Порівняльне тестування літій-тіонілхлорідних батарейок (Частина 4)

Чи справді порівняно дорогі, але широко використовуються в промисловості літій-тіонілхлорідние елементи живлення стоять своїх грошей? Відповісти на це питання допоможе тестування елементів живлення типорозміру АА семи різних виробників, що проводиться інженерами компанії КОМПЕЛ.

Раніше ми почали порівняльне тестування літій-тіонілхлорідних батарейок різних виробників постійними навантаженнями 3,3 кОм при -20 ° C і 75 Ом в імпульсному режимі 150 мс / 1 хв. У наступних номерах журналу були представлені отримані на той момент проміжні результати. В даний час експеримент триває і є деякі додаткові результати, в основному, стосуються першої частини - дані при мінусовій температурі.

Нагадаємо, ми взяли по дві батарейки різних виробників: SAFT, EEMB, Varta, Minamoto, EVE, Robiton і Vitrocell. Один комплект зразків - по одній батарейці кожного виробника - ми тестуємо постійним навантаженням 3,3 кОм при температурі -20 ° С. Другий комплект зразків тестуємо в імпульсному режимі навантаженням 75 Ом тривалістю 150 мілісекунд, 1 раз в хвилину. Початок експерименту - 27.02.2017 р

У попередньому номері журналу ми повідомили, що батарейка Minamoto була першою з тестованих, яка вибула з подальшої участі, пропрацювавши всього +1248 годин.

На момент цієї замітки експеримент триває вже 91 добу, і за цей час нас покинули ще два батарейки. Батарейка EVE показала знижена напруга 1,6 В 02.05.2017 р, а Robiton - напруга 0,97 В 25.05.2017 г (рисунок 1). Тестування цієї частини експерименту триває з батарейками EEMB, SAFT, Tekcell, Varta.

Мал. 1. Графік напруги тестованих батарейок

Як ми повідомляли раніше, ті батарейки, які «сіли» при роботі в мінусовій температурі, ми вирішили перевіряти при тій же самій навантаженні, але в нормальних умовах. При цьому батарейки Minamoto і EVE відновилися до значення 3,5 В і продовжують тримати цю напругу при навантаженні 3,3 ком, а батарейка Robiton так і не відновилася (напруга 0,44 В). Можна припустити, що батарейки Minamoto і EVE просто «замерзли», перебуваючи тривалий час при температурі -20 ° С, і не змогли віддати заявлену ємність, а тепер віддають її при плюсовій температурі, в той час як батарейка Robiton повністю відпрацювала свій ресурс в зазначеному температурному режимі. Оскільки в технічній документації на батарейку Robiton ми не виявили графік залежності ємності від температури, то ми не можемо сказати про відповідність або невідповідність отриманого результату заявленим даними.

Володіючи необхідними даними по розряду батарейок, ми розрахували приблизну вироблену ємність на поточний момент часу (з урахуванням реального значення струму) в умовах зниженої температури (таблиця 1).

Таблиця 1. Орієнтовна вироблена ємність з урахуванням реального значення струму в умовах зниженої температури

Виробник Вироблена ємність, мА * ч Ємність по даташіту, мА * ч (-20 ° C) Відпрацьоване час на поточний момент, ч Varta 2200 2300 (при 4 мА) 2184 (працює) Minamoto 1260 2150 1 248 EEMB 2130 2150 2184 (працює) EVE 1450 1800 (-30 ° С) один тисячі шістсот тридцять дві Robiton 2100 Даних немає 2112 SAFT 2220 2100 2184 (працює) Tekcell 2160 2250 2184 (працює)

Мал. 2. Залежність ємності від розрядного струму батарейки Varta

З таблиці 1 видно, що обрані для експерименту зразки Minamoto і EVE не змогли віддати заявлену ємність, причому різниця виявилася дуже велика. З іншого боку, ці батарейки продовжують працювати в нормальних умовах. Мабуть, літію та інших компонентів в них міститься достатньо, але чомусь при нашому режимі тестування ці батарейки не змогли виробити свій ресурс, як повинні були б за даними технічної документації (малюнки 2 ... 7).

В ході експерименту ми помітили, що напруга на батарейках трохи змінюється при черговому вимірі. Зміни можуть досягати сотих і іноді десятих часток вольта, це видно і на графіках між 20.05 і 24.05 (рисунок 1). Тоді ми вирішили при кожному вимірі точно контролювати і температуру.

Мал. 3. Залежність ємності від розрядного струму батарейки Minamoto

З'ясувалося, що при наявному гістерезис температури в холодильній камері приблизно в 3 ° C реальна температура коливається між -18 ° C та -21 ° C, і якщо при черговому вимірі температура має, наприклад, значення -21 ° C, то напруга на батарейці буде мати знижений значення в порівнянні з напругою при температурі -18 ° C. Причому чим ближче батарейка до моменту свого розряду, тим більше ставали ці коливання напруги (таблиця 2). Найбільшу стабільність параметрів і мінімальну чутливість до температури демонструє батарейка SAFT, що не дивно, враховуючи якість продукції даного виробника і його досвід роботи в області літієвих ХІТ.

Мал. 4. Залежність ємності від розрядного струму батарейки EEMB

Мал. 5. Залежність ємності від розрядного струму батарейки EVE

Таблиця 2. Вплив температури на напругу батарейок

Дата Varta EEMB Robiton SAFT Tekcell Температура, ° C Напруга на батарейці 19.05.2017 3,23 2,61 2,37 3,4 3,34 -20 22.05.2017 3,23 2,87 2,59 3,4 3 , 35 -19 23.05.2017 3,23 2,94 2,57 3,4 3,35 -18 24.05.2017 3,18 2,35 1,99 3,36 3,31 -21 25.05.2017 3,17 2 , 34 0,97 3,36 3,3 -21 26.05.2017 3,17 2,35 - 3,37 3,3 -21

Мал. 6. Залежність ємності від розрядного струму батарейки SAFT

Мал. 7. Залежність ємності від розрядного струму батарейки Tekcell

Також при спілкуванні з виробниками батарейок підтвердився факт, що має місце певна залежність ємності батареї від її положення в просторі. Максимальну місткість елемент має в вертикальному положенні позитивним полюсом вгору і мінімальну - в протилежному розташуванні. Ємність елемента трохи зменшується при горизонтальному розташуванні. Як сильно параметр при цьому змінюється - невідомо, але така залежність є. Пояснюється це тим, що при вертикальному розташуванні позитивним полюсом вниз (мінімальна ємність) частину хімічної речовини може «сповзти» вниз в наявну порожнечу в районі позитивного полюса і не братиме участі в хімічних реакціях. Тому, якщо потрібно з елемента «вичавити» все по максимуму, на це потрібно звернути увагу і намагатися розташувати батарейку правильно.

За другій частині експерименту на даний момент нічого істотного не відбулося. Всі батарейки працюють стабільно. Тестування триває, і подальші результати будуть опубліковані в наступному номері журналу.

Частина 1.

Частина 2.

Частина 3.