Сравнение Videx LiFePO4 1x18650 2200 mAh vs Fenix ARB-L18U 2600 mAh micro USB

Технология, по которой изготовлена батарейка или аккумулятор.

Технология определяет химический состав «начинки» и особенности происходящих в ней реакций; как следствие, от этого параметра напрямую зависят как общие рабочие характеристики, так и специфические правила эксплуатации и хранения. Среди перезаряряжаемых аккумуляторов в наше время наибольшей популярностью пользуются технологии Li-Ion, LiFePO4 и Ni-Mh, заметно реже встречается Ni-Cd и Ni-Zn. В батарейках же наблюдается большее разнообразие. Так, недорогие полноразмерные элементы делаются солевыми; алкалиновая (щелочная) технология в том или ином виде применяется в продвинутых полноразмерных и сравнительно простых миниатюрных батарейках-«таблетках» на 1,5 В; серебряно-оксидные элементы являются более продвинутым (и дорогим) аналогом щелочных «таблеток»; а литиевая технология позволяет создавать миниатюрные источники питания напряжением 3 В. Более редкими и специфическими случаями являются технология Li-SOCl2, применяемая в полноразмерных батарейках с повышенными требованиями к надежности, а также воздушно-цинковый принцип работы, используемый в специализированных источниках питания для слуховых аппаратов. Вот более подробное описание каждог...о из упомянутых вариантов:

— Li-Ion. Литий-ионная — один из наиболее популярных в наше время технологий производства аккумуляторов; изначально создана для портативной техники, однако позже стала применяться повсеместно. Такие батареи имеют отличную плотность заряда — то есть солидную емкость при сравнительно небольших размерах и весе. Кроме того, они быстро заряжаются, а «эффект памяти» (характерный, в частности, для описанных ниже Ni-Cd элементов) в подобных источниках энергии практически отсутствует (точнее, его компенсируют встроенные контроллеры заряда). Из недостатков можно отметить несколько большую стоимость, чем, к примеру, у Ni-Mh, а также чувствительность к перегрузкам и нарушениям режима эксплуатации — они могут привести к возгоранию и даже взрыву. Впрочем, большинство техники под такие батареи имеет встроенные защитные схемы; а если таких схем нет — достаточно быть внимательным к режиму работы, или купить аккумулятор со встроенной схемой защиты (см. ниже).

— LiFePO4. Модификация литий-ионной технологии (см. соответствующий пункт), разработанная и выпущенная с целью устранения некоторых недостатков Li-Ion. Литий-железо-фосфатные аккумуляторы обеспечивают высокую плотность энергии, имеют большое количество рабочих циклов заряда/разряда, характеризуются химической и термической стабильностью. К тому же аккумуляторы LiFePO4 выдерживают сильные температурные колебания, поддерживают быструю зарядку высокими токами и отличаются безопасностью в эксплуатации. В отличие от оригинальной технологии Li-Ion, вероятность «взрыва» литий-железно-фосфатной батареи при перегрузке практически сведена к нулю. В целом же такие аккумуляторы эффективно справляются с высокими пиковыми нагрузками и подходят для питания энергоемких устройств, также они держат стабильное рабочее напряжение почти до самого разряда.

— Ni-Mh. Усовершенствованный вариант никель-кадмиевых (Ni-Cd) аккумуляторов (см. ниже), в которых для анода вместо кадмия использован особый сплав, поглощающий водород. Это позволило добиться целого ряда преимуществ по сравнению с оригинальной Ni-Cd технологией. Во-первых, при тех же габаритах емкость возросла в 2 – 3 раза; правда, по плотности заряда данный тип аккумуляторов все равно заметно уступает литий-ионным — однако и стоит значительно дешевле. Во-вторых, Ni-Mh батареи экологически безопасны и легко поддаются переработке. В-третьих, «эффект памяти» в них проявляется реже и устраняется проще. Правда, данная технология не позволяет добиться столь высоких токов разряда, как в никель-кадмиевых батареях; тем не менее, Ni-Mh аккумуляторы все равно отлично работают в устройствах с высоким энергопотреблением, для них они более предпочтительны, чем батарейки (даже высококачественные щелочные — см. ниже). Характерный пример такого применения — цифровые фотокамеры. Также из достоинств данной технологии можно отметить стабильное напряжение: оно остается практически неизменным практически все время работы, и заметно падает лишь «на последних процентах заряда». К недостаткам же можно отнести довольно высокий уровень саморазряда; однако этого недостатка лишены аккумуляторы формата «low self-discharge» (Ni-MH LSD), выпускаемые некоторыми производителями. Саморазряд в таких источниках питания удалось снизить настолько, что многие из них поступают в продажу заряженными и готовыми к использованию (как обычные батарейки) и сохраняют достаточный запас энергии на протяжении 1 – 2 лет.
Отметим, что Ni-Mh аналоги 1,5-вольтовых батареек (например, типоразмеров АА и ААА) имеют несколько меньшее номинальное напряжение — 1,2 В. Однако большинство устройств, рассчитанных на подобные типоразмеры, учитывают эту разницу, и проблемы с взаимозаменимостью возникают крайне редко.

— Ni-Cd. Данная технология производства аккумуляторов в наше время нередко воспринимается как устаревшая; тем не менее, подобные элементы продолжают выпускаться и применяться. Никель-кадмиевые батареи имеют довольно невысокую емкость, а также сильно подвержены «эффекту памяти»: если аккумулятор регулярно заряжать, не разрядив при этом полностью, его эффективная емкость снижается (как будто бы батарея «запоминает», до какого уровня ее обычно разряжают, и принимает его как нулевой). Аналогичное явление может возникнуть при регулярном перезаряде — в частности, использовании недорогих устройств для капельной подзарядки (компенсации саморазряда полностью заряженного аккумулятора). Кроме того, технология производства Ni-Cd батарей экологически небезопасна, а сами аккумуляторы сложны в переработке и утилизации. Тем не менее, такие источники питания имеют целый ряд важных (а в некоторых ситуациях — и вовсе принципиальных) преимуществ перед другими перезаряжаемыми батареями. Во-первых, технологии Ni-Cd практически нет равных при работе на высоких токах разряда: даже весьма значительные нагрузки нормально переносятся и практически не влияют на эффективную емкость батареи (подробнее об этом влиянии см. «Емкость»). Во-вторых, аккумуляторы данного типа не боятся ни глубокого переразряда, ни высоких и низких температур, а также безопасны при механических повреждениях. В-третьих, по мере разряда напряжение у никель-кадмиевых батарей снижается очень медленно (в отличие, к примеру, от алкалиновых одноразовых батареек). Все эти моменты делают данный тип аккумуляторов отлично подходящим для устройств, отличающихся высоким энергопотреблением — в частности, электроинструментов и моделей на радиоуправлении.
Аналогично Ni-Mh, подобные элементы в «полуторавольтовом» типоразмере (например, АА или ААА) выдают не 1,5 В, а только 1,2 В.

— Ni-Zn. Одна из самых старых технологий производства аккумуляторов в целом, однако бытовые источники питания этого типа были представлены лишь в 2000-х годах. По многим особенностям такие элементы аналогичны описанным выше никель-кадмиевым: в частности, они отлично переносят высокие токи разрядки и идеально подходят для устройств со значительным энергопотреблением, а также долго удерживают рабочее напряжение по мере разряда. Кроме того, Ni-Zn батареи в «полуторавольтовых» типоразмерах АА и ААА (а таких большинство) имеют не пониженное, а повышенное номинальное напряжение — 1,6 В, что позволяет без каких-либо ограничений применять их как более эффективную замену одноразовым батарейкам. Вещества, используемые в конструкции, экологически безопасны и легко перерабатываются. Основным недостатком некоторое время назад был малый срок службы (уже после 50 – 80 циклов емкость заметно снижалась); эта проблема была решена, однако лишь сравнительно недавно. Отчасти именно поэтому пока (по состоянию на 2021 год) подобных элементов на рынке немного.


А вот основные технологии, применяемые для одноразовых батареек:

— Солевая. Также носит название «марганцево-цинковая», по основным металлам, используемым в конструкции. Наиболее простая технология из применяемых в полноразмерных (не миниатюрных) батарейках; предполагает рабочее напряжение 1,5 В на ячейку — соответственно, элементы с повышенным напряжением вроде 9-вольтовой «Кроны» собираются из нескольких ячеек. В любом случае солевые источники питания имеют невысокую емкость, их напряжение заметно снижается по мере разряда, а высокое внутреннее сопротивление не позволяет применять такие батарейки для нагрузки с высоким потребляемым током. С другой стороны, подобные элементы просты в производстве, стоят недорого и имеют очень низкий уровень саморазряда. В свете последнего для приборов со сравнительно невысоким энергопотреблением (вроде пультов ДУ) такие батарейки подходят даже лучше алкалиновых (см. ниже): большая часть энергии щелочного элемента в таком режиме работы может уйти на саморазряд, а не на питание нагрузки. Многие солевые элементы маркируются как «general purpose» («общего назначения»).

— Алкалиновая. Технология производства одноразовых батареек, предполагающая использование щелочи в виде электролита (второе распространенное название — щелочная). Весьма распространена как в полноразмерных, так и в миниатюрных источниках питания (см. «Типоразмер») с номинальным напряжением в 1,5 В; батарейки с более высоким напряжением (например, «Крона») составляются из нескольких полуторавольтовых элементов. При этом химический состав полноразмерных и миниатюрных версий схож, но вот общие особенности (по сравнению с аналогами тех же типоразмеров) в обоих случаях будут разными:

• Полноразмерные алкалиновые батарейки (такие, как АА и ААА) имеют более продвинутые рабочие характеристики, чем солевые. Во-первых, их общая емкость заметно выше — к примеру, для пальчиковых батареек она может превышать 3000 мАч (тогда как для солевых элементов максимум составляет порядка 900 мАч). Во-вторых, щелочная технология позволяет дольше удерживать рабочее напряжение по мере разряда. В-третьих, она снижает саморазряд и увеличивает срок хранения батареек. Да и диапазон допустимый температур у таких батареек шире, а общая надежность — выше. Обратной стороной данных преимуществ является в первую очередь более высокая стоимость, чем у солевых источников питания. Кроме того, алкалиновые батарейки не имеет смысла покупать для приборов с низкими токами потребления (таких, как пульты ДУ): они проработают дольше солевых, но эта разница не оправдывает разницу в цене, так как значительная часть щелочного источника питания в таких условиях расходуется впустую — на саморазряд.
  Миниатюрные алкалиновые батарейки-таблетки, наоборот, являются более простым и доступным аналогом продвинутых серебряно-оксидных элементов. Они используют маркировку LR (см. «Типоразмер»), имеют меньшую емкость (обычно в 1,2 – 1,5 раз ниже, чем у серебряно-оксидных решений в том же типоразмере), склонны к быстрому снижению напряжения по мере разряда, а также не рассчитаны на устройства с высокими токами потребления. С другой стороны, для низкотоковой нагрузки (вроде кварцевых наручных часов) таких возможностей более чем достаточно; а обходятся щелочные таблетки заметно дешевле «серебряных».

— Литиевая. Литиевые батарейки обычно имеют маркировку с индексом CR; они могут относиться как к полноразмерным, так и к миниатюрным (см. «Типоразмер»). Отличительной особенностью таких батареек является то, что их напряжение составляет 3 В на ячейку; таким же обычно является и общее номинальное напряжение, за исключением специфических типоразмеров CR-P2L или 2CR5, в которых используется несколько ячеек.
Полноразмерные батарейки, выполненные по данной технологии, изначально рассчитаны прежде всего на цифровые камеры и другие устройства с нерегулярным энергопотреблением и высоким потребляемыми током. Миниатюрные литиевые «таблетки» также неплохо подходят для аналогичного применения (характерный пример — брелки автосигнализаций, в которых передатчик включается на короткое время, однако требует большого количества энергии), но могут устанавливаться и в для низкотоковую нагрузку. Другой специфический вариант их использования — в роли запасного источника питания для компьютеров, планшетов, цифровых камер и т. п., позволяющий сохранять данные о текущей дате/времени и выставленные настройки даже при отключении основной батареи. К примеру, «классикой жанра» для питания памяти BIOS на материнских платах является батарейка CR2032. Благодаря сравнительно высокому напряжению литиевые «таблетки» имеют довольно солидную фактическую емкость, так что срок их службы в подобной роли обычно исчисляется годами и нередко сравним со сроком работы самого устройства.

— Li-SOCl2. Так называемая литий-тионилхлоридная технология применяется для создания одноразовых батареек повышенной надежности, рассчитанных в основном на неблагоприятные условия эксплуатации. Подобные элементы питания имеют целый ряд важных практических достоинств. Так, их емкость составляет от 1200 мАч для миниатюрного типоразмера 1/2 АА до более чем 35 000 мАч в типоразмере D; а учитывая, что номинальное напряжение составляет 3,6 В, то фактическая энергоемкость получается весьма внушительной. Литий-тионилхлоридные батарейки без проблем переносят высокие нагрузки, в том числе импульсные; долгое время поддерживают стабильное напряжение по мере разряда; имеют обширный диапазон допустимых температур эксплуатации (от -60 °С до +85 °С в обычных моделях и от -40 °С +150 °С в высокотемпературных); оснащаются встроенной защитой от перегрузок и короткого замыкания; и даже при сбоях такой защиты батарейка остается взрыво- и пожаробезопасной и может применяться даже в помещениях, заполненных горючими парами. А саморазряд при хранении не превышает 1 – 2 % в год, что обеспечивает большой срок годности.
В целом батарейки LiSOCl2 — это идеальный вариант для устройств, имеющих сравнительно невысокое постоянное энергопотребление и необходимость долго работать без дополнительного обслуживания. Главный недостаток данной технологии — весьма высокая стоимость, что и ограничивает ее применение в основном специализированными профессиональными источниками питания, применяемыми для промышленного оборудования, в военном деле, аэрокосмической отрасли и т.п. Также стоит учитывать, что хотя Li-SOCl2 могут выполняться в «1,5-вольтовых» типоразмерах вроде АА, однако их номинальное напряжение даже в таких случаях будет составлять упомянутые 3,6 В. А при первом включении напряжение обычно оказывается заметно ниже номинального (порядка 2,5 В, а то и меньше) — это связано с химическими особенностями технологии; через небольшое время данный показатель возвращается в норму, однако эту особенность стоит учитывать при применении в некоторых типах приборов.

— Серебряно-оксидная. Технология, применяемая для продвинутых миниатюрных элементов питания с напряжением 1,5 В. В таких батарейках используются те же типоразмеры, что и в алкалиновых «таблетках» (см. выше), однако различается маркировка: по общепринятому стандарту серебряно-оксидные элементы обозначаются буквами SR (щелочные — LR), а в нашем каталоге в качестве основного принят более специфический стандарт — три цифры с тройкой в начале, например, «315» (он обеспечивает большую точность; подробнее см. «Типоразмер»). В любом случае из-за использования серебра подобные батарейки обходятся заметно дороже алкалиновых аналогов (по этой же причине серебряно-оксидная технология почти не применяется в полноразмерных элементах); однако разница в цене компенсируется рядом практических преимуществ. Одно из самых заметных — высокая емкость (в среднем в 1,5 раза выше, чем у алкалиновых «таблеток» того же размера). Кроме того, данная технология обеспечивает более стабильное напряжение, которое довольно медленно снижается по мере разряда, низкое внутреннее сопротивление, а также стойкость к кратковременным высоким нагрузкам. Касательно последнего стоит отметить, что большинство серебряно-оксидных элементов выпускается в двух вариантах специализации: High Drain (для нагрузки с неравномерным и высоким энергопотреблением, например, беспроводных звонков, брелков автосигнализаций и т. п.) и Low Drain (для нагрузки с низким и равномерным энергопотреблением, такой, как наручные кварцевые часы). При этом у подобных батареек одинакового размера, но разной специализации номинальный ток разряда может быть одинаковым; однако версии HD в целом являются более стойкими к неравномерной нагрузке.

— Воздушно-цинковая. Довольно специфическая технология, популярная в основном в компактных батарейках серии PR для слуховых аппаратов (см. «Типоразмер»). Для химической реакции, происходящей в подобных батарейках, требуется воздух; однако в продажу такие батарейки поступают герметично запечатанными, и реакция в них не происходит. Благодаря этому саморазряд при хранении получается практически нулевым, а срок годности — весьма солидным. Перед использованием нужно активировать источник питания, сняв установленную на нем заглушку и открыв доступ воздуха; отметим, что заглушки в воздушно-цинковых «таблетках» разного типоразмера различаются по цветам, что позволяет различать их буквально с первого взгляда, без необходимости вчитываться в мелкие надписи на корпусе. После активации срок жизни «жизни» такого элемента составляет несколько недель — после этого электролит высыхает и батарейка становится непригодной к использованию независимо от того, применялась она как источник питания или нет. Впрочем, при постоянной работе в слуховом аппарате заряд заканчивается заметно быстрее, чем высыхает электролит. Таким образом, пользователь слухового аппарата может держать при себе приличный запас подобных элементов и активировать их по одному, по мере необходимости, не боясь, что остальные потеряют свои свойства.

Номинальная емкость элемента питания — количество энергии, которое он может накопить.

От данного параметра напрямую зависит, как долго источник питания сможет проработать с той или иной нагрузкой. Однако оценивая емкость, нужно учитывать два момента. Во-первых, номинальное значение емкости обычно указывается для определенного тока разрядки. Так, для солевых и щелочных полноразмерных батареек (см. «Технология») такой ток измеряется десятками миллиампер. А вот при его значительном превышении (порядка сотен миллиампер) реальная емкость батарейки может в разы уменьшиться по сравнению с заявленной. Поэтому, к примеру, не рекомендуется использовать одноразовые батарейки в цифровых камерах — потребляемый ток в такой технике может превышать 1000 мАч, и с подобной нагрузкой лучше всего справляются NiMh-аккумуляторы. А миниатюрные серебряно-цинковые батарейки серии «300» (SR) выпускаются в двух версиях — под высокий и низкий ток разряда; аналогично низкотоковую версию могут иметь батарейки-таблетки серии CR (подробнее о том и другим см. «Типоразмер»). Более детальную информацию по поводу токов разрядки для разных видов и типоразмеров батарей/аккумуляторов можно найти в специальных источниках; а в некоторых случаях (в основном для литий-ионных аккумуляторов) она прямо уточняется в характеристиках (см. «Номинальный ток разряда», «Максимальный ток разряда»).

Второй нюанс состоит в том, что фактический запас энергии зависит не только от числа заявленных миллиампер-час...ов, но и от рабочего напряжения; так что сравнивать по цифрам в мАч можно лишь батарейки/аккумуляторы с одинаковым напряжением (в крайнем случае — со схожим, например, 3 В и 3,6 В). Впрочем, иные сравнения на практике требуются крайне редко.

Рабочее напряжение элемента питания. Указывается для полностью заряженного аккумулятора или «свежей батарейки». По мере разряда напряжение неизбежно снижается, однако его напряжения от уровня заряда может быть разной: в одних элементах число вольт уменьшается быстро, в других — плавно, у третьих это значение заметно падает лишь при сильном разряде, и т. п. (подробнее см. «Технология»).

Также подчеркнем, что номинальное, стандартное напряжение прямо определяется типоразмером (см. выше). В данном же пункте указывается именно фактическое, реальное напряжение — а оно может несколько отличаться от номинального, определяемого типоразмером (см. выше). К примеру, в 1,5-вольтовых элементах АА и ААА реальное напряжение составляет 1,5 В только в солевых и щелочных батарейках; для аккумуляторов оно может варьироваться от 1,2 В (в NiMh и Li-Ion версиях) до 1,6 В (Ni-Zn элементы). Большинство приборов под источники питания того или иного типоразмера учитывает эту разницу, так что чаще всего она не является принципиальной, и совместимость батарейки/аккумулятора с тем или иным устройством вполне можно оценивать по общему типоразмеру. Однако данные о точном напряжении бывают необходимы для отдельных видов электроники и некоторых специфических задач (например, подбора питания под электросхему собственной разработки).

Максимальным током разряда называют наибольший ток, который элемент питания способен выдавать в течение короткого времени — как правило, нескольких секунд или нескольких десятков секунд.

Многие типоразмеры батареек и аккумуляторов (см. выше) изначально предусматривают определенный максимальный ток разряда. Поэтому данный параметр уточняется преимущественно для Li-Ion аккумуляторов (см. «Технология») — именно такие источники энергии при том же типоразмере могут заметно различаться по допустимому числу ампер на выходе. В целом же обращать внимание на данный параметр имеет смысл в том случае, если аккумулятор предстоит использовать в устройстве с кратковременными, но значительными скачками энергопотребления — например, компактном электроинструменте, где пусковой ток двигателя может в разы превышать номинальный.

Количество циклов заряда, которое аккумулятор способен перенести без заметного ухудшения рабочих характеристик.

Под циклом заряда подразумевается промежуток времени от одной полной разрядки батареи до другой, когда аккумулятор сначала полностью заряжается, а затем разряжается «в ноль». На практике такой способ работы встречается сравнительно редко — намного чаще батареи ставят на зарядку недоразряженными, да и прекращать процесс иногда приходится до пополнения заряда на 100%. Кроме того, количество циклов заряда принято указывать для идеальных условий эксплуатации: «родного» зарядного устройства, сравнительно невысокой нагрузки при работе, соответствия окружающей температуры рабочим параметрам и т.п. Поэтому число циклов, указанное в характеристиках, является довольно приблизительным, и на практике навряд ли стоит ждать на 100% точного соответствия. Тем не менее, по этому параметру вполне можно оценивать долговечность батареи и сравнивать ее с аналогами.

Встроенная электронная схема, обеспечивающая защиту аккумулятора от нарушений режима эксплуатации.

Данная функция встречается в основном в литий-ионных батареях(см. «Технология»). Это связано с тем, что подобные батареи имеют довольно строгие правила зарядки и разрядки; нарушение этих правил (прежде всего перезаряд и переразряд, а также перегрузка по току) может привести не только к выходу батареи из строя, но и к возгоранию и даже взрыву. Во избежание подобных неприятностей и применяются платы защиты: они контролируют прежде всего уровень заряда, а также ток зарядки и разрядки.

Наличие данной функции крайне рекомендуется, если аккумулятор предстоит использовать в устройстве, не оснащенном собственным контроллером батареи. Яркий пример — электронные сигареты с механическими батарейными модами, в которых спираль атомайзера подключается к аккумулятору фактически напрямую. Без платы защиты пользователь должен сам тщательно контролировать режим работы — а это не так просто, учитывая отсутствие в том же «мехмоде» каких-либо дополнительных индикаторов.

С другой стороны, стоит учитывать, что данная функция сказывается не только на стоимости, но нередко также и на габаритах аккумулятора — она может увеличить его длину на несколько миллиметров сверх номинального размера . К примеру, элементы 18650 с платой защиты имеют длину не 65 мм, а порядка 68 мм. В некоторых случаях это может создать проблемы с установкой, а то и...вовсе сделать ее невозможной. Так что если устройство, для которого приобретается аккумулятор, имеет собственные схемы защиты — оптимальным выбором для такой нагрузки будет обычный, «незащищенный» источник питания.

Возможность зарядки аккумулятора прямо от стандартного порта USB, без использования специальных зарядных устройств.

Данная особенность заметно расширяет возможности по зарядке батареи. Напомним, USB-порты, подходящие для этой цели, в наше время можно встретить в подавляющем большинстве ПК и ноутбуков, в адаптерах под розетки 220 В и автоприкуриватели, в портативных аккумуляторах-пауэрбанках и устройствах с подобной функцией (например, мощных ручных фонарях). Кроме того, некоторые портативные гаджеты вроде смартфонов и планшетов способны осуществлять зарядку внешнего устройства при помощи переходникас миниатюрного гнезда microUSB или USB C. А вот конкретный способ реализации данного способа зарядки может быть разным.

Так, один из самых популярных вариантов — встроенный миниатюрный порт microUSB, соединяемый с разъемом USB при помощи соответствующего кабеля. При этом можно использовать как комплектный кабель (при его наличии), так и любой сторонний с соответствующими типами штекеров. А размеры гнезда microUSB позволяют устанавливать его даже в миниатюрные элементы ААА (см. «Типоразмер»). Другой вариант — встроенный полноразмерный USB-штекер на торце самой батареи; во время работы такой штекер прикрыт колпачком и аккумулятор имеет стандартную цилиндрическую форму, а для зарядки колпачок откидывается. Подобную конструкцию можно встретить в основном в 3,7-вольтовых источниках питания с пятизначной маркировкой типоразмера — на...пример, 18650 или 21700. Впрочем, она применяется реже, чем встроенный порт, поскольку несколько менее надежна и не так удобна на практике — напротив некоторых разъемов USB может просто не оказаться достаточно места для того, чтобы там поместился весь аккумулятор.