Akumulátory s dlouhou životností

[nextclick]

Divné. Nenašel jsem zde separátní téma, kde se řeší jaké akumulátory mají dlouhou životnost.

Tedy výchozí zadání: Který akumulátor dokáže aktivně fungovat 20 a více let? Neřešme cenu. Přenositelnost. kWh/kg.

Vzpomínám si že jsem kdysi na traťové měnírně ČD viděl nějaké akumulátory ve velkých skleněných nádobách s otevřenou hladinou. Netuším už jestli byly NiCd nebo Pb ale bylo mi tehdy řečeno, že tam už jsou hrozně dlouho a že tam ještě dlouho budou. Toto je asi příklad stacionárního uspořádání.

Co mobilní aku? Uzavřené NiCd při správné údržbě taky vydrží desítky let. Mám ze zvědavosti asi 25let starý AA NiCd aku a pořád funguje a dává takový proud, že přepálí měděný drát (asi to je ještě z doby než se tam dával omezovač proudu). Jen už trošku kvete.

Lithiová technologie Li-ion asi taky je ok. Na Marsu funguje aku v Oportunity snad už 12let. Ale jak se takové aku označují? Jsou nějaké typy co se na toto soustřeďují?

LiPol vzhledem k přirozenému a trvalému ubývání katalyzátoru jsou asi z tohoto výběru pryč.
NiMh mají dost velký problém se samovybíjením a speciální typy se sníženým samovybíjením mne doposud zklamali co se týče životnosti.

[Baca]

Tie co si videl v skle, boli asi NiFe chloridove baterky Maju naozaj velmi dlhu zivotnost a kto vie, moze ich aj ozivit.

[dracekvo]

Baterie byli trochu zmíněné ve vlákně o solárních elektrárnách.

NiFe už asi né. Ty už se pěkně dlouho nepoužívaj.
Ve vlakách jsou momentálně louhové NiCd. Lidi doma běžně používají i kousky staré 30 let. Vyrábí je třeba ferak, ale ta cena je závratná. Za normální cenu se nechají koupit různě na inzeráty. Stačí udělat repas výměnou louhu a většina z nich jede dál. Co se týče životnosti a hlavně blbuvzdornosti, tak asi lepší baterie zatím není.
Jen má svá specifika, jako velké rozdíly napětí a při nabíjení dost plynují.

V kosmu se dříve používali uzavřené NiCd pokud vím. V oportunity nejspíš bude nějaký lepší akumulátor než se nechá běžně koupit.

[Hohepa]

cituji z netu

Naprostej standart, stříbrozinkový akumulátor, běžně se dnes používá třeba v závodních autech - při daný kapacitě mají menší vnitřní odpor než olovo, navíc s vybíjením jejich vnitřní odpor zdánlivě paradoxně klesá = tím se vyrovnává klesající napětí během vybíjení. Neposlední výhodou je mnohem vyšší objemová/váhová kapacita - stříbrozinkový akumulátor má běžně čtvrtinovou váhu/objem proti olověnýmu akumulátoru srovnatelný kapacity. Ag-Zn akumulátory jsou ale choulostivý na zacházení - škodí jim hluboký vybíjení a jsou mnohem citlivější na přebíjení než olověný, dokonce se musejí nabíjet nabíječkou s omezením maximálního napětí, jinak se nenávratně přebitím zničí.

[pragac]

Mně se zatím nejvíc libí jako rozpadová baterie cyclon http://www.enersys-emea.com/reserve/pdf ... 7_1208.pdf
reálná životnost je ještě vyšší.
Jestli to mají být akumulátory které čekají tak asi olovené bez zalití kyselinou? Lepší se možná nima zásobit než se spoléhat že nějaká baterie bude fungovat 30 let (taky pak potřebuje elektroniku která funguje 30let)
Jinak u lithiových baterií produlužuje životnost uchování v chladu.

[euaqa]

Z těch časem prověřených asi zaplavené NiCd, popřípadě NiFe. NiFe jsou málo účinné, a potřebují často dolévat destilovanou vodu.

Z moderních mají velkou životnost LiFeYPO4, vydrží obrovský počet cyklů. Dále dobře snášejí velké nabíjecí a vybíjecí proudy. Jak je to s ubýváním kapacity vlivem času nevím, ale při nízké provozní / skladovací teplotě by mohla být také velká. Asi nejlepší články vyrábí A123. Zde http://www.a123systems.com/Cycle-Life-T ... rathon.htm je test akumulátoru kterému při teplotě 23 °C nabíjecím a vybíjecím proudu 1C a 100% hloubce vybití klesla kapacita na 65% po 20 000 cyklech. Tedy po 6 letech neustálého nabíjení a vybíjení. Samozřejmě při nízké teplotě a menších proudech akumulátor vydrží ještě déle.

Pragac: Co je na aku cyclon zajímavého? Podle mě je to jen lepší olověná aku. Píšou že ve float režimu vydrží 10 let, a počet cyklů se 100% DOD je jen 200.

[dracekvo]

LiFePO a A123 jsou dobré akumulátory. Jak je to s životností při skladování ještě bohužel nikdo moc neprověřil. Stále je to relativně nová technologie.
Bohužel u veškerých článků založených na lithiu je jedná velká nevýhoda. A to je, že nejsou blbuvzdorné. Povedlo se mi zničit už 3ks LiFePO. Jednu 50Ah a dvě 200Ah. 50Ah mi vybil vadný balancér několikrát pod 1V a rázem je z ní jen baterka s kapacitou 22Ah A dvě 200Ah mi zase kvůli slabému balancéru celé léto při dobíjen přelejzali hraniční napětí 3,6V. Takže teď jsou znich velice měkké články co sice mají kapacitu, ale nejsou schopné dát nějaký pořádný proud.
Minulej rok, sem si v létě z baterek přitápěl přimotopem, letos dokud je nenahradím si o tom můžu nechat zdát.

Jak sem psal vejš. V současné době nevím pro rozpadlíka o lepší běžně dostupné baterii s dlouhou životnosti (léty prověřenou v praxi) a velkou blbuvzdorností než je zaplavený louhový NiCd článek.

[pragac]

protože funguje v mrazu až do -40 a vydrží i nabíjení přímo napětím. DOD je minimálně 300 (nevím proč píšeš 200) a když je nebudu vybíjet do prázdna tak téch cyklů může být 3000 nebo 30 000, ale pořád mám baterku která snese velmi hrubé zacházení ve všech ohledech a bude žít 15+ let a nabiju ji čímkoliv. Je to o hodně lepší olovo, né trochu lepší olovo.

ten počet cyklů u ANR26650M1A je zajímavý, neznal jsem. Díky.

[dracekvo]

Olovo je furt jen olovo a s tím nikdo nic neudělá ať se staví klidně na hlavu. Navíc tato baterie nebude asi běžně dostupná a na cenu se raději ani neptám.
Jako u každého olova (a je jedno jak má tvarovanou mřížku nebo v čem je elektrolit, jestli VRLA, GEL, nebo klasicky zaplavený) dojde časem k deformaci a následnému rozpadu mřížky a sulfataci.
Obyčejné staniční olovo má udávanou taky životnost 10 let, ale realita je většinou úplně někde jinde.
Olovo je dobrý pro specifický použití, ale né rozhodně jako baterka s dlouhou životností.

Navíc tomu, že je ta baterka tak blbubzorná nevěřím. Přebíjením olova vzniká oxidace mřížky, vypařuje se elektrolit, případně ponecháním delší dobu ve vybitém stavu tam vzniká sulfatace.
Takovejch reklamních letáčků na hyper hi tech baterky najdu kvanta, ale pokud mi to nikdo neukáže reálně v dlouhodobém provozu, tak tomu neuvěřím. Všem provozovatelům ostrovního solárního systému vždy sebedražší olovo zdechlo.

[Wolf]

Pro velmi specifický použití s nepříliš velkýma proudama (jednoduchá digitální technika, alarmy, LED osvětlení) by měly jít použít i tzv. superkondenzátory. Je to mezistupeň mezi normálníma kondenzátorama a akumulátorama.
Wikipedie udává, že objemově jsou 10x větší než baterie odpovídající kapacity, ale na druhou stranu umožňují mnohem rychlejší nabíjení i vybíjení a životnost 10, 15 let bez problému.

Momentálně s nima experimentuju, nabíjím je z fotovoltaických článků a napájím z nich mikrokontroléry a LEDky.

Váleček 22 x 45 mm s kapacitou 100 F podle kalkulačky nabízí kapacitu cca 100 mWh.

[JOBU]

Dajú sa normálne kúpiť,alebo je to z nejakého špecial zariadenia?

[bacil]

http://www.aliexpress.com/item/Free-shi ... 93347.html

Ještě asi před rokem byly na aliexpresu k mání několikaset ampérové supercapy, co se používají v závodničkách. Teď už jsem je tam nenašel.

Když se použije "joule thief" měnič, tak se z něj dostane kolen dvou třetin kapacity. Ten 100F by mohl vydržet při odběru 20mA/5V půl až hodinu. To už začíná být zajímavý, škoda že nemá "AA" rozměry.

[bacil]

Tak jsem se s těmi ultracapy trochu zaobíral.

Využitelná energie (i s hodně dobrým měničem) je farady/2000 (Wh).

500F o rozměrech 3,5x6cm má tedy čtvrt watthodiny. To se nedá srovnat ani s prvními AAA akumulátory. Článek CR2032 má energii 3x vyšší, lze jej energeticky přirovnat k "hodinkové" baterii LR44. Li-ion aku LIR2032 má asi o třetinu menší energii.

Tedy žádná sláva, počáteční nadšení poněkud vychladlo.

EDIT: obdobně veliký li-ion aku by měl cca 30Wh. Rozdíl tedy není v desetinásobku, ale více než stonásobku!

[Wolf]

Na výkonový účely je samozřejmě nejlepší postavit si baterii (ve smyslu sadu několika propojených) superkondenzátorů. Pak to začíná být hodně zajímavý.
Viz videa na konci tohoto "manuálku" k používání superkondenzátorů, kde jima napájí televizi s Xboxem a podobně.

K výhodám bych dál dodal, že oproti akumulátorům ani nijak nestárnou, netrpí paměťovým efektem, snesou obrovský nabíjecí i vybíjecí proudy.

Pro stacionární použití s možností kondenzátory pravidelně dobíjet jsou velmi zajímavou alternativou k akumulátorům.

(Já je zatím kupoval na eBay. Do vyhledávání "100F supercapacitor" a "500F supercapacitor")

[dracekvo]

A teď jedna otázka, která tu nepadla. Jak jsou na tom superkondíky se samovybíjením?
Jo a jen tak pro info. Dobrá varianta je olovo v suchém stavu. Do naplnění elektrolytem prakticky nestárne a je možné ji skladovat libovolně dlouho. Dobrá varianta na to, kdyby někdo chtěl mít doma baterku pro střička přihodu, ale nepotřeboval jí používat.

[Foxy]

Ad: "Vzpomínám si že jsem kdysi na traťové měnírně ČD viděl nějaké akumulátory ve velkých skleněných nádobách s otevřenou hladinou. Netuším už jestli byly NiCd nebo Pb ale bylo mi tehdy řečeno, že tam už jsou hrozně dlouho a že tam ještě dlouho budou. Toto je asi příklad stacionárního uspořádání."
Otevřené skleněné akumulátory musely být olověné. Louhové (alkalické) baterie by při tomto provedení dychtivě vychytávaly kysličník uhličitý ze vzduchu a v řádu dní či nejdéle týdnů by se v nich louh změnil v potaš (uhličitan draselný).
- - -
Ad: "Z těch časem prověřených asi zaplavené NiCd, popřípadě NiFe. NiFe jsou málo účinné, a potřebují často dolévat destilovanou vodu."
Zásadní nevýhodou NiFe akumulátorů je to, že nefungují za mrazu. Trpce to poznali Němci za WW2, a velice rychle přešli na NiCd.
Mám německou vojenskou 12V/22Ah NiCd baterii z roku 1943, stále provozuschopná, i když už jen s poloviční kapacitou.
- - -
Ad: "Ve vlakách jsou momentálně louhové NiCd. Lidi doma běžně používají i kousky staré 30 let. Vyrábí je třeba ferak, ale ta cena je závratná. Za normální cenu se nechají koupit různě na inzeráty. Stačí udělat repas výměnou louhu a většina z nich jede dál. Co se týče životnosti a hlavně blbuvzdornosti, tak asi lepší baterie zatím není.
Jen má svá specifika, jako velké rozdíly napětí a při nabíjení dost plynují."
Naprostý souhlas. Je třeba dávat pozor na zátky, aby plyn mohl utíkat ven, ale ne vzduch dovnitř. Je třeba také starat se pravidelně o stav a kvalitu louhu a čistotu povrchu ("vykvétání").
- - -
Ad stříbrozinkové akumulátory:
Zásadní nevýhodou je malý počet pracovních cyklů, zinková elektroda se postupně a neodvratně mění na bílou patlaninu. Teoreticky je možná repase, ale znamená to mít zásobu čistého (nejméně "čtyřdevítkového") zinkového plechu a je to každopádně hnusná rukožerná práce. A další problém je opětovné zapouzdření repasovaných článků... never more!
- - -
Soudobé olověné akumulátory, pokud jsou provozovány, už z principu nemohou mít dlouhou životnost (rozpad kladných elektrod, u zcela zapouzdřených i rozpad spojek jednotlivých článků a jejich následné přerušení).
Suchý, nikdy nenalitý článek se může uchovávat snad i neomezeně. Vícekrát ověřeno. Mám dokonce doma dosud nikdy nenalitou 6Ah baterku pro motocykl (AKA electric, DDR) z roku 1964, a jsem si jist, že po naplnění by i dnes běhala na 100%.
Staniční (telefoňácké) olověné baterie (ve skleněných nádobách) sice běhaly desítky a desítky let, ovšem za tu cenu, že na svou velikost a váhu měly hodně malou kapacitu.
- - -
S lithiem jsem hlouběji neexperimentoval, využitelné zkušenosti tu nemám
U těch mnohafaradových kondensátorů; jak je to s jejich napětím? Zatímco akumulátorové články mají víceméně stabilní napětí, dané elektrochemickým potenciálem použitých materiálů, tak u kondensátorů to již z čistě fysikálních důvodů platit nemůže.

Tož asi tak.

[Martynko]

A co takhle AHI baterie - elektrolit ze solného roztoku, podle toho co inzerují jde o velmi účinnou ekologickou koncepci, počáteční investice je sice veliká ale za to máte baterii minimálně na 20 let provozu, bezpečnou a ekologickou, nehrozí výbuch ani vznícení i podle toho co ukazují za zkoušky (zkrat, penetrace kovovým projektilem) jede od -5 do 40° bez změny účinnosti dá při 100% vybíjení přes 3000 plných cyklů (pak prý stačí něco jako obnovení elektrolitu), nepotřebuje další elektroniku pro hlídání teploty či balancování, během své životnosti vůbec nezvětšuje objem - nenafujkuje se, nepotřebuje odvzdušňovací ventily, clasifikováno jako standardní zboží a není třeba zvláštního zacházení... a cena za 2KWh/48V mohul je cca 30 tis. Kč ...
Kdybych měl ostrovní soláry docela bych nad tímhle popřemýšlel, sice dnešní Li-Fepo jsou tkaké dobré na svou cenu ale tohle je ještě o kus dál přestože mají menší energetickou hustotu vše ostatní hovoří v +++

https://en.wikipedia.org/wiki/Aquion_Energy
http://aquionenergy.com/technology/deep-cycle-battery/

[dracekvo]

O téhle baterce jsem zaslechl cca před rokem a od té doby nic. Tak těžko říct, jestli parametry udávané výrobcem odpovídají realitě. Nejsou dlouhodobější zkušenosti a ani nevím o nikom, kdo by je v čr používal.

Tu energetickou hustotu mají sakra menší. 2kW baterka váží 120kg a měří 30x30x100 cm.

[Foxy]

Tento typ akumulátoru je popsán třeba zde:
https://en.wikipedia.org/wiki/Sodium-ion_battery
Podle toho, co se tam píše, tak dosud nic moc - hlavně co se kapacity či počtu nabíjecích cyklů týče:
"Aquion originally used a carbon anode that relied mostly on pseudocapacitance to store charge, resulting in a low energy density and a tilted voltage-charge slope....
...Metal alloy anodes made of antimony (Sb), tin (Sn), phosphorus (P), germanium (Ge) and lead (Pb) have been studied. Carbon anodes provide organic complexes for the storage of Na+ ions, while alloyed anodes form inorganic complexes with the Na+ ions, such as Na3Sb, Na3Sn and Na3P. This capability gives alloy anodes greater theoretical capacity than carbon. Whereas amorphous carbon has shown capacity between 300-400 mAh g−1, Na3P has a theoretical capacity of 2596 mAh g−1. However, the alloying process requires a large volume of as much as 400%. This results in fractures and displaces the alloying material, which causes it to passivate and become 'dead weight', unable to accept sodium ions. Unchecked, these volume changes reduce cycle life. Much of anode alloy research focuses on mitigating volume changes and their negative effects."
Ale třeba se to časem podaří vyplhat k dokonalosti .

[Lyster]

Přišlo mi balení AA a AAA baterií Eneloop. Nové barvičky.