Замена свинцового аккумулятора на литиевый

• Плюсы замены свинцовых батарей литиевыми
• Где стоит заменить свинцово-кислотную АКБ на литиевую?
• Что важно учесть при переходе со свинца на литий?

Со времени появления в 1850 году свинцово-кислотные аккумуляторы получили широкое распространение. Несмотря на развитие новых технологий, они не спешат сдавать позиции и остаются востребованными во многих сферах. Конечно, современные свинцовые АКБ гораздо лучше аналогов прошлых десятилетий. В них все реже используется жидкий электролит, т.к. на смену обслуживаемым батареям пришли герметичные модели с абсорбированным или гелевым электролитом.

Тем не менее, по эксплуатационным характеристикам даже самые усовершенствованные свинцовые батареи уступают литиевым АКБ тягового типа. Для оснащения складской и клининговой техники, а также для питания электромоторов на водном транспорте подходят батареи обоих типов. Но при одинаковых рабочих параметрах свинцово-кислотные аккумуляторы гораздо тяжелее и габаритнее. К тому же, они склонны к сульфатации пластин (образованию кристаллов сульфата свинца и быстрой потере емкости), боятся глубоких разрядов и быстрее вырабатывают свой ресурс.

Плюсы замены свинцовых батарей литиевыми

Хотя цена свинцовых АКБ ниже, с учетом срока службы и эффективности применения более выгодны литиевые батареи, особенно модели подвида LiFePO4. Они:

• устойчивы к глубоким разрядам;
• обеспечивают стабильное питание техники без просадок напряжения;
• безупречно работают даже в жару и при минусовых температурах – в диапазоне от -30 до +55 °C;
• имеют удельную емкость 190–250 Вт·ч/кг против 25-40 Вт·ч/кг у свинцово-кислотных моделей;
• полноценно отдают накопленную энергию при высоких разрядных токах;
• быстро заряжаются;
• не боятся систематического недозаряда;
• не склонны к возгораниям и взрывам в аварийных ситуациях;
• при повреждении и разгерметизации выделяют тепло и дым, но без пламени;
• более выгодны по отношению цены к количеству рабочих циклов.

Ресурс таких аккумуляторов превышает 2000 циклов и даже после этого они остаются работоспособными, сохраняя 80% исходного значения восстанавливаемой емкости.

Где стоит заменить свинцово-кислотную АКБ на литиевую?

Такая замена наиболее целесообразна, когда от батареи требуется хороший запас емкости и стабильно высокая токоотдача в сочетании с небольшими размерами и легким весом. Именно эти качества Li-ion аккумуляторов обеспечили стремительное развитие легкого электротранспорта и средств индивидуальных мобильности, для которых громоздкие свинцовые батареи не подходят совсем. Но и технику, которая ранее работала на свинцово-кислотных АКБ, можно сделать более легкой и эффективной, если заменить устаревшие батареи более совершенными аналогами.

В частности, замена свинцового аккумулятора на литиевый актуальна:

• На моторных лодках, катерах, яхтах и других видах водного транспорта – в качестве источников питания для электромоторов, бортовой сети и вспомогательных устройств. Легкая и емкая АКБ не перегружает лодку и при этом позволяет значительно увеличить запас хода.
• На погрузчиках, штабелерах и других видах складской техники. Литиевые аккумуляторы позволяют полноценно использовать технику на протяжении всей рабочей смены, гарантируют стабильную токоотдачу и не вызывают трудностей в обслуживании. К тому же, в аккумуляторный отсек вместо свинцово-кислотной АКБ можно установить Li-ion (LiFePO4) батарею с увеличенным запасом емкости.
• На подметально-поломоечных машинах и других разновидностях техники для профессионального клининга. Преимущества такой модернизации такие же, как при переоснащении складской техники. К тому же, при интенсивном использовании в циклическом режиме батареи на основе лития по максимуму раскрывают свои преимущества.
• На электроскутерах – иногда их все еще оснащают свинцово-кислотными источниками питания, но с переходом на батареи LiFePO4 ощутимо увеличивается расстояние пробега на 1 заряде, и служат такие АКБ не один год.
• В составе ИБП, медицинского оборудования и других аккумуляторных устройств, которым важно обеспечить бесперебойное питание и надежную работу без утяжеления конструкции.

Что важно учесть при переходе со свинца на литий?

При переходе с батарей одного химического состава на другой меняются правила зарядки и эксплуатации АКБ. Старое зарядное устройство для новой батареи не подойдет, т.к. метод восполнения заряда у накопителей энергии с разными типами химии различен. Покупать аккумуляторные батареи нужно у надежных поставщиков, в идеале – у самих производителей, которые гарантируют высокое качество продукции и обеспечивают послепродажное обслуживание. При наличии соответствующих знаний и навыков можно собрать подходящую АКБ самостоятельно.

Что касается рабочих параметров нового источника питания, его напряжение должно быть таким же, как у заменяемой батареи. Это важно для сочетаемости нового накопителя энергии с электромотором и контроллером. Например, вместо свинцово-кислотного аккумулятора на 12 В подойдет сборка из 4 элементов LiFePO4. Номинальное напряжение каждого из них составляет 3,2 В, и при последовательном соединении получается батарея на 12,8 В. Небольшой запас по напряжению не навредит, а наоборот – повысит мощность АКБ и эффективность питания техники.

К емкости таких строгих требований нет, поэтому с переходом на литий часто удается использовать АКБ с увеличенным емкостным запасом. С другой стороны, от емкости зависит значение максимальных токов разряда и заряда, и нужно убедиться, что они соответствуют условиям работы конкретной техники.

Для батарей, устанавливаемых в аккумуляторный отсек, необходимо позаботиться о соответствии их размеров. Если после установки новой АКБ в батарейном отсеке останутся большие зазоры, это усилит тряску батареи. В среднем свинцово-кислотные батареи вдвое крупнее литий-ионных моделей идентичной емкости. Поэтому при переходе на литий можно значительно нарастить емкость, чтобы повысить время автономной работы устройств или увеличить дальность поездок.

Ранее в блоге VirtusTec.ru вышла статья о видах портативных электростанций.