Что такое аккумулятор

Аккумулятор - это устройство для хранения энергии в химической форме, которая может использоваться как электричество. Аккумулятор работает благодаря тому, что два различных металла, находясь в кислотном растворе, вырабатывают электричество.

Слово "аккумулятор" происходит от латинского accumulator, что означает "собиратель". В технике так называют устройства, накапливающие энергию с целью ее дальнейшего применения. При этом аккумулятор может быть не только электрическим. Наиболее простым видом аккумулятора можно считать сжатую или растянутую пружину, в которой накапливается механическая энергия, или тяжелый маховик, раскрученный до большого числа оборотов и запасающий таким образом кинетическую энергию.

Все аккумуляторы, независимо от электрохимической системы, характеризуются напряжением, электрической емкостью, внутренним сопротивлением, током саморазряда и, конечно же, сроком службы.

Емкость аккумулятора

Это количество электрической энергии, которой должен обладать полностью заряженный аккумулятор. Емкость - самый важный параметр аккумулятора, ведь чем больше емкость аккумулятора - тем дольше будут работать приборы, не требуя подзарядки. Измеряется емкость в миллиампер-часах (мА.час). Номинальная емкость всегда указывается на этикетке аккумулятора или на самом аккумуляторе.

Однако реальная емкость не всегда совпадает с номинальной. На практике, реальная емкость аккумулятора колеблется от 80% до 110% от номинального значения. В процессе эксплуатации емкость аккумулятора изменяется (обычно в сторону уменьшения) и зависит от различных факторов: от технологии ввода в эксплуатацию и обслуживания в процессе эксплуатации, от условий и срока эксплуатации, от используемых зарядных устройств и т.д.

Внутреннее сопротивление

Является еще одним очень важным параметром аккумулятора. Измеряется внутреннее сопротивление в миллиомах (мОм) и зависит от емкости элемента, числа элементов, электрохимической системы, а также возраста и условий эксплуатации аккумулятора. Измерить его можно на специальных приборах-анализаторах аккумуляторов, например, производимых фирмой Cadex.

В процессе эксплуатации аккумулятора значение его внутреннего сопротивления увеличивается. Например, сопротивление, равное 500 мОм, говорит либо о почтенном возрасте аккумулятора, либо о его неправильной эксплуатации. Повышение внутреннего сопротивления приводит к сокращению времени работы приборов.

Если аккумулятор обладает большим внутренним сопротивлением, то при резком увеличении потребляемого прибором тока напряжение на нем существенно падает (по закону Ома). При этом, если напряжение падает ниже определенного значения, прибор считает, что аккумулятор полностью разряжен, и отключается.

Таким образом, аккумулятор с высоким внутренним сопротивлением не выдает в нагрузку всю запасенную им энергию, вследствие чего и сокращается время работы приборов.

Саморазряд аккумулятора

Это самопроизвольная потеря аккумулятором запасенной энергии с течением времени после того, как он был полностью заряжен. Явление саморазряда присуще всем типам аккумуляторов, независимо от их электрохимической системы. Для количественной оценки саморазряда используется величина потерянной аккумулятором за определенное время энергии, выраженная в процентах от значения, полученного сразу после заряда.

Саморазряд максимален в первые 24 часа после заряда, а затем значительно уменьшается. Поэтому оценивается саморазряд за одни сутки и за один месяц после заряда. Следует также отметить, что величина саморазряда зависит от температуры, с увеличением окружающей температуры саморазряд увеличивается.

Например, при увеличении температуры с 20 до 30 градусов саморазряд увеличивается почти в 2 раза. Для исправных Ni-Cd аккумуляторов считается допустимым саморазряд до 10% в течение первых 24 часов после окончания заряда, для Ni-MH - немного больше, а для Li-Ion, как и для Li-Pol, пренебрежимо мал и оценивается только за месяц. За такой период Ni-Cd аккумуляторы теряют до 20% запасенной энергии, Ni-MH - до 30%, a Li-Ion - не более 10%.

Срок службы аккумулятора характеризуется количеством циклов заряда/разряда, которое он выдерживает в процессе эксплуатации без значительного ухудшения своих основных параметров: емкости, саморазряда и внутреннего сопротивления. Также срок службы определяется временем, прошедшим со дня изготовления, особенно для Li-Ion аккумуляторов.

Аккумулятор, как правило, считается вышедшим из строя после уменьшения его емкости до 60% - 80% от номинального значения. Срок службы аккумулятора зависит от различных факторов: от его электрохимической системы, от методов заряда и глубины разряда, от условий эксплуатации и процедуры обслуживания.