Современные аккумуляторные батарейки - достоинства и недостатки

Каждый современный человек, так или иначе, использует в повседневной жизни электронные мобильные устройства. К этим устройствам относятся как мобильные телефоны, смартфоны, планшеты, ноутбуки, плееры, так и портативная медицинская техника, например глюкометры, и сложные жизненно важные приборы и протезы, требующие автономного питания.

Очевидно, применение аккумуляторов сегодня весьма актуально. Не каждый гаджет удобно каждый раз включать в розетку, не везде розетка оказывается под рукой, а иногда просто необходимо иметь автономное питание, в частности в полевых условиях, те же карманные фонарики — хоть и заурядный, но яркий пример.

Таким образом, главным источником питания для портативных устройств является аккумуляторная батарея. Если батареи не будет, то устройство попросту не сможет работать, и не сможет быть использовано по своему назначению. В итоге, наш быт постепенно заполняется аккумуляторами, большими и маленькими, емкими и не очень, но при всем при этом сохраняются как достоинства, так и недостатки аккумуляторных батарей. О них и поговорим.

Вообще, чтобы применение аккумуляторной батареи в устройстве было целесообразным и рентабельным, само устройство не должно потреблять большой ток. А если прибавить к этому малые размеры девайса, то и аккумулятор большой в него не поместить. То есть тема сводится к аккумуляторным батарейкам, которые должны обеспечить длительный срок автономной работы прибора, и иметь при этом малые габариты, а также выдерживать многократную цикличную перезарядку.

В этом смысле, наличие, например в смартфонах, Wi-Fi, Bluetooth, и других дополнительных опций, приводит к росту энергопотребления, и аккумулятор просто обязан быть довольно емким. Довольно мощные устройства имеют малые габариты, и аккумулятор не должен быть большим. Конечно, цена такого удобного компактного аккумулятора получается высокой, однако приобретение аккумулятора однозначно целесообразно.

На данный момент распространены четыре основных типа аккумуляторных батареек, которые повсюду используются в разнообразных (в разное время выпущенных) гаджетах: никель-кадмиевые, никель-металл-гидридные, литий-ионные и литий-полимерные аккумуляторные батарейки.

Самые доступные по цене сегодня — никель-кадмиевые (NiCd) аккумуляторные батарейки. Эти аккумуляторы давно используются в портативной технике, благодаря большому количеству циклов заряда-разряда, до 1000 раз можно перезаряжать такой аккумулятор. Однако, никель-кадмиевые батарейки весьма чувствительны к температурным перепадам, они быстро теряют свой ресурс, если подвергаются этому испытанию.

Наличие кадмия внутри аккумулятора требует особого подхода к его утилизации, что опять же сопряжено с дополнительными нагрузками на потребителя. Кроме того, никель-кадмиевые элементы питания имеют ярко выраженный саморазряд и низкую удельную энергоемкость.

В итоге, никель-кадмиевые батарейки постепенно уходят с широкого рынка, но сохраняют актуальность для применений в условиях мороза, к тому же никель-кадмиевые аккумуляторы имеют длительный срок хранения и не воспламеняются при разгерметизации.

Никель-металл-гидридные (NiMH) аккумуляторные батарейки имеют более чем на 30% высокую удельную энергоемкость, в сравнении с никель-кадмиевыми, однако ресурс заряда-разряда у них вдвое ниже. Хотя никель-металл-гидридные аккумуляторы почти полностью избавлены от «эффекта памяти», хранить более месяца в недозаряженном состоянии их нельзя — емкость все же сокращается.

Хранить их можно полностью заряженными, в холодильнике, при нуле градусов, при этом периодически дозаряжая, если напряжение опускается ниже 1,37 в. Таким образом, никель-металл-гидридные аккумуляторы — снова не лучший вариант для портативной техники.

Лидирующую позицию занимают литий-ионные (Li-ion) аккумуляторные батарейки. Именно они сегодня считаются наиболее оптимальным решением для мобильных телефонов и других мобильных устройств.

При небольших размерах, литий-ионные аккумуляторы обладают энергоемкостью, достигающей 243 Вт-ч на кг, это как раз подходит для гаджетов. Возможность быстрой зарядки, почти полное отсутствие «эффекта памяти», малые размеры — то, что нужно для многократно подзаряжаемых устройств.

Популярны сегодня и литий-полимерные (Li-pol) аккумуляторы. Они обладают еще большей плотностью энергии, чем литий-ионные собратья, могут работать в широком диапазоне температур, и начисто лишены «эффекта памяти».

Батарейка на базе полимерного лития может иметь толщину 1 мм, и удобно умещаться, например, в тонком планшете, к тому же возможны совершенно разнообразные гибкие формы литий-полимерных аккумуляторных батареек.

В итоге, именно литий-полимерные аккумуляторы оказываются на сегодняшний наиболее подходящими для гаджетов, хотя и остаются пока относительно дорогими, и литий-ионные все же более доступны. Тем не менее, литий-полимерные аккумуляторы обладают малыми размерами, небольшим весом и достаточно высокой удельной энергоемкостью, что делает их весьма перспективными элементами автономного питания.

Андрей Повный