Выбираем аккумуляторы для инструмента. Почему Li-ion (литий-ионный) лучше Ni-MH (никель-металлогидридного) аккумулятора

  • 18.11.2024 г.
  • 373 просмотра.

Аккумуляторная бесщеточная ударная дрель VLP 5120 2 ВSCПроизводительность и комфорт использования аккумуляторного инструмента во многом зависит от типа и характеристик АКБ. Параметры применяемых аккумуляторов влияют и на длительность работы инструмента на 1 заряде, и на его возможность раскрыть свой потенциал.

Изначально портативный электроинструмент оснащали никель-кадмиевыми АКБ (Ni-Cd), но из-за токсичности кадмия эту технологию уже практически не используют. Современную технику преимущественно комплектуют литий-ионными АКБ, хотя в промежутке между Ni-Cd и Li-ion появились никель-металлогидридные аккумуляторы (Ni-MH). Рассмотрим подробнее их плюсы и минусы, чтобы понять, из каких аккумуляторов получаются лучшие батареи для беспроводных дрелей, шуруповертов и других инструментов.

Литий-ионные аккумуляторы

Li-ion элементы питания остаются неизменными лидерами рынка. Со времени своего появления в 1996 году они используются повсеместно – от электронных гаджетов до электромобилей. Отлично подходят они и для всех видов аккумуляторного инструмента, включая профессиональные модели для интенсивной эксплуатации. В структуре таких ячеек – катод с покрытием из оксида лития, графитовый анод, сепаратор из пористого полимерного материала и солевой электролит с растворителями и добавками. В результате достигаются прекрасные технические характеристики:

  • большая удельная емкость;
  • отсутствие выраженного эффекта памяти;
  • гибкие возможности зарядки – при любом значении остаточного заряда, до 100% или частично;
  • напряжение 3,6 или 3,7 В на элемент;
  • при идентичных значениях емкости – на 40% меньшие размера и масса, сравнительно с Ni-MH и Ni-Cd «банками»– весомый плюс для АКБ, используемых в ручном электроинструменте;
  • незначительный саморазряд;
  • большой ресурс – до 1000 циклов;
  • разнообразие моделей с разными материалами катода, в т. ч. наличие в продаже высокотоковых ячеек с повышенной токоотдачей (лучший выбор для питания мощной нагрузки).

Ремкомплект 14,4В 3,6Ач Ni-Mh (SC) для Bosch 2607335263 (D-70745)Литий-ионные «банки» боятся глубокого разряда и избыточного заряда, но для недопущения таких состояний каждая литиевая батарея обязательно имеет BMS плату. Главное – не забывать о разряженных ячейках и своевременно заряжать их.

Никель-металлогидридные АКБ

Ni-MH аккумуляторы пришли на смену старым Ni-Cd собратьям в 1980-х и до сих пор используются в бытовой электронике и медтехнике. Но по плотности энергии и уровню токоотдачи они не дотягивают до Li-ion элементов. В структуре каждой никель-металлогидридной ячейки есть катод из гидроксида никеля, анод из сплава, поглощающего водород, сепаратор из нетканого полиолефина и щелочной электролит.

Гидроксид никеля обеспечивает ячейкам хорошую плотность энергии и стабильность. Анод производится из активного материала (лантана) и переходного металла (никеля). Напряжения каждого элемента – 1,25 В, как и у моделей Ni-Cd. Благодаря достижениям исследователей, в последнее время удалось повысить эффективность Ni-MH аккумуляторов, сделать их более емкими, улучшить устойчивость к экстремальным температурам и увеличить срок службы.

Благодаря таким достижениям усовершенствованные никель-металлогидридные АКБ не сдают позиций и продолжают конкурировать с литиевыми батареями. В частности, батареи NiMH установлены на гибридные автомобили Toyota Prius. Но и литий-ионная технология продолжает развиваться. В частности, разработчикам удалось повысить устойчивость Li-ion ячеек к перегреву, свести к минимуму риск возгорания, повысить стабильность, плотность энергии и циклический ресурс.

Li-ion или Ni-MH, что лучше?

Каждую из этих технологий представляют разные ячейки: типичные и усовершенствованным, со стандартным и улучшенным составом. В таблице приведены ориентировочные характеристики, свойственные наиболее распространенным представителям Ni-MH и Li-ion технологии.

Критерий сравнения

Ni-MH

Li-ion

Номинальное напряжение, В

1,25

3,6 или 3,7

Удельная энергоемкость, Вт·ч/кг

60–110

100–230

Допустимая токоотдача (в постоянном режиме)

0,5С–10С

до 10С

Пиковые (кратковременные) токи нагрузки

до 5С–20С

свыше 30С

Допустимые рабочие температуры (при разряде)

-20 – +65 °С, но на морозе рабочие параметры падают

-20 – +55 °С, но на морозе характеристики уменьшаются

Эффект памяти

Слабовыраженный

Невыраженный

Нужно ли полностью разряжать перед зарядкой?

Желательно

Нет

Саморазряд

7–10% за месяц

Менее 5% за месяц

Размеры и масса (при идентичных рабочих параметрах)

Средние

Примерно на 40% меньше

Ресурс

Около 500 циклов

Около 1000 циклов

Почему литий-ионные аккумуляторы лучше?

Аккумулятор Samsung 30Q 18650 3.6V литий-ион 3000 mahОсновные причины, которые обеспечивают Li-ion аккумам доминирование на рынке, это большая плотность энергии, лучшая токоотдача, меньшие размеры и вес при одинаковых рабочих параметрах. К тому же, они допускают быструю зарядку и шире представлены на рынке, что позволяет выбрать ячейки с наилучшими характеристиками для любых приложений. Поэтому производители портативных электроинструментов в подавляющем большинстве используют именно высокотоковые Li-ion аккумуляторы.

Ранее в блоге Shura-Master.ru вышла статья о новом достижении Li-ion технологии – полутвердотельных аккумуляторах или Semi-solid Battery.

Следующая
Лучшие литий-ионные аккумуляторы
Лучшие литий-ионные аккумуляторы

Еще может быть интересно...