Аккумуляторные батареи. Виды и устройство. Особенности

Аккумуляторные батареи (АКБ) – это химические источники постоянного тока, способные накапливать и восстанавливать электрический заряд. Их основное назначение – обеспечение электропитанием мобильных устройств самого различного типа. От этих элементов питаются современные телефоны, наручные и настольные часы, детские игрушки, пульты управления и множество других приборов и девайсов.

Автомобильные аккумуляторные батареи используются для электропитания бортового оборудования современных транспортных средств. Сборки из нескольких таких изделий применяются в промышленных и бытовых гелиосистемах, выполняя функцию временных накопителей энергии. А мощные блоки из десятков параллельно включенных батарей востребованы в промышленных установках особого назначения, где они используются в качестве резервных источников питания.

Любой современный аккумулятор содержит в своем составе следующие основные части:

• Прочный корпус из металлического или пластичного материала.
• «Положительный» анод и «отрицательный» катод, выполняющие функцию накопителей противоположных по знаку зарядов.
• Контактные клеммы, выведенные наружу.
• Обязательный компонент любой аккумуляторной батареи – электролит, используемый в жидком или в твердом (гелеобразном) состоянии.

Корпус аккумуляторов изготавливается из материалов, устойчивых к разрушающему воздействию щелочей и кислот, входящих в состав электролита. При производстве катода и анода используются химически активные вещества, вступающие в окислительно-восстановительные реакции с электролитическим наполнителем. Контактные клеммы предназначаются для подключения изделия к внешним питающим цепям (к нагрузке).

1 — Отрицательный электрод
2 — Разделительный слой
3 — Положительные электроды
4 — Отрицательный контакт
5 — Предохранительный клапан
6 — Положительные электроды
7 — Положительный контакт

Например, автомобильные АКБ содержат несколько рабочих банок. В каждой из них имеются «свои» анод и катод, разделенные небольшими промежутками. Все они располагаются внутри пропиленового корпуса, заполненного жидким электролитом, получаемым путем смешивания серной кислоты с дистиллированной водой. При его приготовлении особое внимание уделяется соблюдению пропорции указанных компонентов.

Принцип работы аккумуляторных батарей

Основан на преобразовании химической энергии в электрическую за счет протекающих внутри корпуса окислительно-восстановительных реакций. Этот процесс сопровождается выделением ионов и свободных электронов, направленное перемещение которых и образует электрический ток.

За окислительную часть протекающих реакций «ответственен» анод, собирающий положительные заряды, а за восстановление химических элементов – катод. Электролит в батареях необходим для того, чтобы разделять активные элементы на катионы и анионы.

В корпусе батареи электроды разнесены на определенное расстояние и соединяются между собой «солевым мостиком». По нему и перемещаются анионы и катионы, образуя токопроводящую среду. Снаружи она замыкается на подключенный к аккумулятору прибор или устройство, образующие нагрузочную цепь.

Разновидности

Аккумуляторные батареи от известных производителей классифицируются по следующим признакам:

• Материал пластин и тип электролита.
• Форма и габариты.
• Рабочее напряжение.
• Энергоемкость.

Указанные параметры могут рассматриваться в качестве технических характеристик аккумуляторных батарей.

Материал электродов и тип электролита

По материалу анода и катода все известные аккумуляторные батареи подразделяются на следующие основные виды:

Никель-кадмиевые имеют анод на основе гидрата кадмия, а катод изготавливается из гидроксида никеля в смеси с графитовым порошком. В качестве электролита в таких батареях используется желеобразная масса на основе влажной щелочи. Никель-металл-гидридные содержат анод, изготавливаемый из гидрида никель-лантана. Материал катода этих батарей – оксид никеля. А в качестве электролита используется гидроксид калия.

Материалом анода у алкалиновых батареек служит цинк, а катод изготавливается на основе двуокиси марганца. Гелеобразный электролит в этих изделиях имеет щелочную основу (гидроксид калия). В литий-ионных и полимерных, функцию электролита выполняет твердое полимерное вещество (синтетический пластик).

Форма и габариты

По форме все АКБ делятся на следующие виды:

• Плоские квадратной формы.
• Бочкообразные различного диаметра и длины.
• Изготавливаемые в виде таблеток определенного диаметра и толщины.
• Отдельно, автомобильные аккумуляторные батареи (АКБ), имеющие объемную квадратную форму и стандартные габариты.

Рабочее напряжение и энергоемкость

Аккумуляторные элементы рассчитаны на напряжения, величина которых выбирается из стандартного ряда следующих значений: 1,2; 1,5; 2,0 и 3,7 В. На их основе собираются батареи с рабочими показателями 1,5; 3,7; 4,5; 9,0 и 12 В. Выбор того или иного напряжения зависит от области применения конкретного изделия.

Энергоемкость аккумуляторов означает возможность «выдавать» определенный ток в течение заданного промежутка времени. Она измеряется в миллиампер часах и вместе с величиной напряжения указывается на этикетке изделия. Более энергоемкие аккумуляторные батареи, как правило, имеют большие размеры и наооборот.

Эксплуатационные показатели

К основным техническим показателям аккумуляторных батарей относят:

• Рабочее напряжение.
• Емкость.
• Предельное количество циклов заряда и разряда.
• Плотность заряда.

В современных аккумуляторных батареях количество циклов заряда и разряда может достигать 10 тысяч. При повторении этих процедур не реже, чем два раза в день, аккумулятор прослужит порядка 10-ти лет.

Показатель плотности заряда указывает на соотношение количества накопленной энергии к полному объему или весу аккумуляторного элемента. Эта величина используется при оценке эффективности применения конкретного изделия.

Достоинства и недостатки

К преимуществам использования аккумуляторных батарей относят:

• Возможность многократного заряда источника питания.
• Способность длительно держать заряд при номинальной величие тока в нагрузке.
• Отсутствие эффекта памяти.
• Сравнительная дешевизна и небольшой вес (за исключением автомобильных АКБ).

Количество возможных циклов заряда-разряда у некоторых достигает 10 тысяч, а отсутствие эффекта памяти позволяет заряжать их в любом состоянии. Возможность получения значительных токов в течение длительного времени объясняется высокой интенсивностью протекающих в электролите реакций.

Все перечисленные достоинства позволяют устанавливать аккумуляторные батареи в небольшие по размеру девайсы без опасения, что они останутся без энергопитания. Недостатками этих изделий считаются необходимость постоянной подзарядки и возможность преждевременного выхода из строя при нарушении правил эксплуатации.

Правила зарядки и обслуживания аккумуляторов

При зарядке аккумуляторных батарей необходимо соблюдать следующие требования нормативных документов:

• Подзаряжать их нужно только определенным током, не превышающим допустимые значения (согласно паспорта на изделие).
• Не рекомендуется заряжать элементы питания до максимального напряжения.
• При зарядке автомобильных АКБ обязательно добавление электролита в случае уменьшения его уровня в банках.
• Заряжать АКБ допускается только в хорошо проветриваемых помещениях, что объясняется выделением в ходе химических реакций вредных для человека газов.

При нарушении хотя бы одного из этих правил исправный аккумулятор может частично потерять работоспособность или совсем выйти из строя.

Обслуживание аккумуляторных батарей (помимо их своевременной подзарядки) включает в себя регулярную проверку внешнего вида и состояния на отсутствие деформаций корпуса и других нарушений.

Области применения

Сфера применения аккумуляторов различного размера и типа очень обширна. Восстанавливаемые источники постоянного тока чаще всего используются в приборах и устройствах с высоким энергопотреблением. Из этих элементов можно формировать последовательные цепочки с любым заданным напряжением, что существенно расширяет область их применения.

Наиболее часто аккумуляторные батареи устанавливаются в питающие отсеки следующих устройств:

• Малогабаритные радиоприемники и настольные или ручные часы.
• Фонарики и пульты управления.
• Измерительные приборы различного типа и исполнения.
• Детские игрушки.
• Стационарные и переносимые девайсы (смартфоны, планшеты и т. п.).

В ноутбуках и нетбуках эти элементы входят в состав компактного питающего модуля, подзаряжаемого при каждом подключении к электрической сети.

Аккумуляторные элементы питания могут устанавливаться и в бытовых приборах, в которых требуется получение мощной искры. В качестве примера обычно рассматриваются аккумуляторные батареи, используемые для разжигания пламени в газовых плитах или в нагревательных колонках.

Похожие темы:

• Гальванические элементы. Виды и устройство. Работа и особенности
• Гибкие аккумуляторные батареи. Технологии будущего и применение
• Солнечные аккумуляторы (Аккумуляторы для солнечных батарей). Виды
• Химические источники тока. Виды и особенности. Устройство и работа

Аккумуляторная батарея для тракторов

Категория:

   Тракторы

Публикация:

   Аккумуляторная батарея для тракторов

Читать далее:

   Генераторы и реле-регуляторы

Аккумуляторная батарея для тракторов

Аккумуляторная батарея представляет собой вспомогательный источник электрической энергии, питающий всех потребителей в то время, когда двигатель трактора не работает. Батарея состоит из отдельных аккумуляторов — приборов, обладающих свойством накапливать химическую энергию, которую по мере необходимости можно превращать в электрическую.

Принцип действия. Если в бак (рис. 48, а), заполненный электролитом (водным раствором серной кислоты), поместить две свинцовые пластины, отлитые в виде решетки и заполненные окисью свинца, то в результате взаимодействия этой окиси с серной кислотой на поверхности пластин образуется слой сульфата свинца, а в сосуде останется электролит низкой плотности.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Дополнительные материалы по теме:

Рис. 48. Аккумуляторная батарея:
а — схема действия; б — устройство; 1 — бак; 2 — положительная пластина; 3—отрицательная пластина; 4 — ареометр; 5 — источник постоянного тока; 6 — потребитель тока; 7 — клемма; 8 — перемычка; 9 — крышка; 10 — сепараторы; 11 — полублок; I — подготовка к зарядке; II — зарядка; III — разрядка.

Чтобы накопить в аккумуляторе химическую энергию, его нужно зарядить. Для этого одну из пластин, например (см. рис. 48, а, II), соединяют с отрицательным полюсом источника постоянного тока, а другую, с положительным полюсом источника тока. В результате электролиза электрическая энергия превращается в химическую. Плотность электролита при этом увеличивается, что можно определить при помощи ареометра.

Если между пластинами заряженного аккумулятора установить потребитель электрического тока (см. рис. 48, а, III), то электроны начнут передвигаться от отрицательного электрода к положительному, т. е. возникает электрический ток, и химическая энергия начнет превращаться в электрическую. Плотность электролита при этом будет постепенно падать, а пластины покрываться сульфатом свинца.

Устройство. Аккумуляторная батарея состоит из бака (см. рис. 48, б), изготовленного из эбонита или какого-либо другого кислотоупорного материала, с внутренними перегородками, образующими отдельные сосуды для аккумуляторов. В батарею входит три или шесть аккумуляторов.

Для того чтобы в аккумуляторе можно было накопить достаточно большое количество химической энергии, т. е. чтобы аккумулятор имел большую емкость, в каждый сосуд помещают не две пластины, а две группы пластин, спаянных в полублоки. Каждый из полублоков содержит четыре, пять или больше положительных пластин и на одну больше отрицательных пластин (пять, шесть и т. д.).

При сборке аккумуляторов пластины разноименных полублоков изолируют одну от другой сепараторами — пластинами, изготовленными из изоляционного материала, например микропористого эбонита (мипор). Сверху каждый аккумулятор закрыт крышкой. Все аккумуляторы, находящиеся в батарее, соединены между собой последовательно свинцовыми перемычками. Крайние аккумуляторы имеют конические выводные клеммы, к которым и присоединяют провода, идущие в электрическую сеть трактора.

Аккумуляторные батареи выпускаются сухозаряжен-ными и несухозаряженными. Сухозаряженные батареи можно долго хранить на складе и быстро привести в рабочее состояние. При особой необходимости такую батарею можно устанавливать на трактор без подзарядки через 3 ч после заливки электролита при условии, что плотность электролита за это время понизится не более чем на 0,04 г/см3.

Аккумуляторная батарея с «массой» соединяется при помощи специального устройства — включателя (рис. 49, а, б), к которому подводится от батареи отрицательный полюс. Для включения «массы» нужно нажать на шток 3 включателя. При этом контактный диск замкнет контакты и направит ток на «массу».

Чтобы отключить батарею от «массы», нужно нажать на боковую кнопку включателя, тогда шток освободится и под действием пружины 5 поднимется вверх и отключит батарею от «массы» (см. рис. 49, б).

Обозначение. На каждой аккумуляторной батарее дается обозначение, например 6СТ-132 ЭМС ГОСТ 959 18—79. Первая цифра (3 или 6) обозначает число аккумуляторов в батарее, что позволяет судить о напряжении тока в батарее (6 или 12 В). Буквы СТ указывают, что батарея стартерная, т. е. такая, которая способна отдавать очень большие токи (до 1000… 2000 А). Следующее за буквами число (50, 75, 82, 132, 150, 182 и 215) соответствует номинальной емкости батареи (А-ч) при 20-часовом разрядном токе. Последующие буквы обозначают материал блока (Э — эбонит, Т — термопласт) и материал сепаратора (М — мипласт, Р — мипор, С — стекловолокно). В условное обозначение несухозаряженной батареи добавляется буква Н. И наконец в обозначение батарей, подготовленных для работы в тропическом климате, входит буква Т.

Рис. 49. Схема подключения включателя «массы»:
а — включено; б — выключено; 1 — контакты; 2— диск; 3— шток; 4 — кнопка; 5 — пружина.

У некоторых тракторов при включении аккумуляторной батареи на «массу» загорается контрольная лампа, расположенная на щитке контрольных приборов.

Назначение, устройство, техническое обслуживание и ремонт электровозных и тепловозных аккумуляторных батарей

ёДепартамент  по  делам 
казачества  и  кадетских   учебных 
заведений

Ростовской  области

Государственное  бюджетное 
образовательное  учреждение

Начального  профессионального 
образования

Ростовской  области

Сальский  казачий  кадетский 
профессиональный  лицей

Выпускная письменная

экзаменационной
работы

по профессии 190623.

03
слесарь по ремонту и обслуживанию подвижного
состава

на тему: Назначение, устройство,
техническое обслуживание и ремонт электровозных
и тепловозных аккумуляторных батарей

Руководитель — преподаватель
спец.дисциплины Леонова С.Д.

Выполнил обучающийся гр.52 курс
3 Мишуковский И.А.

г. Сальск

2014 год

Содержание

Задание……………………………………………………………

.…….
………2

План ………………………………………………………………….…..…
……3 

1. Введение…………………………………………………………….…………4

2. Назначение, устройство, техническое
обслуживание и ремонт электровозных
и тепловозных аккумуляторных батарей

2.1. Назначение локомотивных 
аккумуляторных батарей………….……..…6

2.2 Устройство  аккумуляторных
батарей НК – 125..……………………..…11

2.3 Характерные повреждения
и их причины…………………..………….…16

2.4 Ремонт локомотивных 
аккумуляторных батарей……………….

…………21

3. Техника безопасности при
ремонте аккумуляторной батареи…………….25

4.Заключение………………………………………………

…………………….28

5. Отзыв на письменную 
экзаменационную работу……………………

……..29

6. Список литературы..……………………………

……………………………..30

                   План

1. Введение

2. Назначение, устройство, техническое
обслуживание и ремонт электровозных
и тепловозных аккумуляторных батарей

2.1. Назначение локомотивных 
аккумуляторных батарей

2.2 Устройство  аккумуляторных
батарей НК – 125

2.3  Характерные повреждения 
и их причины

2.4 Ремонт локомотивных 
аккумуляторных батарей

3. Техника безопасности при
ремонте аккумуляторной батареи

4.Заключение

                
1. Введение

Идея создания нового типа локомотива
взамен паровоза появилась в России еще
в начале прошлого века. К тому времени
двигатели внутреннего сгорания, имеющие
значительно более высокий  КПД, повсеместно
стали вытеснять паровые. В качестве источника
мощности был предложен двигатель с самовоспламенением
впрыскиваемого топлива, известный как
двигатель Рудольфа Дизеля.  В этом
двигателе удачно сочетались высокий
КПД и надежность работы. Приспособить
дизельный двигатель к требованиям тяговой
службы пытались как сам изобретатель
двигателя – Дизель, так и отечественные
ученые В.И.Гриневецкий и его ученик А.Н.Шелест.
Попытка Дизеля построить тепловоз с непосредственной
передачей тягового момента от дизеля
к колесным парам окончилось неудачно.
Не нашла применения и идея тепловоза
с газогенератором А.Н.Шелеста.  Успехом
завершилось лишь создание тепловоза
с дизелем и электрической передачей.

Электрическая тяга в отличии
от автономной тяги (с применением тепловозов),
обладает следующими преимуществами.

Коэффициент полезного действия(КПД)
электрической тяги выше, чем КПД автономной
тяги(КПД тепловоза составляет 28 /30%). Если
энергия для питания электрифицированной
железной дорого и поступает от тепловой
электростанции, то КПД электрической
тяги составляет 30/35%. Если энергия поступает
от ГЭС или АЭС, то КПД электрической тяги
составляет 60/65%.

Применение электрической тяги
позволяет повысить эффективность использования
природных ресурсов за счет сжигания на
тепловых электростанциях низкосортного
дешевого топлива (уголь, торф, газ), непригодного
для работы тепловозов

Электрическая тяга оказывает
меньше вредного воздействия на окружающую
среду.

Позволяет экономить энергетические
ресурсы за счет применения рекуперации
электрической энергии (т.е. выработки
и возврата электрической энергии в контактную
сеть при движении на спусках).

2.

Назначение, устройство,
техническое обслуживание и ремонт электровозных
и тепловозных аккумуляторных батарей

2.1. Назначение локомотивных
аккумуляторных батарей и их основные
узлы

Устанавливаемые на тепловозах
аккумуляторные батареи предназначены
для питания тягового генератора или стартера
при пуске дизеля, а также питания цепей
управления и освещения при неработающем
дизеле.

Наибольшее распространение
на маневровых тепловозах получили свинцовые
аккумуляторные батареи. Работа аккумуляторной
батареи

основана на способности электрической
энергии преобразовываться в химическую
и, наоборот, химической энергии — в электрическую.
Простейший свинцовый аккумулятор представляет
собой две свинцовые пластины (электроды),
погруженные в электролит (раствор серной
кислоты). Под действием серной кислоты
пластины покрываются слоем сернокислого
свинца. При подключении источника постоянного
тока к аккумулятору ток от положительной
пластины проходит через электролит к
отрицательной пластине и сернокислый
свинец на отрицательной пластине восстанавливается
в губчатый свинец, а на положительной
— превращается в двуокись свинца.

В растворе
образуется кислота, и плотность электролита
повышается. При подключении аккумулятора
к потребителю тока на пластинах вновь
образуется сульфат свинца, а плотность
электролита уменьшается. Поэтому для
восстановления батареи ее необходимо
периодически подзаряжать.

Обычно в кислотных аккумуляторах
отрицательные пластины выполняют в виде
решетчатого каркаса из свинца с примесью
сурьмы (5%), придающей пластинам прочность.
Активным материалом для них служит губчатый
свинец, которым заполняется каркас. Между
пластинами, соединенными между собой,
устанавливаются сепараторы, изготавливаемые
из дерева, резины или другого материала,
для предохранения разноименных пластин
от соприкосновения . Положительные пластины
делают из чистого свинца. Активным материалом
для

них является двуокись свинца
Электролитом служит раствор химически
чистой серной кислоты в дистиллированной
воде.

Каждый элемент батареи состоит
из блоков 19 положительных и 20 отрицательных
пластин, размещенных в эбонитовом бачке
с электролитом.

Пластины имеют внизу
ножки, которыми они опираются на выступы
бачка, а в верхней части — контактные
ушки. Пластины соединены баретками в
положительные и отрицательные полублоки,
к которым припаяны контакты. Каждая положительная
пластина помещается между двумя отрицательными.
Один из сепараторов, разделяющих разноименные
пластины, выполнен из листового пористого
полихлорвинила толщиной 0,45 мм, другой
— из стекловойлока или перфорированного
винипласта.

Плотность электролита заряженной
батареи должна быть 1,24—-1,25, а зимой до
1,26 г/см3. Зарядный ток нормально равен
150 А, напряжение элемента в конце заряда
1,75 В. После окончания заряда и отключения
батареи напряжение элемента снижается
до 1,4—1,5 В. Масса ящика с четырьмя элементами
160 кг.

На тепловозах ЧМЭ2 и ЧМЭЗ используются
щелочные аккумуляторные батареи типов
NifeKD25 и Nife-HJ-15 соответственно. Батарея
NifeKD25 состоит из 80 элементов и имеет номинальное
напряжение 150 В. Емкость батареи 250 А-ч
при 4-часовом разряде.

Элементы батареи
собраны в ящики по 5 шт. в каждом. Батарея
Nife-HI-15 состоит из 75 элементов и имеет емкость
150 А-ч при разряде током 30 А в течение 5
ч. Положительные пластины заполнены активной
массой из гидрооксида никеля, смешанного
для увеличения электропроводности с
графитом. Эта масса помещена в тонкие
стальные оболочки с мелкой перфорацией.
Отрицательные пластины железокадмиевые.
Элемент наполнен электролитом на 25—30
мм выше верхнего края пластин. Электролитом
служит водный раствор едкого кали (КОН)
плотностью 1,19 г/см3, масса элемента 15 кг.

Концентрация раствора едкого
кали, т. е. плотность электролита щелочных
аккумуляторов, при разряде практически
не изменяется. Поэтому напряжение щелочных
аккумуляторов почти не зависит от плотности
электролита и определяется степенью
окисления активной массы. Кроме того,
в щелочных аккумуляторах отсутствует
дефицитный свинец. Они имеют меньшую
склонность к саморазряду, большую механическую
прочность и малую чувствительность к
перезаряду и недозаряду, а также к большим
разрядным токам.

Срок службы их в несколько
раз больше, чем свинцовых аккумуляторов.

Недостатками щелочных аккумуляторов
являются малое напряжение элемента (1,2
В вместо 2,2 В у кислотного элемента), большой
вес аккумуляторной батареи и низкие значения
коэффициентов отдачи по емкости и энергии.
Кроме того, щелочные аккумуляторы более
чувствительны к низким температурам
и емкость их при понижении температуры
уменьшается. Поэтому на некоторых тепловозах
с щелочными аккумуляторами в зимнее время
ящики батареи или помещение обогревают
теплой водой от дизеля.

На тепловозах ВМЭ1 установлена
щелочная аккумуляторная батарея типа
2SK310 емкостью 310 А-ч при 3-часовом разряде
током 103,3 А. Батарея состоит из 40 последовательно
соединенных элементов, смонтированных
в 20 деревянных ящиках. Ящики размещены
в двух боковых

отсеках машинного отделения
и в зимнее время обогреваются горячей
водой дизеля

Устройство элементов аналогично
рассмотренному выше. Номинальное напряжение
батареи 50 В.

Кислотные аккумуляторные батареи
типов 6СТЭН-140 и 6СТЭН-140М, установленные
на тепловозах ТГМЗ, ТГМЗА, ТГМЗБ и ТГМ4,
состоят из десяти секций, соединенных
в две параллельные группы по пять секций,
соединенных последовательно в каждой.
Каждая секция состоит из шести аккумуляторов,
соединенных последовательно. Номинальное
напряжение каждой секции равно 12 В, а
емкость при 20-часовом разряде 140 А-ч. Таким
образом, емкость батареи при 20-часовом
разряде равна 280 А-ч, номинальное напряжение
60 В. Емкость батареи 6СТЭН-140М равна 252
А-ч при 10-часовом разряде, а остальные
параметры такие же, как и батареи 6СТЭН-140.

Кислотные батареи типа 6СТ-128,
установленные на тепловозах ТГМ1 и ТГМ23,
состоят из шести последовательно соединенных
элементов с номинальной емкостью 128 А-ч
и напряжением 12 В. Емкость батареи при
10-часовом разряде и средней температуре
электролита 30°С составляет 112 А-ч. На тепловозах
ТГМ1 до № 1960 установлено шесть батарей
6СТ-128 (36 элементов), соединенных по две
последовательно в три параллельные цепи
на общую номинальную емкость 384 А-ч и напряжение
24 В.

На тепловозах ТГМ1 с номерами выше
1960 и на тепловозах ТГМ23 установлено четыре
батареи 6СТ-128 (24 элемента), соединенных
по две последовательно в две параллельные
цепи на общую номинальную емкость 256 А-ч
и напряжение 24 В.

Здесь батарею используют как
автономный источник тока для питания
цепей низкого напряжения при неработающем
генераторе, следовательно, нет никакого
потребления энергии. Для этих цепей выбирают
аккумуляторы емкостью 100-200 А/ч.

На контактно-аккумуляторном
поезде, обслуживающем электрифицированные
направления железных дорог и примыкающие
к ним не электрифицированные участки,
аккумуляторная батарея работает в специфическом
режиме. Электрическая схема поезда предусматривает
возможность заряда батареи от контактного
провода через специальное зарядное устройство.

Наконец, аккумуляторная батарея
применяется для освещения и поддержания
микроклимата в вагонах пассажирских
поездов.

Большая часть пассажирских
вагонов имеет автономную систему электроснабжения
— от генератора с приводом, от колесной
пары и аккумуляторной батареи.

Мощность
генераторов 3,5-6 кВт. Щелочные аккумуляторные
батареи имеют напряжение 50 В.

В зависимости от условий работы
аккумуляторных батарей применяют несколько
конструкций аккумуляторов.

Правильная организация и совершенная
технология ремонта локомотивов, как показывает
опыт передовых локомотивных депо (Кандалакша,
Кемь и др.) и железных дорог (Октябрьская
и др.) позволяют содержать их в исправном
состоянии при минимальных трудовых и
материальных затратах. Большое значение
при этом имеет значение ремонтных баз
и их освещенности.

DOE объясняет…Батареи | Министерство энергетики

Офис
Наука

Аккумуляторы и аналогичные устройства принимают, хранят и отдают электроэнергию по требованию. Батареи используют химию в форме химического потенциала для хранения энергии, как и многие другие повседневные источники энергии. Например, бревна хранят энергию в своих химических связях до тех пор, пока горение не преобразует энергию в тепло. Бензин накапливает химическую потенциальную энергию до тех пор, пока она не преобразуется в механическую энергию в двигателе автомобиля. Точно так же, чтобы батареи работали, электричество должно быть преобразовано в форму химического потенциала, прежде чем его можно будет легко хранить. Батареи состоят из двух электрических выводов, называемых катодом и анодом, разделенных химическим материалом, называемым электролитом. Для приема и высвобождения энергии батарея подключается к внешней цепи. Электроны движутся по цепи, в то время как ионы (атомы или молекулы с электрическим зарядом) движутся по электролиту. В перезаряжаемой батарее электроны и ионы могут двигаться в любом направлении по цепи и электролиту. Когда электроны движутся от катода к аноду, они увеличивают химическую потенциальную энергию, тем самым заряжая батарею; когда они движутся в другом направлении, они преобразуют эту химическую потенциальную энергию в электричество в цепи и разряжают батарею. Во время зарядки или разрядки противоположно заряженные ионы перемещаются внутри батареи через электролит, чтобы сбалансировать заряд электронов, движущихся по внешней цепи, и создать устойчивую перезаряжаемую систему. После зарядки батарею можно отключить от цепи, чтобы сохранить химическую потенциальную энергию для последующего использования в качестве электричества.

Батарейки были изобретены в 1800 году, но химические процессы в них сложны. Ученые используют новые инструменты, чтобы лучше понять электрические и химические процессы в батареях, чтобы создать новое поколение высокоэффективных накопителей электроэнергии. Например, они разрабатывают улучшенные материалы для анодов, катодов и электролитов в батареях. Ученые изучают процессы в перезаряжаемых батареях, потому что они не полностью меняются местами при зарядке и разрядке батареи. Со временем отсутствие полного реверсирования может изменить химический состав и структуру материалов батареи, что может снизить производительность и безопасность батареи.

Управление науки и хранения электроэнергии Министерства энергетики США

Исследования, проведенные при поддержке Управления науки Министерства энергетики США и Управления фундаментальных наук об энергетике (BES), привели к значительным улучшениям в области накопления электроэнергии. Но мы все еще далеки от комплексных решений для хранения энергии следующего поколения с использованием совершенно новых материалов, которые могут значительно увеличить количество энергии, которое может хранить батарея. Это хранилище имеет решающее значение для интеграции возобновляемых источников энергии в наше электроснабжение. Поскольку совершенствование аккумуляторных технологий необходимо для широкого использования подключаемых к сети электромобилей, хранение также является ключом к снижению нашей зависимости от нефти в качестве транспорта.

BES поддерживает исследования отдельных ученых и междисциплинарных центров. Крупнейшим центром является Объединенный центр исследований в области хранения энергии (JCESR), центр инноваций в области энергетики Министерства энергетики. Этот центр изучает электрохимические материалы и явления на атомном и молекулярном уровне и использует компьютеры для разработки новых материалов. Это новое знание позволит ученым разработать более безопасное хранилище энергии, которое прослужит дольше, быстрее заряжается и имеет большую емкость. По мере того, как ученые, поддерживаемые программой BES, добиваются новых успехов в науке об аккумуляторах, эти достижения используются прикладными исследователями и промышленностью для улучшения приложений в области транспорта, электросетей, связи и безопасности.

Хранение электроэнергии Факты

• Нобелевская премия по химии 2019 года была присуждена совместно Джону Б. Гуденафу, М. Стэнли Уиттингему и Акире Йошино «за разработку литий-ионных аккумуляторов».
• Электролитный геном в JCESR создал вычислительную базу данных с более чем 26 000 молекул, которые можно использовать для расчета основных свойств электролита для новых усовершенствованных аккумуляторов.

Ресурсы и соответствующие термины

• Потребности в фундаментальных исследованиях для хранения электроэнергии следующего поколения

Проект материалов

• и геном электролита
• Скрытая архитектура накопителя энергии
• Заглядывая в аккумуляторы: рентгеновские лучи раскрывают тайны литий-ионных аккумуляторов
• Активизация разработки литий-ионных аккумуляторов
• Научное открытие: двоюродный брат поваренной соли может сделать накопление энергии более быстрым и безопасным

Научные термины могут сбивать с толку. Объяснения DOE предлагают простые объяснения ключевых слов и понятий в фундаментальной науке. В нем также описывается, как эти концепции применяются к работе, которую проводит Управление науки Министерства энергетики, помогая Соединенным Штатам преуспеть в исследованиях по всему научному спектру.

Заряженный выпуск: как работают аккумуляторы телефонов и почему некоторые взрываются | Смартфоны

Срок службы батареи — это взрывоопасная проблема. Буквально, как Samsung обнаруживает к своему ужасу. Смартфон Galaxy Note 7 компании после выпуска получил высокую оценку за лучшее в своем классе время автономной работы, намного опережая своего основного конкурента, iPhone 6S и 7 Plus. Затем он начал взрываться. Samsung выпустила программу отзыва и замены, и количество замен также начало резко увеличиваться, что вынудило компанию полностью приостановить производство.

Это дело знаменует собой последнее препятствие в долгой борьбе за улучшение батарей, питающих нашу электронику. В то время как скорость обработки данных удваивается примерно каждые 18 месяцев, для увеличения емкости батареи требуется почти десятилетие. Этот пробел начинает вызывать проблемы, но, как показала компания Samsung, его нелегко исправить.

Смартфон часто работает меньше суток, ноутбук иногда всего несколько часов, а электромобиль с трудом проезжает 350 миль. Так почему же время автономной работы до сих пор является такой проблемой — и когда мы собираемся это исправить?

Что такое батарея?

Внутри этого пластикового и металлического корпуса находится небольшая коробочка с химическими веществами, готовыми к реакции и созданию электричества. Фотография: BitchBuzz/Flickr

Батарейки — это небольшие контейнеры с химической энергией. Когда смартфон подключен к сети, электричество используется для сброса химической реакции внутри батареи, перенося электроны с отрицательного анода на катод — положительный конец батареи.

После зарядки батарея может вырабатывать электричество, направляя электроны через цепь, в данном случае через смартфон, к аноду, и будет продолжать это делать до тех пор, пока все электроны, содержащиеся в батарее, не перейдут на анод или встроенную -in выключатель отключает аккумулятор.

Из чего сделан аккумулятор?

Внутри типичной батареи у вас есть анод, катод и электролит — то, через что проходят положительные ионы.

Литий-ионные аккумуляторы, используемые в большинстве смартфонов и электронных устройств, имеют катод из оксида металла, изготовленный из смеси кобальта, никеля, марганца или железа, пористый графитовый анод, удерживающий внутри себя ионы лития, и электролит на основе соли лития.

Положительно заряженные ионы лития проходят через электролит от анода к катоду, направляя электроны через смартфон по мере необходимости обратно к аноду.

Почему этого недостаточно?

Символ низкого заряда батареи на Nokia Lumia 800 в кармане джинсов. Фотография: Мартин Абегглен/Flickr

Принцип работы батареи может быть простым, но химия и технология, обеспечивающие ее работу, не являются таковыми. Основным ограничивающим фактором для батарей является их плотность энергии.

Аккумулятор может генерировать столько электричества, сколько его химические компоненты могут хранить энергию. Все, что не является активным материалом внутри батареи, фактически является мертвым грузом, включая корпус, чипы контроллера, провода для отвода тока — все они добавляют вес, но не мощность.

Типичная литий-ионная батарея в смартфоне имеет плотность энергии около 150 ватт-часов на килограмм (Втч/кг). Хотя плотность энергии литий-ионных аккумуляторов улучшилась с момента их появления в начале 1990-х годов, это сдерживается их конструкцией и химическим составом.

Единственный способ немедленно увеличить срок службы батареи смартфона с помощью современных технологий — это повысить энергоэффективность электронных компонентов смартфона и увеличить размер батареи, но все тоньше и тоньше смартфоны требуют все более тонких аккумуляторов.

Почему срок службы батареи уменьшается?

Полностью заряжен или нет? Со временем аккумулятор не может хранить столько энергии, сколько был новым. Фотография: Bastian Greshake/Flickr

Срок службы батареи не остается постоянным на протяжении всего срока службы смартфона — он медленно уменьшается с течением времени по мере разрядки и перезарядки батареи.

Это связано с тем, что химическая реакция, в результате которой вырабатывается электричество, вызывает отложение тонких слоев лития на электродах, что снижает количество доступного для выработки электричества и увеличивает внутреннее сопротивление батареи.

Чем выше сопротивление, тем тяжелее батарея должна работать, чтобы поддерживать полезное напряжение, и поэтому количество энергии, которое она может производить за один заряд, уменьшается. Возможно, вы помните этот фрагмент из школы:

Напряжение = Ток x Сопротивление (V=IR)

Почему некоторые батареи взрываются?

Аккумулятор вырывается из корпуса аккумулятора 17-дюймового MacBook Pro из-за вздутия. Фотография: J Aaron Farr/Flickr

Батареи с гораздо более высокой плотностью энергии, чем элементы на основе лития, уже доступны, но они недостаточно безопасны для использования в портативной электронике.

«Чем больше энергии вы вложите в коробку, тем опаснее она будет», — говорит доктор Билли Ву, преподаватель Школы проектирования Дайсона Имперского колледжа Лондона. «Безопасность является абсолютно ключевым фактором, а управление температурным режимом имеет решающее значение. Если батарея нагревается выше 80°C, вы сталкиваетесь с так называемым тепловым разгоном, когда компоненты начинают разлагаться, и тогда она может взорваться».

Конкретная причина проблем Samsung со взрывающимися батареями неизвестна, компания просто ссылается на «проблему с аккумулятором».

Что дальше?

На данный момент мы застряли с перезаряжаемой литий-ионной батареей. Фотография: Razor512/Flickr

В ближайшее время прогресс в области аккумуляторов будет достигнут за счет приближения существующих литий-ионных технологий к их теоретическим пределам, что повысит удельную мощность аккумуляторов.

Типичная литий-ионная батарея, в которой используется оксид лития-марганца, имеет теоретическую плотность мощности 280 Втч/кг, но конечный продукт имеет только 150 Втч/кг, поэтому, безусловно, есть возможности для улучшения.

«Речь идет об оптимизации структуры батареи, — говорит Ву. «Если представить, что внутри вашей батареи есть пористая структура, заполненная активным материалом».

«Для более высокой выходной мощности вам нужна более пористая структура, чтобы увеличить площадь поверхности и пропускать больше ионов лития в любой момент времени, но поскольку в ней больше отверстий, она удерживает меньше активного материала, что, в свою очередь, снижает емкость. ”

Новые передовые химические составы аккумуляторов, такие как литий-сера и литий-кремний, также находятся в стадии разработки, и компании Великобритании в настоящее время разрабатывают эту технологию.

Каково будущее технологии аккумуляторов?

Комбинированное фото показывает, как Samsung Note 7 взрывается, когда к его полностью заряженному аккумулятору оказывается давление во время испытаний в аккумуляторной лаборатории Applied Energy Hub в Сингапуре, 6 октября. Фотография: Edgar Su/Reuters

Твердотельные батареи — это одно из возможных будущих, когда жидкий электролит в батарее заменен твердым веществом, что обеспечит значительное повышение безопасности.

«Основное преимущество твердотельных аккумуляторов заключается в том, что вы можете вернуться к использованию лития в качестве материала анода, который имеет действительно хорошую мощность и плотность энергии, но небезопасен с жидкими электролитами», — объясняет Ву.

Твердотельные батареи устранят необходимость в пористом угольном аноде и, следовательно, уменьшат вес батареи, который не способствует выработке энергии.

Воздушно-металлические батареи, использующие цинк, литий или алюминий, также находятся на горизонте, но, по словам Ву, до коммерческого применения осталось 20 лет.

Что я могу сделать, чтобы моя батарея работала дольше?

Привычное зрелище для всех, у кого есть смартфон, планшет или компьютер. Фотография: Сэмюэл Гиббс/The Guardian

Есть несколько вещей, которые вы можете сделать, чтобы продлить срок службы батареи. Природа химической реакции внутри батареи означает, что она должна работать интенсивнее на последних 20% разряда и выше 80% заряда.

Поддержание литий-ионного аккумулятора примерно на уровне от 80% до 20% заряда поможет ему дольше сохранять большую часть своей емкости. В настоящее время разрабатываются интеллектуальные системы управления питанием, которые делают именно это при подключении к стене на ночь.

Батареи нельзя оставлять включенными постоянно, что особенно важно для ноутбуков. Они содержатся в лучшем рабочем состоянии, если их время от времени разряжать и перезаряжать. Раз в месяц надо делать.

• Является ли алюминий ответом на все наши молитвы об аккумуляторе?
• Кризис Samsung Galaxy Note 7 усугубляется сообщениями о приостановке производства

Аккумуляторы для устройств IoT — BaseApp Systems

Введение

Мы уже знаем, что такое аккумулятор. Мы сталкиваемся с ним почти каждый день, и он стал неотъемлемой частью нашей жизни. Например, смартфон, которым вы пользуетесь. Он работает на компактной форме литий-ионного аккумулятора. Но просто иметь аккумулятор недостаточно. Нам нужна хорошая батарея, которая может обеспечить работу нашего устройства в течение обоснованного периода времени. Вы будете разочарованы, если вам придется заряжать аккумулятор смартфона через каждые несколько часов использования. Таким образом, вы будете искать аккумулятор, который занимает минимальное количество времени для зарядки и выдает выход, скажем, как минимум на сутки после одного полного цикла зарядки. Та же теория применима к устройствам Интернета вещей, которые работают от аккумуляторов. Устройство IOT — это не что иное, как простое устройство, подключенное к Интернету для обмена информацией. Каждое устройство IoT имеет разные требования к питанию. Простой сенсорный узел сможет работать от батарейки АА или даже от плоской круглой круглой батарейки с выходным напряжением 3 В и будет потреблять очень меньший ток. Но устройству Интернета вещей, которому нужен двигатель, потребуется нечто большее. Для него потребуется аккумулятор, способный отдавать до 2 Ампер тока, как герметичный свинцово-кислотный аккумулятор с выходным напряжением 12В.

Типы батарей

Большинство батарей, которые мы используем, называются химическими батареями. Функция химической батареи проста: преобразовывать химическую энергию в электрическую и наоборот. Типы батарей зависят от множества критериев. Например, некоторые приложения требуют коротких всплесков питания, тогда как некоторые требуют непрерывной подачи. Некоторым требуется большой ток для работы, в то время как другие будут нормально работать с низкими значениями тока. С точки зрения применения батареи различаются, и их необходимо выбирать с умом, особенно в области Интернета вещей, где срок службы батареи имеет первостепенное значение. Есть много вариантов на выбор, некоторые из которых приведены ниже:

• Литиевые: Литиевые батареи бывают разных видов. Самые известные из них, используемые в приложениях IoT, имеют формат кнопки или монеты

.

• Литиевые элементы кнопочного типа (BR) изготовлены из литиевого сплава и геля монофторида углерода. Этот тип элемента имеет напряжение 3 В и падает до 2,2 В при разряде. Он имеет низкую скорость саморазряда и идеально подходит для устройств, которые предназначены для более продолжительной работы и имеют низкое энергопотребление. Обычно они используются в RTC и резервном копировании памяти. Обычные модели включают BR2032 (190 мАч), BR1225 (48 мАч) и т.д.

Изображение взято из источника. Они используются в устройствах, которые не предназначены для длительной работы, но требуют более высоких импульсных токов. Элементы типа CR используют диоксид марганца в качестве катода, который снижает внутреннее сопротивление батареи. Они используются там, где требуется импульсный ток, например, в пультах дистанционного управления, небольших беспроводных устройствах, вспышках. Общие модели включают CR2032 (225 мАч), CR2025 (165 мАч) и т. д. 

Изображение взято из источника

• Цинк-воздух: эти элементы обладают превосходной плотностью энергии, но также имеют высокую скорость саморазряда. Из-за этого их можно использовать только в течение нескольких месяцев и не рекомендуется.

Изображение взято из источника. В основном он используется в приложениях с низким рабочим циклом. Номинальное напряжение, которым обладает элемент, составляет 1,5 В и падает до 0,9 В.В.

Изображение взято из источника

• Цинк-угольные: Эти батареи, как правило, имеют низкую скорость саморазряда, аналогичную щелочным батареям, и могут использоваться до десяти лет. Но плотность энергии очень меньше, что приводит к плохой производительности. Эти батареи используются только тогда, когда рассматривается низкая стоимость.

Изображение взято из источника

• Silver-Oxide: Они основаны на том же химическом составе, что и щелочные, и изготавливаются, как следует из названия, из катода из оксида серебра. Скорость саморазряда очень низкая. Он имеет возможность обеспечивать высокие уровни мощности, не влияя на общую емкость. Плотность энергии этих клеток также очень высока по сравнению с щелочными элементами. Единственным недостатком является то, что эти клетки очень дороги из-за используемого в них материала.

Изображение взято из источника

• Литий-тионилхлорид: Эти элементы относительно новее и имеют много преимуществ. Номинальное напряжение 3,6В и после разрядки достигает 2,2В. Скорость саморазряда крайне низкая, как заявляет производитель.

Изображение взято из источника

• Это аккумуляторная батарея с номинальным напряжением элемента 1,2 В и цикловой долговечностью 2000 циклов. Благодаря относительно низкому внутреннему сопротивлению они могут обеспечивать высокие импульсные токи, что делает их идеальным выбором для игрушек с дистанционным управлением, электрических моделей и фотовспышек. Эти батареи страдают так называемым эффектом памяти, то есть, если их несколько раз разряжать и перезаряжать до одного и того же уровня заряда, они производят падение напряжения на определенном уровне. Из-за этого батареи появляются разряженными раньше, чем обычно. Удельная энергия колеблется от 40 до 60 Втч/кг. Удельная мощность 150 Вт/кг. Жизненный цикл составляет 2000 циклов.

Изображение взято из источника. В этой батарее в положительном электроде используется гидроксид оксида никеля (NiOOH), а в отрицательном электроде используется сплав, поглощающий водород. Батарея NiMH имеет гораздо большую емкость по сравнению с эквивалентной батареей NiCd (до 2-3 раз). Эта батарея имеет номинальное напряжение 1,2 В и долговечность в диапазоне от 180 до 2000 циклов. Напряжение зарядки находится в диапазоне 1,4–1,6 В на элемент. Разряженный элемент выдает около 1,25 В на элемент во время разряда и достигает 1 В на элемент. Снижение ниже этого уровня приведет к необратимому повреждению аккумулятора. Эта батарея обычно доступна в формате AA. Эта батарея находит свое применение в электромобилях. Удельная энергия колеблется от 60 до 120 Втч/кг. Удельная мощность колеблется от 250 до 1000 Вт/кг. Жизненный цикл составляет от 180 до 2000 циклов.

Изображение взято из источника

• Свинцово-кислотный:   Это аккумулятор Он имеет низкое отношение энергии к весу и низкое отношение энергии к объему. Эта батарея способна обеспечивать высокие импульсные токи. Он имеет номинальное напряжение ячейки 2,1 В и долговечность менее 350 циклов. Скорость саморазряда для этой батареи составляет от 3% до 20% в течение одного месяца. Благодаря невысокой стоимости он находит свое применение во многих областях. Наиболее распространено применение в автомобильном зажигании. Удельная энергия составляет от 33 до 42 Втч/кг. Удельная мощность 180 Вт/кг.

Изображение взято из источника. Во время разряда они перемещаются от отрицательного электрода к положительному, а при зарядке — от положительного к отрицательному. Они имеют интеркалированное соединение лития, которое служит электролитом. Эти соединения состоят из солей лития в органическом растворителе, таком как этиленкарбонат. Удельная энергия колеблется от 100 до 265 Втч/кг. Удельная мощность колеблется от 250 до 340 Вт/кг. Жизненный цикл составляет от 400 до 1200 циклов.

Изображение взято из источника. Их также называют LiPo, LIP и т. д. Это перезаряжаемые батареи, в которых используется полутвердый или гелеобразный полимерный электролит с высокой проводимостью. Эти батареи применяются в тех случаях, когда вес и размер имеют решающее значение. Эти батареи имеют плотность энергии 0,90-2,63 МДж/л. Напряжение LiPO зависит от химического состава батареи. Чтобы узнать напряжение разрядки и напряжение зарядки, необходимо обратиться к техническому описанию продукта. Проблема с этими батареями заключается в том, что на них влияют перезарядка, чрезмерная разрядка, перегрев, короткое замыкание и т. д., что приводит к вздутию, утечке или возгоранию.

Изображение взято из источника. Обладает высокой удельной энергией (150–200 Вт·ч/кг). Он состоит из катода из оксида кобальта и анода из графита. Во время разряда ионы лития перемещаются от анода к катоду, имеющему слоистую структуру. Недостатком этого типа батарей является сравнительно короткий срок службы и меньшая термическая стабильность. Также ограничена удельная мощность. Номинальное напряжение 3,6 В. Срок службы составляет от 500 до 1000 циклов. Стоимость этой батареи выше, так как стоимость Cobalt высока.

Изображение взято из источника

• Литий-марганцевый: высокая термостойкость и низкий ток разряда. Общая производительность этой батареи умеренная, так как емкость ниже, чем у кобальтового варианта. Номинальное напряжение составляет от 3,7 В до 3,8 В. Удельная энергоемкость находится в пределах от 100 до 150 Втч/кг. Жизненный цикл варьируется от 300 до 700 циклов. Эта батарея более безопасна, чем версия Cobalt. Эта батарея смешивается с другими активными металлами для улучшения определенных характеристик, таких как удельная энергия (емкость батареи), удельная мощность (нагрузочная способность и долговечность).

Изображение взято из источника . Кроме того, удельная энергия меньше, чем у кобальтового варианта. Низкая температура снижает производительность. Этот аккумулятор имеет более высокую скорость саморазряда. Удельная энергия колеблется от 90 до 120 Втч/кг. Жизненный цикл составляет от 1000 до 2000 циклов. Эта батарея имеет очень плоскую кривую разряда напряжения. Обладает низкой емкостью. С точки зрения безопасности это один из самых безопасных литий-ионных аккумуляторов.

Изображение взято из источника. Номинальное напряжение элемента титаната лития составляет 2,4 В, и он способен отводить большой ток при сохранении емкости (которая также высока). Эта батарея также может быть быстро заряжена. Он может хорошо работать при более низких температурах, в отличие от других литий-ионных аккумуляторов. Удельная энергия находится в пределах от 50 до 80 Втч/кг. Жизненный цикл находится в диапазоне от 3000 до 7000. Недостатком такого типа батарей является их высокая стоимость. Но это также и один из самых безопасных литий-ионных аккумуляторов.

Изображение взято из источника

Сравнение Таблица

Тип батареи	Анод(-)	Катод(+)	Номинальное напряжение (В)	Прибл. Плотность энергии (МДж/кг)	Характеристики
щелочной	Цинк	Марганца диоксид	1,5	0,5	+ Высокая токовая нагрузка + Высокий потребляемый ток + Низкий уровень разряда (3% в год) — Более дорогой по сравнению с цинко-углеродным сплавом
Цинк-углерод	Цинк	Марганца диоксид	1,5	0,13	+Экономичные, недорогие аккумуляторы — Низкий ток потребления — Низкий рабочий диапазон температур (от -5 до 55 °C) — Высокий саморазряд (30 % в год) — Возможность утечки
Литий (BR)	Литий	Монофтористый углерод	3	1,3	+ Более широкий диапазон рабочих температур по сравнению с серией CR + Высокое внутреннее сопротивление + Стабильная кривая напряжения и тока разряда + Низкий саморазряд (0,5% в год) -низкий импульсный ток
Литий(CR)	Литий	Марганца диоксид	3	1	+ Хорошая устойчивость к импульсному току + Стабильное напряжение во время разряда + Низкий саморазряд (1% в год) + Низкая стоимость благодаря широкому использованию — Конический профиль разряда
Литий-тионилхлорид	Литий	Серокислородный хлор	3,6	1,04	+ Широкий диапазон рабочих температур (от -55 до 85 C) + Очень низкий саморазряд (0,08 % в месяц) + Высокая токовая нагрузка — Низкая скорость разряда по току — Опасный электролит и катод
Цинк-воздушный	Цинк	Кислород	1,4	1,69	Высокая плотность энергии, короткий срок службы батареи (недели или месяцы)
Никель Кадмий	Кадмий	Гидроксид никеля	1,2	50–150 Вт·ч/л	Быстрая, простая зарядка, большее количество циклов заряда-разряда, относительно низкая плотность энергии, страдает эффектом памяти — Высокий саморазряд (15 % в месяц)
Никель-металлогидридный	Металлический сплав для хранения водорода	Гидроксид никеля	1,2	140–300 Вт·ч/л	Более высокая емкость, меньшая проблема с эффектом памяти, экологичность, ограниченный ток разряда — Высокий саморазряд (30% в месяц)
Свинцово-кислотный	Пористый свинец	Двуокись свинца	2. 1	60–110 Вт·ч/л	Наименее дорогой, надежный, не требующий особого обслуживания, с высокой скоростью разряда, с низкой плотностью энергии, неэкологичный — Средний саморазряд (5% в месяц)
Литий-ионный	Графит	Оксид металла	3,6	250–693 Вт·ч/л	Высокая плотность энергии, относительно низкий саморазряд, низкие эксплуатационные расходы, требуется схема защиты по напряжению и току, эффект старения — Средний саморазряд (3% в месяц)
Литий-ионный полимер	Графит	Оксид металла	3,6	100–265 Вт·ч/кг	Гибкий форм-фактор, легкий вес, меньшая плотность энергии, меньший срок службы
Литий Кобальт	Графит	Оксид лития-кобальта	3,6	150–200 Втч/кг	Дорого, высокая удельная плотность энергии, ограниченная удельная мощность
Литий Марганец	Графит	Литий-оксид марганца	3,7	100–150 Втч/кг	Меньшая вместимость, большая мощность, используемые в медицинских приборах и электроприводах
Фосфат лития	Графит	Литий фосфат железа	3,3	90–120 Втч/кг	Хорошая разрядная способность, меньшая емкость, относительно высокий саморазряд, используется в приложениях, требующих высокого тока нагрузки
Титанат лития	Графит	Титанат лития	2,4	50–80 Втч/кг	Хороший температурный диапазон, более длительный срок службы по сравнению с другими батареями, более высокая скорость зарядки, низкая удельная энергия, высокая стоимость

Изображение взято из источника 

Базовая идея стоимости аккумуляторов IoT

Факторы, которые следует учитывать перед выбором

Прежде чем решить, какой аккумулятор использовать, необходимо принять во внимание следующие факторы:

• Номинальное напряжение, при котором устройство может работать.
• Общая продолжительность работы устройства.
• Количество раз разрядки и перезарядки аккумулятора.
• Время, необходимое для зарядки.
• Напряжение отсечки аккумулятора.
• Физические размеры устройства, в которое должен быть встроен аккумулятор.
• Характеристики окружающей среды и электромагнитные характеристики, которые прямо или косвенно влияют на срок службы батареи.
• Общая стоимость

>  Номинальное напряжение — это наименьшее напряжение, при котором может работать ваше устройство. Выбранный аккумулятор должен иметь минимальное номинальное напряжение, равное номинальному напряжению устройства или меньшее его.

>  Продолжительность работы устройства дает представление о емкости аккумулятора. Емкость батареи измеряется в Ач (ампер-час) или Втч (ватт-час). Еще одна распространенная единица измерения – мАч. Миллиампер-час — это тысячная часть ампер-часа (Ач).

>  При определении срока службы батареи необходимо учитывать количество перезарядок батареи, сохранение заряда и реакцию на непрерывный заряд.

>  Напряжение отключения важно в приложениях, где вы хотите реализовать функцию, позволяющую узнать об окончании заряда батареи. Зная напряжение отключения, вы можете легко реализовать схему, которая отключает батарею, когда она достигает этого значения.

>  Физические характеристики батареи также важны. Например, носимому IoT-устройству потребуется очень маленькая и тонкая батарея, но в более крупных масштабах, таких как автоматизация умного дома, размер батареи не будет иметь значения.

>  Экологические соображения, которые следует учитывать, включают способность батареи противостоять влаге, коррозии, перегреву, вздутию, выдерживать удары и повреждения.