Ni-Cd, Ni-MH и Li-Ion аккумуляторы. В чем разница. Плюсы и минусы
Основные типы аккумуляторов:
Ni-Cd Никель-кадмиевые аккумуляторы
Для аккумуляторного инструмента никель-кадмиевые аккумуляторы являются фактическим стандартом. Инженерам хорошо известны их достоинства и недостатки, в частности Ni-Cd Никель-кадмиевые аккумуляторы содержат кадмий – тяжёлый металл повышенной токсичности.
У никель-кадмиевых аккумуляторов есть так называемый «эффект памяти» суть которого сводится к тому, что при заряде не полностью разряженного аккумулятора его новый разряд возможен только до того уровня, с которого его зарядили. Другими словами аккумулятор «помнит» уровень остаточного заряда, с которого его полностью зарядили.
Итак, при заряде не полностью разряженного Ni-Cd аккумулятора происходит уменьшение его ёмкости.
Существует несколько способов борьбы с этим явлением. Опишем только самый простой и надёжный способ.
При использовании аккумуляторного инструмента с Ni-Cd аккумуляторными батареями следует придерживаться простого правила: заряжать только полностью разряженные аккумуляторы.
Рекомендуется хранить Ni-Cd Никель-кадмиевые аккумуляторные батареи в разряженном состоянии, желательно чтобы разряд не был глубоким, в противном случае это может вызвать необратимые процессы в батарее.
Плюсы Ni-Cd Никель-кадмиевых аккумуляторов
Минусы Ni-Cd Никель-кадмиевых аккумуляторов
Ni-MH Никель-металлогидридные аккумуляторы
Эти аккумуляторы предлагаются на рынке как менее токсичные (по сравнению с Ni-Cd Никель-кадмиевыми аккумуляторами) и более экологически безопасные, как в производстве, так и при утилизации.
На практике Ni-MH Никель-металлогидридные аккумуляторы действительно демонстрируют весьма большую ёмкость при габаритах и массе, несколько меньших, чем у стандартных Ni-Cd Никель-кадмиевых аккумуляторов.
Благодаря практически полному отказу от применения токсичных тяжелых металлов в конструкции Ni-MH Никель-металлогидридных аккумуляторов последние после использования могут быть утилизованы вполне безопасно и без экологических последствий.
У никель-металлогидридных аккумуляторов несколько снижен «эффект памяти». На практике «эффект памяти» практически незаметен из-за высокого саморазряда этих аккумуляторов.
При эксплуатации Ni-MH Никель-металлогидридных аккумуляторов желательно разряжать их в процессе работы не полностью.
Хранить Ni-MH Никель-металлогидридные аккумуляторы следует в заряженном состоянии. При длительных (более месяца) перерывах в работе аккумуляторы следует перезаряжать.
Плюсы Ni-MH Никель-металлогидридных аккумуляторов
Минусы Ni-MH Никель-металлогидридных аккумуляторов
Li-Ion Литий-ионные аккумуляторы
Несомненным достоинством литий-ионных аккумуляторов является практически незаметный «эффект памяти».
Благодаря этому замечательному свойству Li-Ion аккумулятор можно заряжать или подзаряжать по мере необходимости, исходя из потребностей. Например, можно подзарядить не полностью разряженный литий-ионный аккумулятор перед важной, ответственной или продолжительной работой.
Длительное хранение рекомендуется производить при половинном уровне заряда литий-ионного аккумулятора.
К сожалению эти аккумуляторы являются наиболее дорогими аккумуляторными батареями. Кроме того литий-ионные аккумуляторы имеют ограниченный срок службы, независящий от числа циклов разряд-заряд.
Резюмируя можно предположить, что литий-ионные аккумуляторы лучше всего пригодны для случаев постоянной интенсивной эксплуатации аккумуляторного инструмента.
Плюсы Li-Ion Литий-ионных аккумуляторов
Минусы Li-Ion Литий-ионных аккумуляторов
Из практики эксплуатации Li-Ion Литий-ионных аккумуляторов в телефонах, фотокамерах и т.д. можно отметить, что эти аккумуляторы служат в среднем от 4 до 6 лет и выдерживают за это время около 250-300 циклов разряда-заряда. При этом абсолютно точно замечено: больше циклов разряд-заряд – короче срок службы Li-Ion Литий-ионных аккумуляторов!
Все эти типы аккумуляторов имеют такой важный параметр как емкость. Емкость аккумулятора показывает, сколько времени он сможет питать подключенную к нему нагрузку. У радиостанции емкость аккумулятора измеряется в миллиампер-часах. Эта характеристика обычно указывается на самой батарее.
Для примера возьмем радиостанцию Альфа 80 и ее батарею емкостью 2800 мАч. При цикле работы 5/5/90, где 5% времени работы радиостанции на передачу, 5% работы на прием, 90% времени дежурный режим — время работы радиостанции составит не менее 15 часов. Чем ниже будет этот параметр у батареи, тем меньше она сможет проработать.
Следите за новостями в наших группах:
Преимущества автоматических выключателей
В соответствии со стандартами «автоматический выключатель» определяется как «механическое переключающее устройство, способное устанавливать, проводить и отключать токи в нормальных рабочих условиях цепи, а также устанавливать, проводить в течение определенного времени и отключать токи в указанные аномальные условия цепи, например, возникающие в случае короткого замыкания».
Коммутаторы можно классифицировать по разным критериям.
Одна из них — их функция:
• Выключатели питания. Устанавливаются при подключении электрического щита к трансформатору, генератору и т. д. Они должны быть согласованы с переключателями распределения, чтобы гарантировать селективность защиты.
• Распределительные переключатели. Они защищают проводники, соединяющие распределительный щит с другой точкой системы.
• Пользовательские переключатели. В этом случае защита прямая, так как она располагается максимально близко к нагрузке.
Второй критерий классификации переключателей основан на типе использования:
Также автоматические выключатели можно классифицировать по типу конструкции:
• Модульные переключатели. Характеризуется номинальным током до 50 или 63 А и низкой отключающей способностью.
• Выключатели в литом корпусе. Они более надежны, чем модульные выключатели, используются на токи примерно до 1000 А.
• Открытые или воздушные выключатели. Их использование распространяется на самые высокие токи, примерно до 6300 А.
Каковы основные параметры выбора автоматических выключателей?
Для расчета и выбора автоматического выключателя необходимо учитывать следующие параметры:
• Номинальное рабочее напряжение. Это напряжение, при котором выключатель работает без сбоев в условиях установки. Автоматические выключатели могут иметь разные номинальные значения рабочего напряжения, которые соответствуют разным характеристикам.
• Номинальный ток. Это максимальное значение тока, которое может бесконечно циркулировать через автоматический выключатель, не превышая значений температуры, допустимых для компонентов, по которым протекает ток.
• Условный тепловой номинальный ток. Это ток, выше которого автоматический выключатель срабатывает в случае перегрузки.
• Регулировка тока срабатывания магнитного расцепителя. Это ток, выше которого автоматический выключатель срабатывает в случае короткого замыкания. Иногда этот ток определяется на основе типа кривой отключения.
Аккумуляторы для электроинструмента
Сегодня АКБ используются практически повсюду начиная с детских игрушек и заканчивая стартерными батареями для автомобилей. Что же касается электроинструмента, для его комплектации применяется несколько типов батарей:
Ni-Cd (никель-кадмиевые)
Явление при котором аккумуляторная батарея теряет доступную для заряда ёмкость из-за того, что в процессе эксплуатации она не полностью разряжалась называется эффектом памяти. Физика процесса аналогична наполнению стакана водой. В чистом пустом стакане помещается определённое количество жидкости. Этот объём всегда больше того, который поместится в той же ёмкости, но, к примеру, засыпанной камешками. Так при недостаточно разряженном аккумуляторе активное вещество в процессе заряда меняет свою структуру, его частицы укрупняются и уже не могут выполнять свои функции.
Но основной проблемой, которая по большому счёту и стала причиной активного внедрения со стороны производителей электрооборудования литий-ионной технологии, стала токсичность кадмия и необходимость его правильной утилизации, которая достаточно дорого им обходится. Но по всем остальным параметрам Ni-Cd вне конкуренции, ведь только он способен эффективно работать если
Всё это делает Ni-Cd незаменимым при комплектации ручного электроинструмента большой мощности.
Ni-MH (никель-металлгидридные)
В качестве замены Ni-Cd элементам в 1975 году началась работа по созданию батарей, которые бы решали все вышеуказанные проблемы и при этом сохраняли высокие рабочие показатели своего предшественника. Проблемы решить удалось, но и достоинств оказалось немного.
С другой стороны можно отметить и достаточно серьёзные недостатки при таком же сравнении:
Ni-MH существенно уступает кадмиевой технологии, поэтому хотя и используются в качестве источника энергии для электроинструмента, но с точки зрения пользователя они никогда не станут лучшим вариантом из возможных.
Li-ion (литий-ионные)
Сегодня литий-ионные аккумуляторы активно продвигаются производителями, расширяется область их использования. Конечно, они имеют свои «плюсы», но и недостатков у них не меньше.
Но с другой стороны Li-ion отличаются
Если говорить об использовании литий-ионных аккумуляторов в электроинструментах, то основным фактором, по которому они бесспорно впереди других имеющихся технологий, является очень большая ёмкость. В связи с этим оптимальной сферой использования Li-ion будут такие инструменты как дисковые пилы, угловые шлифовальные машины («болгарки»), перфораторы.
Li-pol (литий-полимерные)
Это последняя разработка на основе литий-ионной технологии. Отличие между ними состоит в том, что на смену жидкому электролиту пришёл гелеобразный полимер. В результате производителю удалось добиться повышения ёмкости аккумулятора и снятия любых ограничений в отношении формы корпуса батареи, включая ультратонкие элементы. Кроме того, их достоинством по отношению к литий-ионным АКБ можно считать меньшую взрывоопасность.
Явными недостатками помимо тех, которые имеют место у Li-ion элементов питания, являются
В качестве АКБ для электроинструмента Li-pol пока используются достаточно редко, но судя по активному внедрению их предшественников, этот процесс сдерживается только их стоимостью. Именно высокая цена не даёт литиевой технологии окончательно побороть Ni-Cd, хотя даже в этом случае для работы с мощным инструментом в сложных условиях технологии Li-ion и Li-pol всё равно их не заменят.
На что обратить внимание при покупке инструмента?
Если стоит вопрос выбора типа аккумуляторной батареи для электроинструмента, то в первую очередь важно определиться со сферой его будущего использования. Чаще всего такая необходимость возникает на производстве, где важна безотказность оборудования в течение длительного времени, возможность работы при любых погодных и температурных условиях, неприхотливость, возможность быстрой зарядки.
Для этих целей никель-кадмиевые АКБ подходят идеально. Кроме того, именно они способны работать с наиболее мощным оборудованием. Для того чтобы в принципе не иметь проблем с автономностью работы инструмента, можно посоветовать иметь запасную батарею. Таким образом можно позволить себе работать до полного разряда, что важно для Ni-Cd, и при этом не прерываться на время зарядки.
Что же касается бытового электроинструмента, который чаще всего используется эпизодически, то здесь есть два пути. Если есть желание купить устройство, которое прослужит 5-7 лет и не «умрёт» в самый неподходящий момент, то опять-таки Ni-Cd – ваш вариант. Если же нет желания возиться с полным разрядом, периодической тренировкой батареи даже в то время, когда она не используется, литий-ионная технология сможет решить эти задачи. Она даёт возможность работать с бытовым электроинструментом малой и средней мощности, имеет большую ёмкость, может подзаряжаться вне зависимости от степени разряженности аккумулятора в любое удобное для этого время. Дополнительным фактором, обеспечивающим удобство в работе с Li-ion, становится его небольшой вес и габариты.
Одним из решающих аспектов выбора любого оборудования чаще всего становится его стоимость. Если сравнивать оборудование именно по этому признаку, то при расположении АКБ от наименьшей стоимости к наибольшей, получается следующая последовательность: Ni-Cd, Ni-MH (дороже кадмиевых из-за более сложного технологического процесса), Li-ion и Li-pol.
Какой аккумулятор лучше для шуруповерта — литиевый или кадмиевый?
Дрель, шуруповерт — необходимые в быту инструменты. Приобрести их будет полезно каждому, кто занимается обустройством дома своими руками. Также и для мастеров-профессионалов шуруповерты сейчас незаменимы. А поскольку в магазинах строительного инструментария выбор их огромный, у многих могут возникнуть резонные вопросы: какой инструмент лучше выбрать и какой аккумулятор лучше для шуруповерта? От выбора АКБ зависит очень многое: прежде всего, мобильность инструмента и продолжительность его работы в автономных от сети условиях. Прежде чем окончательно решить, какие батареи наиболее предпочтительны в том или ином случае, следует более подробно ознакомиться с тем, какие аккумуляторы используются в шуруповертах.
Типы батарей
Итак, какие бывают аккумуляторы? Обычно для электродрелей применяются никель-кадмиевые и литиевые элементы питания. Есть еще никель-металлгидридные АКБ, и они по-своему хороши. Но для шуруповертов они стали использоваться очень редко: эти батарейки, к сожалению, очень быстро нагреваются и при зарядке, и при интенсивной работе инструмента. К тому же, никель-кадмиевые аккумуляторы, несмотря на то, что их по праву можно назвать «ветеранами» в ряду химических источников тока, по многим характеристикам до сих пор превосходят никель-металлогидриды.
Никель-кадмиевые и никель-металлгидридные АКБ
Ni-Cd являются первыми щелочными аккумуляторными батареями, техника производства которых была разработана еще в конце XIX века. Однако по причине того, что для тех времен массовое производство АКБ было очень дорогим и требовало определенных условий, интенсивно оно началось только в 50-х годах ХХ века.
Более коротко все преимущества никель-кадмиевых АКБ можно озвучить таким образом:
Для того чтобы Ni Cd аккумуляторы для шуруповерта выработали весь свой положенный срок службы, существует несколько действенных рекомендаций по их эксплуатации.
«Эффект памяти», который имеется у никель-кадмиевых аккумуляторов для шуруповертов, на самом деле не представляет собой слишком большой недостаток. Для того чтобы они не «запоминали» ненужный уровень зарядки, нужно провести им два-три полных цикла заряда-разряда. Тогда все их лучшие показатели быстро восстановятся.
Для того чтобы «эффект памяти» проявлялся меньше и реже, не стоит часто подзаряжать их. Лучше проводить им полные циклы зарядки, тем самым «очищая память». Именно это надолго обеспечит никель-кадмиевым аккумуляторам большую продуктивность работы.
Что можно сказать о Ni-MH АКБ, кроме того, что они склонны к нагреву? Эти батареи менее вредны для окружающей среды. «Эффект памяти» у них выражен меньше, чем у Ni-Cd предшественников. Но заряжать их придется чаще, потому что процент саморазряда эти батареи имеют высокий. По популярности уступают кадмиевым.
Литий-ионные батареи и их преимущества
Именно аккумуляторы на основе лития сейчас постоянно на слуху у многих потребителей. Отчасти благодаря тому, что литиевый состав используется везде, практически в любом гаджете, начиная от смартфона и заканчивая персональным ноутбуком. Появились они не так давно, если сравнивать время их возникновения с никель-кадмиевыми — только в 90-х годах прошлого века.
Чем же столь примечательны литиевые аккумуляторы?
Рассмотрим их достоинства в сравнении с предшественниками:
Высокий уровень емкости обеспечивает успешное применение именно этого вида аккумуляторов в техническом инструментарии профессионального плана.
Литиевые или никель-кадмиевые аккумуляторы — какие лучше?
На самом деле, вопрос о том, какой аккумулятор лучше для шуруповерта, поставлен не совсем корректно. Все зависит от ситуации и от продолжительности времени, в течение которого будет использоваться инструмент.
Например, при покупке шуруповерта, бывшего в употреблении, не стоит брать его с литиевыми аккумуляторами. Есть большая доля вероятности того, что в случае, если инструмент не использовался долгое время, его аккумуляторный блок уже непригоден к использованию. Если же бывший в употреблении «шурик» продается с кадмиевыми аккумуляторами, они могут сохранить до 60% заряда, независимо от того, рабочий был инструмент или нет.
Если шуруповерт используется не очень часто, литиевые аккумуляторы скорее «постареют», чем отслужат свои положенные 1500 циклов. Поэтому для периодического бытового использования нет смысла покупать инструмент с литиевыми аккумуляторами.
Кадмий может служить от 8 до 10 лет, независимо от того, используются батареи, или нет. Он также спокойно может лежать на складе, сохраняя свои свойства, в отличие от лития. Если вы не планируете использовать шуруповерт часто, ответ на вопрос о том, как выбрать аккумулятор, будет кратким и правдивым: выбирайте кадмий.
Итак, если шуруповерт не используется интенсивно, для периодического бытового использования выбирайте инструмент, укомплектованный никель-кадмиевым аккумуляторным блоком. Если же вы работаете с шуруповертом ежедневно и профессионально — безусловно, лучше будет остановить свой выбор на литии, потому что аккумуляторы отслужат свои положенные 1500 циклов, вернут и окупят вложенные в них деньги. Не переплачивайте за ненужные циклы, если вы не используете инструмент часто и постоянно.
Таким образом становится ясно, что никель-кадмиевые батареи, по сути дела, ничуть не хуже литиевых. Главный вопрос состоит только в сфере применения обоих видов химических элементов питания. При использовании каждого из них в нужное время и в нужном месте и тот, и другой могут быть одинаково полезны и хороши. О том, как провести замену аккумуляторов в шуруповерте, в том числе с Ni-Cd на Li-Ion, читайте здесь →
Никель-кадмиевые аккумуляторы или литий-ионные — что выбрать?
Здравствуйте! В этой статье я расскажу, что лучше выбрать — никель-кадмиевые аккумуляторы или литий-ионные.
При выборе аккумуляторного инструмента всегда приходиться думать, с каким типом батарей его купить — литий-ионными (Li-ion) или никель-кадмиевыми (Ni-Cd). Многие уже наслышаны о плюсах литий-иона, тем более, что и в сотовом телефоне у каждого стоит именно он. Но не все так просто. В этой статье я расскажу, в чем здесь разница.
Различие между литий-ионным и никель-кадмиевым аккумуляторами
Здесь я буду говорить о разнице в эксплуатационных свойствах Li-ion и Ni-Cd.
Итак, главным отличием литий-ионных батарей от никель-кадмиевых является то, что первые не имеют эффекта памяти, а вторые, соответственно, имеют.
Что такое эффект памяти? Это очень неприятное свойство никель-кадмия, заключается которое в следующем. Если вы поставите его на зарядку и, не дав полностью зарядиться, снимите, то он запоминает ту набранную емкость, до которой успел зарядиться, и при следующих зарядках, сколько его не держи, зарядится только до той отметки, которую запомнил при первой неполной зарядке. Отсюда и название — эффект памяти.
Также верно и обратное — если поставить такой аккумулятор заряжаться, не дав ему полностью разрядиться, то он запоминает отметку, до которой ему дали разрядится и в дальнейшем, достигая ее, разряжаться не будет, и соответственно техника работать от него не сможет.
И вот всех этих «радостей» лишен литий-ионный аккумулятор. Поэтому многие, покупая аккумуляторный инструмент, стремятся приобрести его с таким питающим элементом именно из-за отсутствия у него эффекта памяти.
Вторым преимуществом литий-ионника перед никель-кадмиевым является то, что он практически не теряет своего заряда, если просто лежит без дела. Даже пролежав два года без дела, потеря составит не более 20%. Этим не может похвастаться никель-кадмий, который теряет весь свой заряд за полгода простоя. А если пролежит без дела целый год, то может высадиться в ноль и потом совсем не сможет зарядиться. Поэтому раз в полгода его нужно вставлять в зарядное устройство и полностью зарядить. Ну, если вы, конечно, хотите, чтобы он служил у вас долго.
И вроде бы всё указывает на то, что нужно брать аппараты с литий-ионом. Однако следует сказать, что стоимость их значительно больше. Поэтому многие предпочтут сэкономить, и купить технику с никель-кадмием, посчитав, что можно и поуделять немного больше внимания процессу зарядки, чем платить лишние немалые деньги. Тем более, что срок эксплуатации у обоих типов примерно одинаков (конечно, если правильно эксплуатировать никель-кадмий).
Но самым существенным недостатком литий-ионок является невозможность их длительной эксплуатации при минусовых температурах. Некоторые наверное замечали, как у них на сотовом телефоне, пролежавшем долго на холоде, отметка уровня заряда падала книзу, либо аппарат совсем выключался. Но затем, при переносе телефона в тепло, тот снова показывал полный заряд. Это как раз проявление этого неприятного свойства.
Если в случае с телефоном такая неприятность простительна, так как его итак обычно держат в кармане, где его греет тепло вашего тела, то вот с аккумуляторным инструментом, которым нужно трудиться на улице, когда за бортом холодно, такое свойство просто не позволит выполнить задуманное дело. Даже поставленная на холоде в зарядное устройство литий-ионная батарея не показывает признаков жизни и абсолютно не заряжается.
И вот в этом случае понадобятся никель-кадмиевые батареи, которые и при минус двадцати могут держать свою емкость, пусть и не на 100%. Но поработать с ними получится в любом случае.
Вывод
Таким образом, при всех плюсах литий-иона, всегда нужно помнить, что есть условия, когда без никель-кадмиевых аккумуляторов не обойтись. Поэтому покупайте первый вариант, если вы точно знаете, что не будете трудиться в отрицательных (да и положительных близких к нулю) температурах, либо работа в таких условиях будет кратковременной и рядом есть теплое помещение, так как заморочек с их эксплуатацией действительно меньше. Однако на холоде без никель-кадмиевого аккумулятора не обойтись.
Обновление информации. Статья писалась в 2015 году. На момент 2018 года она уже не особо актуальна. Во-первых, литий-ионные аккумуляторы значительно подешевели с тех пор. Во-вторых, на холоде они себя сейчас тоже чувствуют довольно уверенно. Поэтому все производители инструмента на сегодня стали выпускать аккумуляторную технику только с литий-ионными батареями. В продаже еще можно встретить и технику с батареями на основе никеля и кадмия, однако их все меньше и меньше, так как свою актуальность они потеряли.
На этом заканчиваю! Спасибо за внимание! Читайте и другие статьи на моем сайте и до новых встреч!
