Разница между аккумуляторами с высоким и низким внутренним сопротивлением: что выбрать?

На работоспособность аккумулятора влияет совокупность факторов. Среди них – производитель, безопасность, состояние батареи, а также – сопротивление аккумулятора. В зависимости от указанных характеристик, в дальнейшем определяется работоспособность устройства.
Поэтому необходимо заранее определить, что выбрать – аккумуляторы низким внутренним сопротивлением, либо наоборот.

Как влияет внутреннее сопротивление

Внутреннее сопротивление батареи – это сопротивление, которое ток встречает при прохождении через внутренние компоненты аккумулятора: электроды, электролит, сепаратор, контакты. Оно проявляется в виде потерь напряжения при протекании тока, что приводит к снижению доступной мощности и эффективности аккумулятора. Внутреннее сопротивление выражается в омах (Ω) или миллиомах (mΩ).

Работа батареи невозможна без внутреннего напряжения. Причин для этого много:

• Электролит является средой, через которую ионы лития (или других металлов) перемещаются между электродами. Его ионная проводимость напрямую влияет на возникновение сопротивления.
  
• Электроды должны обеспечивать эффективный перенос электронов к внешним контактам. Материалы с низкой электронной проводимостью вносят вклад в общее внутреннее сопротивление.
  
• Деградация активных материалов, формирование пассивирующих слоев (например, SEI на литий-ионных аккумуляторах), приводят к увеличению внутреннего сопротивления при частых зарядах.
  

Плюсы высокого внутреннего сопротивления

Чаще, когда речь заходит о выборе аккумулятора, покупателю обращают внимание на те модели, где выше внутреннее сопротивление – от 1000 вольт и 4-7 МоМ. Однако, у такого варианта выделяют как преимущества, так и недостатки.

Плюсы высокого внутреннего сопротивления акб:

• Обычно изготавливаются из менее дорогих материалов и обладают более простыми конструкциями, что сказывается на стоимости.
  
• Могут лучше выдерживать кратковременные перегрузки и перезаряд, хотя и менее эффективны при работе с высокими токами.
  
• Снижение времени, которое необходимо для зарядки. Это связано с тем, что часть энергии теряется во время преодоления внутреннего сопротивления аккумулятора.
  

Однако, есть и минусы у такого сопротивления аккумулятора:

• Повышенная генерация тепла при эксплуатации. Это может привести к перегреву в условиях, когда аккумулятор выдает большое количество электрического заряда (Ah), что негативно сказывается на сроке службы аккумулятора.
  
• Чрезмерное повышение температуры при выработке электрического заряда (ач) сопровождается снижением напряжения под нагрузкой и ненадлежащим отключением питаемых устройств.
  
• При высоких сопротивлениях увеличивается вероятность растворения переходных металлов из катода в электролит. Это приводит к их миграции и осаждению на аноде, ухудшая характеристики
  
• Способны отдавать меньший ток, что ограничивает их использование в устройствах, требующих высоких пусковых токов или быстрой зарядки.
  

Что выбрать покупателю в зависимости от потребностей

На вопрос, что лучше – низкое или высокое внутреннее сопротивление, ответить однозначно нельзя. Выбор зависит от применения:

• Для устройств, требующих высокой мощности, быстрой зарядки и высокой эффективности, таких как электромобили и электроинструменты, медицинское оборудование, необходимо выбирать аккумуляторы с низким внутренним сопротивлением. В транспортных средствах, сложных устройствах используют сотню аккумуляторных ячеек, соединенных последовательно и параллельно. Высокое внутреннее сопротивление одной ячейки может привести к неравномерному распределению тока и нагреву других ячеек, что вызовет преждевременный износ. Низкое, наоборот, обеспечивает равномерную нагрузку и минимизирует потери.
  
• Для устройств с низким энергопотреблением, где стоимость и долговечность являются основными факторами, можно использовать аккумуляторы с высоким внутренним сопротивлением. Это может быть портативная электроника с низким энергопотреблением, пульты управления, игрушки и другие устройства, где требования к мощности и эффективности невысоки. Для таких устройств не важна высокая скорость зарядки или разрядки.
  

Однако, следует помнить, что аккумуляторы с сопротивлением от 5 МоМ, как правило, подвержены повышенному тепловыделению, что может привести к снижению напряжения при нагрузке и, как следствие, к преждевременному отключению подключенного устройства. Поэтому рекомендуется выбирать модели с усредненными значениями, и ориентироваться на потребности устройства.