Тестирование литиевых батареек FANSO при нормальных условиях. Часть 3

27 ноября

телекоммуникациисистемы безопасностиучёт ресурсовуправление питаниемFansoстатьяисточники питания

Сергей Миронов (КОМПЭЛ)

Окончательные результаты тестирования батареек Fanso типов ER14505H/S, CR14505E/P, ER14505M/S в целом привели к весьма положительным для потребителей результатам, подтверждаемым графиками и таблицей. 

Первое тестирование источников питания производства компании Fanso при непрерывном разряде мы завершили. В первой статье данного цикла, а также в статье, повествующей о промежуточных результатах, уже были приведены данные для батареек CR123A/S. В данной части мы расскажем о результатах тестирования остальных трех типов батареек: ER14505H/S, CR14505E/P, ER14505M/S (таблица 1, рисунки 1…3).

Рис. 1. Разрядные кривые ER14505H/S

Рис. 1. Разрядные кривые ER14505H/S

Рис. 2. Разрядные кривые CR14505E/P

Рис. 2. Разрядные кривые CR14505E/P

Рис. 3. Разрядные кривые ER14505M/S

Рис. 3. Разрядные кривые ER14505M/S

Поскольку батарейки были изготовлены в 2017/2018 году, и с момента производства до окончания эксперимента прошел срок 15…24 месяца (в зависимости от типа батарейки), то при определении полезной емкости правильным будет сделать поправку на саморазряд. Батарейки различной конструкции и различного химического состава имеют различную скорость саморазряда, которая, в свою очередь, зависит и от температуры хранения. Наши батарейки хранились и тестировались при нормальной комнатной температуре, поэтому будем считать скорость их саморазряда типичной для этих условий. Типичная скорость саморазряда указана в таблице 1.

Также обратим внимание на зависимость емкости батарейки от тока разряда (рисунок 4). Дело в том, что полезная емкость литиевых батареек зависит от разрядного тока. Емкость имеет максимальное значение при определенном оптимальном токе разряда для каждого типа батарейки. При разрядном токе, имеющем меньшее или большее значение, полезная емкость батарейки снижается. При повышенном токе такое снижение связано с расходом катодного материала и загрязнением сепаратора, а при малом токе — с затратами материала на восстановление пассивационного слоя и саморазрядом (рисунок 5). В нашем случае, исходя из выбранной нагрузки (подробнее об этом сказано в статье «Тестирование литиевых батареек Fanso в нормальных условиях. Часть 1»), среднее значение тока составляет: 0,33 мА для CR14505E, 0,6 мА для ER14505H и 0,53 мА для ER14505M. При этом, в соответствии с графиками на рисунке 4, емкость должна составить не менее 2650 мА⋅ч для ER14505H и не менее 2000 мА⋅ч для ER14505M. Поскольку для батарейки CR14505E значение емкости при токе менее 2 мА не указано, то примем эту емкость равной номинальному значению – 1400 мА⋅ч (рисунок 6), тем более, что в этой области кривая является достаточно пологой.

Рис. 4. Зависимости емкости батареек от тока при различной температуре для батареек: а) CR14505E; б) ER14505H; в) ER14505M

Рис. 4. Зависимости емкости батареек от тока при различной температуре для батареек: а) CR14505E; б) ER14505H; в) ER14505M

Рис. 5. Зависимость полезной емкости от тока разряда для литий-тионилхлоридных батареек серии ER

Рис. 5. Зависимость полезной емкости от тока разряда для литий-тионилхлоридных батареек серии ER

Есть еще одна особенность батареек CR14505E. В эксперименте участвовала батарейка 2017 года выпуска (старого образца), и в то время этот тип батареек имел емкость 1400 мА⋅ч (рисунок 5). Но в настоящий момент этот тип батареек имеет уже более высокую заявленную емкость – 1500 мА⋅ч.

Рис. 6. Батарейка CR14505E, принимавшая участие в тестировании

Рис. 6. Батарейка CR14505E, принимавшая участие в тестировании

Итак, принимая во внимание поведение емкости батарейки при различных токах разряда и учитывая типичный саморазряд, мы должны были бы получить значение емкости не ниже, чем указанно в столбце «Емкость по документации с учетом саморазряда» таблицы 1. Это и будет наше ожидаемое значение емкости.

Рассматривая кривые разряда (рисунки 1…3), можно говорить о хорошей повторяемости параметров между однотипными образцами. Небольшое различие между кривыми наблюдается только в самом конце разряда. Разброс по емкости у однотипных образцов №2 и №3 после расчета оказался на уровне менее 1%, это очень хорошее значение. У образцов №1 расхождение немного выше — около 3%.

Как видно из таблицы 1, батарейки ER14505H и CR14505E показали результат выше ожидаемого. Причем диоксидмарганцевая батарейка (CR14505E) показала существенно лучший результат, чем предполагалось (1450 мА⋅ч против 1340 мА⋅ч). Можно сказать, что даже батарейка старого образца с заявленной емкостью 1400 мА⋅ч реально уже имела емкость на уровне 1500 мА⋅ч.

Таблица 1. Основные параметры

Наименование Номер образца Нагрузка, кОм Напряжение (нач.), В Время, часы Емкость, мА⋅ч Емкость по документации с учетом саморазряда, мА⋅ч Дата производства Саморазряд, %/год (время от даты произв., мес.)
ER14505M/S 1.1 6,78 3,66 3518 1865 1880 21.07.2018 3…5 (16)
1.2 6,78 3,65 3640 1916
CR14505E/P 2.1 8,98 3,23 4494 1456 1340 23.11.2017 2…3 (24)
2.2 8,98 3,21 4425 1437
ER14505H/S 3.1 5,61 3,66 4312 2642 2620 26.08.2018 1…2 (15)
3.2 5,61 3,65 4325 2667

Результаты по емкости высокотоковых батареек ER14505M образцов 1.1 и 1.2 немного отличаются. Первый образец показал результат чуть ниже ожидаемого – менее 1%, а образец 1.2 показал результат выше ожидаемого примерно на 2%. Можно сказать, что результат этих батареек подтвердил значение, указанное в технической документации, а расхождение на 1…2% находится в рамках погрешности.

Кстати, данный тип батареек имеет спиральную конструкцию с большой площадью электродов для работы на повышенных значениях тока. Подобный тип батареек характеризуется более высокой скоростью саморазряда и существенной зависимостью этой скорости от температурных условий. Если в нормальных условиях это значение находится на уровне до 3…5% в год, то при повышении температуры до 40°С резко увеличивается до 10% в год. На это следует обращать внимание при выборе данного типа батарей для эксплуатации при повышенной температуре.

Расчет емкости батареек, как и в предыдущем случае, выполнен интегральным методом в программе Exсel по отсчетам напряжения, взятым через каждые 5 минут, вплоть до снижения напряжения до уровня 2,0 В.

В целом, этот эксперимент завершился удачно. Все батарейки производства Fanso, принимавшие участие в эксперименте, продемонстрировали результат либо выше ожидаемого, либо на заявленном уровне. Причем, два типа батареек – CR14505E и CR123A/S – показали результат существенно выше ожидаемого.

В скором времени мы планируем провести еще два теста – в импульсном режиме и на постоянный разряд, но уже при минусовой температуре (в камере холода). В эксперименте будет участвовать этот же набор батареек.

Ранее опубликованные части

  1. Тестирование литиевых батареек Fanso в нормальных условиях. Часть 1
  2. Тестирование литиевых батареек Fanso в нормальных условиях. Часть 2

Дополнительные материалы

  1. Вебинар «Литиевые ХИТы FANSO или что нужно знать инженеру о батарейках»
  2. Fanso и счетчики: применение литиевых батареек в электронных приборах учета энергоресурсов
  3. Литиевые батарейки Fanso для промышленного применения: устойчивость к высоким температурам
  4. Литиевые батарейки Fanso в беспроводных датчиках пожарно-охранной сигнализации
  5. CR123A – мощная литиевая батарейка от FANSO
  6. CR2032PH — батарейка повышенной емкости от Fanso
  7. Новые батарейки FANSO в корпусе «таблетка»
•••

Наши информационные каналы

О компании Fanso

Компания Fanso специализируется на производстве первичных литиевых элементов питания (литиевых батареек). Основной продукцией компании являются химические источники тока, выполненные на основе литий-тионилхлоридной (Li-SOCl2; 3,6 В) и литий-диоксидмарганцевой (Li-MnO2; 3,0 В) электрохимических систем. Имеющиеся производственные мощности с современным оборудованием позволяют производить ежегодно до 80 млн. батареек. В штате компании трудятся высококвалифицированные специалисты с более чем 30 л ...читать далее

Товары
Наименование
CR123A/S (FANSO)
ER14505M/S (FANSO)
ER14505M/3PT (FANSO)
ER14505M/3PF (FANSO)
ER14505M-7-LD (FANSO)
CR14505E/3PT (FANSO)
CR14505E-LD/-Molex (FANSO)
CR14505E/S (FANSO)
CR14505E/3PF (FANSO)
ER14505H/S (FANSO)
ER14505H/P (FANSO)
ER14505H/3PF (FANSO)
ER14505H/3PT (FANSO)
CR123A/SN (FANSO)
CR123A (FANSO)
CR123A/3FP (FANSO)