Аккумуляторы в современном мире представляют собой практически незаменимый предмет. Они используются во всех видах техники, средств передвижения и коммуникации. Современная научная мысль двигает нас далеко вперед и осваивает все новые и новые источники энергии. При этом старый добрый и проверенный литий-ионный аккумулятор массово заменить не удается. Какими бывают литиевые аккумуляторы и в чем преимущества каждого из видов разберемся по ходу обзора.

Литиевые аккумуляторы ионного типа бывают с разными по химическому составу элементами питания. Наиболее распространенными химическими добавками являются:

  • кобальт,
  • марганец,
  • никель,
  • алюминий,
  • оксид титана,
  • фосфат железа.

Соответственно на рынке представлены следующие виды аккумуляторов – литий-кобальтовый, литий-марганцевый, литий-никель-марганец-кобальтовый.

Самыми достойными в плане конкурентных и эксплуатационных качеств являются литий-железо-фосфатный аккумулятор под названием LiFePo4 и литий-титанатный аккумулятор под названием LTO. Их довольно часто рассматривают как отдельную от литиевых аккумуляторов категорию видов электропитания. Это происходит в силу принципиальных отличий элементов питания.

Практически все литиевые аккумуляторы состоят из электродов, электролитов, контактов и пористого сепаратора. Отрицательно заряженные пластины изготавливаются из графита, а электролит из смеси карбоната и соединения лития с шести валентным фосфатом железа. На роль катода в таких конструкциях подходит кобальтат лития или шпинель литий-кобальт-марганцевый/литий-марганцевый.

Технология изготовления и конструирования литий-ионных элементов модернизируется, благодаря чему происходит совершенствование и повышение уровня безопасности в процесс эксплуатации, а также качественный и количественный рост основных характеристик.

Высокая энергоемкость литий-ионных элементов питания дает возможность помешать в небольшие размеры аккумуляторной батареи больший размер энергии. Высокая степень токоотдачи делает такие аккумуляторы наиболее востребованными на рынке.

Основные характеристики подобных аккумуляторов:

  • чувствительность к перезаряду и минимальным значениям энергии;
  • рабочие температуры от плюс 20 °С до минус 60 °С;
  • степень вероятности низкого саморазряда составляет менее 10%;
  • высокая энергоемкость сочетается с минимальным весом;
  • емкость в процессе использования сокращается в среднем на 10% в год;
  • ресурс сохранения емкости составляет порядка 1000 полных циклов.

Принципиальные отличия литий-железо-фосфатного аккумулятора заключаются в выборе материала для катода – литий-феррофосфат. Он отвечает за все прочие особенности конструкции и характеристики. Более высокий вес самого аккумулятора аналогичной емкости в сравнении с литий-титанатным. Более высокое номинальное напряжение для заряда аккумуляторной батареи.

При этом LiFePo4 обладает значительно большим количеством рабочих циклов, сохраняющихся ресурс емкости батареи на уровне 80%. Это значение достигает 2000 циклов и даже более. Пожалуй, среди прочих достоинств такого типа аккумуляторов можно назвать:

  • стабильность химического состава и термических показателей;
  • выносливость и высокая работоспособность в условиях отрицательных температур;
  • короткое время для зарядки аккумуляторной батареи;
  • высокие показатели безопасности эксплуатации.

Литий-железо-фосфатный аккумулятор сегодня считается самым лучшим силовым агрегатом с отличными эксплуатационными характеристиками.

Принцип работы LiFePo4 основывается на использовании электродов нано-размеров, которые обмениваются ионами между собой, благодаря чему происходит рост активности на поверхности. Такой принцип конструктивного строения LiFePo4 аккумулятора гарантирует ему лучшие технические параметры среди всех литий-ионных аккумуляторов. При этом в случаях важного значения веса самой аккумуляторной батареи такие модели всегда проигрывают.

На выручку к LiFePo4 пришли литий-титанатные аккумуляторы, у которых за счет использования оксида титана в роли катода удалось сохранить технические характеристики LiFePo4 моделей и уменьшить вес. Как заряжать литиевый аккумулятор зависит от того какой именно принцип действия положен в основу создания литий-ионного аккумулятора. Как правило, АКБ заряжается от источника энергопитания не продолжительное количество времени, которое зависит от вида катодов.

Прежде чем остановить свой выбор на той или иной модели литий-ионных аккумулятора необходимо ознакомиться с их техническими характеристиками, которые приведены в техническом паспорте и в основном зависят от модели и производителя. Практическим советом при выборе АКБ на автомобиль является – руководствоваться советами производителя конкретной марки автомобиля по типу аккумуляторов.

Итак, на какие моменты необходимо обратить внимание при выборе аккумулятора на основе лития:

  • условия эксплуатации;
  • требования по весу и длительность использования без перезаряда;
  • финансовые способности покупателя;
  • максимальный ресурс работы;
  • выносливость и долговечность;
  • надежность;
  • устойчивость к отрицательным температурам;
  • рабочий диапазон температур;
  • требуемый диапазон рабочего и номинального напряжения.

Необходимо выбирать оптимальный вариант по стоимости и ресурсу сохранения емкости. Порой бывает, что возможность сэкономить на покупке приводит к слишком быстрой необходимости замены аккумуляторной батареи. На этом фоне поговорка «скупой платит дважды» является поучительной. При возможности установить более тяжелый аккумулятор не стоит экономить на технических характеристиках и обратиться к LiFePo4. Тогда как при отсутствии ограничений в бюджете и необходимости минимизировать вес аккумуляторной батареи оптимальным вариантом станет литий-титановая модель, ярким примером может служить электровелосипед.