Болит голова за АКБ? Есть «лекарство»!

27-11-2018

Сердце любого источника бесперебойного питания – аккумулятор. От его качества зависит надёжная работа систем безопасности, контроля доступа, видеонаблюдения, систем связи и телекоммуникаций. Сфера применения АКБ огромна.

А что с «качеством» современных АКБ?

Качество в кавычках не случайно, это настоящая головная боль специалистов. Причина понятна – чтобы уменьшить цену, производители идут на разные хитрости. Заниженная почти вдвое емкость – это уже норма. Срок службы – максимум год, и на замену. Стекло и пенопласт вместо свинца – в интернете масса обзоров такого «чуда». И самое главное – улучшений не предвидится, доллар растет и «экономия» будет только усиливаться.

Устали от постоянной головной боли?

У нас есть рецепт – SKAT I-battery от БАСТИОН!

Просто выбросьте старый свинцово-кислотный АКБ и поставьте на его место SKAT I-battery с литий-ионной начинкой.

О полной совместимости мы уже позаботились.

Литий-ионные аккумуляторы с литий-железо-фосфатным катодом в корпусе обычного и привычного всем VRLA аккумулятора и привычным напряжением 12 В на клеммах.

Что такое литий ионные аккумуляторы, немного теории и истории

Впервые идеи использования литий-ионных аккумуляторов появились в начале 50-х годов, а первые реальные аккумуляторы на литии появились в 80-х. Естественно, в числе первых потребителей таких АКБ была оборонка.

В г. Новочеркасске Ростовской области в 80-х годах уже выпускали такие АКБ для нужд военно-морского флота. Ну и на цену таких решений в то время никто не обращал внимания. Главным было другое: быстро заряжались, быстро разряжались, имели хорошую емкость, не имели эффекта памяти.

Однако литий-ионные АКБ первого поколения были опасны в процессе эксплуатации. При большом числе циклов заряда/разряда эти АКБ загорались и взрывались. Причина в технологии: на литиевом аноде вырастали металлические «иголочки». Они пробивали слой электролита, и происходило короткое замыкание, сопровождавшееся взрывом.

Поэтому к химическим источникам тока на основе лития сначала относились с опаской и об их применении где-то ещё, кроме оборонки тогда никто не думал.

Прогресс не стоит на месте, и огромный потенциал литий-ионных аккумуляторов поддерживает постоянный интерес к их усовершенствованию.

2003 г. в Массачусетском технологическом институте впервые было предложено использовать феррофосфат лития (LiFePO4) в качестве катодного материала.

Доступное и нетоксичное (в отличие от свинца, кадмия и никеля) LiFePO4 в качестве катодного материала способно отдать весь накопленный литий, оставаясь устойчивым и безопасным. При этом сохраняется главное свойство литий-ионных аккумуляторов – большая ёмкость.

Почему мы акцентируем внимание именно на LiFePO4.

Какие еще типы литий ионных АКБ бывают? У всех на слуху название «литий-ионные аккумуляторы». Это обобщенный термин.

Классификация типов литий-ионных аккумуляторов основана на их основном активном химическом материале.

В соответствии с международной классификацией шестью наиболее распространенными типами аккумуляторов являются:

Литий-кобальтовый (на базе LiCoO2)
Литий-марганцевый (на базе LiMn2O4 или “LMO”)
Литий-никель-марганец-кобальтовый (на базе LiNiMnCoO2 или “NMC”)
Литий-железно-фосфатный (на базе LiFePO4)
Литий-никель-кобальт-алюминиевый (на базе LiNiCoAIO2)
Литий-титанатный (на базе Li4Ti5O12)

Тип химии	Удельная энергия	Удельная мощность	Безопасность эксплуатации	Эксплуатационные х-ки	Срок службы
LiCoO2	наивысший	средний	средний	высокий	средний
LiMn2O4	высокий	высокий	высокий	средний	средний
LiNiMnCoO2	наивысший	высокий	высокий	высокий	высокий
LiFePO4	средний	наивысший	наивысший	высокий	наивысший
LiNiCoAIO2	наивысший	высокий	средний	высокий	высокий
Li4Ti5O12	средний	высокий	наивысший	наивысший	наивысший

LiFePO4 аккумуляторы обладают наилучшим набором качеств. Не зря эти АКБ используют в электромобилях.

Сейчас о литий-ионных аккумуляторах наверно знают все. Самокаты, гиро скутеры, электроинструмент самой различной мощности и применения, электромобили – всё это сейчас работает на энергии литий-ионных аккумуляторов.

Несмотря на все преимущества, использование литий-ионных аккумуляторов в источниках бесперебойного питания является относительно новым явлением, и на сегодняшний день использование свинцово-кислотных аккумуляторов остается основной технологией. Вероятнее всего это изменится, так как затраты при производстве литий-ионных аккумуляторов продолжают снижаться, информация о преимуществах становится более распространенной.

Увеличение спроса, перспективы развития технологии и дополнительный прирост в эффективности изготовления скорее всего приведут к дальнейшему снижению затрат.

Уже сейчас, с точки зрения эксплуатационных затрат, литий-ионные аккумуляторы имеют объективные преимущества. Это происходит из-за гораздо большего срока службы, чем у свинцово-кислотных аккумуляторов. Срок службы литий ионного АКБ составляет 10-15 лет. Свинцово кислотные АКБ даже заведомо хорошего качества, живут в 3-5 раз меньше. А «бюджетные» модели, которые сейчас заполнили наш рынок, если и проживут год – то повезло.

Простейший анализ с калькулятором в руках показывает, что в основном системы ИБП, основанные на литий-ионных аккумуляторах, имеют совокупную стоимость владения в течение 10 лет до 50% меньше, чем совокупная стоимость владения системой ИБП на свинцово кислотных АКБ.

Не надо забывать и про косвенные затраты, связанные обслуживанием этих АКБ на объекте – выезд специалистов, диагностика, замена.

И еще раз про фобии – что с безопасностью?

За последние годы был достигнут существенный прогресс, в ходе которого Li-Ion АКБ стали безопаснее и теперь заслуживают сравнения с другими широко используемыми типами аккумуляторов в части безопасности. Химия изменилась, и улучшения в части расположения элементов в корпусе сделали их более стабильными. Процесс изготовления сформирован, и используются более надежные материалы. Схемы управления аккумуляторами хорошо испытаны и проверены на практике в части защиты литий-ионных аккумуляторов от чрезмерной зарядки или перегрева. Сейчас литий ионные батареи массово производят мировые бренды. Активное использование литий-ионных аккумуляторов во множестве электрических транспортных средств, инструмента, бытовых приборов, а также существующие решения для ИБП больших мощностей, подтверждают их уровень безопасности.

Срок службы

Срок службы (жизненный цикл) – это расчетное количество раз, которое аккумулятор может полностью разрядиться, а потом полностью зарядиться в пределах установленного температурного диапазона до того, как его необходимо будет заменить. Как только емкость аккумулятора при полном заряде составит 60-80 %, аккумулятор становится непригодным к использованию в устройстве и подлежит замене. Срок службы традиционного герметичного свинцово-кислотного аккумулятора составляет от 200 до 400 циклов. Литий-ионный аккумулятор LiFePO4, используемый нами, может выдержать более 5000-7000 циклов. Как видите, разница на порядки.

Техническое обслуживание

Литий-ионные аккумуляторы практически не требуют технического обслуживания. В них нет жидкости, уровень которой необходимо измерять и поддерживать (как и для свинцово-кислотных аккумуляторов с регулирующим клапаном). Эти аккумуляторы также не имеют “памяти”, которую необходимо учитывать, и нет необходимости периодически калибровать продолжительность их работы. Кроме того, продолжительный срок службы (10 лет и более) уменьшает необходимость замены аккумулятора в течение срока эксплуатации ИБП. К тому времени, как аккумуляторы необходимо будет заменить, скорее всего, понадобится заменить и сам ИБП.

Контроль аккумулятора

Как известно, свинцово кислотный АКБ нельзя разряжать ниже определенного напряжения, нельзя перезаряжать или заряжать слишком большим током. Все эти ограничения должны учитываться в ИБП, в котором применяются свинцово кислотные АКБ. В ИБП обязательно должна быть защита от глубоко разряда, от КЗ клемм АКБ, от перезаряда и т.д. А все это цена.

Литий-ионные аккумуляторы оснащены системой контроля по умолчанию, все необходимые защиты уже стоят.

Система управления и балансировки (BMS) постоянно отслеживает каждый элемент аккумулятора и управляет системой зарядки, встроенная защита от КЗ и перегрузки защищает LiFePO4 АКБ от любых внештатных ситуаций.

Заключение

За 28 лет своей работы БАСТИОН разработал и выпускает сотни моделей источников бесперебойного питания. И все 28 лет мы знакомы с аккумуляторами не понаслышке.

Все эти годы от наши клиентов мы слышим одно – сделайте такой ИБП, что бы он хорошо работал с «бюджетными» (читай плохими) АКБ. Но чудес не бывает, если в аккумуляторе нет энергии, из воздуха её не возьмёшь. Поэтому мы решили сделать АКБ, достойный бренда Skat. Конечно, эта идея появилась не на пустом месте. В 2014 году мы разработали и выпустили первый источник бесперебойного питания с литий ионной батареей SKAT-12DC-1.0 Li-ion. Мы были первыми, кто предложил рынку такое смелое решение. 4 года ушло на продвижение этого, по настоящему, инновационного решения.

Все эти годы мы не стояли на месте, сейчас это уже целая линейка источников для ОПС разной мощности и корпусного исполнения. И эта линейка будет развиваться – источники для питания видеокамер, уличные источники с литий ионной начинкой. Это все источники со встроенной батареей. А что делать с источниками питания, которые работают с обычно-свинцово кислотной АКБ? Ответ очевиден – заменить АКБ на литий ионную. В привычном корпусе, с привычным напряжением на клеммах, которая будет работать без проблем со штатным зарядным устройством любого источника. При всей кажущейся очевидности такого решения на рынке не было.

Теперь такое решение есть!

Для этого мы стали производителем не только источников питания, а и производителем аккумуляторов на базе литий ионных элементов питания. Потребовалась огромная предварительная подготовка и работа. Сердце батареи литий ионный элемент питания LiFePO4 формата IRF.

Его, конечно, мы сами не производим и не планируем производить. Мы выбрали и провели аудит мирового производителя таких элементов.

Это один из крупнейших в мире производитель и поставщик первичных элементов питания и аккумуляторных батарей. Компания является крупнейшим производителем бытовых аккумуляторов в Китае, поставляет широкий ассортимент аккумуляторов, в том числе для электромобилей и электротранспорта. На этом заводе производятся аккумуляторы для Varta и Philips.

Разработали и изготовили пресс формы для корпусов аккумуляторов, оснастили производство автоматическими аппаратами для сварки элементов питания в батарею.

Наше КБ разработало конструкцию, схемотехнику и технологию изготовления аккумуляторов. Месяцы проб и ошибок, испытаний и тестов. Мы вложили в эти аккумуляторы не только наш 28-летний опыт и знания, мы вложили в них ДНК БАСТИОНА и бренда СКАТ.

И мы с гордостью представляем итог этой кропотливой работы:

SKAT I-battery - ваш идеальный аккумулятор

Каждый аккумулятор упакован в индивидуальную тару с яркой наклейкой, на которой по праву стоит знак «Сделано в России»

Сделано впервые! Сделано БАСТИОНОМ!

Встречайте линейку литий ионных аккумуляторов SKAT I-battery:

честная ёмкость (выше заявленной);
высокий уровень удельной ёмкости;
минимальный саморазряд до 3 % в год;
количество циклов заряд/разряд свыше 5000;
стабильное напряжение при разряде;
встроенная система контроля и управления;
защита от глубокого разряда и перезаряда;
встроенная балансировка внутренних элементов (BMS);
термическая и химическая стабильность;
температурный диапазон при разряде от - 20 до + 60 С;
срок службы 10 лет;
в 10 раз выгоднее! (Совокупная стоимость владения за 10 лет с учётом отсутствия эксплуатационных затрат).

Уже в продаже АКБ на 7 и 12Ач:

Skat i-Battery 12-7 LiFePo4

Skat i-Battery 12-12 LiFePo4

В ближайших планах – запуск в производство

АКБ 17Ач, 26 Ач и 40 Ач.