1 - Свинцовые аккумуляторы (Pb).

Реагентами в свинцовых аккумуляторах служат диоксид свинца (PbO2) и свинец (Pb), электролитом - раствор серной кислоты. Они также называются свинцово-кислотными аккумуляторами. Их разделяют на четыре основные группы; стартерные, стационарные, тяговые и портативные (герметизированные).

Наиболее распространенные из свинцовых аккумуляторов:

• Стартерные аккумуляторы, предназначены для запуска двигателей внутреннего сгорания и энергообеспечения устройств машин. В последние годы в основном используются аккумуляторы, не требующие ухода. К недостаткам относят невысокие удельную энергию и наработку, плохую сохранность заряда, выделение водорода.
• Стационарные аккумуляторы используются в энергетике, на телефонных станциях, в телекоммуникационных системах, в качестве аварийного источника тока и т.д. Обычно они работают в режиме непрерывного подзаряда. Относятся к недорогим аккумуляторам.
• Тяговые аккумуляторы предназначены для электроснабжения электрокаров, подъемников, шахтных электровозов, электромобилей и других машин. Действуют в режимах глубокого разряда, имеют большой ресурс и низкую стоимость.
• Портативные (герметизированные) свинцовые аккумуляторы используются для питания приборов, инструмента, аварийного освещения. К их достоинствам относятся более низкая стоимость по сравнению со стоимостью других портативных аккумуляторов, широкий интервал рабочих температур.

Недостатками кислотных аккумуляторов являются невозможность хранения в разряженном состоянии, трудность изготовления аккумуляторов малых размеров.

2 - Никель-кадмиевые аккумуляторы (Ni-Cd).

Реагентами в никель-кадмиевых аккумуляторах служат гидроксид никеля и кадмий, электролитом - раствор КОН, поэтому они именуются щелочными аккумуляторами.

Существуют три основных вида никель-кадмиевых аккумуляторов: негерметичные с ламельными (ламельные аккумуляторы) и спеченными электродами (безламельные аккумуляторы) и герметичные. Наиболее дешевые ламельные никель-кадмиевые аккумуляторы характеризуются плоской разрядной кривой, высокими ресурсом и прочностью, но не низкой удельной энергией. Удельная энергия, скорость разряда Ni-Cd аккумуляторов со спеченными электродами выше, они работоспособны при низких температурах, но дороже, характеризуются эффектом памяти и способностью к тепловому разгону.

Применяются никель-кадмиевые аккумуляторы для питания шахтных электровозов, подъемников, стационарного оборудования, средств связи и электронных приборов, для запуска дизелей и авиационных двигателей и т.п.

Герметичные Ni-Cd аккумуляторы характеризуются горизонтальной разрядной кривой, высокими скоростями разряда и способностью действовать при низких температурах, но они дороже герметизированных свинцовых аккумуляторов и характеризуются эффектом памяти.

Применялись для питания портативной аппаратуры (сотовых телефонов, магнитофонов, компьютеров и т.д.), бытовых приборов, игрушек и т.д. Недостатком никель-кадмиевых аккумуляторов является применение токсичного кадмия.

3 - Никель-железные аккумуляторы.

Вместо кадмия в этих аккумуляторах используется железо. Из-за выделения водорода с самого начала заряда аккумуляторы производят только в негерметичном варианте. Они дешевле никель-кадмиевых аккумуляторов, не содержат токсичный кадмий, имеют длинный срок службы и высокую механическую прочность.

Однако они характеризуются высоким саморазрядом, низкой отдачей по энергии, практически неработоспособны при температуре ниже -10 °С. Выпускаются в призматическом виде и используются в основном как тяговые источники тока в шахтных электровозах, электрокарах и промышленных подъемниках.

4 - Никель-металлогидридные аккумуляторы (Ni-MH).

Активным материалом отрицательного электрода является интерметаллид, обратимо сорбирующий водород, т.е. фактически отрицательный электрод является водородным электродом, у которого восстановленная форма водорода находится в абсорбированном состоянии.

Разрядная кривая Ni-MH аккумулятора аналогична кривой Ni-Cd аккумулятора. Удельная емкость и энергия никель-металлогидридных аккумуляторов в 1,5-2 раза выше удельной энергии никель-кадмиевых аккумуляторов, кроме того, они не содержат токсичный кадмий.

Изготавливаются в герметичном исполнении цилиндрической, призматической и дисковой форм. Применяются для питания портативных приборов и аппаратуры.

5 - Никель-цинковые аккумуляторы.

Это щелочные аккумуляторы, у которых отрицательный электрод - цинковый. Удельная энергия никель-цинковых аккумуляторов примерно в 2 раза выше удельной энергии Ni-Cd аккумуляторов. Они характеризуются горизонтальной разрядной кривой, высокой удельной мощностью и относительно невысокой начальной ценой, однако ресурс их мал, поэтому массового применения не имеют. Применяются для питания портативной аппаратуры.

6 - Серебряно-цинковые и серебряно-кадмиевые аккумуляторы.

Активными материалами служат оксид серебра на положительном и цинк или кадмий - на отрицательном электродах соответственно, электролитом является раствор щелочи. Характеризуются высокими удельными энергиями и мощностью, низким саморазрядом, но весьма дороги. Серебряно-цинковые аккумуляторы имеют незначительный ресурс. Выпускаются в призматической и дисковой формах, применяются для питания портативных приборов и аппаратов, в военной технике.

7 - Никель-водородные аккумуляторы.

Отрицательным электродом служит пористый газодиффузионный электрод с платиновым катализатором, на котором обратимо реагирует газообразный водород. Характеризуются высокой удельной энергией и очень высоким ресурсом, но значительным саморазрядом и очень дороги. Применялись в космической технике.

8 - Литий-ионные аккумуляторы (Li-ion).

В качестве отрицательного электрода применяется углеродистый материал, в который обратимо внедряются ионы лития. Активным материалом положительного электрода обычно служит оксид кобальта, в который также обратимо внедряются ионы лития. Электролитом является раствор соли лития в неводном апротонном растворителе.

Аккумуляторы имеют высокую удельную энергию, высокий ресурс и способны работать при низких температурах. Благодаря высокой удельной энергии их производство в последние годы резко увеличилось. Выпускаются в цилиндрической и призматической формах. Они применяются в сотовых телефонах, ноутбуках и других портативных устройствах.

9 - Литий-полимерные аккумуляторы (Li-pol).

Анодом служит углеродистый материал, в который обратимо внедряются ионы лития. Активными материалами положительных электродов являются оксиды ванадия, кобальта или марганца. Электролитом является или раствор соли лития в неводных апротонных растворителях, заключенный в микропористую полимерную матрицу, или полимер (полиакрилонитрил, полиметилметакрилат, поливинилхлорид либо другие), пластифицированный раствором соли лития в апротонном растворителе (гель-полимерный электролит).

По сравнению с литий-ионными аккумуляторами литий-полимерные аккумуляторы имеют более высокие удельную энергию и ресурс и лучшую безопасность. Применяются для питания портативных электронных устройств.

10 - Литий-железо фосфатные аккумуляторы (LiFePo4).

Литий - Фосфаты (Lithium Iron Pho, LiFe, LiFePo4, LiPho, ЛиФо) совсем недавно появились на модельном рынке.

Недавно американская компания A123 выпустила новый тип литиевых аккумуляторов, известный, как ЛиФо, или литий-фосфатные, или LiFePO4. Силовые ЛиФо аккумуляторы относятся к литий-ионным аккумуляторам, но за счёт улучшенной технологии (модно называемой "нанофосфатная” ) достигли уровня практического применения в устройствах с большим токопотреблением, например, в некоторых "топовых” моделях электроинструмента. Не обошли вниманием эти аккумуляторы и авиамоделисты, постепенно батареи внедряются в электропневматические привода страйкеров. Судя по восторженным откликам последних, нанофосфат имеет большой потенциал развития.

Кратко о достоинства новых батарей:

1. Прочные и безопасные в отличие от Li-Po.
2. Сверхбыстрый заряд (при токе 10А полный заряд за 15 мин !!!)
3. Очень большой ток отдачи 60А - рабочий режим; 132А - кратковременный режим (до 10-ти секунд)
4. Саморазряд 3% за 3 года
5. Работают на холоде (до -30 гр. С) без потери рабочих свойств
6. Наработка на отказ 1000 циклов
7. Элементы можно составлять последовательно / параллельно, как обычные NiCd или NiMH

В настоящее время на рынке появились батареи Li-Fe китайского производства, которые по свойствам много хуже оригинальных . ВНИМАНИЕ! КОМПАНИЯ A123SYSTEMS на сегодняшний день является ЕДИНСТВЕННЫМ в мире производителем литий-нанофосфатных батарей.

Подделку определить достаточно легко:
• Емкость батареи должна быть кратна 1100 мА/ч или 2300 мА/ч (на подделках это 1200 или 1500 мА/ч).
• Вольтаж должен соответствовать кратности 3,3 (т.е. 3,3 В, 6,6 В, 9,9 В, 13,2 В)
• Китайские элементы выполнены в картонной гильзе светло-коричневого цвета
• По габаритам "китайцы” больше диаметром на 1 мм и в длину на 2 мм.
• Отсутствие балансирного разъема
• Невысокая цена
Примерно два года назад эти батареи широко начали применять в аккумуляторных блоках РУЧНОГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО СТРОИТЕЛЬНОГО ИНСТРУМЕНТА. Догадливые «моделисты» быстро оценили достоинства новых батарей и начали скупать и «перепаковывать» такие блоки. В середине 2006 года производитель представил специальные модельные Ли-Фо аккумуляторы.

На сегодняшний день патент и производство Литий-Фосфатов сосредоточены в одной компании из США – A123Systems.

Основные достоинства ЛиФо:
- очень большая нагрузочная способность (ток отдачи)
- большой срок эксплуатации
- высокая стойкость к механическим и электрическим перегрузкам
- широкий температурный спектр работы
- необязательная балансировка батарей в блоке
- быстрый заряд батареи

Основные недостатки ЛиФо:
- не лучшее соотношение энергоемкость / маса
- ценовой диктат одного производителя
- один тип предлагаемых в продаже батарей
- выпускается всего несколько типов зарядных устройств

Заключение
Приобретя модную нынче приставку "нано-” к своему названию, литий-железофосфатные аккумуляторы оказались одними из самых перспективных для дальнейшего использования в мощных устройствах (их можно использовать даже как стартерные аккумуляторы для автомобилей), примерно два года назад эти батареи начали применять в аккумуляторных блоках ручного профессионального строительного инструмента. Как бы не хотелось закончить статью, однако осталась еще тема отрицательного электрода в литий-ионном аккумуляторе. В настоящее время появляются разработки на базе титаната лития (с модной приставкой "нано-”). Сочетание этих электродов с положительными электродами на основе литий-железофосфата сулит резкое увеличение срока жизни и уровня безопасности литий-ионных аккумуляторов.
Таким образом технология ЛиФо с отрицательним литий-ионним электродом, на наш взгляд, дальнейшего развития иметь не будет, разработчики, скорее всего, сосредоточат свои усилия на разработке аккума на базе титаната лития (будем ждать появления нового поколения ЛиФо в продаже), хотя на сегодняшний день в качестве замены старого поколения аккумов (NiCd), ЛиФо вполне могу подойти, если конечно не испугает цена этих аккумов, плюс зарядное.

11 - Перезаряжаемые марганцево-цинковые источники тока.

Первичные цилиндрические марганцево-цинковые источники тока с щелочным электролитом определенного состава, изготовленные по специальной технологии, могут электрически перезаряжаться. Они характеризуются высокой удельной энергией, малым саморазрядом и невысокой стоимостью, выпускаются в герметичном исполнении, однако имеют очень малый ресурс (до 25-50 циклов), небольшую скорость разряда и наклонную разрядную кривую. Возможность перезаряда такого марганцево-цинкового источники тока отдельно оговаривается производителем.