тел. (044) 568-35-16
факс (044) 568-35-16
моб. (067) 998-25-37

США начнет продавать сланцевый газ Японии

Порівняльне тестування літій-тіонілхлорідних батарейок

Широко використовуються в промисловості літій-тіонілхлорідние елементи живлення ідеально підходять для постачання енергією пристроїв з невеликим енергоспоживанням і тривалим періодом роботи. Ринковий розкид цін на них досить великий. Чи справді дорогі батарейки коштують своїх грошей? Відповісти на це питання допоможе тестування елементів живлення типорозміру АА семи різних виробників, що проводиться інженерами компанії КОМПЕЛ.

В про багатьох сучасних промислових пристроях використовуються літієві хімічні джерела струму - літієві гальванічні елементи або батарейки. Зазначений тип батарейок широко застосовується в приладах обліку енергоресурсів, датчиках контролю з дистанційним збором інформації, автомобільних охоронних системах, охоронно-пожежних датчиках. Широке застосування пояснюється чудовими енергетичними та експлуатаційними показниками по відношенню до інших типів.

Серед літієвих джерел струму найбільш популярними в промислових пристроях є елементи на основі електрохімічної системи літій-тіонілхлорид (Li-SOCl2). Вони характеризуються максимальною питомою щільністю енергії, найбільш високою напругою, низьким саморазрядом і, відповідно, самим тривалим терміном зберігання. Елементи цієї групи з бобіни конструкцією елемента найкраще підходять для пристроїв з невеликим споживанням енергії і тривалим періодом роботи (10 ... 15 років). Слід зауважити, що за вказаною електрохімічної системі виготовляються також і елементи з підвищеними струмами, але мають при цьому меншу ємність (спіральна конструкція).

На ринку присутня досить багато літій-тіонілхлорідних елементів різних виробників з однаковими або близькими за значенням параметрами, але різних за ціною, причому, в деяких випадках ціна відрізняється в кілька разів. Логічно припустити, що таке сильне цінову відмінність не може бути пояснено тільки приналежністю до того чи іншого бренду, і, швидше за все, на нього впливають якісь технічні або експлуатаційні аспекти.

Для оцінки поведінки в різних умовах експлуатації і порівняння основних характеристик ми вирішили провести тестування таких батарейок. Для цього були придбані літій-тіонілхлорідние «пальчикові» батарейки типорозміру АА європейських і азіатських виробників SAFT, EEMB, EVE, Minamoto, Varta, Vitzrocell (Tekcell), Robiton (рисунок 1). Основні параметри цих елементів з листа технічних даних (даташітов) зведені в таблицю 1.

Широко використовуються в промисловості літій-тіонілхлорідние елементи живлення ідеально підходять для постачання енергією пристроїв з невеликим енергоспоживанням і тривалим періодом роботи

Мал. 1. Тестовані батарейки

Таблиця 1. Основні параметри гальванічних елементів

Найменування Вироб-

ник

Ємність, мАг Струм вимірю-

ня ємності, мА

Максимальний безперервний струм, мА Максимальний імпульсний струм, мА Температурний діапазон, ° С Дата
виготовлення ER AA Varta 2500 2 60 150 -55 ... 85 2014.01 ER14505 Minamoto 2400 1 100 200 -55 ... 85 2016.12 ER14505 EEMB 2400 2 100 200 -55 ... 85 2016.09 ER14505 EVE 2700: 1 40 150 -55 ... 85 2015.02 ER14505 Robiton 2400 1 100 200 -55 ... 85 відсутня LS 14500 Saft 2600 2 50 250 -60 ... 85 2016.11 SB-AA11 Tekcell 2500 2 60 100 -55 ... 85 2016.06

При підготовці до тестування ми зіткнулися з деякими нюансами. У компанії Robiton на батарейках не було вказано дата виробництва (Datacode) і зрозуміти, коли вони були виготовлені, не представляється можливим.

З батарейкою Tekcell ситуація ще цікавіше. Закуповувалася батарейка з найменуванням SB-AA11. Елемент повинен бути синього кольору, так як ми тестуємо елементи бобінного типу, і саме синім кольором позначаються елементи виробника Vitzrocell (Tekcell). За інформацією на чеку від торгової організації було найменування SB (W) -AA11, оболонка елемента має синій колір, але на самому елементі написано SW-AA11, що позначає маркування спіральної конструкції (рисунок 2а). Батарейки між собою відрізняються внутрішньою конструкцією (синя - бобінна і зелена - спіральна, малюнки 2б, 2в) і, відповідно, електричними параметрами. Елементи серії SB призначені для роботи з невеликими струмами, як і обрані елементи інших виробників, і мають місткість 2500 мА • год, а елементи серії SW призначені для роботи з підвищеними струмами і володіють меншою ємністю (2000 мА • год). До речі, подібні сільноточние батарейки є і у інших розглянутих нами виробників. Але для цього експерименту ми свідомо вибрали слабкострумові елементи, що мають максимальну ємність. В даному випадку ми будемо вважати, що має місце помилка при виробництві батарейки, однак такі помилки серед серйозних виробників зустрічаються рідко.

В даному випадку ми будемо вважати, що має місце помилка при виробництві батарейки, однак такі помилки серед серйозних виробників зустрічаються рідко

а)

а)

б)

б)

в)

Мал. 2. Зовнішній вигляд батарейок Tekcell: а) SW-AA11 (закуплені), б) SW-AA11 (по даташіту),
в) SB-AA11 (по даташіту)

Уточнимо, що у цього виробника були додатково перевірені листи технічних даних і інформація на сайті про подібні батарейках інших типорозмірів. У всіх документах значиться, що синім кольором маркуються батарейки SB, а батарейки SW - зеленим. У підсумку виходить, що колір і найменування нашого елементу не відповідають зазначеної інформації в листі технічних даних виробника. Тому насправді нам невідомо, що ми закупили. Проте, ми включимо цю батарейку в тестування і будемо вважати її SB-AA11, а по результату тесту спробуємо визначити, що ж це насправді.

За даними таблиці 1 видно, що обрані батарейки виробників EVE, Saft, Varta і Tekcell мають дещо пониженим максимальним безперервним струмом по відношенню до виробників EEMB, Robiton і inamoto, але максимальний імпульсний струм у них всіх має порівнянне значення, за винятком Tekcell, імпульсний струм якого найнижчий.

На тлі інших батарейок виділяється елемент виробника SAFT - єдине виріб з температурним діапазоном від -60 ° С і максимальним значенням імпульсного струму 250 мА. Крім того, ця батарейка має найбільшу ємність серед розглянутих при струмі розряду 2 мА.

Суть проведеного експерименту буде полягати не в тому, щоб не перевіряти параметри даташіта, а в опреденіі, який елемент краще в тому чи іншому застосуванні. Для цього всі елементи поставимо в однакові умови.

Експеримент буде складатися з двох частин, які будуть проводитися одночасно. У першій частині ми здійснимо повний розряд на постійне опір 3,3 кОм при температурі -20 ° С в камері холоду, а в другій - розрядимо батарейки в імпульсному режимі в нормальних температурних умовах (рисунок 3). Параметри імпульсного режиму виберемо наступні: амплітуда імпульсу приблизно 47 мА (навантажувальний опір 75 Ом), тривалість імпульсу 150 мс, період 1 хвилина.

Параметри імпульсного режиму виберемо наступні: амплітуда імпульсу приблизно 47 мА (навантажувальний опір 75 Ом), тривалість імпульсу 150 мс, період 1 хвилина

Мал. 3. Установка для імпульсного розряду батарейок

У всіх режимах розрядний струм не перевищує параметрів, зазначених в листі технічних даних на батарейку. Орієнтовно даний експеримент триватиме близько 2,5 місяців для першої частини і приблизно 1,5 місяці для другої частини.

У першій частині експерименту ми будемо контролювати тільки напруга під навантаженням (розрядна крива), а в другій - напруга холостого ходу, напруга під навантаженням, зможемо розрахувати внутрішній опір в даному режимі і побудувати його графік.

Відомо, що літій-тіонілхлорідние елементи живлення схильні до ефекту пасивації. Ступінь пассивации залежить від термінів і умов зберігання. З таблиці 1 видно, що у нас є елементи 2015 і навіть 2014 року випуску. Тому перед початком експерименту ми перевірили батарейки на пасивацію, підключивши до них навантажувальний опір 360 Ом (10 мА) і проконтролировав просідання напруги. В результаті перевірки ми виявили, що в жодного елемента напругу не знизилася до значення менш ніж 3,30 В (результати наведені в таблиці 2), тому можна вважати, що депассівація (активація) обраним батареям не потрібно. Виходячи з цього, можна зробити перший висновок, що всі досліджувані батарейки різних виробників не мають серйозних проблем з пасивацією, і їх зберігання терміном близько півроку не критично.

Таблиця 2. Напруга на холостому ходу і під навантаженням

Виробник Напруга холостого ходу, В (зразок № 1) Напруга холостого ходу, В (зразок № 2) Напруга на навантаженні 360 Ом, В (зразок № 1) Напруга на навантаженні 360 Ом, В (зразок № 2) Varta 3,66 3 , 66 3,30 3,32 Minamoto 3,67 3,67 3,32 3,34 EEMB 3,67 3,67 3,55 3,45 EVE 3,67 3,67 3,51 3,53 Robiton 3, 67 3,67 3,45 3,42 Saft 3,66 3,66 3,40 3,44 Tekcell 3,66 3,66 3,30 3,31

Про хід та результати експерименту ми будемо інформувати вас в наступних випусках журналу.

Частина 2.

Частина 3.

Частина 4.

Частина 5.

Частина 6.

Чи справді дорогі батарейки коштують своїх грошей?