№9 / 2017 / статья 8

Сравнительное тестирование литий-тионилхлоридных батареек (Часть 6.)

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 журнале НЭ №6/2017 мы сообщили о завершении первой части нашего эксперимента по сравнительному тестированию батареек (постоянный разряд нагрузкой 3,3 кОм при температуре -20°С). При этом вторая часть эксперимента продолжается, и сейчас мы предлагаем ознакомиться с некоторыми промежуточными результатами. Напомним, что в данном случае батарейки работают в импульсном режиме с импульсами длительностью 150 миллисекунд, их периодичностью 1 раз в минуту и нагрузкой 75 Ом в нормальных климатических условиях. На момент написания данной статьи длительность этой части эксперимента составляет уже более семи месяцев (220 суток).

Во второй части тестирования мы с помощью осциллографа измеряем напряжение на нагрузке и рассчитываем внутреннее сопротивление батарейки по падению напряжения в сравнении с напряжением холостого хода. Осциллограммы по состоянию на 05.10.2017 года приведены на рисунке 1.

Рис. 1. Форма напряжения на батарейках в импульсном режиме

Рис. 1. Форма напряжения на батарейках в импульсном режиме

Графические зависимости напряжения и внутреннего сопротивления за период с 24.04.17 по 05.10.17 показаны на рисунках 2 и 3 соответственно (зависимость за период с 27.02.17 по 24.04.17 была показана ранее в журнале НЭ №4/2017). Числовые значения внутреннего сопротивления приведены в таблице 1.

Рис. 2. Напряжение на батарейках под нагрузкой в импульсном режиме

Рис. 2. Напряжение на батарейках под нагрузкой в импульсном режиме

Рис. 3. Внутреннее сопротивление батареек

Рис. 3. Внутреннее сопротивление батареек

Таблица 1. Внутреннее сопротивление батареек в импульсном режиме

Дата Внутреннее сопротивление, Ом
Varta Minamoto EEMB EVE Robiton SAFT Tekcell
24.04.2017 10,2 10,2 10,7 8,6 8,1 7,2 8,1
02.05.2017 10,2 9,7 10,7 8,6 7,6 7,2 8,6
10.05.2017 11,3 10,2 11,8 9,7 8,6 7,2 9,1
17.05.2017 11,8 10,2 11,8 9,7 8,6 7,2 8,6
25.05.2017 19,0 8,7 10,8 8,7 7,7 6,7 8,7
07.06.2017 16,0 9,3 10,3 8,2 7,7 7,2 8,7
14.07.2017 14,8 9,2 9,7 8,7 8,2 8,2 9,3
06.08.2017 11,9 9,3 9,3 9,3 8,2 6,7 10,3
09.09.2017 19,3 9,3 8,8 9,8 7,8 7,8 9,8
05.10.2017 27,4 9,7 9,7 10,8 8,7 8,7 17,1

Из приведенных в таблице 1 данных видим, что Varta имеет повышенное значение внутреннего сопротивления и некоторую нестабильность. Это может быть связано с тем, что батарейка попала к нам после длительного хранения (мы говорили об этом в начале эксперимента НЭ №2/2017) или ее ресурс подходит к концу. Также наметился некоторый рост сопротивления у батарейки Tekcell. Лучший результат демонстрирует батарейка производителя SAFT – она обладает минимальным внутренним сопротивлением и хорошей стабильностью. Внутреннее сопротивление батареек остальных производителей находится на среднем уровне с хорошей стабильностью.

В данной части эксперимента батарейка тратит свою емкость со скоростью примерно 0,1 мА·ч. Учитывая начальную емкость батареек на уровне 2000 мА·ч и более, эта часть эксперимента должна продлиться не менее 27 месяцев (из них семь батарейки уже отработали). За время эксперимента в указанном режиме мы получили определенный результат. Теперь интересно посмотреть, как поведут себя эти батарейки при увеличении на них нагрузки. Для этого мы поднимем частоту импульсов до трех в минуту, что должно привести к сокращению длительности эксперимента до 6 месяцев. После работы в указанном режиме в течение двух месяцев мы еще раз изменим режим в сторону увеличения жесткости испытаний с таким расчетом, чтобы завершить эксперимент к марту 2018 года (ровно год от начала эксперимента). При этом мы сможем оценить, как поведут себя батарейки к концу их срока жизни в различных режимах при последовательном увеличении нагрузки.