Сілтілік батареялардың артықшылықтары мен кемшіліктері қандай?

Энергияны сақтау саласында,сілтілі батареяларбірегей техникалық сипаттамаларына байланысты маңызды орынға ие. Олар көптеген құрылғыларды сенімді қуатпен қамтамасыз ететін керемет артықшылықтарға ие. Дегенмен, олардың да белгілі бір шектеулері бар. Төменде біз сілтілі батареялардың артықшылықтары мен кемшіліктеріне терең техникалық талдау жасаймыз.

I. Сілтілік батареялардың артықшылықтары

1. Ұзақ уақытқа созылатын өнімділік үшін жоғары энергия тығыздығы

Сілтілік батареялар калий гидроксиді электролиті мен мырыш-марганец диоксиді электрод жүйесін пайдаланады, 800 – 1000 Вт сағ/л-ге дейінгі керемет энергия тығыздығын ұсынады. Дәстүрлі көміртекті мырыш батареяларымен салыстырғанда олардың энергия тығыздығы бес есе артады, бұл ойын контроллері мен сандық камералар сияқты қуатты көп тұтынатын құрылғыларды ұзақ мерзімді және тұрақты қуатпен қамтамасыз етуге мүмкіндік береді. Мысалы, үздіксіз пайдалану кезінде сілтілі батарея ойын контроллерін көміртекті мырыш батареясынан үш-бес есе ұзағырақ қуаттай алады, бұл пайдаланушылардың ұзақ уақыт ойын-сауық қажеттіліктерін қанағаттандырады.

2. Сенімді өнімділік үшін тұрақты кернеу шығысы

Зарядтау процесі кезінде сілтілі батареялар 1,5 В тұрақты кернеу шығысын сақтай алады, бұл құрылғылардағы кенеттен кернеудің төмендеуінен туындаған жұмыстың тұрақсыздығына тиімді жол бермейді. Төмен қуатты ақылды есік құлпы немесе жоғары қуатты электр ойыншығы болсын, сілтілі батареялар құрылғылардың біркелкі жұмысын қамтамасыз ете отырып, тұрақты қуат береді. Мысал ретінде ақылды есік құлпын алыңыз; сілтілі батареяның тұрақты кернеуі есік құлпын батареяның қызмет ету мерзімі ішінде қалыпты түрде ашуын қамтамасыз ете алады, бұл кернеудің ауытқуына байланысты ақаулар қаупін азайтады.

3. Кең температура диапазонына күшті бейімделу

Электролиттің қату температурасын реттеу технологиясы арқылы сілтілі батареялар – 20℃ мен 60℃ аралығындағы кең температура диапазонында қалыпты жұмыс істей алады. Суық сыртқы ортада сілтілі батареялар метеостанция сенсорлары сияқты сыртқы құрылғылардың қалыпты жұмысын қамтамасыз ете отырып, номиналды сыйымдылығының 85%-ын босатады. Жоғары температуралы өнеркәсіптік орталарда олар құрылымдық тұрақтылықты сақтай алады және өнеркәсіптік құралдарды үздіксіз қуаттай алады, бұл оларды кең ауқымды қолданбаларға жарамды етеді.

4. Лезде дайын болу үшін ұзақ сақтау мерзімі

Сілтілік батареялар өте төмен өздігінен зарядсыздану жылдамдығына ие, жылына 1%-дан аз, бұл 10 жылға дейін жарамдылық мерзіміне әкеледі. Ұзақ мерзімді сақтаудан кейін де олар жеткілікті қуатты сақтай алады, бұл оларды апаттық құрылғыларға, резервтік қуат көздеріне және басқа сценарийлерге жарамды етеді. Мысалы, үйдегі апаттық шамға орнатылған сілтілі батарея апаттық жағдайда, тіпті бірнеше жыл пайдаланбағаннан кейін де жарықты қамтамасыз ете алады.

5. Экологиялық таза және жан тыныштығы үшін қауіпсіз

Заманауи сілтілі батареялар сынапсыз өндіріс процестерін қабылдайды, бұл ЕО RoHS сертификаттау стандарттарына сәйкес келеді. Оларды тікелей тұрмыстық қалдықтармен бірге тастауға болады, бұл қоршаған ортаның ластануын азайтады. Сонымен қатар, үштік тығыздағыш құрылымы (полипропиленді тығыздағыш сақина + металл жиегі - тығыздауыш + эпоксидті шайыр жабыны) сияқты ағып кетуге қарсы жетілдірілген дизайн ағып кету қаупін айтарлықтай төмендетеді. 1000 сағаттық ағып кетуге қарсы сынақтан кейін ағып кету жылдамдығы электронды құрылғылардың қауіпсіздігін тиімді қорғайтын 0,01% -дан аз.

II. Сілтілік батареялардың кемшіліктері

1. Қайта зарядталмайды, пайдалану құны жоғары

Сілтілік батареялар негізгі батареялар болып табылады және оларды қайталап пайдалану үшін қайта зарядтауға болмайды. Электр ұстаралар және сымсыз пернетақталар сияқты жоғары жиілікті қуат тұтынатын құрылғылар үшін батареяны жиі ауыстыру пайдалану құнын арттырады. Қайта зарядталатын батареялармен салыстырғанда, сілтілі батареяларды пайдаланудың ұзақ мерзімді құны айтарлықтай жоғары.

2. Энергия тығыздығы кейбір екінші батареяларға қарағанда әлі де төмен

Сілтілік батареялардың энергия тығыздығы көміртекті – мырыш батареяларына қарағанда жоғары болса да, литий – ионды батареялар сияқты қайталама батареяларға қарағанда әлі де төмен. Электрлік көліктер мен ауқымды энергия сақтау құрылғылары сияқты үлкен сыйымдылықты және ұзақ қашықтықты қажет ететін қолдану сценарийлерінде сілтілі батареялар талаптарға жауап бере алмайды, бұл олардың осы салаларда қолданылуын шектейді.

3. Төмен температура өнімділігіндегі шектеулер

Сілтілік батареялардың белгілі бір төмен температураға бейімделу қабілеті болғанымен, өте төмен температуралы орталарда (20℃ төмен), батареяның ішіндегі химиялық реакция жылдамдығы айтарлықтай баяулайды, бұл қуаттың айтарлықтай төмендеуіне және құрылғыларды жеткілікті қуатпен қамтамасыз ете алмайды. Мысалы, өте суық аймақтарда қолданылатын сыртқы камералардағы сілтілі батареялардың өнімділігіне қатты әсер етеді.

4. Көлем және салмақ шектеулері

Қуатты сақтауды жоғарылату үшін сілтілі батареялар әдетте электрод материалдары мен электролиттердің мөлшерін көбейтуі керек, нәтижесінде салыстырмалы түрде үлкен көлем мен салмақ болады. Ақылды сағаттар мен Bluetooth құлаққаптары сияқты жұқалық пен жеңілдікке ұмтылатын шағын электронды құрылғылар үшін сілтілі батареялардың көлемі мен салмағы оларды қолдануға кедергі келтіретін фактор болуы мүмкін.

Сілтілік батареялар жоғары энергия тығыздығы, тұрақты кернеу шығысы және кең температуралық диапазонға бейімделу сияқты артықшылықтарымен әртүрлі құрылғыларды сенімді қуатпен қамтамасыз ететін көптеген салаларда маңызды рөл атқарады. Дегенмен, олардың қайта зарядталмағандығы және салыстырмалы түрде төмен қуат тығыздығы сияқты кемшіліктері белгілі бір нақты сценарийлерде қолданылуын шектейді. Технологияның үздіксіз дамуымен сілтілі батареялардың өнімділігі болашақта олардың қолдану шекараларын кеңейте отырып, одан әрі оңтайландырылады деп күтілуде.