлогидридный аккумулятор (Ni-MH или NiMH) Давайте подробнее разберём виды, которые на сегодняшний день наиболее востребованы в электротранспорте. 1.Литий-ионный аккумулятор (Li-ion) – широко применяется в современных электроприборах, электрокарах и, конечно же, является источником питания множества моделей персонального электротранспорта. Внутри у данного типа аккумуляторов находится жидкий электролит. Данный вид аккумуляторов применяется в комплекте с системой контроля и управления (СКУ), которую так же называют BMS (battery management system). Это необходимо для того, чтобы избежать разрушения аккумулятора, вызванного перезарядом. BMS так же выполняет функцию балансировки и обеспечивает защиту от короткого замыкания. Батарея или аккумулятор представляет собой соединенные последовательно/параллельно сборки для увеличения напряжения/емкости. Сборка (пак) в свою очередь представляет собой собранные последовательно ячейки для увеличения напряжения. Ячейка – это параллельно соединённые элементы, для повышения ёмкости. Элемент – единичный перезаряжаемый источник тока. Как правило, выпускается в герметичных круглых железных банках с толстыми стенками, чтобы не допустить деформации. Количество собранных в параллель элементов обозначают "p", количество собранных последовательно ячеек "s". Зачастую между элементом и ячейкой не делают различий, преподнося это как синонимы, что отчасти, правда. Однако бывают случаи, когда данное утверждение не верно. Достоинства: Высокая энергетическая плотность (ёмкость). Низкий саморазряд. Высокая токоотдача. Большое число циклов (2000). Отсутствует необходимость обслуживания. Слабый эффект памяти. Недостатки: Пожароопасны, взрывоопасны Теряют работоспособность при переразряде. Требовательны к температурам. Повышенные требования к режимам заряда/разряда. Подвержены старению. Уязвимы перед физическим воздействием. 2. Литий-полимерный аккумулятор (Li-Pol) – более «продвинутая» версия литий-ионного аккумулятора. В отличие от предыдущего типа, вместо электролита в них применяется полимерный материал. Так же зачастую оснащены BMS-платой. Устройство полимерного аккумулятора не сильно отличается от литий-ионного. Ячейки чаще всего выполнены в призматическом корпусе. Достоинства: Высокая плотность энергии на единицу массы. Низкий саморазряд. Низкая толщина (от 1мм) элементов. Гибкость. Незначительный перепад напряжения по мере разряда. Широкий диапазон рабочих температур. Низкий перепад напряжения по мере разряда. Недостатки: Пожароопасны, взрывоопасны Требовательны к заряду/разряду. Не высокое количество рабочих циклов (<800). Уязвимы перед физическим воздействием. Сильно выраженное старение. 3. Литий-железо-фосфатный аккумулятор (LiFePO4) – так же разновидность литий-ионного аккумулятора, где в качестве главного электродного материала применяется ферофосфат лития. «Лиферы», в отличие от предыдущих двух типов обладают немного-меньшей ёмкостью на килограмм веса, зато, лишены множества недостатков. Стоит так же подчеркнуть, что для их применения нужна специальная BMS, отличающаяся от тех, что применяют в литиевых аккумуляторах. Достоинства: Относительно безопасны, стабильны. Работают при широком диапазоне температур. Большое количество рабочих циклов (>3000). Долгий срок хранения. Морозоустойчивы. Стабильное напряжение разряда. Недостатки: Меньшая энергоёмкость по сравнению с Li-ion. Более низкая скорость заряда. Высокая цена. 4. Литий-титанатный аккумулятор (LTO) – разновидность литиевого аккумулятора, где в качестве анода используется пентатитанат лития (Li4Ti5O12). Достоинства: Сверхбыстрая зарядка. Огромный ресурс рабочих циклов (25000). Возможность эксплуатации при низких температурах. Стабильны, надёжны, безопасны. Недостатки: Более низкое рабочее напряжение (2,4 В). Имеют большую стоимость. Вторым поколением аккумуляторов LTO является Карбон-титанатный аккумулятор. Благодаря данной технологии удалось снизить массу конечного продукта, уменьшить размер и увеличить плотность накапливаемой энергии. Рабочий диапазон таких аккумуляторов составляет 2,7 – 4,3 В. Однако, это применение данной технологии повлекло за собой снижение ресурса – 10 000 рабочих циклов. 5. Свинцовый аккумулятор. Этот вид аккумулятора хорошо знаком автомобилистам, так как именно он выступает в качестве стартового источника питания. За время своего существования технология значительно развилась, породив множество разновидностей аккумуляторов данного типа: стартерные, гелевые, герметизированные и другие. Достоинства: Низкий саморазряд. Просты в обслуживании. Нет эффекта памяти. Высокая токоотдача. Не высокая цена. Недостатки: Большой вес. Есть требования к хранению. Низкая энергоёмкость. Низкий ресурс рабочих циклов. Представляют опасность для экологии. 6. Никель-кадмиевые (NiCd) и Никель-металлогидридные аккумуляторы (NiMH). Никель-металлогидридные аккумуляторы (NiMH) были разработаны как замена Никель-кадмиевым, в попытках избавиться от недостатков, присущих последним. Утилизация аккумуляторов на основе кадмия обходится очень дорого, в связи с токсичностью применяемых материалов. К тому же, они обладают высоким саморазрядом, низкой энергетической плотностью и ярко-выраженным эффектом памяти. Никель-металлогидридные аккумуляторы (NiMH) лишены этих недостатков, однако уступают им по ряду других параметров, таких как интервал рабочих токов, выделение тепла во время работы. Так же, они обладают более высоким саморазрядом. Таким образом можно сделать вывод, что данные типы аккумуляторов неизбежно уходят в прошлое, уступая место более новым, совершенным моделям. Чтобы подобрать аккумулятор для электросамоката или любого другого типа электротранспорта, прежде всего, нужно производить расчёт и руководствоваться тем, что вы от этого транспорта хотите получить. Для того чтобы избежать поломок, лучше всего обратиться к специалистам. Так же, если вы не обладаете специальными знаниями и навыками, не стоит пытаться произвести сборку батареи самостоятельно, так как это может привести не только к бессмысленным тратам, но и к трагедии. Берегите себя.