Содержание
Получение
Графен был получен вышеупомянутыми учёными, когда они стали поступательно отделять от графита чешуйки вещества, применяя липкую ленту (скотч). Сейчас делаются попытки получения материала химическим способом. Однако ещё требуются усилия по преодолению трудностей, связанных с полным разделением графеновых слоёв и препятствованием их сворачиваемости.
Совсем недавно учёные Стэндфордского университета и специалисты из Китая опубликовали совместную статью о новом способе извлечения наноматериала. Получение графена представляет довольно сложный процесс, состоящий из обработки химреактивами графита, воздействия ультразвуком, нагрева взвеси до 10000 С. В результате графит, как ножом, разрезается на множество слоёв.
В это же время ирландские учёные опубликовали другой способ, основанный на скрупулёзном подборе интеркоагулянтов. В результате этого графитовый порошок становится гидрофильным веществом. В растворе под воздействием ультразвука графитовая взвесь легко расслаивается. Оба метода признаны успешными.
Получение графена в домашних условиях
Несмотря на сложность вышеперечисленных методик, получить графен в обычных домашних условиях вполне возможно. Надо следовать следующей инструкции:
- Дома нужно воспользоваться мощным блендером (400 Вт).
- Графитовый стержень от обычного карандаша измельчают до порошкообразного состояния.
- В агрегат заливают ½ литра воды вместе с 20 мл моющего средства для посуды.
- Блендером сбивают раствор в течение получаса. В результате сверху появится взвесь чешуек графена.
- Ленту скотча опускают на поверхность жидкости липкой стороной вниз, чтобы чешуйки прилипли к ней.
- Скотч складывают вдвое, затем разнимают половинки. Чешуйки разделятся на две части. Процесс можно повторять до десяти раз.
- В результате появятся светлые лепестки графена, переливающиеся разными цветами. Образец помещают под окуляр 100-кратного микроскопа. Если повезёт, можно будет наблюдать совсем прозрачные чешуйки.
Возможные применения
Уникальные свойства графена позволили применять его практически во всех сферах деятельности человека. Уже сейчас появляются новейшие разработки использования графена в различных устройствах.
Оксиды наноматериала
Оксид – продукт взаимодействия атомов кислорода с молекулярной структурой какого-либо вещества. Учёные, занимающиеся вопросом, что такое графен и областью его применения, обнаружили по краям углеродной сетки графена оксидные группы молекул. Несколькими граммами этого вещества можно накрыть футбольное поле. Наноматериал уже используют в биомедицине.
Биомедицинское применение
Сверхспособности вещества в оптике и электронике позволят врачам распознавать злокачественные опухоли на ранней стадии развития. Оксид графена способен осуществлять адресную доставку лекарства к определённому органу человека, минуя окружающие ткани. Недавно было сделано заявление о создании сорбентовых датчиков, которые могут распознавать молекулы ДНК, используя свойства нановещества.
Индустриальное применение
Адресные сорбенты оксида графена будут способны деактивировать территории, заражённые в результате техногенных катастроф. Сейчас рассматривается применение продукта для очистки водных ресурсов и воздушного пространства от радионуклидов.
Новые технологии на основе оксида графена совершат технологическую революцию в химической промышленности. Они позволят значительно снизить затраты по извлечению драгоценных металлов из бедных руд.
Дополнительная информация. Внедрение наноматериала в пластиковый полимер сделает его способным проводить ток. Замена кремния в микросхемах сделает переворот в создании новых компьютеров с огромными возможностями.
Перспективы использования нановещества в оборонной промышленности практически неограниченны. Появление брони, выдерживающей самые мощные снаряды, даст толчок в создании новой бронетехники и бронежилетов.
Использование в автомобилестроении
Удельная энергоёмкость графена в 50 раз превышает энергоёмкость литий-ионных аккумуляторов. Заметив это свойство, учёные приступили к разработке аккумуляторных батарей нового поколения.
Проблема, связанная с громоздкостью и ограниченностью заряда аккумуляторов для электромобилей, в ближайшее время будет решена. Машина с графеновой батареей сможет за один раз проехать тысячу километров, причём на одну зарядку аккумулятора понадобится около 8 минут.
Графеновый аккумулятор
Обратите внимание! Автомобилисты часто пользуются аэрогелем с графитовой смазкой. Средство покрывает тонкой плёнкой автодетали, предохраняя их от коррозии, проникая в заржавевшие резьбовые соединения. В какой-то мере это прообраз графена.
Сенсорные экраны
Углеродный наноматериал используют при изготовлении сенсорных экранов с диагональю в несколько метров. Это позволяет получить сенсорные дисплеи, которые можно будет скручивать в трубку для переноски.
Физика
Физическая природа графена объясняется электрическими свойствами атомов вещества. Материал имеет общее сходство с графитом и алмазами.
Теория
Теоретические исследования ещё 70 лет назад предсказали существование такого вещества, как графен. Утверждалось, что углерод способен создавать кристаллические двумерные пространственные решётки в виде тончайших плёнок толщиной в 1 атом. Теория была подкреплена практическими опытами в 2012 году, когда были получены первые образцы наноматериала.
Кристаллическая структура
Группа правильных шестиугольников образует решётку, что отражает эквивалентную гексагональную структуру построения атомов углерода. На рисунке жёлтым фоном выделена элементарная ячейка. В кругу розового цвета видны атомы с векторами. Синие и красные кружочки отображают различные подрешётки кристалла, являющиеся базисом решётки.
Кристаллическая графеновая решётка
Зонная структура
Суть термина выражает близкие связи электронов. Вокруг ядра атома углерода вращаются электроны. Три из них связаны с соседними атомами, формируя связи в кристаллической решётке. Четвёртый электрон образует связи в одной плоскости. Диаграмма зонной структуры графена выглядит в виде конусов.
Конусы зонной структуры
Линейный закон дисперсии
Выявление зонной структуры нановещества позволило вывести закон дисперсии одномерных нанотрубок.
Закон дисперсии определён уравнением Дирака. Математическое выражение подтверждает линейную зависимость дисперсии и вытекает из уравнения Шредингера для зонной структуры вещества при малых затратах энергии электронов.
Эффективная масса
Линейный закон дисперсии определяет эффективную массу электронов и дырок в структуре наноматериала, не имеющую никакой величины. Но при вращении электронов вокруг ядра получается иная масса, называемая энергией Ландау.
Хиральность и парадокс Клейна
Трёхмерное уравнение Дирака для частиц без массы (нейтрино) определяет постоянную величину – спиральность в квантовой электродинамике. В графене выявлен аналог, который называют хиральностью, то есть проекцией псевдоспина в сторону движения.
Эксперимент
Практически все эксперименты связаны с отшелушиванием чешуек – кристаллических решёток. Извлечение графена в результате опытов описано выше.
Проводимость
Было замечено, что наноматериал ведёт себя как полупроводник. Из-за этого графен имеет перспективу полностью заменить кремний в интегральных микросхемах. Это принесёт существенный экономический эффект от производства дешёвых радиокомпонентов.
Квантовый эффект холла
Когда на двумерную кристаллическую решётку воздействуют перпендикулярно направленным магнитным полем, возникает эффект холла. Взаимодействие направленного движения тока в графене с поперечным магнитным потоком вызывает напряжение, которое называют холловским эффектом.
Двухслойный графен
Американские учёные в результате многочисленных опытов обнаружили, что при воздействии на двойной слой графена высоким давлением материал приобретает твёрдость алмаза. Явление уникально тем, что таких качеств нет у однослойного и многослойного наноматериала. В связи с этим ведутся активные изыскания по созданию сверхтонкого защитного покрытия.
Вид двухслойного графена
Открытие непревзойдённых качеств графена рисует перед учёными мира перспективу технологической революции во всех сферах деятельности человечества. Однако, наряду с этим, высказываются мнения, охлаждающие пыл энтузиастов.
Первое – насыпьте в блендер немного графитового порошка. Добавьте воды и моющего средства, и смешайте всё это на высокой скорости. Поздравляем, вы только что получили супер-материал будущего – графен.
Этот на удивление простой рецепт – самый лёгкий способ массового производства чистого графена, плёнок углерода толщиной в один атом. Этот материал способен произвести революцию в индустрии электроники благодаря его необычным электрическим и термическим свойствам. Однако до сегодняшнего дня производство высококачественного графена в больших количествах было весьма сложным процессом – лучшие лабораторные техники позволяли производить его со скоростью не более половины грамма в час.
«Существуют компании, которым удаётся производить графен в гораздо больших объёмах, но его качество отнюдь не идеально», говорит Джонатан Колман из Колледжа Тринити, Дублин.
Команда Колмана получила заказ от Thomas Swan – химической компании из Консетта, Британия, для разработки лучшего решения. Из прежних работ им уже было известно, что графен можно получать из графита, поскольку тот фактически состоит из слоёв графена, сложенных вместе как колода карт.
Команда поместила графитовый порошок и жидкий растворитель в лабораторную центрифугу и заставила её вращаться. Анализ с помощью электронного микроскопа показал, что таким способом действительно можно получать графен со скоростью около 5 граммов в час. А чтобы определить, насколько масштабируем этот процесс, учёные перепробовали множество типов моторов и растворителей. В результате они обнаружили, что обычный кухонный блендер и моющее средство Fairy точно также справляются с этой работой.
Единственная техническая сложность применения этого метода в домашних условиях заключается в том, что необходимый объём моющего средства зависит от свойств графитового порошка – например, распределения размеров его зёрен, и наличия примесей. А эти параметры можно определить только с помощью продвинутого лабораторного оборудования. Также метод не превращает весь графит в графен, так что в конце необходимо каким-либо образом их разделить.
Однако, этот процесс прекрасно масштабируется до уровня промышленного производства – 10000-литровый танк с правильным типом мотора может производить 100 граммов чистого графена в час. И Thomas Swan уже начала работу над пилотной системой.
Общая информация о типах аккумуляторных батарей (АКБ) для электротранспорта
В этой статье я Вам расскажу – какие бывают аккумуляторные батареи (далее АКБ), их преимущества и недостатки, а так же разберемся, какие аккумуляторные батареи лучше всего подходят для электровелосипедов, электросамокатов и др.
В современном мире различных типов аккумуляторных батарей уже огромное множество, но далеко не все подходят для ежедневного их использования в качестве постоянного источника тока на электротранспорте.
Прежде чем приступать к видам аккумуляторов, немножко углубимся в принцип расчета емкости аккумулятора.
Большинство людей при покупке электровелосипеда, электросамоката и т.д. в первую очередь смотрят на емкость аккумуляторной батареи по параметру Ач (ампер часов). Это совершенно не верно.
Попробую объяснить почему.
Возьмем в пример АКБ электровелосипеда 48в 13Ач и 36в 15Ач
48в это напряжение самой АКБ и на таком напряжение работает вся система электровелосипеда.
На что влияет это напряжение? И что же такое Ач?
1. Напряжение влияет в первую очередь на обороты мотор-колеса. Чем выше напряжение системы, тем быстрее мотор-колесо крутится. Однако максимальная скорость зависит от многих факторов – размер колеса, сила тока, погодные условия, вес седока, обмотки мотора и т.д
2.На общее КПД (коэффициент полезного действия).
Например – мы имеет два электровелосипеда мощностью 500Вт. У одного электровелосипеда аккумуляторная батарея 36в 15Ач, а у второго 48в 13Ач.
— Для того чтобы на 36В достичь мощность 500Вт, надо снимать с батареи и вкачивать в мотор 14А тока;
— Для того чтобы на 48в достичь мощность 500Вт, надо снимать с батареи и вкачивать в мотор 10А тока.
3. Что такое емкость аккумуляторной батареи в Ач (ампер-часы) указанные на батареи? Это ток, которая эта батарея способна отдавать в течении часа. То есть, если у Вас АКБ 48в 13Ач, то производитель гарантирует, что батарея сможет отдать в течении часа всю свою емкость при токе 13А.
Чем меньшие токи мы снимаем с АКБ, тем срок службы для АКБ выше, а сама АКБ чувствует себя гораздо лучше в таких условиях.
Исходя из трех пунктов Выше можно сделать Выводы –
— АКБ 48в 13Ач намного лучше чем АКБ 36в 15Ач, так как снимаемые токи с нее меньше, 10А против 14А;
— АКБ греется меньше, а значит срок службы у АКБ будет больше;
— мотор греется меньше;
— общий расход энергии у электровелосипеда меньше, так как снимаемые токи меньше.
Самый правильный расчет энергоемкости АКБ это «Втч» (Ватт х час). Втч – это какую мощность способна отдать АКБ в течении часа в Вт.
Для этого Вам надо умножить напряжение на емкость (в х Ач).
Например:
— АКБ 48в 13Ач имеет емкость – 624 Втч – с 500Вт мотором электровелосипед проедет 1 час 15 минут на максимальной мощности;
— АКБ 36в 15Ач имеет емкость – 540 Втч с 500Вт мотором электровелосипед проедет 1 час 5 минут на максимальной мощности.
Теперь Вы наглядно видите, что смотреть лишь на «Ач» при покупке электровелосипеда, электросамоката и т.д., категорически нельзя! Рассчитывать емкость надо в «Втч», при этом анализируя все технические характеристики аппарата полностью.
Это Вас заранее убережет от дальнейших лишних вопросов к продавцу и от лишних расстройств после покупки.
Ну а теперь перейдем к видам аккумуляторных батарей.
Я не буду перечислять все существующие виды АКБ. Затронем только те АКБ, которые широко применяются в современном мире как источники питания.
1.Свинцовой-кислотные аккумуляторные батареи и гелиевые аккумуляторные батареи.
1.1. Свинцовой-кислотные аккумуляторные батареи.
Данный тип АКБ очень широко применяется:
— в автомобилях в качестве стартерной АКБ;
— в гольф-карах и погрузчиках в качестве источника тока, но там вес не так критичен и Важен;
— в источниках бесперебойного питания (ИБП). Опять же, так как ИБП стационарны, там вес совершенно не важен, стоят и стоят себе под столом.
Основные особенности данного типа АКБ и преимущества:
— способны кратковременно отдавать большие токи до 10С, но это только очень кратковременно;
— самая низкая цена;
— не требуют обслуживания, кроме очевидного факта, не разряжать ниже минимального порога;
— возможна эксплуатация зимой, в том числе и зарядка АКБ при минусовых температурах.
Основные минусы:
— самые тяжелые из всех существующих АКБ – очень низкая энергоемкость в Втч на общий вес;
— несмотря на то, что их можно эксплуатировать зимой, данные АКБ имеют свойство замерзать, что приводит к существенному падению емкости и напряжения при отрицательных температурах;
— существенное падение напряжение по мере разряда аккумуляторной батареи;
— категорически не любят быструю зарядку. Рекомендованный ток заряда не более ~0.2С*;
— токсичность при зарядке;
— маленький срок службы при постоянной эксплуатации в качестве источника тока на электротранспорте. В среднем 1-1.5 лет.
1.2. Гелевые аккумуляторные батареи.
Устройство гелевых аккумуляторов схоже со свинцово-кислотными. Но внутри электролит заключен в виде геля, что дает ему массу преимуществ на фоне классического свинца.
Я не буду вдаваться в подробности устройства гелевых АКБ, напишу лишь список преимуществ и недостатков над свинцовыми АКБ.
Особенности и преимущества над свинцово-кислотными аккумуляторным батареями:
— гелевые АКБ могут работать как в вертикальном, так и в горизонтальном положении, за счет герметичного корпуса;
— опять же за счет герметичного корпуса, гелиевые АКБ не токсичны при зарядке;
— они гораздо меньше боятся перепадов температур, в том числе и отрицательные температуры;
— более высокая токоотдача за счет более низкого внутреннего сопротивления;
— более высокая устойчивость к вибрациям;
— меньше боятся глубокого разряда;
— срок службы гелевых АКБ выше в 2-3 раза в сравнении со свинцово-кислотными АКБ.
То есть 3 года они отслужить должны гарантировано (все зависит от производителя).
Основные минусы:
— самые тяжелые из всех существующих АКБ – очень низкая энергоемкость в Втч на общий вес;
— несмотря на то, что их можно эксплуатировать зимой, данные АКБ имеют свойство замерзать. Данные АКБ замерзают меньше чем свинцово-кислотные АКБ;
— существенное падение напряжение по мере разряда аккумуляторной батареи;
— категорически не любят быструю зарядку. Рекомендованный ток заряда не более ~0.2С*;
— от перезаряда могут испортится.
Выводы:
В общем могу Вам сказать лишь одно. На всех мега-бюджетных электровелосипедах стоят эти АКБ, а это сплошной ужас и мучения, так как электровелосипед весом 35 кг с ужасными техническими характеристиками — это мучения на весь срок их эксплуатации.
То же самое касается электросамокатов.
Если Вы покупаете электросамокат и планируете его хранить в гараже, на даче и т.д., то покупку такого электросамоката я допускаю.
Но таскать такую тяжесть домой, ужас — получите грыжу.
Данные АКБ можно спокойно использовать в гольф-карах, погрузчиках, экомобиликах, электроскутерах, в общем на технике ,которую не требуется таскать на себе.
Но на электровелосипеды, электросамокаты — категорически нет!
2. Никель-кадмиевые аккумуляторы (Ni-Cd).
Данный вид аккумуляторных батарей был изобретен достаточно давно и на текущий момент считаются морально-устаревшими. Помимо этого, они являются достаточно токсичными.
Основная сфера применения Ni-Cd АКБ это — дрели, шуруповерты, отвертки. Так же они широко применяются в авиации.
Основные особенности данного типа АКБ и преимущества:
— большой ток разряда. В зависимости от типа Ni-Cd АКБ, ток разряда может достигать 15С* (это касается современных, цилиндрических Ni-Cd АКБ);
— большой ток заряда АКБ. Ток заряда зависит от температуры окружающий среды. Самая благоприятная температура +10 — +30 градусов. При такой температуре допускается ток заряда в штатном режиме до 1С*;
— срок службы при правильной и бережной эксплуатации – более 1000 циклов;
— возможность эксплуатации при минусовых температурах;
— продолжительные сроки хранения при любой степени заряда;
— сохранения емкости при низких температурах;
— одни самых приспособленных АКБ при жестких условиях эксплуатации;
— относительно небольшая стоимость.
Основные минусы:
— низкая энергетическая плотность Втч в сравнении с другими типами АКБ;
— эффект памяти и необходимость проведения переодических работ по его устранению;
— высокая токсичность материалов, что отрицательно сказывается на экологии, в некоторых странах введено сильное ограничение по использованию этих АКБ;
— достаточно высокий саморазряд, до 25% в месяц. Если в Вашем шуруповерте стоит такой тип АКБ, не забывайте его периодически заряжать, чтобы не допустить разряд АКБ ниже минимального порога;
— относительно высокий вес.
Выводы:
Данный тип АКБ гораздо интереснее и лучше чем свинцово-кислотные и гелиевые АКБ, но из-за своего так же высокого веса и токсичности для сборки электровелосипедов и электросамокатов они так же не рекомендуются.
3. Никель-метало-гидридные аккумуляторные батареи (Ni-MH).
Данный тип аккумуляторных батарей (Ni-MH) по своей конструкции являются аналогами никель-кадмиевых аккумуляторных батарей (Ni-MH). Однако удельная емкость — аккумуляторов существенно выше — аккумуляторов.
Данный тип аккумуляторов более современный и практически полностью вытеснил — аккумуляторы с рынка.
Основная сфера применения – фотоаппараты, плееры, игрушки, автомобильный электротранспорт (например ), электроинструменты. В общем куда не глянешь, почти везде стоит данный тип АКБ.
Основные особенности данного типа АКБ и преимущества:
— большой ток разряда. В зависимости от типа Ni-Mh АКБ, ток разряда может достигать 5С*;
— срок службы при правильной и бережной эксплуатации – более 1500 циклов;
— возможность эксплуатации при минусовых температурах;
— продолжительные сроки хранения при любой степени заряда;
— сохранения емкости при низких температурах;
— низкий саморазряд;
— низкий эффект памяти.
Основные минусы:
— средняя энергетическая плотность Втч в сравнении с другими типами АКБ;
— относительно высокий вес.
4. Li-ion аккумуляторы.
А теперь настала пора перейти к самому широкому пункту нашей статьи — Li-ion аккумуляторы.
Это — тип электрического аккумулятора, который широко распространён в современной бытовой электронной технике и находит своё применение в качестве источника энергии в электромобилях и накопителях энергии в энергетических системах. Это самый популярный тип аккумуляторов в таких устройствах как сотовые телефоны, ноутбуки, цифровые фотоаппараты, видеокамеры и электромобили.
Литий-ионные аккумуляторы это целый огромный класс аккумуляторных батарей который очень сильно различается по своим электрохимическим свойствам и соответственно по потребительским качествам.
На текущий момент самыми распространенными являются: LiCoO2, LiMn2O4, LiFePO4, LiNMC, Li-Pol аккумуляторные батареи.
Самыми главными особенностями литиевых аккумуляторных батарей является:
— все литиевые АКБ не имеют эффекта памяти;
— все литиевые АКБ обязательно требуют наличия системы контроля заряда/разряда АКБ (BMS);
— каждый тип химии литиевых АКБ имеет свою максимальную границу заряда и разряда, пресекать которые категорически нельзя. В ином случае АКБ выходит из строя из-за изменения своей химической структуры, которое может привезти да же к возгоранию;
— при соблюдении всех условий эксплуатации литиевых АКБ рекомендованных производителем, литиевые АКБ практически безопасны.
Самыми опасными являются Li-Pol химия литиевых батарей, которые требуют к себе особого внимания при эксплуатации!
4.1. Литий-кобальтовые аккумуляторные батареи LiCoO2.
Данный тип АКБ обладает высокой удельной энергоемкостью, что повлияло на их высокое применение в портативной электронике. Однако из-за низкой токоотдачи и из-за достаточно низкого срока службы данный вид аккумуляторов плохо подходит для среднего и мощного электротранспорта.
Для простеньких электровелосипедов и электросамокатов данный тип АКБ вполне подходит.
Основные особенности данного типа АКБ и преимущества:
— Очень высокая удельная энергоемкость;
Основные минусы:
— низкий срок службы (300-500 циклов);
— имеют свойство стареть (3 года);
— очень плохо переносят отрицательные температуры.
— нельзя заряжать при отрицательных температурах!
4.2. Литий-марганцевые аккумуляторные батареи LiMn2O4.
Данный тип АКБ обладает средней удельной энергоемкостью, однако имеют высокую токоотдачу (до 15С). Данные АКБ имеют высокий срок службы, а так же свою отличительную особенность – самобалансировку. Когда напряжение АКБ доходит до максимального значения, АКБ начинает выделять тепло, пытаясь не превысить пороговое значение.
Сфера применения – дорогие силовые инструменты, легкий электротранспорт.
Основные особенности данного типа АКБ и преимущества:
— эффект самобалансировки;
— высокая токоотдача;
— низкий саморазряд;
— высокий срок службы (1000 циклов или 5 лет);
— возможность эксплуатировать зимой.
Основные минусы:
— не высокая удельная энергоемкость;
— нельзя заряжать при отрицательных температурах!
4.3. Литий-железо-фосфатные аккумуляторные батареи LiFePo4.
Самые живучие и не убиваемые литиевые аккумуляторные батареи. Огромный срок службы, более 2000 циклов или 10 лет. Они способны отдавать самые большие токи и заряжаться так же огромными токами. Они являются самыми безопасными к возгоранию из всех литиевых АКБ. Их можно использовать по полной без всяких ограничений зимой вплоть до -30 градусов. Единственный их минус — это низкая удельная энергоемкость на кг.
Данный тип аккумулятора превосходно подходит для сборки средних и мощных электровелосипедов, электросамокатов, а так же для электромобилей и т.д.
Почти идеальный АКБ, но самый дорогой и тяжелый из всего лития.
Основные особенности данного типа АКБ и преимущества:
— очень большой срок службы (от 2000 циклов или 10 лет);
— постоянное напряжение разряда (нет резкого снижения напряжения при снижение емкости АКБ);
— способны отдавать огромные токи, до 50С;
— очень низкий саморазряд;
— стабильность;
— отлично переносят низкие температуры, эксплуатация зимой;
— возможность заряжать при отрицательных температурах следуя определенным правилам.
Основные минусы:
— низкая удельная энергоемкость;
— нестандартное максимальное напряжение;
— самая высокая стоимость из всех литиевых АКБ.
4.4. Литий-никель-марганец-кобальтовые аккумуляторные батареи Li-NMC.
Мой второй фаворит из всех существующих АКБ. Данный тип литиевых АКБ собрал в себе все достоинства обычных литий-кобальтовых АКБ и литий-железо-фосфатных АКБ — получился некий гибрид: с хорошей удельной энергоемкостью, хорошим весом, токоотдачей, сроком службы, морозоустойчивостью, стабильностью.
В данный момент Литий-никель-марганец-кобальтовые Li-NMC аккумуляторы серийно устанавливаются в автомобили – Tesla.
Li-NMC АКБ один из самых лучших претендентов среди АКБ для электровелосипедов, самокатов и вообще всего электротранспорта.
Li-NMC АКБ есть в наличии в нашем магазине.
Основные особенности данного типа АКБ и преимущества:
— большой срок службы (до 1000 циклов или 5 лет);
— высокая токоотдача;
— хорошо переносят отрицательные температуры;
— низкий саморазряд;
— химическая стабильность;
— возможность заряжать при отрицательных температурах следуя определенным правилам.
Основные минусы:
— нестандартное максимальное напряжение;
— высокая стоимость.
4.5. Литий-полимерные аккумуляторные батареи Li-Pol.
Литий-полимерный аккумулятор Li-Pol — это усовершенствованная конструкция литий-ионного аккумулятора.
В качестве электролита используется полимерный материал.
Обычные бытовые литий-полимерные аккумуляторы не способны отдавать большой ток, но существуют специальные силовые литий-полимерные аккумуляторы, способные отдавать ток, в 10 и даже 130 раз превышающий численное значение ёмкости в ампер-часах. Они широко применяются как аккумуляторы для радиоуправляемых моделей, а также в портативном электроинструменте и в некоторых современных электромобилях.
Основные особенности данного типа АКБ и преимущества:
— большая удельная энергоемкость;
— низкий саморазряд;
— толщина элементов от 1 мм;
— возможность получать очень гибкие формы;
— отсутствие эффекта памяти;
— незначительный перепад напряжения по мере разряда;
— хорошо переносят отрицательные температуры;
— не высокая цена для своих характеристики.
Основные минусы:
— очень опасные аккумуляторы! В случае перезаряда или перегрева АКБ гарантировано воспламеняется. АКБ как и все литийионнаые батареи требует плату защиты BMS, но если в обычных литиионных АКБ выход платы защиты из строя может привести к порче АКБ, то в данном случае это гарантированный пожар!;
— самый низкий срок службы из всех литиевых АКБ (300-500 циклов или 2 года);
В общем крайне не рекомендую использовать данный АКБ в электротранспорте, особенно если Вы заряжаете АКБ в квартире. В США и Канаде зафиксировано уже огромное количество погорельцев из-за этих АКБ.
Основная сфера применения в данный момент этих АКБ это модельные игрушки – квадрокоптеры, вертолетики ,самолетики и др, из-за их веса и высокой токоотдачи.
Подводим итоги:
В общем, все что ниже это лично мое мнение.
Самый подходящие АКБ для электровелосипедов, электросамокатов и другого легкого мобильного электротранспорта это:
1 место – Литий-никель-марганец-кобальтовые аккумуляторные батареи Li-NMC – для средних и мощных электровелосипедов, электромотоциклов, электроскутеров и т.д.
2 место — Литий-железо-фосфатные аккумуляторные батареи LiFePo4 – для средних и мощных электровелосипедов, электромотоциклов, электроскутеров и т.д.
3 место — Литий-кобальтовые аккумуляторные батареи LiCoO2 – для легких электровелосипедов и электросамокатов с большим пробегом.
Аккумулятор Графеновый Литий-полимерный Turnigy 500mAh 3S 65C
TURNIGY давно уже стал для моделистов синонимом производительности и надежности. Настало время инноваций и TURNIGY рады представить новые батареи Turnigy Graphene (Графен)!
Что же это значит для Вас? Это значит не только то что Графеновые батареи нечто сложное чем то, что вы использовали раньше.
В Turnigy Graphene используется углерод чтобы сформировать в структуре батареи единый слой графена толщиной 0.335 нанометров.
Графен — материал прочнее стали, но обладает практически сверхпроводимостью при такой малой толщине, что позволяет электронам течь с меньшим сопротивлением по сравнению с традиционной Литиево-Полимерной батареей.
Результатом этого является батарея способная при нагрузке поддерживать высокую выходную мощность, оставаясь при этом значительно холоднее. Тепло и сопротивление были главной проблемой батарей, Графен значительно уменьшил их, а также невероятно продлил срок службы.
Графеновые батареи – новый стандарт для серьезных любителей.
Характеристики:
Емкость: 500 mAh
Конфигурация: 3S1P / 3 банки / 11.1 Вольт
Разряд: 65C Постоянный / 130C Кратковременный
Вес: 58г (включая провода, разъемы и термоусадку)
Размеры: 56*31*22мм
Балансировочный разъем: JST-XH
Силовой разъем: XT-60
Примечание: Графеновым Литиево-Полимерным батареям требуется такое же зарядное устройство, как и для традиционных Литиево-Полимерных батарей.
Преимущества перед традиционными Литиево-Полимерными батареями.
• Удельная мощность: 0.15-0.17kw/kg (5Ah-16Ah)
• Удельная мощность: 0.13-0.15kw/kg (1Ah-4.9Ah).
• Стабильно высокий вольтаж при длительном использовании.
• Высокий разряд, что дает больше мощности под нагрузкой
• Внутреннее сопротивление графеновой батареи 1.2мO, в то время как у стандартной Li-Po батареи 3 мО.
• Батареи остаются на много холоднее в экстремальных условиях использования.
• Более высокая мощность при сильном разряде.
• Сохраняет емкость даже после сотен циклов заряд-разряд.
• Быстрый заряд батареи, до 15С для некоторых батарей.
• Долгая жизнь батареи (как сообщается – свыше 900! циклов заряд-разряд при тестировании).
>Свинцово-углеродные (графеновые) аккумуляторы
Свинцово-углеродные (графеновые) аккумуляторы
Графен — это разновидность графита, но только в двухмерной плоской кристаллической решетке, состоящей из атомов углерода. Внешне она похожа на стопку из нескольких листов бумаг, но только толщиной в миллион раз меньше — всего 91 Пикометр.
Открыв графен, ученые сделали огромный прорыв не только в области электроники, но и в сфере изготовления аккумуляторов. Монопленка из этого материала очень быстро накапливает заряд, поскольку потоку электронов сопротивляется только 1 атом. В нашем интернет-магазине вы можете купить графеновый аккумулятор по выгодной цене, а в выборе вам поможет описание основных особенностей этих батарей и технологии их производства.
Основные разновидности свинцово-углеродных аккумуляторов
Сегодня получили широкое распространения 2 вида подобных аккумуляторов:
- С анодом из кобальтата лития (LiCoO2) и катодом из графеновой монопленки. Такие аккумуляторы имеют достаточно высокую стоимость, хотя она вполне оправдана эффективностью батарей.
- С оксидом магния в качестве анода. Магний не так эффективен, как кобальтат лития, зато его стоимость гораздо ниже и он менее опасен для человека. Именно поэтому большее развитие получили именно магниево-графеновые аккумуляторы.
Каковы преимущества аккумуляторов из графена?
По принципу работы графеновые аккумуляторы практически не отличаются от обычных аккумуляторных батарей. Разницу составляют лишь происходящие внутри устройств процессы. По ним графеновые батареи наиболее схожи с литий-полимерными. Главным отличием в работе является более быстрое накопление электрического заряда. К другим плюсам таких аккумуляторов также относятся:
- значительно меньший вес в сравнении со свинцово-кислотными аккумуляторами;
- возможность регулировки свойства батарей;
- высокая прочность и влагоустойчивость;
- простота в устранении повреждения;
- полная зарядка всего 10-15 минут;
- высокая удельная емкость (достигает 1000 Вт/ч на 1 кг);
- недорогое сырье, поскольку графен распространен в природе.
Почему стоит купить свинцово-углеродный аккумулятор у нас?
Интернет-магазин 220Volt предлагает свинцово-углеродные аккумуляторы по одной из самых выгодных цен в Украине. В нашем каталоге есть функция сравнения отдельных позиций, а также возможность задать нужные характеристики товара. Вы можете обменять или вернуть изделие в течение первых 14 дней после покупки. Почему еще нас выбирают клиенты?
- быстро осуществляем доставку по Киеву и Украине надежной транспортной компанией (от 3000 грн. По Киеву бесплатно);
- предлагаем несколько способов оплаты, в том числе в рассрочку без комиссий;
- юридическим и физическим лицам выдаем при покупке весь пакет необходимых документов (счет-фактуру, расходную и налоговую накладную, свидетельство плательщика НДС и пр).