Сравнительное тестирование литий-тионилхлоридных батареек (Часть 7)
14 декабря 2018
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 этом номере журнала мы печатаем отчет о заключительной части нашего эксперимента, который был начат достаточно давно – еще во втором номере журнала за 2017 год. И вот он завершен.
В предыдущей части для ускорения процесса мы приняли решение изменить режим разряда батареек, увеличив частоту импульсов. В итоге 10.11. 2017 г. мы увеличили частоту импульсов до 4 раз в минуту длительностью по 150 миллисекунд при нагрузке 75 Ом.
В результате наш эксперимент полностью завершился 17.05.2018 г. Общая длительность составила практически 15 месяцев. Дольше всех отработала батарейка Robiton, а менее всего – Tekcell, но разница между ними не такая и большая – всего 22 дня. Значения всех остальных батареек расположились в 2-недельном промежутке от лидера (примерная разбежка не более 3%).
Поскольку эксперимент завершился для всех батареек практически одновременно, то это говорит о том, что в данном режиме работы их эффективная емкость оказалась очень близкой. Хотя у батарейки Robiton по даташиту заявленная емкость 2400 мА⋅ч, наряду с некоторыми другими батарейками она имеет наименьшее значение. Максимальное значение емкости заявлено у EVE – 2700 мА⋅ч, но батарейка этого производителя отстала от лидера на 2 недели.
При смене режима разряда батареек на более интенсивный нами не было замечено какого-то резкого изменения в снимаемых показаниях, значит, батарейки еще не достигли критического состояния и наши предварительные расчеты оказались верны.
В этой части тестирования мы с помощью осциллографа измеряли напряжение на нагрузке и рассчитывали внутреннее сопротивление батарейки по падению напряжения в сравнении с напряжением холостого хода. Более подробно читайте об этом в шестой части статьи об эксперименте.
Графические зависимости напряжения и внутреннего сопротивления за период с 05.10.2017 г. показаны на рисунках 1 и 2, а числовые значения этих параметров приведены в таблицах 1 и 2 соответственно. Зависимости за предыдущие периоды были показаны в третьей и шестой частях статьи.
Таблица 1. Напряжение под нагрузкой на батарейках (в импульсе)
| Дата | Напряжение, В | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Varta | Minamoto | EEMB | EVE | Robiton | SAFT | Tekcell | |
| 05.10.2017 | 2,68 | 3,24 | 3,24 | 3,2 | 3,28 | 3,28 | 2,98 |
| 10.11.2017 | 2,84 | 3,26 | 3,26 | 3,2 | 3,28 | 3,28 | 2,84 |
| 06.12.2017 | 2,78 | 3,3 | 3,28 | 3,18 | 3,38 | 3,32 | 2,9 |
| 11.01.2018 | 2,92 | 3,24 | 3,3 | 3,14 | 3,32 | 3,32 | 2,94 |
| 07.03.2018 | 2,82 | 3,04 | 3,16 | 2,86 | 3,32 | 3,22 | 2,12 |
| 13.03.2018 | 2,66 | 2,98 | 3,1 | 2,84 | 3,32 | 3,16 | 2,02 |
| 16.03.2018 | 2,58 | 2,8 | 2,96 | 2,7 | 3,26 | 3,04 | – |
| 30.03.2018 | 2,18 | 2,66 | 2,78 | 2,64 | 3,3 | 3 | – |
| 25.04.2018 | 1,8 | 2,34 | 2,4 | 2,12 | 3,08 | 2,8 | – |
| 03.05.2018 | – | 2,12 | 2,28 | 1,98 | 2,66 | 2,62 | – |
| 07.05.2018 | – | 1,8 | 2,02 | – | 2,5 | 0 | – |
| 17.05.2018 | – | – | – | – | 1,8 | – | – |
Рис. 1. Напряжение на батарейках под нагрузкой в импульсном режиме
Таблица 2. Внутреннее сопротивление батареек
| Дата | Внутреннее сопротивление, Ом | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Varta | Minamoto | EEMB | EVE | Robiton | SAFT | Tekcell | |
| 05.10.2017 | 27,4 | 9,7 | 9,7 | 10,7 | 8,7 | 8,7 | 17,1 |
| 10.11.2017 | 21,13 | 8,74 | 8,74 | 10,31 | 8,23 | 8,23 | 21,13 |
| 06.12.2017 | 23,20 | 7,73 | 8,23 | 10,85 | 5,77 | 7,23 | 19,14 |
| 11.01.2018 | 19,01 | 9,72 | 8,18 | 12,42 | 7,68 | 7,68 | 18,37 |
| 07.03.2018 | 21,8 | 14,8 | 11,9 | 20,5 | 7,2 | 9,78 | 53,77 |
| 13.03.2018 | 28,20 | 16,61 | 13,55 | 21,13 | 7,68 | 11,87 | 60,89 |
| 16.03.2018 | 31,40 | 22,50 | 17,74 | 26,67 | 9,20 | 15,30 | 10,3 |
| 30.03.2018 | 50,23 | 27,63 | 23,20 | 28,41 | 7,73 | 16,00 | 9,8 |
| 25.04.2018 | 19,3 | 40,38 | 38,13 | 51,65 | 12,66 | 21,96 | 17,1 |
| 03.05.2018 | 95,63 | 47,41 | 41,45 | 59,85 | 16,92 | 28,63 | – |
| 07.05.2018 | – | 60,00 | 46,04 | – | 21,60 | – | – |
| 17.05.2018 | – | – | – | – | 48,33333 | – | – |
Рис. 2. Внутреннее сопротивление батареек
Из графиков видно, что за 1,5…2 месяца до окончания ресурса работы у батареек производства Tekcell и Varta наблюдалось очень нестабильное поведение внутреннего сопротивления. Наибольшую стабильность по этому параметру в процессе всего эксперимента показали батарейки Saft и Robiton.
Батарейки Varta и Tekcell по отношению к продукции других производителей показали также и наибольшее значение внутреннего сопротивления, которое было выше примерно в три раза, чем у лидеров по этому показателю – Saft и Robiton.
В ходе нашего эксперимента (первая и вторая части), а также по имеющейся информации от некоторых заказчиков мы пришли к некоторым любопытным выводам по поводу батареек Saft. Когда эти батарейки разряжаются и достигают некоторого минимального порога напряжения (около 2 В), напряжение на них резко уходит в ноль (батарейка как бы отключается). В настоящий момент это поведение мы объяснить не можем, но постараемся выяснить.
Батарейки EEMB, EVE и Minamoto в данной части эксперимента показали хороший средний результат.
Сравнивая полученные результаты с результатами первой части эксперимента, еще раз убеждаемся, что в разных режимах одни и те же батарейки могут вести себя по-разному. В первой части Robiton оказался на третьем месте, а в этой части – лидировал по показателям внутреннего сопротивления.
Продукция производителей Minamoto и EVE в первой части вообще очень рано сошла с дистанции и не отработала до конца эксперимента.
Батарейка Saft продемонстрировала постоянство и стабильность параметров с хорошими значениями в обеих частях эксперимента.
Список ранее опубликованных частей
Наши информационные каналы