Літієві хімічні джерела струму: деякі особливості застосування

1. Особливість поведінки елемента після депассіваціі
2. Ємність гальванічного елемента
3. Приклад вибору типу хімії гальванічного елемента
4. Висновок

Чи можливо розрахувати залишковий заряд хімічного джерела струму (ХДС)? Для яких застосувань краще літій-тіонілхлорідние батареї, а для яких - літій-діоксідмарганцевие? Що таке пасивація, через що вона відбувається і як з нею боротися? Про все це на прикладі літієвих хімічних джерел струму найбільших світових виробників EEMB і SAFT розповість ця стаття.

Одночасно з бурхливим розвитком бездротових технологій різко збільшилася і кількість промислових пристроїв, що мають в своєму складі гальванічні елементи на основі літію (прилади обліку енергоресурсів і датчики контролю з дистанційним збором інформації, GPS-трекери / навігатори, автоохрани системи, охоронно-пожежні датчики та інші) . Це пояснюється тим, що за енергетичними параметрами зазначені елементи живлення значно перевершують вироби інших існуючих типів, таких як лужні, срібні, хлорид-цинкові. Промислові пристрої, як правило, розраховані на тривалий період служби, експлуатуються в широкому температурному діапазоні, і з цієї причини перераховані джерела струму в багатьох випадках вже не є оптимальним вибором. У них невисока щільність енергії, високий саморозряд, короткий термін зберігання / служби, вони погано переносять негативні температури (нижче -20 ... -30 ° C), а їх напруга має помітну залежність від величини залишкової ємності. Тому, в промислових пристроях найбільш затребуваними виявилися літієві хімічні джерела струму (ЛХІТ), які не мають подібних недоліків, або вони слабо виражені.

Літієві хімічні джерела струму мають максимальним значенням щільності енергії і характеризуються підвищеним номінальним напругою в порівнянні з іншими типами елементів живлення. Напруга літієвого гальванічного елемента, якщо розглядати найбільш поширені, має значення 2,9 ... 3,6 В проти 1,2 ... 1,5 В у інших типів, при цьому напруга має слабо виражену залежність від ступеня розряду (рисунок 1). Тому в багатьох пристроях можна обійтися всього лише одним елементом. Додатковим чинником, що сприяє більш широкому застосуванню ЛХІТ, є і тенденція зниження вартості як результат розвитку технологій виробництва.

Мал. 1. Розрядні криві літій-тіонілхлорідного гальванічного елемента живлення ER18505

Літієві гальванічні елементи живлення в різних форм-факторах (циліндричні, «таблетка», призма) випускаються в промислових масштабах вже близько 25-30 років. На ринку можна зустріти джерела струму багатьох електрохімічних систем, зокрема, серед первинних джерел струму (гальванічні елементи; батарейки) це буде літій-тіонілхлорид (Li-SOCl2), літій-діоксид сірки (Li-SO2), літій-хромат срібла (Li -Ag2CrO4), літій сульфід міді (Li-CuS), літій-діоксид марганцю (Li-MnO2), літій-Монофторид вуглецю (Li-CFx) та інші. Деякі із зазначених систем відомі тільки у вузьких спеціалізованих сегментах, наприклад, в медицині для використання в кардіостимуляторах або в спеціальних виробах військового призначення.

На масовому ринку серед первинних джерел струму найбільш відомі літій-тіонілхлорідние і літій-діоксідмарганцевие. Якщо враховувати в сукупності технічні, економічні та експлуатаційні особливості, то абсолютно ідеального хімічного джерела струму для будь-якого застосування поки що не існує. Можна говорити лише про оптимальність параметрів в кожному конкретному застосуванні.

Незважаючи на те, що ЛХІТ випускаються тривалий час і досить відомі, проте, є деякі особливості їх застосування, на які необхідно звертати серйозну увагу. Нехтування цими особливостями або їх ігнорування часто призводить до того, що обраний ЛХІТ відпрацьовується ресурс, на який був розрахований, не може забезпечити необхідний імпульсний струм, не тримає напругу; пристрій відмовляється працювати при установці в нього нового елемента або після тривалого періоду очікування воно раптом не спрацьовує, хоча елемент живлення ще не встиг розрядитися.

Всі ці особливості можна умовно розділити на особливості загального характеру, що не залежать від електрохімічної системи, а пов'язані з правильністю попередніх розрахунків і умінням розробника читати специфікацію, і на особливості, які безпосередньо пов'язані з електрохімічної системою елемента живлення.

У таблиці 1 вказані деякі типові значення основних параметрів найбільш поширених первинних ЛХІТ виробництва компаній EEMB і SAFT. Такі параметри як вартість і енергоємність показані умовно (зірочками) виключно для порівняльних цілей.

Таблиця 1. Типові значення параметрів ЛХІТ виробництва EEMB і SAFT

Технологія Літій-тіонілхлорид (Li-SOCl2) Літій-діоксідмарганца (Li-MnO2) Виробник EEMB SAFT EEMB SAFT EEMB Форм-фактор циліндричний циліндричний «таблетка» Напруга, В 3,6 3 Температурний діапазон, ° С -55 ... 150 -60 ... 150 -40 ... 85 -40 ... 70 -20 ... 125 Саморозряд,% в год 1 1 + 1 ... 3 Термін зберігання
(Нормальні умови), років до 15 ... 20 до 10 ... 15 до 7 Сравітельная енергоємність *** ** Порівняльна вартість ** **** *** ***** * Пассивация є слабо виражена немає

Як видно з таблиці, кращими технічними і економічними параметрами серед циліндричних елементів володіє літій-тіонілхлорідний. Даний тип електрохімічної системи має максимальне напруження, кращу енергоємність, найнижчий саморазряд і мінімальну вартість (порівняння між виробами одного виробника, але не між виробниками). На основі цієї системи можна знайти батарею практично для будь-якого температурного діапазону з перекриттям від -60 до 150 ° С і з максимальним струмом розряду від декількох десятків міліампер до декількох ампер (в залежності від конструкції елемента, - «Бобін» (високоємкої) або «спіральної »(високопотужними), - і його габаритів). Здавалося б, ось ідеальна батарейка, але не все так однозначно. Якщо ми маємо виняткові характеристики, то неодмінно знайдеться щось не дуже приємне.

В даному випадку неприємність пов'язана з ефектом пассивации. Принципово ефект пасивації є у ​​всіх літій-тіонілхлорідних елементів всіх виробників, але у кого-то він виражений сильніше, а у кого-то слабше. Наприклад, в продукції французького виробника SAFT цей ефект виражений значно слабше в порівнянні з виробником EEMB або іншими. З іншого боку, продукція SAFT має істотно більш високу вартість. Різниця у вартості може досягати 2,5 ... 3 рази.

Оскільки переважна кількість претензій до тіоніл-хлоридним елементів пов'язано з пасивацією, розглянемо докладніше цей ефект. Відразу зауважимо, що цей процес оборотний, і пасивувати елемент не є бракованим, але перед використанням його слід депассівіроваться (активувати). Як це зробити, розказано нижче.

Ефект пассивации полягає в освіті ізолюючої плівки (хлориду літію) на поверхні літієвого анода в процесі виробництва елемента. Плівка утворюється через хімічної реакції, що виникає ще під час складання елемента. Новоутворена плівка припиняє хімічну реакцію і різко зменшує струм саморозряду, в результаті чого ми маємо елемент з тривалим терміном зберігання (до 15-20 років при нормальних умовах) практично без погіршення параметрів. Але є і негативна сторона цього процесу. Якщо до елементу підключити навантаження, що споживає досить великий струм, то на навантаженні в початковий момент часу виявиться знижена напруга близько 2,3 ... 2,7 В (і навіть менше), хоча на холостому ходу напруга буде нормальним 3,3 ... 3,6 В. Це відбувається через те, що утворилася плівка має низьку провідність і не може зруйнуватися миттєво, перешкоджаючи протіканню струму.

Ступінь пассивации елемента (товщина плівки) залежить від часу і умов його зберігання, а також від режиму експлуатації. Чим більше період зберігання і вище температура, тим товщі плівка. Значні негативні прояви ефекту пасивації починаються після 5-6 місяців зберігання в нормальних умовах або як результат тривалого використання елемента в мікрострумову режимі (одиниці мікроампер).

У реальному житті часто зустрічаються пристрої, що працюють більшу частину часу в режимі (мікрострумову) режимі (наприклад, датчики). Прилади тривалий час споживають струм кілька мікроампер або десятків мікроампер, а по здійсненню деякого події повинні включитися в режим середнього або великого енергоспоживання. В цьому випадку, якщо в прилад встановлена ​​батарея після тривалого зберігання або режим мікроспоживання тривав дуже довго, перехід в режим підвищеної енергоспоживання може і не відбутися. Елемент видасть знижена напруга, і пристрій не увімкнеться.

Знижена напруга в меншій мірі впливає на пристрої з малим споживанням струму. У момент підключення такого навантаження напруга на елементі знизиться незначно, і пристрій буде працювати, однак, якщо струм дуже малий (кілька мікроампер), то процес пасивації може продовжитися, і в якийсь момент часу робота пристрою стане нестабільною.

При підключенні навантаження, яка споживає кілька міліампер (середнє навантаження), відбудеться зниження напруги, і потім через деякий час воно відновиться до нормального значення. Це пояснюється тим, що при споживанні зазначеного струму наявна плівка з плином часу зруйнується, а постійно протікає або протікає з досить короткими проміжками часу струм буде перешкоджати її утворення, і пристрій буде працювати стабільно.

Знижена напруга на елементі в момент підключення навантаження, яка споживає великий струм (десятки міліампер), може порушити її роботу, або ж вона просто не включиться. Заміна елемента на новий (щойно куплений і не був в експлуатації) ситуацію не виправить, а перевірка навантаження покаже, що з її схемою все в порядку.

Подібний випадок зустрічався в практиці автора статті. Під час роботи на одному з підприємств довелося готувати виріб до серійного випуску. Виріб складалося з декількох окремих пристроїв, одне з яких мало особливість - його робочий режим був імпульсним з досить великим струмом споживання (пульт дистанційного керування). Джерелом живлення в виробі були літієві елементи. У той час (початок 90-х) подібні елементи були не дуже поширені, і відділ закупівель придбав партію схожих по напрузі виробів. Ці елементи були встановлені в пристрої, і виявилося, що у всіх пристроїв, вже перевірених і налаштованих, різко скоротилася дальність зв'язку. Порахували, що елементи довго зберігалися і втратили частину ємності (вони і насправді зберігалися досить довго). Була закуплена ще одна партія елементів (більш «свіжих») - ситуація кардинально не поліпшилася. Коли стали розбиратися, з'ясувалося, що дані елементи є тіоніл-хлоридні і мають ефект пасивації. Проблему змогли вирішити деякою доробкою схеми. Усередині пристрою підключили кілька додаткових електролітичних конденсаторів паралельно відповідного роз'єму. Перші включення пристрою стали відбуватися за рахунок частини енергії, накопиченої в конденсаторах, і, одночасно з цим, імпульси струму депассівіроваться елемент.

Літій-тіонілхлорідние елементи, які перед використанням зберігалися півроку і більше, необхідно депассівіроваться, т. Е. Зруйнувати ізолюючу плівку хлориду літію імпульсом струму. На малюнку 2 представлений графік, що пояснює депассівацію літій-тіонілхлорідних первинних джерел струму. На графіку є чотири області.

Мал. 2. Напруга на елементі в процесі депассіваціі

I: показує напругу на елементі в відсутності навантаження (холостий хід; 3,6 В);

II: при підключенні навантаження в момент часу t0 виникає імпульс струму, який призводить до різкого зменшення напруги на елементі до рівня 2,4 В.

III: відбувається руйнування основної частини площі ізолюючої плівки і напругу на елементі зростає до 3 В. При досягненні напруги 3,0 В з підключеним навантаженням вважається, що депассівація виконана.

IV: відбувається подальше руйнування решти площі плівки і напругу поступово підвищується до номінального значення.

Для активації ні в якому разі не можна робити коротке замикання висновків елемента живлення. Подібний метод призведе до виходу елемента з ладу. Існують рекомендовані виробником допустимі режими (струм і час) депассіваціі. У таблиці 2 вказані режими депассіваціі для деяких елементів компанії EEMB.

Таблиця 2. Режими депассіваціі для ЛХІТ виробництва EEMB

»Target =" _ blank "> er-1" style = "text-align: center; background-color: white; width: 100%; border-collapse: collapse; border: # 989DA7 2px solid; »>

Найменування Струм активації / навантажувальний опір Час зберігання / час активації Критерій перевірки (активації) * 3 місяці 6 місяців 12 місяців
і більше Напруга холостого ходу, В Навантаження, Ом Напруга
на навантаженні, В ER14250 10 мА / 330 Ом 10 хв. 20 хв. 35 хв. ≥3,6 330 ≥3,2 ER14335 15 мА / 220 Ом 10 хв. 20 хв. 35 хв. ≥3,6 220 ≥3,2 ER14505 20 мА / 165 Ом 10 хв. 20 хв. 35 хв. ≥3,6 165 ≥3,2 ER17335 20 мА / 165 Ом 10 хв. 20 хв. 35 хв. ≥3,6 165 ≥3,2 ER18505 33 мА / 100 Ом 10 хв. 20 хв. 35 хв. ≥3,6 100 ≥3,2 ER26500 60 мА / 56 Ом 10 хв. 20 хв. 35 хв. ≥3,6 56 ≥3,2 ER34615 60 мА / 56 Ом 10 хв. 20 хв. 35 хв. ≥3,6 56 ≥3,2 ER341245 100 мА / 33 Ом 10 хв. 20 хв. 35 хв. ≥3,6 33 ≥3,2 ER14250M 60 мА / 56 Ом 10 хв. 15 хв. 30 хв. ≥3,6 56 ≥3,2 ER14335M 60 мА / 56 Ом 10 хв. 15 хв. 30 хв. ≥3,6 56 ≥3,2 ER14505M 100 мА / 33 Ом 10 хв. 15 хв. 30 хв. ≥3,6 33 ≥3,2 ER17335M 100 мА / 33 Ом 10 хв. 15 хв. 30 хв. ≥3,6 33 ≥3,2 ER18505M 100 мА / 33 Ом 10 хв. 25 хв. 35 хв. ≥3,6 33 ≥3,2 ER26500M 150 мА / 22 Ом 10 хв. 25 хв. 35 хв. ≥3,6 22 ≥3,2 ER34615M 150 мА / 22 Ом 10 хв. 25 хв. 35 хв. ≥3,6 22 ≥3,2 * - Перевірку за критерієм активації проводити через 1 годину після депассіваціі.

Оскільки проходження струму призводить до руйнування діелектричної плівки, то щоб уникнути пассивации елемента в пристрої, тривалий час працює в режимі очікування або в режимі мікрострумів, необхідно передбачити алгоритм періодичного включення цього пристрою або періодичне підключення додаткового навантаження до елементу живлення. Якщо у пристрої є мікроконтролер, то організувати це нескладно і можна виконати на програмному рівні. Якщо з якихось причин це неможливо, то слід реалізувати безперервний розряд елементу невеликим струмом. Наприклад, для попередньо депассівіроваться елемента ER14505 (Тип АА) виробник EEMB рекомендує постійний струм розряду на рівні 7 ... 10 мкА. У будь-якому випадку, для пристрою, що працює в режимі мікрострумів або в імпульсному режимі з тривалими періодами очікування, слід спочатку проконсультуватися з виробником або його представником за профілем розряду на предмет пассивации і отримати рекомендації, як її уникнути, якщо за обраним профілем вона може виникнути.

Особливість поведінки елемента після депассіваціі

З пасивацією / депассіваціей пов'язаний ще один нюанс. Буває, що депассівіроваться елемент намагаються перевірити, підключаючи до нього навантаження, близьку до максимальної. Наприклад, якщо в специфікації зазначений максимальний постійний струм 200 мА, то підключають відповідне навантаження і, спостерігаючи за показаннями приладу в режимі вимірювання напруги, бачать протягом якогось часу поступове зниження напруги на кілька десятих часток вольта. На підставі цього робиться висновок про те, що елемент розряджений і у нього недостатня ємність. Проте подальші перевірки показали, що це не завжди так.

При підключенні навантаження на більш тривалий період часу (15 ... 20 хвилин) після спаду напруги можна побачити його подальше зростання до 3,2 В і навіть вище. Якщо ж навантаження коммутировать в імпульсному режимі з максимальним струмом для обраного елемента, то в момент підключення спостерігається незначне зниження напруги з подальшим відновленням в момент відключення навантаження, а вже через кілька таких комутацій напруга має значення 3,2 ... 3,3 В і практично не змінюється. Перевірка на струмі, в кілька разів перевищує номінальний, показала стабільну напругу 3,4 В з невеликим зростанням до 3,5 В.

Було проведено кілька подібних експериментів з різними тіоніл-хлоридні елементами. Один з результатів експерименту показаний на малюнках 3 і 4. У всіх проведених експериментах батарейки віддали ємність, близьку до тієї, яка повинна бути при обраному струмі розряду конкретного елемента. За інформацією від виробника, при розряді постійним струмом, що має значення, порівнянне з максимальним, ємність елемента може знизитися до 40 ... 50% по відношенню до зазначеної в специфікації (малюнок 5). Для елементів, що беруть участь в експерименті (три елементи ER26500 (EEMB) і один елемент LS26500 (SAFT)) номінальний струм розряду, зазначений в специфікації, становить 2 мА (EEMB) і 4 мА (SAFT), а максимальний струм розряду - 200 мА і 150 мА відповідно. Ємність елементів EEMB 9,0 А • год (при струмі 2 мА), SAFT 7,7 А • год (при струмі 4 мА). Причому, елемент SAFT був практично новим і не піддавався попередньої депассіваціі, а елементи EEMB були з терміном зберігання близько одного року і попередньо були депассівіроваться відповідно до даних в таблиці 2.

Мал. 3. Розряд постійним струмом

Мал. 4. Розряд імпульсним струмом

Звичайно, зниження напруги на елементі 1 до 1,7 В при максимальному постійному струмі - це істотно нижче, ніж напруга відсічення багатьох пристроїв, і при такій напрузі пристрою просто не працюють. Однак слід врахувати важливий момент. На обраному значенні струму елемент / пристрій відпрацює лише добу, що дуже мало. Це показує, що розряд або тривала перевірка елемента на максимальному струмі в більшості випадків позбавлена ​​сенсу, оскільки на практиці такий режим не використовується (в пристрої довелося б міняти батарейку щодоби).

На практиці частіше використовується імпульсний режим або режим розряду невеликим струмом. А саме при таких режимах депассівіроваться елементи, які можна було б спочатку забракувати, повели себе прийнятно.

Результати даного експерименту можна пояснити тим, що при проведенні першої депассіваціі елемент міг бути не повністю відновлений (спочатку була глибока пассивация). А наступний розряд його просто повністю відновив. Тільки при розряді підвищеним струмом елемент як би ще раз пройшов процес активації, і ми це побачили, а при розряді імпульсним струмом або відносно невеликим струмом (крива 2) цей процес пройшов непомітно для нас.

Результати проведених експериментів не говорять, що завжди буде саме така картина. Багато що може залежати від конкретної партії елементів і умов її зберігання. Проте, результат показовий тим, що всі батарейки, які за попередніми даними можна було вважати сіли, виявилися зарядженими. Тому якщо на практиці депассівіроваться або новий елемент при підключенні навантаження зі струмом, близьким до максимального значення, покаже спочатку зниження напруги, то не слід його відразу бракувати, а потрібно спробувати розрядити його, спостерігаючи за поведінкою напруги, і вже на підставі цього зробити остаточний висновок з урахуванням передбачуваного алгоритму роботи пристрою.

Ємність гальванічного елемента

На практиці у розробників і користувачів завжди є питання по реальній ємності гальванічного елемента живлення. Ємність батареї поряд з її напругою є найважливішими параметрами. Знаючи реальну ємність і точний алгоритм роботи пристрою, завжди можна було б точно передбачити термін служби пристрою або момент, коли потрібно замінити батарейку. Це вкрай важливо при використанні ЛХІТ. Як видно з малюнка 1, по контролю напруги передбачити час розряду елемента дуже складно, оскільки крива розряду - полога. І тільки безпосередньо перед самим розрядом напруга елемента швидко знижується, і можна просто не встигнути замінити вчасно батарейку.

Чи можна точно або з достатнім ступенем точності дізнатися залишкову (наявну в кожен момент часу) реальну ємність батарейки? На жаль, не можна! Дізнатися точну ємність елемента живлення можна, тільки розрядивши його повністю, але ця інформація вже буде не актуальна, оскільки елемент не можна використовувати повторно. Навіть якщо виходити з того факту, що виробник не лукавить і чесно вказує в специфікації ємність елемента живлення, а в пристрої реалізований підрахунок енергії, що витрачається, то і в цьому випадку не можна точно передбачити залишкову ємність. Чому? - Це можна зрозуміти, якщо розглянути графік залежності ємності елемента від струму розряду при різних температурах (малюнок 5).

Мал. 5. Залежність ємності від струму розряду для LS26500 (SAFT)

З графіка випливає, що при різному струмі споживання при постійній нормальній температурі ємність елемента змінюється від 7,7 А • год до 3,9 А • год. Причому слід пам'ятати, що подібні графіки знімаються при постійному безперервному струмі розряду. У працюючому пристрої подібний режим практично неможливий. Як правило, в пристрої споживання струму носить змінний характер. Якусь частину часу пристрій працює на малому струмі, навіть менше ніж 1 мА (обмеження на наведеному графіку), а якусь частину часу - на іншому значенні струму, аж до максимального. Крім того, пристрій працює в широкому температурному діапазоні, і від цього теж залежить ємність елемента. Причому при якомусь значенні температури ємність збільшується з ростом струму (70 ° C на графіку), а при якомусь - зменшується. Наприклад, якщо пристрій споживає струм 20 мА, то в діапазоні температур -40 ... 70 ° C ємність його буде змінюватися від 3,4 А • год до 7 А • год - і зменшуватися, і збільшуватися. І до речі, незрозуміло, при якій температурі ємність починає рости разом зі збільшенням струму. На наведеному графіку ця температура 70 ° C, а можливо, такий же характер буде і при 60 ° C? Щоб це знати, потрібно зняти сімейство кривих з дуже малим кроком, і все одно практичної користі від цього не буде.

Крім залежності від струму і температури, є і додаткові фактори, наприклад, після імпульсу струму, коли пристрій переходить в режим мікроспоживання, частина активної речовини батарейки витрачається на пасивацію (нове утворення плівки), і чим більше імпульсів, тим більше витрачається цієї речовини, а отже - і енергії. Навіть якщо в пристрої поряд з підрахунком енергії є і контроль температури, щоб вводити поправочні коефіцієнти, все одно не можна точно визначити залишкову ємність батарейки. Тому існує таке поняття, як ефективність (коефіцієнт) використання батареї.

Коефіцієнт використання батарейки показує, яка частина енергії буде використана, а яка просто піде в втрати, пов'язані із залежністю від струму споживання, температури, саморазряда, з струмами витоку на друкованій платі, з пасивацією / депассіваціей, вологістю середовища (як це не дивно) і іншими факторами. Коефіцієнт використання батареї завжди менше 100%.

Виробники хімічних джерел струму рекомендують використовувати приблизно такі значення коефіцієнта:

• для сільноточних пристроїв (середній струм кілька десятків мА) - ресурс 3-6 місяців, від батареї можна взяти до 95%.
• для пристроїв із середнім споживанням (одиниці мА) - ресурс 2-3 роки, від батареї можна взяти до 85-90%
• для пристроїв з малим споживанням (менше 1 мА) - ресурс 3-5 років, від батареї можна взяти до 60-70%
• для пристроїв з мікроспоживання (одиниці і десятки мкА) - ресурс 5-10 років, від батареї можна взяти не більше 50-60%.

Вибираючи гальванічний елемент, слід орієнтуватися на значення струму, при якому вказана його ємність, і вибрати той елемент, в якому це значення буде ближче до передбачуваного режиму роботи пристрою з урахуванням інших параметрів.

Приклад вибору типу хімії гальванічного елемента

З таблиці 1 видно, що найбільш вигідним в економічному і технічному плані є тіоніл-хлоридні елемент. Цікаво подивитися, для будь-яких чи застосувань це так? Розглянемо на простому прикладі. Нехай нам потрібно гальванічний елемент для харчування CMOS-пам'яті в пристрої. Струм споживання 5 мкА, напруга живлення 1,8 ... 5,5 В, термін служби 10 років (90 тис. Годин). Приймемо струм витоку на платі рівним 0,2 мкА.

Виберемо спочатку тіоніл-хлоридні елемент. Щоб елемент не запассівіровался в пристрої, його необхідно постійно навантажити так, щоб загальний струм був більше 10 мкА. Приймемо з невеликим запасом ток рівним 12 мкА. Тоді за необхідний термін служби елемент повинен віддати ємність 90000 ч × 12 мкА = 1,08 А • ч. Беручи до уваги струм витоку (0,2 мкА) і саморозряд (1% в рік), отримаємо, що необхідна ємність складе 1,21 А • ч. З огляду на коефіцієнт використання батареї (60%), нам слід вибрати елемент з ємністю не менше 2,01 А • ч. Таку ємність має елемент ER14505 (2,4 А • год) вартістю приблизно 1,77 $ (при певному обсязі закупівлі).

Провівши аналогічний розрахунок для літій-діоксідмарганцевого елемента, отримаємо, що потрібно вибрати елемент з ємністю не менше 0,88 А • ч. Тут ми вже не враховуємо додатковий депассівірующій струм. Беручи той же самий коефіцієнт використання батареї, маємо, що можна вибрати елемент CR14250BL (0,9 А • год) вартістю приблизно 1,61 $ (при певному обсязі закупівлі). Причому, елемент CR14250BL в два рази менше за габаритами в порівнянні з ER14505 (рисунок 6).

а)

б)

Мал. 6. ЛХІТ виробництва EEMB: а) ER14505; б) CR14250

Наведений приклад показує, що в даному випадку вигідніше використовувати елемент на основі літій-діоксідмарганцевой електрохімічної системи, хоча за попередніми даними (таблиця 1) він був менш вигідним. Це сталося тому, що при використанні літій-тіонілхлорідного елемента ми були змушені закласти додаткові втрати на те, щоб не допустити пассивации елемента. Ці втрати (струм 7 мкА) по суті навіть більше, ніж струм живлення пам'яті (5 мкА). Звідси можна зробити висновок, що тіоніл-хлоридні елементи вигідніше застосовувати тоді, коли корисна споживана енергія більше, ніж додаткові втрати на недопущення пассивации.

Висновок

На ринку ЛХІТ є великий спектр виробників, широко відомих і не дуже. Як правило, параметри, зазначені в специфікаціях цих виробників, дуже схожі один на одного, якщо розглядаються елементи одного і того ж форм-фактора і типу. Однак вартість елементів різних виробників може відрізнятися в кілька разів. З досвіду застосування цих елементів можна сказати, що якщо вони більшу частину часу експлуатуються в нормальних умовах в режимі, не сильно відрізняється від номінального, то і поведінка їх буде схожим. В цьому випадку можна вибрати менш дорогий елемент, наприклад, виробництва компанії EEMB. Ця компанія присутня на ринку ЛХІТ більше 20 років, з них 15 років - на російському ринку, причому - з позитивними відгуками. Однак якщо дайте йому працювати в режимах, близьких до граничних по електричним параметрам і за умовами експлуатації, якщо передбачається робота пристрою протягом тривалого часу (понад 10-12 років), є підвищені вимоги до надійності і безпеки пристрою, то слід вибирати продукцію таких компаній , як SAFT. Ця компанія працює в області ЛХІТ вже більше 50 років і є загальновизнаним світовим еталоном.

Отримання технічної информации , замовлення зразків , замовлення и доставка .