Какой аккумулятор лучше, литиевый или свинцовый

• Виды аккумуляторных батарей
• Сравнение свинцовых и литиевых АКБ
• Какая АКБ лучше?
• Выводы

Свинцово-кислотные батареи были разработаны еще в 1850-х годах, но по-прежнему используются в различных сферах. На смену обслуживаемым моделям в 1970-х годах пришли герметичные свинцово-кислотные батареи, не требующие обслуживания. Сейчас широко используются разработки с абсорбирующим стеклянным матом (AGM) и гелевым электролитом (GEL или VRLA).

В 1980-х годах у батарей на основе свинца появился солидный конкурент – литий-ионные АКБ. Вначале они производились с катодом на основе оксида кобальта. Со временем появились варианты с другими типами химии: с добавлением никеля, марганца, кобальта, алюминия, литий-железо-фосфатные, литий-титанатные и др. В будущем ожидается, что Li-ion аккумуляторы полностью вытеснят устаревших конкурентов. Но пока для многих покупателей остается актуальным вопрос, что выбрать: литиевый аккумулятор или свинцовый?

Виды аккумуляторных батарей

Свинцовые и литиевые аккумуляторы включают в себя несколько подвидов. Каждый из них отличается от аналогов технологией производства и техническими характеристиками. Рассмотрим основные типы АКБ с их особенностями:

1. СКА с жидким электролитом (WET) – тяжелые обслуживаемые батареи. Они недорогие, способны работать на морозе, выдерживают до 1000 рабочих циклов. Обратная сторона медали – тяжелый вес, необходимость строго вертикального расположения, пожароопасность, долгая зарядка в специальном помещении с интенсивной вентиляцией, невозможность использования в жилых или слабо вентилируемых помещениях.
2. СКА с абсорбированным электролитом (AGM) – необслуживаемые модели. В числе их преимуществ – безопасность и простота использования, морозоустойчивость (до -30 °С), стойкость к вибрациям, возможность наклона или переворачивания на бок. Но модели типа AGM боятся глубоких разрядов и недолговечны – выдерживают около 400 рабочих циклов. Тем не менее, они подходят для применения в буферном режиме и для организации резервного электропитания.
3. Гелевые – необслуживаемые модели, устойчивые к глубоким разрядам и рассчитанные на 700 циклов заряд-разряд. Допускают переворачивание, часто используются в роли тяговых АКБ для лодочных электромоторов. Они дороже WET или AGM аккумуляторов, но в эксплуатации более практичны.
4. Литий-ионные – необслуживаемые АКБ с высокой плотностью энергии на единицу массы, большим циклическим ресурсом и широким диапазоном рабочих температур. В обширную группу Li-ion аккумуляторов входят модели с различным химическим составом, отличающимися значениями емкости, напряжения, допустимых токов. Всем им характерна высокая надежность, малый саморазряд, работоспособность в широком температурном диапазоне и отсутствие вредных выбросов.
5. Литий-железо-фосфатные (LiFePO4) – один из лучших подвидов Li-ion аккумуляторов. Отличается высокими разрядными токами, ресурсом более 2000 циклов и максимальной безопасностью использования. LiFePO4 аккумуляторы термически и химически стабильны, отлично держат заряд, сохраняют характеристики на морозе и эффективны в роли тяговых АКБ.

АКБ 48 Вольт от 7,8А*ч Li-ion, корпус Hailong 2 (DLG Li-ion 18650, 3200 мА*ч, схема: 13S5P емкость: 16 А*ч (768 Вт*ч))

Артикул:1664

Мало

42 925

В корзину

Автономный источник питания в корпусе 24 Вольта тип 2 (LG M26 Li-ion 18650, 2600 мА*ч, схема: 7S5P емкость: 13А*ч)

Артикул:1700

Предзаказ

20 499

В корзину

АКБ 36 Вольт от 7,8А*ч Li-ion, корпус Hailong 2 (Zhihang Li-ion 18650, 2600 мА*ч, схема: 10S5P емкость: 13 А*ч (468 Вт*ч))

Артикул:1663

Предзаказ

32 992

В корзину

АКБ 48 Вольт от 7,8А*ч Li-ion, корпус Hailong 2 (Zhihang Li-ion 18650, 2600 мА*ч, схема: 13S4P емкость: 10,4 А*ч (499,2 Вт*ч))

Артикул:1664

Предзаказ

31 100

В корзину

Акккумулятор для катера LiFePO4 24 Вольта 50 Ампер*час (36115200, схема: 8S1P, ёмкость: 50 А*ч (1200 Вт*ч), в кейсе, без ваттметра)

Артикул:1693

Предзаказ

72 133

В корзину

Сравнение свинцовых и литиевых АКБ

Технология производства влияет на характеристики АКБ, определяет их преимущества и недостатки. Чтобы выяснить, батарея какого типа больше соответствует конкретным требованиям, нужно сопоставить их отличия. Сравнение по основным параметрам приведено в таблице:

Какая АКБ лучше?

Так что лучше, свинцово-кислотный или литий-ионный аккумулятор? Очевидно, что по соотношению цены и рабочих характеристик выигрывают Li-ion модели, особенно на основе литий-железо-фосфата. Такие батареи отлично подходят для лодочных электромоторов, складской и клининговой техники, инвалидных колясок, гольфкаров, электровелосипедов и другого транспорта на электротяге. Они обеспечивают технике стабильное электропитание и позволяют полноценно использовать возможности оборудования.

В некоторых сферах практически наравне используются как литий-ионные, так и свинцово-кислотные АКБ. Например, они устанавливаются на гольфкары, поломоечные машины, вилочные погрузчики, источники бесперебойного питания, используются в тандеме с лодочными электромоторами. Аккумуляторы типа AGM подходят для небольших ИБП, инвалидных колясок, аварийного освещения. Гелевые модели используются для более крупных ИБП, складской и клининговой техники.

Li-ion аккумуляторы обеспечивают автономное питание всевозможных устройств – от фонариков и электронных сигарет до электромобилей. Во многих случаях такие источники питания не имеют равных, в т. ч. при оснащении цифровой техники, портативных устройств, дронов, радиоуправляемых моделей, гироскутеров, моноколес, электросамокатов и других видов персонального электротранспорта. Такая универсальность позволяет заменить свинцовые батареи современными литиевыми аналогами практически во всех сферах. В частности, такая замена позволяет сократить расходы при использовании погрузчиков и складской техники.

После сравнения, чем отличается литиевый аккумулятор от свинцового, часто появляется идея о замене АКБ на батарею типа Li-ion или LiFePO4. И в теории, и на практике это решение оказывается рациональным. Литиевая технология выигрывает по всем характеристикам – от жизненного цикла, удельной емкости и проводимости зарядов до комфорта и безопасности использования аккумуляторов.

Чтобы использовать вместо свинцово-кислотной батареи модель на основе ионов лития, нужно убедиться в их взаимозаменяемости. Как правило, свинцово-кислотные аккумуляторы имеют напряжение 12 В или 24 В, но и 36, 48 и 60 Вольт не проблема. Для замены используются Li-ion или LiFePO4 батареи идентичного вольтажа. Для этого литиевые элементы питания собираются в единую систему по подходящей схеме и оснащаются общей БМС платой.

На практике замена свинцово-кислотных АКБ на модели класса LiFePO4 обеспечивает следующие преимущества:

• увеличение времени автономной работы;
• продление срока эксплуатации – количество циклов заряд-разряд возрастает примерно в 10 раз;
• снижение весовой нагрузки на оборудование – масса LFP батареи почти втрое ниже, чем масса АКБ той же емкости;
• меньшие расходы в пересчете на каждый год эксплуатации – они снижаются примерно вдвое, т.к. LFP батареи служат более 5 лет даже при ежедневном использовании.

Выводы

В вопросе, какой аккумулятор лучше, свинцово кислотный или литиевый, нет единого мнения. Несмотря на стремительное развитие литиевых технологий, АКБ не сдают позиций и все еще используются при оснащении складской техники, гольфкаров, ИБП и других устройств. Но в силу объективных преимуществ литиевые АКБ все чаще становятся приоритетными.

При выборе оптимального источника питания сегодня лидируют литий-железо-фосфатные батареи. Они имеют стабильную химическую структуру, широкий диапазон рабочих температур и большой циклический ресурс, быстро заряжаются, не боятся глубокого разряда и жестких условий эксплуатации. Такие АКБ часто используются в качестве тяговых батарей для электротранспорта, лодочных моторов, клининговой и складской техники.

В предыдущей статье нашего блога приведены рекомендации по эксплуатации литий-титанатных аккумуляторов.