Как правило, разработчик рассчитывает ожидаемое время работоспособности устройства, использующего батарейное питание, исходя из возможности батарейки обеспечить определенную емкость при определенных режимах работы. Однако кажущаяся простота первичного источника тока и небольшая по объему техническая документация с его характеристиками могут невольно вызвать недостаточно ответственное отношение к подобному расчету и выбору батареек. Результатом ошибочного и невнимательного подхода может оказаться существенно меньшее время работы или отказ запуска устройства после длительного простоя. На какие основные факторы следует обратить внимание?
Батарейка – это первичный химический источник тока, то есть элемент питания, который вырабатывает электрический ток благодаря именно химическим процессам. А значит, ее конструкция и химическая основа являются определяющими факторами условий эксплуатации и прогнозирования времени работы. Температура – одно из таких условий.
Зависимости емкости от нагрузки литий-тионилхлоридной (Li-SOCl2) батарейки ER14505H при различной температуре будут соответствовать графикам, изображенным на рис. 1. Максимальная емкость 2.7 А*ч, являющаяся паспортной для данного источника питания, достижима при 25 °C и токе потребления 1 мА, если выполнено важное условие – малое время хранения батарейки.
С момента производства до начала эксплуатации может пройти некоторое время, однако спецификация приводит данные для свежей батарейки с датой изготовления не более 60 суток (ГОСТ Р МЭК 60086). Некоторые производители этот срок уменьшают до месяца. В результате длительного хранения или простоя устройства происходит снижение емкости вследствие саморазряда, а у некоторых типов батареек – возникновение пассивации. При больших сроках эксплуатации в 10…15 лет, которые вполне типичны для батареек на основе лития, снижение емкости может произойти из-за недостаточной герметичности корпуса и бесполезного расхода лития в результате его реакций, вызванных влажностью воздуха. На практике, при относительно коротком сроке эксплуатации, влажность несущественно снижает ресурс первичного источника тока, но при больших сроках этот фактор обязательно должен учитываться разработчиком. При этом решение может быть достаточно простым, например, вместо батарейки CR123A выбрать CR17335E. Компания FANSO EVE Energy производит данные источники питания в корпусах одного и того же типоразмера, их характеристики схожи, однако у CR17335E корпус более герметичен (в документации могут быть указаны его технические особенности). Вследствие этого влияние влажности при длительных сроках эксплуатации будет минимальным. Такое решение приведет к незначительному повышению стоимости, и если в большом сроке (более 5 лет) работы батарейки нет нужды, то экономически более целесообразно установить CR123A.
На выбор литиевой батарейки также влияет технология изготовления, в частности бобинная или спиральная. Это связано со значением допустимого импульсного тока – у батареек спиральной конструкции он значительно выше.
Не стоит забывать и о длительности импульсного тока: его превышение и/или слишком большая частота появления импульсов, даже если само значение тока существенно ниже допустимого, отрицательно повлияют на емкость. Решение от компании FANSO EVE Energy – использовать сборки батареек ER14505H, ER18505H, ER26500H или ER34615H и ионистора SLC1025, SCL1520 или SLC1550, который обеспечит импульсный ток для устройства. (рис. 2).
Решение с ионистором пригодится и тогда, когда выбор технологии изготовления определен не только режимом, но и местом эксплуатации. Например, в автомобильных приложениях требования безопасности диктуют использование источников тока бобинной конструкции.
Все вышеперечисленные условия усложняют достижение цели - максимальной длительности работы устройства, а приближение к предельным условиям эксплуатации нежелательно, ведь при всей технологичности и автоматизации производства идеальной повторяемости продукции достичь сложно, и новая партия батареек изменит расчетное время.
Но есть и более простой способ решения – предоставить информацию о планируемых условиях использования производителю первичных источников питания. Компания FANSO EVE Energy порекомендует батарейку или сборку с суперконденсатором, идеально соответствующую условиям эксплуатации устройства с соблюдением всех гарантий.
Первичные источники питания FANSO EVE Energy соответствуют стандартам и ISO9001. Известные поставщики компонентов и материалов (UBE Industries, Lanxess и CELGARD) обеспечивают данные батарейки необходимым качеством, а надежная работа устройства достигается при соблюдении всех условий эксплуатации и рекомендаций от производителя.
Производители: EVE Energy, FANSO EVE Energy
Разделы: Химические элементы питания
