Электро-аккумуляторы-ликбез

Версия 08:14, 26 июля 2023

статья----автор Книжников ВВ

• вся правда о силовых аккумуляторах

Устройство ----любая аккумуляторная батарея состоит из ячеек или банок соединенных последовательно S и параллельно P---например 4S3Р=12банок!!! банка состоит из листового набора тонких пластин различной гальванической пары двух разных металлов--называются анодом и катодом--- и токопроводящим раствором называемым электролитом!!!

При последовательном соединении напряжение увеличивается пропорционально кол-ву банок, а емкость не меняется!

При параллельном соединении емкость увеличивается пропорционально кол-ву банок, а напряжение не меняется!

Существует много рекламного фейка о возможностях электрических акку----например рейтинг отдачи силы тока липо в 65-100С!, на самом деле это запредельный режим короткого замыкания, то есть время разряда менее одной минуты,когда в химии электролита и пластин происходят не поправимые последствия-полная деградация емкости и рост внутреннего сопротивления и как следствие падение ресурса с сотни циклов до десяти!!!

Важно всегда помнить,что чем ниже ток разряда тем выше ресурс акку и больше удельная энергия !!! 

Поэтому все профессиональные акку с низким рейтингом меньше 5С,высокой удельной энергией в 180-250вт часов на кг и огромным ресурсом до 300-500 циклов в зависимости от химии!

Чтобы увеличить токоотдачу производители понижают внутреннее сопротивление аккумулятора методом увеличения площади контакта поверхностей пластин анода и катода при том же объёме электролита ,то есть просто в книжке наращивают кол-во металлических листов ---поэтому растёт масса акку и падает удельная энергия!!!

золотое правило---- заявленный производителем силовой рейтинг надо всегда делить на три, только тогда пиковый ток будет равен  честному рейтингу батареи  !!!

1)спортивные литий-полимерные акку имеют честный(рабочий) рейтинг всего в 25-30С при ресурсе менее 50 циклов и уд.энергией 100-110втч/кг!

2) липо для хобби с честным рейтингом в 10-12С ресурсом в 100-150циклов и уд.энергией в 140-160 втч/кг!

3) профи-липо уже 3-4С с ресурсом в 200-300 циклов и 180-200втч/кг!!!

4) литий- ионки 3 поколения всего 2-3С с ресурсом в 300-500 циклов и 220-250втч/кг!!!

Внутреннее сопротивление одной банки легко рассчитать по формуле R(ом)=delta U/Imax=(4.2в-3в)/рейтингС(А), где дельта---это просадка напряжения свежезаряженного ли-по акку с 4.2в до критических 3в под предельной нагрузкой!!!

Например на банке ёмкостью С=2Ач написано 60С,значит пиковый секундный ток Imax=2Ач х 60=120А и сопротивление одной банки R=1.2В/120А=0.01ом!!!

Тепловая мощность потерь на банке Ртеп=R Imax2=0.01ом х(120А)2=144вт-----всего за 10 секунд выделиться Е=тР=10с х144вт=1440джоуль,что неприемлемо и вызовет самовозгорание электролита и пожар!!!

По мере разряда реальное сопротивление акку вырастает в три раза в конце разряда----так как истощается насыщенность электролита заряженными ионами!например 100% заряда банки при 4.2в электросопротивление 0.01 Ом----при 50% и 3.9в уже 0.02 Ом---при 10% и 3.6в уже все 0.03 Ом---Поэтому в конце разряда акку сильно разогревается ----при разогреве электролита происходит выделение газа который повышает внутреннее давление среды на оболочку и пластины (вздутие банок) ,а сами пузыри газа сильно уменьшает площадь контакта электролита с анодом и катодом, именно это вызывает рост ещё большее электросопротивление акку!!!

По мере разряда сопротивление акку  растёт в три раза и КПД падает с 95% до 85%!

Оптимальная рабочая температура электролита +40грС----критическая +70грС!

Хранить липо-акку заряженными на 1/3=33%---3.8В для ЭДС=4.2В  или 3.85В для ЭДС=4.35В на банку при температуре (+5--+25)грС

Падение напряжение на 0.06В для ЭДС=4.2В или 0.08В для ЭДС=4.35В  вольт на одну банку соответствует примерно 10% расхода ёмкости

Заряжать током лучше 1С, но на практике можно 2-3С!!! 

Все липо перед эксплуатацией рекомендуется закатать в жесткие пластины толщиной 0.5-1мм типа дюраль или стеклотекстолит армированным стеклом сверхпрочным скотчем или сразу покупать автоверсии в жестком корпусе-----это защитит от вздутия и проколов!

На практике удельную мощность ли-по акку для сохранения ресурса лучше не превышать 1вт/г---то есть при массе акку в 100 грамм мощность потребления не 
более 100 вт!!!

По мере выработки ресурса ёмкость акку падает в 1.25 раз от номинала----то есть до 80% от начальной и возрастает внутреннее электросопротивление в 1.6 раз, а значит и падает отдаваемый максимальный рабочий ток в 1.56 раз!

При падении ёмкости до 70% уже сопротивление в 2 раза больше и пик тока всего 0.5 от номинала ----акку списывается и и его можно использовать только на малоточном оборудовании с максимальной силой тока 1С!!!

более подробно смотри статью "техника безопасности"