Как выбрать наиболее подходящую батарейку (элемент питания) для вашего следующего проекта
Обзор
Технологии элементов питания постоянно меняются и за последние несколько десятилетий прошли долгий путь. В зависимости от вашего приложения более подходящим может быть какой-то определенный химический состав элемента питания: щелочной (алкалиновый), угольно-цинковый, NiCd, NiMh, Li-Ion, LiFePO4 и SLA (свиноцово-кислотный) – каждый тип элементов питания имеет уникальные особенности для каждого уникального проекта.
Щелочные (алкалиновые) элементы питания
Щелочные (алкалиновые) элементы питания очень популярны, и их можно найти практически везде. Обычно они обеспечивают 1,5 вольта на элемент, низкий уровень саморазряда, низкую стоимость и приемлемую энергоемкость.
Когда использовать:
- В небольших пользовательских устройствах, таких как пульт дистанционного управления для телевизора. Широкая доступность позволяет потребителям легко заменить их при необходимости.
- Если этого требуют условия. Щелочные батареи часто требуют меньших проверок и особых условий транспортировки, чем другие химические составы. Например, NASA модифицировало iPod'ы для использования щелочных батарей вместо литиевых перезаряжаемых аккумуляторов для использования на космическом шаттле.
Когда не использовать:
- Если требуется низкий уровень саморазряда. Эти батареи будут иметь более короткий срок годности, чем некоторые другие первичные (не перезаряжаемые) элементы питания. Эта особенность данного химического состава батареи делает ее не самой подходящей для таких устройств, как датчики дыма, где обычно рекомендуются первичные литиевые элементы питания.
- Если не нужна высокая энергоемкость. Щелочные элементы питания тяжелее и крупнее, чем батареи на других химических составах, что делает их менее идеальными для легких устройств, таких как самолеты и дроны с дистанционным управлением.
Угольно-цинковые батареи
Угольно-цинковые элементы питания часто продаются как «сверхмощные» батареи. Как правило, это более дешевая альтернатива щелочным батареям.
Когда использовать:
- Если основным фактором является стоимость. Угольно-цинковые батареи часто входят в комплект с более дешевыми детскими игрушками или пультами для телевизоров.
Когда не использовать:
- Если требуется высокий ток разряда. Приложения, требующие большой мощности, такие как мощные фонарики или электроинструменты, с батареями такого типа могут работать не так, как предусмотрено.
- Если нужна большая емкость. У угольно-цинковых батарей запас энергии обычно меньше, чем у щелочных батарей. Для продуктов, которым требуется длительное время работы, этот химический состав является не лучшим решением.
Литиевые (первичные, не перезаряжаемые) элементы питания
Первичные литиевые батареи представляют собой относительно новый химический состав. Размер этих элементов варьируется от маленьких батарей для часов до достаточно больших батарей.
Когда использовать:
- Если приложение имеет низкое потребление тока, например, датчики дыма или часы.
- Если требуется низкий уровень саморазряда.
- Если вес элементов питания является критическим фактором. Как правило, первичные литиевые элементы легче, чем первичные элементы питания на других химических составах.
- Если нужна маленькая батарея. Первичные литиевые батареи бывают разных небольших размеров, что делает их идеальными для часов и слуховых аппаратов.
Когда не использовать:
- Если основным требованием является низкая стоимость. Первичные литиевые элементы питания, как правило, это не самый дешевый химический состав.
NiCd (никель-кадмиевые) аккумуляторы
NiCd (никель-кадмиевые) аккумуляторы часто стоят дешевле, чем NiMh (никель-металлогидридные) или литиевые аккумуляторы. Они могут сохранять память, если были не разряжены или неправильно эксплуатировались.
Когда использовать:
- Если требуется недорогой перезаряжаемый элемент питания.
- Если необходим длительный срок эксплуатации. NiCd аккумуляторы обычно можно заряжать и разряжать большое количество раз. Если всё делать правильно, эти аккумуляторы можно заряжать больше раз, чем аккумуляторы на других химических составах.
Когда не использовать:
- Если условия эксплуатации не известны. NiCd аккумуляторы для большего срока службы требуют специальной процедуры зарядки. Для приложений, где эта процедура может не соблюдаться, лучше использовать аккумуляторы других типов.
NiMh (никель-металлогидридные) аккумуляторы
Эти аккумуляторы часто содержат больше энергии, более устойчивы и предлагают меньшее количество циклов заряда/разряда, чем NiCd аккумуляторы.
Когда использовать:
- Если требуется большой ток разряда, например, в электроинструментах.
- Если процедура зарядки не известна. Например, если аккумулятор может заряжаться, когда он еще имеет половину заряда; для NiCd аккумуляторов это будет вредно, но для NiMh это будет нормально.
Когда не использовать:
- Если требуется длительный срок службы. Заявленный срок службы NiMh аккумуляторов обычно составляет 1000 циклов заряда/разряда. Если продукт будет перезаряжаться ежедневно, срок службы аккумулятора не сможет превысить нескольких лет.
SLA (свиноцово-кислотные) аккумуляторы
SLA (свиноцово-кислотные) аккумуляторы, как правило, представляют собой более крупные батареи для использования в приложениях, где требуется большое количество энергии при низких затратах.
Когда использовать:
- Если необходимо хранить большое количество энергии.
- Если стоимость аккумулятора играет большую роль в стоимости всего изделия. Эти элементы питания часто дешевле по сравнению с аккумуляторами на других химических составах при той же емкости.
Когда не использовать:
- Если вес очень важен. Основной компонент химического состава данных аккумуляторов – это свинец, поэтому эти аккумуляторы часто очень тяжелые.
- Если необходимо большое количество циклов заряда/разряда. Обычно эти аккумуляторы хорошо работают только в течение нескольких сотен циклов заряда/разряда.
Литиевые (вторичные, перезаряжаемые) элементы питания
Это широкая категория аккумуляторов, которая включает в себя множество различных химических составов. Однако, как правило, эти аккумуляторы предлагают самую высокую энергоемкость.
Когда использовать:
- Если нужна высокая энергоемкость. Эти аккумуляторы имеют большую энергоемкость по сравнению с другими типами.
- Если требуется высокий ток разряда. Некоторые литиевые аккумуляторы имеют ток разряда, до 90 раз превышающий их номинальную емкость.
Когда не использовать:
- Если проверка качества аккумулятора будет слишком дорогой. Большинство литиевых аккумуляторов должны пройти испытания, прежде чем будет разрешена их перевозка. Кроме того, большинство транспортных компаний имеют дополнительные правила и нормы для перевозки литиевых аккумуляторов.
Вот и всё! Теперь вы знаете, на что стоит обратить внимание при выборе элементов питания для своего следующего проекта.