Промышленные приложения имеют уникальные потребности в энергии, и выбор батареи очень важен. В то время как потребительские товары требуют высокой плотности энергии для получения тонкого и элегантного дизайна, промышленность делает упор на долговечность и надежность. Промышленные батареи обычно крупнее батарей, используемых в потребительских товарах, но имеют более длительный срок службы. 

Батареи - это электрохимические устройства, которые преобразуют активные материалы более высокого уровня в альтернативное состояние во время разряда. Скорость такой транзакции определяет нагрузочные характеристики аккумулятора. Никелевые и литиевые батареи, также называемые концентрационной поляризацией, превосходят свинцовые батареи по скорости реакции. Этот атрибут отражается в хороших нагрузочных характеристиках.

Разрядные нагрузки варьируются от слабого и постоянного тока фонарика до прерывистых сильных всплесков тока в электроинструменте и резких импульсов тока на оборудовании цифровой связи, ноутбуках и камерах. В этой статье мы оцениваем, как различные химические составы батарей работают в данном приложении.

Какой аккумулятор для видеокамер лучший?

Никель-кадмиевые батареи по-прежнему используются в большинстве профессиональных фотоаппаратов. Эта батарея обеспечивает надежную работу и хорошо работает при низких температурах. Никель-кадмиевые батареи являются одними из самых долговечных аккумуляторов с точки зрения срока службы, но обладают умеренной плотностью энергии и требуют периодической полной разрядки. 

Потребность в более длительном времени работы вызывает переход на никель-металлогидрид. Эта батарея предлагает до 50% больше энергии, чем никель-кадмиевые. Однако сильные всплески тока, создаваемые цифровыми камерами, оказывают негативное влияние, а никель-металлогидридная батарея имеет короткий срок службы. 

Есть тенденция к использованию литий-ионных аккумуляторов. Среди аккумуляторов этот химический состав имеет самую высокую плотность энергии и легкий. Крутой ценник и невозможность обеспечить большие токи - это негатив. 

Цилиндрический литий-ионный элемент 18650 предлагает самый экономичный источник питания. «18» определяет диаметр ячейки в миллиметрах, а «650» - длину. Ни один другой литий-ионный элемент, в том числе призматический или полимерный, не предлагает такое низкое соотношение цены на ватт. 

За прошедшие годы появилось несколько версий ячеек 18650 с разными номиналами Ач, от 1,8 Ач до значительно выше 2 Ач. Ячейки с умеренной емкостью обеспечивают лучшие температурные характеристики, позволяют использовать более высокие токи и обеспечивают более длительный срок службы, чем у более мощных версий. 

Типичный 18650 для промышленного использования рассчитан на 2 Ач при 3,60 вольт. Четыре ячейки соединены последовательно, чтобы получить примерно 15 вольт, необходимое для камер. Параллельное соединение ячеек увеличивает ток потребления примерно на 2 А на ячейку. Три параллельно включенных элемента обеспечат около 6А непрерывной мощности. Четыре ячейки последовательно и три параллельно - это практический предел для системы 18650.

Литий-ионный требует схемы защиты для обеспечения безопасной работы при любых обстоятельствах. Каждая последовательно включенная ячейка защищена от скачков и провалов напряжения. Кроме того, схема защиты ограничивает каждую ячейку током около 2 А. Даже при параллельном подключении ток литий-ионной батареи недостаточно высок для управления цифровыми камерами, требующими пиковый ток от 10 до 15 А. Тесты, проведенные в Cadex Electronics, показали, что 18650 допускает кратковременные пики тока выше предела 2 А / элемент. Это позволит использовать литий-ионные аккумуляторы в цифровых камерах при условии, что текущие всплески ограничены всего несколькими секундами.

Какая лучшая батарея для фотоаппаратов?

Потребляемая мощность профессиональной цифровой камеры носит спорадический характер. Чтобы делать снимки, требуется много заряда аккумулятора, некоторые с мощной вспышкой. Для просмотра фотографии цветной дисплей с подсветкой потребляет дополнительную мощность. Передача изображения с высоким разрешением по воздуху истощает еще одну часть запаса энергии.

В большинстве непрофессиональных фотоаппаратов используется основная литиевая батарея. Этот тип батареи обеспечивает самую высокую плотность энергии, но не подлежит перезарядке. Это серьезный недостаток для профессионального использования. Перезаряжаемые батареи - это ответ, и литий-ионный отвечает всем требованиям, но сталкивается с теми же проблемами, что и видеокамеры.

Какая лучшая батарея для медицинских устройств?

Одним из самых энергоемких портативных медицинских устройств является дефибриллятор сердца. Батарея потребляет более 10 ампер на этапах подготовки. Чтобы сердце пациента снова заработало, может потребоваться несколько разрядов. Батарея не должна мешать наилучшему уходу за пациентом.

Большинство дефибрилляторов работают на никель-кадмиевых батареях. Металлогидрид никеля также используется, но есть опасения по поводу короткого срока службы. Однако в недавнем исследовании было замечено, что батарея дефибриллятора работает намного меньше, чем ожидалось. Вместо ожидаемых 200 циклов после двух лет, казалось бы, интенсивного использования, на исследуемой батарее было отработано менее 60 циклов. «Умная» аккумуляторная технология делает такую ​​информацию возможной. При меньшем количестве циклов переход на более энергоемкие батареи становится практической альтернативой.

Герметичные свинцово-кислотные батареи часто используются для питания дефибрилляторов, предназначенных для работы в режиме ожидания. Несмотря на то, что свинцово-кислотный аккумулятор громоздкий и тяжелый, он имеет низкий саморазряд и может находиться в режиме готовности в течение длительного времени без необходимости подзарядки. Свинцово-кислотный хорошо работает при сильных всплесках тока. В периоды покоя аккумулятор рассеивает обедненные концентрации кислоты обратно в электродную пластину. Свинцово-кислотный не подходит для длительной высокой нагрузки. 

Медицинская промышленность переходит на литий-ионные. Это возможно благодаря надежным и экономичным ячейкам 18650. Короткие, но сильные выбросы тока, необходимые для дефибрилляторов, по-прежнему представляют собой проблему. Параллельное подключение ячеек и добавление токоограничивающих цепей, которые допускают короткие всплески высокого тока, помогут преодолеть это препятствие.

Какой аккумулятор для электроинструментов лучше всего?

Электроинструменты требуют силы тока до 50 ампер и работают в неблагоприятных условиях. Инструмент должен работать при отрицательных температурах и выдерживать высокие температуры. Аккумуляторы также должны выдерживать удары и вибрацию. 

Большинство электроинструментов оснащено никель-кадмиевыми батареями. никель-металлогидрид испытан с ограниченным успехом. Долговечность - проблема, но новые конструкции улучшились. литий-ионный аккумулятор слишком хрупкий и не может обеспечить высокую силу тока. Свинцово-кислотный слишком громоздкий и не обеспечивает постоянной подачи энергии. У электроинструмента просто нет подходящей альтернативы прочному и трудолюбивому никель-кадмиевому инструменту. 

В попытке вложить больше энергии в электроинструменты увеличивают напряжение аккумулятора. Из-за сильного тока и применения при низких температурах важно согласование ячеек. Согласование ячеек становится более важным по мере увеличения количества ячеек, соединенных последовательно. Слабый аккумулятор имеет меньшую емкость и разряжается быстрее, чем сильный. Этот дисбаланс вызывает перестановку элементов в слабых элементах, если батарея разряжается при высоком токе ниже 1 В на элемент. При воздействии обратного тока в слабом элементе возникает короткое замыкание, и батарею необходимо заменить. Чем выше напряжение аккумулятора, тем больше вероятность повреждения слабого элемента.