Хорошие пальчиковые аккумуляторы типа АА или ААА — это вовсе не те, на которых огромным шрифтом написана невообразимо большая емкость, например 40 000 mAh! Выглядят красиво, продаются отлично, и в любом ларьке их навалом. Вот только работают такие батареи плохо: быстро теряют заряд, греются и умирают. Хорошие аккумуляторы — обязательно батареи с низким саморазрядом, (LSD — Low Self Discharge). Полностью заряженная подобная батарея, пролежав год без использования, разрядится лишь на 5—10% (батареи старого типа, которые обычно и продают у нас в магазинах и киосках, за это время потеряют весь свой заряд полностью, все 4000 mAh). Кроме того, LSD-аккумуляторы можно быстро заряжать большим током, и они при этом не греются, они хорошо переносят мощные нагрузки и огромные токи разряда, как, например, в фотовспышках, и служат гораздо дольше обычных аккумуляторов.

Жаль только, что аккумуляторы, изготовленные по технологии LSD, у нас пока продают не повсеместно, и, чтобы их купить, придется сначала хоть немного изучить рынок и выяснить, какие же именно батареи стоит покупать, а какие оставить продавцам. Проще и дешевле всего заказать подобные аккумуляторы с AliExpress. Стоят они там недорого, и есть уже несколько проверенных годами производителей отличных и недорогих аккумуляторов.

NiMH-аккумуляторы

Это самый популярный тип используемых в быту аккумуляторов. Они удовлетворят почти всем домашним потребностям, заряжаются любыми зарядными устройствами и стоят относительно недорого.

Panasonic

Первыми производить NiMH-аккумуляторы по технологии LSD начала компания Sanyo, которую затем приобрел Panasonic. Батареи Eneloop этого производителя уже много лет считаются эталоном качества. Но они же и самые дорогие среди всего ассортимента NiMH-аккумуляторов. Обратите внимание, что батареи Eneloop бывают двух типов: Eneloop Pro (черные) и просто Eneloop (белые). Черные отличаются повышенной емкостью, но платят за это меньшим сроком службы. Белые, соответственно, — наоборот. Сами решайте, что вам важнее.

Купить их можно на AliExpress в фирменном магазине Panasonic.

Eneloop Pro AA стоят примерно 350 рублей за 1 штуку
Eneloop Pro AAA стоят примерно 300 рублей за 1 штуку

Если аккумуляторы нужны срочно, то в Pleer.ru они совсем немного дороже.

Eneloop Pro AA — примерно 380 рублей за 1 штуку
Eneloop Pro AAA — примерно 320 рублей за 1 штуку

Xiaomi

Компанию Xiaomi теперь знают все. Телефоны, умные браслеты, повербанки и отличные аккумуляторы, которых, как ни странно, на всех не хватает, и они постоянно пропадают из продажи. При отменном качестве батареи Xiaomi имеют вполне скромную цену.

Xiaomi ZMI ZI7 AA — примерно 180 рублей за 1 аккумулятор
Xiaomi ZMI ZI5 AAA — примерно 180 рублей за 1 аккумулятор

Чуть дороже, но быстрее в Pleer.ru

Xiaomi ZMI ZI7 AA — примерно 240 рублей за 1 аккумулятор
Xiaomi ZMI ZI5 AAA — примерно 225 рублей за 1 аккумулятор

Pkcell

Эта компания, пожалуй, — оптимальный выбор. Молодой китайский бренд за несколько лет уже проверен тысячами положительных отзывов. Их LSD-аккумуляторы имеют достойное качество и хороший срок службы. И главное, стоят в разы дешевле раскрученных брендов. И у магазина есть склад в России — обещают доставку не дольше чем за 15 дней.

PKcell AA — примерно 130 рублей за 1 батарейку
PKcell AAA — примерно 80 рублей за 1 батарейку

Palo

Просто еще один китайский бренд аккумуляторов. Качество вполне достойное, цена приемлемая. Отзывы положительные, хотя некоторые пользователи отмечают, что заявленная емкость все же завышена. Небольшие недостатки искупаются ценой.

Palo AA — примерно 115 рублей за 1 аккумулятор
Palo AAA — примерно 90 рублей за 1 аккумулятор

Analong

Не очень популярный бренд, хотя существует уже около пяти лет. При сравнимом с конкурентами качестве его аккумуляторы — самые-самые дешевые. Цена за аккумулятор — почти как за обычную алкалиновую батарейку.

Analong AA — примерно 85 рублей за 1 штуку
Analong AAA — примерно 60 рублей за 1 штуку

Что не стоит покупать

На AliExpress полно дешевых аккумуляторов непонятного производителя, часто в простейшей технологической упаковке, зато с обещанием громадной емкости во многие тысячи мАч. Все это просто отходы производства, брак и заведомо неработоспособные батареи, покупать их нет никакого смысла.

NiZn-аккумуляторы

Малопопулярный тип аккумуляторов, который в стране просто не найти. При куче недостатков (малый срок службы, всего пара сотен циклов заряда и специальное зарядное устройство) имеют одно значительное достоинство: напряжение 1,6 вольта! Это очень важно для старых приборов, рассчитанных на стандартные батарейки и не работающих с NiMH-аккумуляторами с напряжением всего 1,2 вольта.

PKcell AA — примерно 200 рублей за 1 штуку
PKcell AAA — примерно 210 рублей за 1 штуку

Li-ion-аккумуляторы

Следующий этап эволюции пальчиковых аккумуляторов. Имеют очень весомые преимущества: высокая плотность заряда, огромный отдаваемый ток и низкий вес (примерно втрое легче обычного NiMH-аккумулятора. Но и недостатки существенны: цена и необходимость специальной зарядки. Цена вполне оправдывает себя, если основное требование — легкость (мощные фонари, авиамодели, носимая электроника с большим количеством батареек). Обратите внимание, что несмотря на высокое напряжение 3,7 вольта их можно использовать и вместо обычных батареек, просто в таком случае Li-ion аккумулятор ставится на пару с пустышкой (тогда суммарный вес всех батарей будет еще ниже).

TrustFire Li-ion AA — примерно 220 рублей за штуку

LiFePO4-аккумуляторы

Литий-железо-фосфатный аккумулятор — такой тип батареи в обычном магазине не найти. Главное его преимущество — морозостойкость, он спокойно переносит температуры до -30 °C. Также у этих аккумуляторов очень стабильное напряжение разряда, на выходе будет 3,2 вольта, пока заряд не исчерпается полностью. Кроме того, они куда безопасней Li-ion, которые нечасто, но все же самовозгораются. Кроме того, этот тип — чемпион по количеству циклов перезарядки: спокойно переносит несколько тысяч циклов и при этом допускает зарядку большими токами до 1 ампера. Особенно часто этот тип применяется в мощных фонарях. Из недостатков лишь необходимость специальной зарядки и примерно на треть меньшая емкость по сравнению с Li-ion-аккумуляторами. Также может использоваться вместо обычных батареек типа АА в паре с «пустышкой», которая обычно идет в комплекте.

Soshine LiFePO4 AA — примерно 180 рублей за штуку

АА-аккумуляторы с зарядкой от USB

Есть и такие экзотические варианты. Плюсы понятны: не требуется отдельное зарядное устройство. Они же и минусы: быстро зарядить комплект аккумуляторов будет проблематично. Емкость также невелика — ведь часть корпуса занимают USB-разъем и электроника. Подойдут для маломощных устройств, которые не требуется заряжать слишком часто.

NiMH c USB-разъемом — примерно по 150 рублей за штуку
Li-pol c разъемом micro-USB — примерно по 350 рублей за штуку

Зарядные устройства

Если решили потратиться на комплект хороших аккумуляторов, то и зарядку к ним в комплект надо выбирать приличную. Простейшие зарядники, которые часто идут в комплекте с набором аккумуляторов, только портят батареи. Такие устройства заряжают аккумуляторы обычно последовательно соединенной парой или даже по четыре штуки сразу, и если один из аккумуляторов в паре снижает свои характеристики, то портится сразу весь комплект.

Хорошее зарядное устройство не обязательно стоит дорого, но умеет довольно много. В обязательном порядке: поканальный выбор и контроль тока заряда и разряда, контроль напряжения, измерение емкости и отслеживание температуры аккумулятора. Бонусом идут программы восстановления емкости «усталых» аккумуляторов.

Итак, если вы уже определились, какие типы аккумуляторов будете использовать, то под них уже можно подобрать зарядное устройство.

Opus BT-C700

Классический вариант, копия самого знаменитого зарядника LaCross BC-700, который много лет являлся эталоном. Opus BT-C700 может заряжать аккумуляторы током от 200 мА до 1 А, разряжать током от 100 мА до 500 мА, осуществляет контроль напряжения каждого элемента и имеет режимы регенерации и тестирования емкости батарей. А также имеет еще режим измерения внутреннего сопротивления батарей, что помогает быстро оценить их качество (чем ниже сопротивление, тем больший ток может отдать элемент, тем больший ток зарядки можно использовать, и тем менее он греется). Имеется также режим восстановления емкости из трех циклов перезаряда. В целом Opus BT-C700 хороший выбор, учитывая достаточно скромную цену устройства.

Цена: 1200 руб.

Opus BT-C3100

Это зарядное устройство умеет все то же, что и его вышеописанный младший брат. Но плюс к этому еще и заряжает все типы литиевых аккумуляторов. Причем не только бытовых типоразмеров АА или ААА, но и различные крупные форматы, которые монтируются в приборы (18650, 10440 и т. д., хотя это вам вряд ли потребуется). Также BT-C3100 имеет повышенный ток заряда, можно выставить до 2 А.

Цена: 1900 рублей

Liitokala lii-500

Наверное, самое продаваемое зарядное устройство на AliExpress. При скромной цене может заряжать как NiMH, так и литиевые батареи, причем не только бытового формата AA, но и набирающий популярность формат 18650 и другие. Характеристики в целом как у конкурентов: поканальный заряд током до 1 ампера с контролем напряжения, емкости и температуры. Бонусом идет возможность использовать эту зарядку как повербанк.

Цена: 1450 рублей

LiitoKala Lii-PD4

Новая модель, LiitoKala, с более удобным управлением, чем предшественник. По функционалу все примерно так же: заряжаются любые цилиндрические аккумуляторы большинства существующих типов.

Цена: 1200 рублей

Liitokala Lii-202 USB

Самый дешевый вариант приличного зарядного устройства. Почти весь функционал более дорогих зарядок сохранен. Но в жертву цене принесен ЖК-дисплей, и в комплекте нет блока питания. Потребуется еще хороший USB-адаптер с током не менее 2 ампер. Бывают на 1, 2 и 4 канала.

Цена: от 200 рублей

SKYRC MC3000

Король всех зарядок. Заражает вообще, абсолютно любые аккумуляторы в цилиндрическом корпусе. Довольно сложен в управлении, так как позволяет создавать собственные программы заряда и восстановления батарей. Умеет передавать данные заряда и разряда на компьютер или смартфон через Bluetooth, и даже управлять им можно через приложение на телефоне. В целом отличное устройство, но вот цена…

Цена: около 8500 рублей

Полезные мелочи

Тестер

Маленький, но очень полезный приборчик — просто вольтметр для батареек и аккумуляторов всего за сотню с небольшим рублей.

Цена: 120 рублей

Адаптеры

Современные пальчиковые аккумуляторы имеют довольно значительную емкость, и потребность в крупных батарейках отпала естественным путем. Но сохранилось еще немало старых приборов, где используются большие батарейки типа C или D. Кормить их батарейками слишком расточительно, а аккумуляторы такого формата почти не встречаются. Выход — дешевые пластиковые адаптеры для пальчиковых батареек.

Для батарей типа C — 20 рублей за штуку
Для батарей типа D — 25 рублей за штуку

Как получить скидку

Поскольку покупка набора аккумуляторов и зарядного устройства не самая дешевая, то рекомендую оформить кешбэк — пару сотен рублей сэкономите.

NiZN аккумуляторы

В нашем интернет магазине все NiZN аккумуляторы представлены брендом Ansmann и Fenix. Они могут имеют разное предназначение и различные характеристики.

• Литиевые аккумуляторы

• NiMH аккумуляторы

Широкая линейка элементов питания ANSMANN покрывает практически все распространенные области применения. Она включает первичные элементы питания (батарейки) и аккумуляторы. Ansmann выпускает никель-металлгидридные аккумуляторы стандартных размеров и литий-ионные аккумуляторы для фотоаппаратов, видеокамер и мобильных телефонов. Компания первой в 2009 году стала производить аккумуляторы самой высокой емкости, которая до сих пор остается непревзойденной: 2850мАч для размера АА и 1100мАч для размера ААА. Батарейные блоки и аккумуляторные батареи высокой емкости для фото и видеокамер пользуются особым спросом у профессиональных фотографов.

Где в Алматы выгоднее всего купить NiZN аккумуляторы?

Конечно же, в Lumen.kz У нас огромный ассортимент аккумуляторов . На все товары предоставляем гарантию качества. Быстрая доставка в Алматы и по Казахстану.

Сергей Асмаков

Энергетическая проблема

Воздушно-цинковые элементы

От батарей к аккумуляторам

Выход компактных воздушно-цинковых аккумуляторов на массовый рынок может значительно изменить ситуацию в рыночном сегменте малогабаритных источников автономного питания для портативных компьютеров и цифровых устройств.

Энергетическая проблема

а последние годы значительно увеличился парк портативных компьютеров и различных цифровых устройств, многие из которых появились на рынке совсем недавно. Этот процесс заметно ускорился в связи с увеличением популярности мобильных телефонов. В свою очередь, стремительный рост количества портативных электронных устройств вызвал серьезное увеличение спроса на автономные источники электроэнергии, в частности на различные виды батареек и аккумуляторов.

Однако необходимость обеспечения огромного количества портативных устройств элементами питания является лишь одной стороной проблемы. Так, по мере развития портативных электронных устройств увеличивается плотность монтажа элементов и мощность используемых в них микропроцессоров — всего за три года тактовая частота используемых процессоров КПК возросла на порядок. На смену крошечным монохромным экранам приходят цветные дисплеи с высоким разрешением и увеличенным размером экрана. Все это приводит к росту энергопотребления. Кроме того, в сфере портативной электроники явно прослеживается тенденция к дальнейшей миниатюризации. С учетом перечисленных факторов становится вполне очевидно, что увеличение энергоемкости, мощности, долговечности и надежности используемых элементов питания является одним из важнейших условий для обеспечения дальнейшего развития портативных электронных устройств.

Весьма остро проблема возобновляемых источников автономного питания стоит в сегменте портативных ПК. Современные технологии позволяют создавать ноутбуки, практически не уступающие по своей функциональной оснащенности и производительности полноценным настольным системам. Однако отсутствие достаточно эффективных источников автономного питания лишает пользователей ноутбуков одного из главных преимуществ данного вида компьютеров — мобильности. Хорошим показателем для современного ноутбука, оснащенного литий-ионным аккумулятором, является время автономной работы порядка 4 часов1, но для полноценной работы в мобильных условиях этого явно недостаточно (например, перелет из Москвы в Токио занимает около 10 часов, а из Москвы в Лос-Анджелес — почти 15).

Одним из вариантов решения проблемы увеличения времени автономной работы портативных ПК является переход от ныне распространенных никель-металлгидридных и литий-ионных аккумуляторов к химическим топливным элементам2. Наиболее перспективными с точки зрения применения в портативных электронных устройствах и ПК являются топливные элементы с низкой рабочей температурой — такие как PEM (Proton Exchange Membrane) и DMCF (Direct Methanol Fuel Cells). В качестве топлива для этих элементов используется водный раствор метилового спирта (метанола)3.

Впрочем, на данном этапе описывать будущее химических топливных элементов исключительно в розовых тонах было бы чересчур оптимистично. Дело в том, что на пути массового распространения топливных элементов в портативных электронных устройствах стоят как минимум два препятствия. Во-первых, метанол является довольно токсичным веществом, что предполагает повышенные требования к герметичности и надежности топливных картриджей. Во-вторых, для обеспечения приемлемой скорости прохождения химических реакций в топливных элементах с низкой рабочей температурой необходимо использовать катализаторы. В настоящее время в PEM- и DMCF-элементах применяются катализаторы из платины и ее сплавов, но природные запасы этого вещества невелики, а его стоимость высока. Теоретически возможно заменить платину иными катализаторами, однако пока ни одному из коллективов, занимающихся исследованиями в данном направлении, не удалось найти приемлемой альтернативы. Сегодня так называемая платиновая проблема является, пожалуй, наиболее серьезной преградой на пути широкого распространения топливных элементов в портативных ПК и электронных устройствах.

1 Имеется в виду время работы от штатного аккумулятора.

2 Подробнее о топливных элементах можно прочитать в статье «Топливные элементы: год надежд», опубликованной в № 1’2005.

3 PEM-элементы, работающие на газообразном водороде, оснащаются встроенным конвертором для получения водорода из метанола.

Воздушно-цинковые элементы

отя авторы ряда публикаций считают воздушно-цинковые батареи и аккумуляторы одним из подвидов топливных элементов, это не совсем верно. Ознакомившись с устройством и принципом работы воздушно-цинковых элементов даже в общих чертах, можно сделать вполне однозначный вывод о том, что корректнее рассматривать их именно как отдельный класс автономных источников питания.

Конструкция ячейки воздушно-цинкового элемента включает катод и анод, разделенные щелочным электролитом и механическими сепараторами. В качестве катода используется газодиффузный электрод (gas diffusion electrode, GDE), водопроницаемая мембрана которого позволяет получать кислород из циркулирующего через нее атмосферного воздуха. «Топливом» является цинковый анод, окисляющийся в процессе работы элемента, а окислителем — кислород, получаемый из поступающего через «дыхательные отверстия» атмосферного воздуха.

На катоде происходит реакция электровосстановления кислорода, продуктами которой являются отрицательно заряженные гидроксид-ионы:

O2 + 2H2O +4e 4OH–.

Гидроксид-ионы движутся в электролите к цинковому аноду, где происходит реакция окисления цинка с высвобождением электронов, которые через внешнюю цепь возвращаются на катод:

Zn(OH)42– ZnO + 2OH– + H2O.

Вполне очевидно, что воздушно-цинковые элементы не попадают под классификацию химических топливных элементов: во-первых, в них используется расходуемый электрод (анод), а во-вторых, топливо изначально закладывается внутрь ячейки, а не подается в ходе работы извне.

Напряжение между электродами одной ячейки воздушно-цинкового элемента составляет 1,45 В, что очень близко к аналогичному параметру щелочных (алкалиновых) батареек. При необходимости, чтобы получить более высокое напряжение питания, можно объединять несколько последовательно соединенных ячеек в батарею.

Схема устройства ячейки воздушно-цинкового элемента

Цинк является довольно распространенным и недорогим материалом, благодаря чему при развертывании массового производства воздушно-цинковых элементов производители не будут испытывать проблем с сырьем. Кроме того, даже на начальном этапе стоимость таких источников питания будет вполне конкурентоспособной.

Немаловажно и то, что воздушно-цинковые элементы являются весьма экологичными изделиями. Материалы, применяемые для их производства, не отравляют окружающую среду и могут быть вторично использованы после переработки. Продукты реакции воздушно-цинковых элементов (вода и оксид цинка) тоже абсолютно безопасны для человека и окружающей среды — оксид цинка даже применяется в качестве основного компонента детской присыпки.

Из эксплуатационных свойств воздушно-цинковых элементов стоит отметить такие достоинства, как низкая скорость саморазряда в неактивированном состоянии и малое изменение величины напряжения по мере разряда (плоская разрядная кривая).

Определенным недостатком воздушно-цинковых элементов является влияние относительной влажности поступающего воздуха на характеристики элемента. Например, у воздушно-цинкового элемента, рассчитанного на эксплуатацию в условиях относительной влажности воздуха 60%, при увеличении влажности до 90% срок службы уменьшается примерно на 15%.

От батарей к аккумуляторам

аиболее простым в реализации вариантом воздушно-цинковых элементов являются одноразовые батареи. При создании воздушно-цинковых элементов большого размера и мощности (например, предназначенных для питания силовых установок транспортных средств) кассеты цинковых анодов можно делать заменяемыми. В этом случае для возобновления запаса энергии достаточно изъять кассету с отработавшими электродами и установить вместо нее новую. Отработанные электроды можно восстанавливать для повторного применения электрохимическим способом на специализированных предприятиях.

Если же говорить о компактных элементах питания, пригодных для использования в портативных ПК и электронных устройствах, то здесь практическая реализация варианта с заменяемыми кассетами цинковых анодов невозможна из-за небольшого размера батарей. Именно поэтому большинство представленных в настоящее время на рынке компактных воздушно-цинковых элементов являются одноразовыми. Однократно используемые воздушно-цинковые элементы питания небольшого размера выпускают компании Duracell, Eveready, Varta, Matsushita, GP, а также отечественное предприятие «Энергия». Основная сфера применения подобных источников питания — слуховые аппараты, портативные радиостанции, фототехника и т.п.

В настоящее время многие компании производят одноразовые воздушно-цинковые батареи

Несколько лет тому назад компания AER выпускала плоские воздушно-цинковые батареи Power Slice, предназначенные для портативных компьютеров. Эти элементы были разработаны для ноутбуков серий Omnibook 600 и Omnibook 800 компании Hewlett-Packard; время их автономной работы составляло от 8 до 12 часов.

В принципе существует и возможность создания и перезаряжаемых воздушно-цинковых элементов (аккумуляторов), в которых при подключении внешнего источника тока на аноде будет протекать реакция восстановления цинка. Однако практическому воплощению подобных проектов долгое время препятствовали серьезные проблемы, обусловленные химическими свойствами цинка. Оксид цинка хорошо растворяется в щелочном электролите и в растворенном виде распределяется по всему объему электролита, удаляясь от анода. Из-за этого при зарядке от внешнего источника тока в значительной степени изменяется геометрия анода: восстанавливаемый из оксида цинк осаждается на поверхности анода в виде ленточных кристаллов (дендритов), по форме похожих на длинные шипы. Дендриты пронзают насквозь сепараторы, вызывая короткое замыкание внутри батареи.

Данная проблема усугубляется тем, что для повышения мощности аноды воздушно-цинковых элементов изготавливаются из измельченного порошкового цинка (это позволяет значительно увеличить площадь поверхности электрода). Таким образом, по мере увеличения количества циклов заряда-разряда площадь поверхности анода будет постепенно уменьшаться, оказывая негативное влияние на рабочие характеристики элемента.

К настоящему времени наибольших успехов в области создания компактных воздушно-цинковых аккумуляторов удалось достичь компании Zinc Matrix Power (ZMP). Специалисты ZMP разработали уникальную технологию Zinc Matrix, которая позволила решить основные проблемы, возникающие в процессе заряда аккумуляторов. Суть этой технологии заключается в использовании полимерного связующего вещества, которое обеспечивает беспрепятственное проникновение гидроксид-ионов, но при этом блокирует перемещение растворяющегося в электролите оксида цинка. Благодаря использованию этого решения удается избежать заметного изменения формы и площади поверхности анода на протяжении как минимум 100 циклов заряда-разряда.

Достоинствами воздушно-цинковых аккумуляторов являются длительное время работы и большая удельная энергоемкость, как минимум вдвое превышающая аналогичные показатели лучших литий-ионных аккумуляторов. Удельная энергоемкость воздушно-цинковых аккумуляторов достигает 240 Вт·ч на 1 кг веса, а максимальная мощность — 5000 Вт/кг.

По данным разработчиков ZMP, сегодня возможно создание воздушно-цинковых аккумуляторов для портативных электронных устройств (мобильных телефонов, цифровых плееров и т.п.) с энергоемкостью порядка 20 Вт·ч. Минимально возможная толщина подобных источников питания составляет всего 3 мм. Экспериментальные же прототипы воздушно-цинковых аккумуляторов для ноутбуков обладают энергоемкостью от 100 до 200 Вт·ч.

Прототип воздушно-цинкового аккумулятора, созданный специалистами компании Zinc Matrix Power

Еще одно важное достоинство воздушно-цинковых аккумуляторов — полное отсутствие так называемого эффекта памяти. В отличие от других типов аккумуляторов, воздушно-цинковые элементы можно подзаряжать при любом уровне заряда, причем без ущерба для их энергоемкости. Кроме того, в отличие от литиевых аккумуляторов воздушно-цинковые элементы являются гораздо более безопасными.

В заключение нельзя не упомянуть об одном важном событии, которое стало символической отправной точкой на пути коммерциализации воздушно-цинковых элементов: 9 июня прошедшего года Zinc Matrix Power официально объявила о подписании стратегического соглашения с корпорацией Intel. В соответствии с пунктами данного соглашения ZMP и Intel объединят свои усилия в области разработки новой технологии аккумуляторных батарей для портативных ПК. Среди основных целей этих работ — увеличение времени автономной работы ноутбуков до 10 часов. Согласно имеющемуся плану, первые модели оснащенных воздушно-цинковыми аккумуляторами ноутбуков должны появиться в продаже уже в 2006 году.

КомпьютерПресс 3’2005

При выборе источников питания с высоким напряжением следует понимать, что никель цинковые аккумуляторы плюсы и минусы в эксплуатации хотя и имеют, но они находятся в оптимальном соотношении. По сравнению с другими щелочными батареями, способны отдавать значительные токи, имеют стабильную кривую разряда, подзаряжаются до полной ёмкости на 30% быстрее.

Особенности конструкции

Конструктивно Ni-Zn источник питания состоит из следующих деталей:

• полистиролового герметичного корпуса;
• отрицательного и положительного электродов;
• капронового чехла, выполняющего функцию сепаратора на положительном электроде;
• трёхслойной целлофановой оболочки для изоляции отрицательного электрода;
• изолирующей трубки для вывода наружу отрицательного провода и крепления отрицательной клеммы;
• изоляционной пробки, на которой фиксируется положительная клемма.

В качестве отрицательного электрода применяется спрессованный брикет, в состав которого входит оксид цинка и цинковая пыль в пропорции 7:3. Связующим элементом выступает 2,5% раствор крахмала.

Положительный электрод представляет собой пластину из высокопористого никеля, пропитанного специальным активным веществом. Она изготавливается путём спекания порошкообразного карбонильного никеля при высоких температурах.

Токоотвод представляет собой проволоку, изготовленную из медно-кадмиевого сплава. В состав электролита входит KOH и LiOH.

Условия и правила эксплуатации

Заряжать батарейки необходимо постоянным током с величиной напряжения 1,9 В. После полной зарядки нужно подождать, пока заряд не снизится до 1,6 В. Напряжение разряда должно составлять не менее 1,5 В.

При хранении аккумуляторов важно не допускать глубокого разряда, так как они потеряют свою ёмкость. В первый месяц потеря заряда достигает 10%, в последующие – по 3-5%.

Скорость разряда увеличивается при повышении температуры, поэтому элементы рекомендуется хранить в прохладном месте. Чтобы батареи сохранили свои свойства в течение года, нужно поддерживать температуры в интервале от -200С до +300С.

Использование зарядных устройств для щелочных аккумуляторов других типов недопустимо, так как у них другие величины выходных напряжений. Важно понимать, что режим подзарядки не до конца разряженного элемента, сократит заявленную ёмкость, потому важно полностью разряжать её.

Для максимального использования ресурсов элемента питания важно зарядить их на 90% от заявленной ёмкости. Автоматические зарядные устройства позволяют точно контролировать уровень заряда, поэтому их рекомендуется применять в бытовых или промышленных условиях.

При эксплуатации запрещается:

• накоротко замыкать клеммы;
• допускать перегрев выше +500С;
• разбирать элементы с целью изменения их электрических свойств;
• эксплуатировать аккумуляторы в условиях, не рекомендуемых производителем.

Сравнение с Ni-Mh аккумуляторами

Основным отличием двух источников питания является способ подзарядки. Зарядка Ni Zn аккумуляторов выполняется специальными зарядными устройствами с напряжением 1,8 В, а для Ni-Mh – 1,4 В. Применение зарядных устройств неподходящего типа может сделать источник тока непригодным для эксплуатации.

Зарядка никель-металлогидридных аккумуляторов бывают следующих видов: капельная и быстрая. Капельная осуществляется постоянным током величиной 0,1С, которая не меняется в зависимости от степени заряда. Быстрая проводится с параметрами от 0,3С до 1С, при этом токи на старте процесса большие, а в конце уменьшаются.

Принципиальным отличием капельной от быстрой зарядки является сниженное КПД с 90% до 70% и отсутствие у первой ограничения по заряду. То есть капельная по достижению полного заряда не отключает аккумулятор от питания, что становится причиной его деградации при условии несвоевременного отключения. Из-за малых зарядных токов перегрев не наступает.

Для подзарядки никель-цинковых источников питания также могут применяться быстрые зарядки или стандартные медленные. Однако их напряжение должно составлять 1,8 В.

Все быстрые зарядники для Ni-Zn или Ni-Mh элементов автоматически детектируют уровень заряда и отключаются при выполнении определённых условий. При зарядке Ni-Zn источники питания подвержены нагреву в меньшей степени, чем Ni-Mh, поэтому для них зарядные устройства не оснащаются датчиками температуры.

Принципиальным отличием двух аккумуляторов является снижение напряжения при разряде на Ni-Mh элементах с 1,3 до 1 В, в то время как на Ni-Zn оно сохраняется на уровне 1,6 В и падает до 1,3 в самом конце разряда. Никель-металлогидридные источники питания не рассчитаны на подключение нагрузок, потребляющих высокие токи, в отличие от никель-цинковых.

Таблица 1. Сравнение технических характеристик Ni-Zn и Ni-Mh источников питания.

Технический параметр	Тип аккумулятора
	Ni-Mh	Ni-Zn
Удельная энергоёмкость, Вт•ч/кг	60-120	46-70
Удельная плотность энергии, Вт•ч/дм3	60-72	255
Количество циклов «заряд-разряд»	От 300 до 500	От 250 до 370
Внутреннее сопротивление, мОм	От 200 до 300	20
Устойчивость к перезаряду	Низкая	Низкая
Степень саморазрядки в условиях хранения при комнатных температурах	30%	10%
Номинальное напряжение на одном элементе, В	1,2	1,6-1,7
Напряжение отсечки, В	1	1,3
Допустимая температура зарядки, 0С	От 00С до +450С	От 00С до +350С
Температура разрядки, 0С	От -200С до +650С	От -200С до +600С

Плюсы и минусы

Основными преимуществами Ni-Zn источников питания являются:

• напряжение на одном элементе питания составляет 1,6-1,7 В, максимальное по величине по сравнению с другими щелочными аккумуляторами;
• отсутствие в составе токсичных веществ, простота утилизации элементов;
• сохранение высокого напряжения в процессе разряда в широком диапазоне нагрузок по току до от 4 до 300 А;
• срок службы составляет 5 лет или до 370 циклов «заряд-разряд»;
• допустимость переполюсовки;
• высокий уровень пожаробезопасности в случае возникновения короткого замыкания;
• стойкость к механическим нагрузкам;
• высокая мощность.

Недостатки:

• время жизни аккумулятора меньше, чем у многих современных типов аккумуляторов (литий-ионных, литий-полимерных);
• допускается эксплуатация элементов при температурах окружающей среды от -300С до +400С;
• невозможность дозаряжать не до конца разряженные элементы по причине частичной потери ёмкости.

Никель-цинковый источник питания является выгодным для запитывания мощных потребителей. При правильной эксплуатации и использовании зарядки для Ni-Zn аккумулятора они смогут прослужить на несколько лет дольше, чем другие виды щелочных аккумуляторов. Стабильные характеристики по напряжению и высокая плотность заряда – основные преимущества.