№4 / 2017 Статья 9 Сравнительное тестирование литий-тионилхлоридных батареек (часть 3)

Сергей Миронов (КОМПЭЛ)

Действительно ли сравнительно дорогие, но широко используемые в промышленности литий-тионилхлоридные элементы питания стоят своих денег? Ответить на этот вопрос поможет тестирование элементов питания типоразмера АА семи различных производителей, проводимое инженерами компании КОМПЭЛ.

В предыдущих номерах журнала мы рассказали о начале сравнительного тестирования литий-тионилхлоридных батареек различных производителей и уже представили некоторые результаты, полученные в начальной стадии эксперимента. В настоящий момент тестирование продолжается. Имеются промежуточные результаты, о которых мы хотим сообщить.

Напомним, что мы взяли по две батарейки разных производителей: SAFT, EEMB, Varta, Minamoto, EVE, Robiton и Vitrocell. Один комплект образцов – по одной батарейке каждого производителя – мы тестируем постоянной нагрузкой 3,3 кОм при температуре -20°С (таблица 1). Второй комплект тестируется в импульсном режиме нагрузкой 75 Ом длительностью 150 миллисекунд 1 раз в минуту.

Таблица 1. Напряжение на нагрузке при температуре -20°С

Дата
измерения
Напряжение на нагрузке при температуре -20°С, В
Varta Minamoto EEMB EVE Robiton SAFT Tekcell
27.02.2017 3,59 3,6 3,52 3,52 3,61 3,6 3,54
28.02.2017 3,42 3,53 3,51 3,49 3,54 3,44 3,37
01.03.2017 3,31 3,51 3,49 3,48 3,51 3,42 3,34
02.03.2017 3,31 3,5 3,49 3,48 3,51 3,41 3,34
03.03.2017 3,31 3,5 3,49 3,48 3,51 3,41 3,33
06.03.2017 3,3 3,49 3,48 3,46 3,5 3,4 3,32
09.03.2017 3,17 3,52 3,51 3,49 3,52 3,43 3,35
10.03.2017 3,49 3,52 3,51 3,5 3,52 3,43 3,35
13.03.2017 3,26 3,5 3,48 3,46 3,5 3,39 3,32
14.03.2017 3,33 3,5 3,49 3,47 3,51 3,4 3,33
16.03.2017 3,33 3,52 3,51 3,49 3,52 3,44 3,35
20.03.2017 3,29 3,5 3,48 3,45 3,5 3,4 3,31
22.03.2017 3,3 3,5 3,49 3,47 3,51 3,41 3,32
24.03.2017 3,31 3,51 3,5 3,49 3,52 3,43 3,34
27.03.2017 3,3 3,5 3,49 3,47 3,51 3,42 3,32
29.03.2017 3,27 3,48 3,47 3,45 3,5 3,4 3,3
03.04.2017 3,29 3,5 3,49 3,47 3,52 3,43 3,32
07.04.2017 3,27 3,49 3,48 3,45 3,51 3,43 3,31
10.04.2017 3,25 3,48 3,48 3,44 3,5 3,42 3,3
12.04.2017 3,25 3,45 3,47 3,43 3,5 3,41 3,3
17.04.2017 3,28 2,7 3,5 3,46 3,51 3,45 3,33
21.04.2017 3,3 0,7 3,5 3,45 3,51 3,45 3,34
24.04.2017 3,22 3,46 3,38 3,48 3,41 3,29

На момент написания этой статьи эксперимент продолжается уже 57 суток и есть существенное событие. На 52 сутки (через 1248 часов) напряжение на батарейке Minamoto, находящейся при температуре -20°С, понизилось до величины 2 В, а это значит, что батарейка разрядилась. При этом до самого момента разряда напряжение на батарейке держалось стабильно на уровне 3,5 В.

Рис. 1. График зависимости емкости батарейки Minamoto от условий разряда

Рис. 1. График зависимости емкости батарейки Minamoto от условий разряда

Примерная емкость экспериментального образца составила С = (3,5 В/3300 Ом) × 1248 ч = 1323 мА•ч, что существенно ниже указанного значения в технической документации (рисунок 1). При режиме разряда током 1 мА при температуре -20°С емкость должна быть на уровне 2150 мА•ч. Конечно, по одному испытанному образцу мы не можем сделать вывод, что батарейки Minamoto обладают пониженной емкостью при использовании их на отрицательных температурах. Для уточнения этого и получения более объективных данных следует провести еще как минимум один тест на нескольких образцах, что в дальнейшем мы постараемся сделать. В данном же случае у нас, возможно, оказался бракованный образец (такое иногда случается). Тем не менее, на данном этапе батарейка Minamoto из этой части тестирования выбывает и в дальнейшем ходе эксперимента не участвует.

Рис. 2. График напряжения на нагрузке при температуре -20°С

Рис. 2. График напряжения на нагрузке при температуре -20°С

Примечание. При измерении напряжения, когда мы держали эту батарейку в руках, был замечен рост напряжения, связанный с повышением температуры батарейки. Поэтому мы решили оставить эту батарейку с нагрузкой в нормальных условиях и понаблюдать за ней. В течение первых 5 часов напряжение на нагрузке поднялось до 3,62 В и следующее измерение напряжения через сутки показало 3,58 В. Что будет дальше – посмотрим.

При этом все остальные бренды показывают достаточно ровное напряжение более 3,2 В (рисунок 2).

Из графика на рисунке 2 видно, что в данном эксперименте максимальное напряжение имеют батарейки производителей EEMB и Robiton, а минимальное – у Varta и Tekcell.

Во второй части эксперимента пока все батарейки работают стабильно, о чем свидетельствуют данные таблиц 2, 3 и графиков на рисунках 2 и 3.

Рис. 3. График внутреннего сопротивления

Рис. 3. График внутреннего сопротивления

Рис. 4. График напряжения на нагрузке в импульсе

Рис. 4. График напряжения на нагрузке в импульсе

Таблица 2. Внутреннее сопротивление батареек

Дата
измерения
Внутреннее сопротивление, Ом
Varta Minamoto EEMB EVE Robiton SAFT Tekcell
27.02.2017 40 12,8 14,5 12,3 10,1 9,7 23,7
28.02.2017 17,6 8,1 10,1 12,8 7,1 7,7 10,7
01.03.2017 16,4 7,1 9,6 12,8 7,1 7,2 10,2
02.03.2017 15,2 7,1 9,1 12,8 6,6 7,2 10,2
03.03.2017 15,8 7,1 8,6 11,8 6,2 7,2 9,1
06.03.2017 15,2 7,1 9,1 11,3 6,2 5,3 8,1
09.03.2017 12,9 7,6 9,7 11,8 6,7 6,7 7,6
10.03.2017 12,9 7,6 9,7 11,8 6,7 6,7 8,1
13.03.2017 12,3 7,6 10,2 10,7 6,7 6,7 8,1
14.03.2017 12,3 7,6 10,2 10,7 6,7 6,2 7,6
16.03.2017 9,1 6,2 9,1 10,2 6,2 6,7 7,6
20.03.2017 9,7 8,1 9,1 10,2 6,7 6,7 7,6
22.03.2017 9,7 8,6 9,7 10,2 7,6 7,2 7,6
24.03.2017 9,7 8,6 10,2 10,2 7,6 7,2 8,1
27.03.2017 9,7 9,1 10,7 9,7 7,6 7,2 8,1
29.03.2017 9,7 8,6 10,2 9,7 6,7 6,7 7,6
03.04.2017 10,2 9,1 10,7 9,7 6,7 7,2 8,1
07.04.2017 9,7 8,1 10,7 9,1 6,2 6,7 7,6
10.04.2017 10,2 8,1 10,2 9,1 6,2 7,7 8,1
12.04.2017 10,2 8,6 10,7 9,1 6,2 7,2 8,1
17.04.2017 10,2 8,1 10,7 9,7 6,2 7,2 8,1
21.04.2017 10,2 10,7 10,7 9,1 8,6 7,2 8,1
24.04.2017 10,2 10,2 10,7 8,6 8,1 7,2 8,1

Таблица 3. Напряжение на нагрузке в импульсе

Дата
измерения
Напряжение на нагрузке в импульсе, В
Varta Minamoto EEMB EVE Robiton SAFT Tekcell
27.02.2017 2,4 3,16 3,1 3,18 3,26 3,24 2,78
28.02.2017 2,98 3,34 3,26 3,16 3,38 3,32 3,22
01.03.2017 3,02 3,38 3,28 3,16 3,38 3,34 3,24
02.03.2017 3,06 3,38 3,3 3,16 3,4 3,34 3,24
03.03.2017 3,04 3,38 3,3 3,18 3,4 3,34 3,28
06.03.2017 3,06 3,36 3,28 3,2 3,4 3,4 3,32
09.03.2017 3,14 3,34 3,26 3,18 3,38 3,36 3,34
10.03.2017 3,14 3,34 3,26 3,18 3,38 3,36 3,32
13.03.2017 3,16 3,34 3,24 3,22 3,38 3,36 3,32
14.03.2017 3,16 3,34 3,24 3,22 3,38 3,38 3,34
16.03.2017 3,28 3,4 3,28 3,24 3,4 3,36 3,34
20.03.2017 3,26 3,32 3,28 3,24 3,38 3,36 3,34
22.03.2017 3,26 3,3 3,26 3,24 3,34 3,34 3,34
24.03.2017 3,26 3,3 3,24 3,24 3,34 3,34 3,32
27.03.2017 3,26 3,28 3,22 3,26 3,34 3,34 3,32
29.03.2017 3,26 3,3 3,24 3,26 3,38 3,36 3,34
03.04.2017 3,24 3,28 3,22 3,26 3,38 3,34 3,32
07.04.2017 3,26 3,32 3,22 3,28 3,4 3,36 3,34
10.04.2017 3,24 3,32 3,24 3,28 3,4 3,32 3,32
12.04.2017 3,24 3,3 3,22 3,28 3,4 3,34 3,32
17.04.2017 3,24 3,32 3,22 3,26 3,4 3,34 3,32
21.04.2017 3,24 3,22 3,22 3,28 3,3 3,34 3,32
24.04.2017 3,24 3,24 3,22 3,3 3,32 3,34 3,32

Минимальное внутреннее сопротивление в нашем эксперименте показывают производители SAFT и Robiton.

В настоящий момент тестирование продолжается, о дальнейших результатах мы сообщим в следующем номере.

Часть 1.

Часть 2.

Часть 4. 

Saft_04_17