Аккумуляторные 
ячейки

В паспорте ячейки восемь параметров, и почти каждый указан вместе с условием, при котором он получен. Без условия число ничего не значит: одна и та же ячейка при разных токах отдаёт разную ёмкость и живёт разное количество циклов.

Ёмкость

Всегда идёт с током измерения. Наш тионилхлоридный элемент 33600-14 даёт 14 000 мАч при разряде 10 мА, а при токе 1 А от него получают не более 10 А·ч. У литиевых аккумуляторов зависимость слабее, но она есть, и в паспорте ток измерения тоже указан.

Номинальное и рабочее напряжение

Номинал задаёт химия: 3,2 В у LiFePO₄, 3,7 В у большинства литий-полимерных, 3,6 В у тионилхлоридных элементов. Отдельно указаны верхний и нижний пределы: у нашей цилиндрической ячейки 32700 это 3,65 и 2,0 В, у призматической на 314 А·ч — 3,65 и 2,5 В. По ним настраиваются пороги BMS.

Токи разряда

Указываются в амперах и в единицах C — долях ёмкости в час. В паспорте их обычно три: стандартный режим, высокий ток и импульсный с ограничением по длительности. Для 32700 на 6 А·ч это 2C длительно, 3C высоким током и 5C импульсом не дольше 30 секунд. Именно по этой строке проверяют, потянет ли ячейка пусковой ток вашего изделия.

Ток и профиль заряда

Стандартный ток заряда чаще всего 0,5C, быстрый — 1C. Профиль CC/CV: постоянный ток до верхнего порога, затем постоянное напряжение до тока отсечки. Зарядное устройство подбирается под этот профиль, а не под привычный свинцовый.

Ресурс

Число циклов до падения ёмкости до 80 % от начальной, и всегда с условиями. У 32700 это 3000 циклов при разряде 0,5C, 2000 при 1C и 1500 при 3C — три разных числа для одной ячейки. Сравнивать ресурс разных ячеек можно только при совпадающих условиях.

Внутреннее сопротивление

Определяет нагрев и просадку напряжения под нагрузкой. У 32700 это 5 ± 1 мОм, у литий-полимерных ячеек — до 2 мОм, у тионилхлоридных измеряется в омах, потому что режим у них принципиально иной. Рост сопротивления со временем — признак старения ячейки.

Температурные диапазоны

Заряд и разряд указываются раздельно, и границы у них разные. Наша призматическая ячейка заряжается от 0 °C и разряжается от −20 °C, цилиндрическая 32700 заряжается от +10 °C. Смотреть нужно на температуру в месте установки изделия, а не на складе.

Габарит, масса и удельная энергия

Кроме размеров в паспорте есть удельная энергия — сколько ватт-часов приходится на килограмм. У призматических LiFePO₄ это не менее 185 Вт·ч/кг, у цилиндрической 32700 — более 140 Вт·ч/кг при разряде 0,5C. Параметр нужен там, где ограничены масса или объём.

Формат определяет не характеристики, а способ сборки: как ячейки соединяются, как отводится тепло и как они крепятся в изделии.

Цилиндрические ячейки соединяют контактной сваркой, призматические — шинами с затяжкой заданным моментом и с поджатием пакета, ламинированные требуют аккуратного крепления выводов. Подробности по обвязке — в разделе комплектующих.

Ячейки одной партии различаются по фактической ёмкости и внутреннему сопротивлению. В последовательной цепи через все идёт один ток, поэтому ёмкость батареи равна ёмкости худшей ячейки, а не средней. Отсюда порядок работы.

• Фактическая ёмкость. Полный цикл заряд-разряд на стенде в заданном режиме; измеренное значение идёт в паспорт партии.
• Внутреннее сопротивление. Ячейка с сопротивлением выше соседей греется сильнее и стареет первой.
• Саморазряд. Повторное измерение напряжения после выдержки: аномальная просадка означает внутренний дефект.
• Подбор в группы. В одну батарею идут ячейки с близкими параметрами из одной группы.

Испытания проводим на собственной базе, измерения выполняются по каждой партии.

• Ячейки россыпью — с паспортом партии, если сборку вы делаете сами.
• Комплект — подобранные в группу ячейки, плата BMS, шины и крепёж под вашу конфигурацию.
• Готовую батарею — собранную, испытанную, с корпусом, разъёмами и протоколом испытаний.

Готовые решения по темам собраны в разделах: LiFePO₄, литий-титанат, Li-SOCl₂, натрий-ион, тяговые батареи, накопители энергии.

Паспортный ресурс получен при заданных токах, температуре и глубине разряда. В работе ячейка выходит на него только если эти условия соблюдены. Основные причины преждевременного старения одни и те же для всех литиевых химий.

• Заряд при отрицательной температуре. Необратимая потеря ёмкости, которая внешне не проявляется до отказа.
• Постоянная работа на токах выше паспортных. Перегрев ускоряет старение даже тогда, когда защита не срабатывает.
• Долгое хранение в полностью заряженном состоянии. Ускоряет календарное старение.
• Глубокий разряд и длительное хранение в разряженном виде. Для литиевых химий это выход из строя, а не просто потеря заряда.
• Разброс ячеек в сборке. Батарея стареет по худшей ячейке, и балансировка это компенсирует лишь отчасти.
• Плохой отвод тепла. Плотная укладка без зазоров поднимает температуру в центре пакета, а температура определяет скорость деградации.
• Слабая затяжка соединений. Растёт переходное сопротивление, узел греется, напряжение под нагрузкой проседает.

Хранение. Литиевые аккумуляторные ячейки хранят при 30–50 % заряда. По паспорту допустимый диапазон — от −20 до +25 °C при влажности не выше 75 % и сроке до 12 месяцев; при более высокой температуре срок сокращается. Тионилхлоридные элементы хранятся дольше — до 48 месяцев в том же температурном диапазоне, но с ними важно помнить о пассивации: после длительного хранения напряжение под нагрузкой в первый момент проседает, и элемент требует депассивации.

Перевозка. Литиевые источники тока относятся к опасному грузу класса 9. Тара должна исключать замыкание выводов, механические повреждения и попадание влаги, на грузовое место наносится маркировка, аккумуляторы перевозят при частичном заряде. Для авиа и международных направлений требуется протокол испытаний по UN 38.3 — состав комплекта собираем под конкретное направление и вид транспорта.

Список вопросов, по ответам на которые видно, с кем вы имеете дело. Он работает и с нами.

• При каком токе измерена ёмкость? Без этого условия число в карточке сравнивать не с чем.
• Для каких условий указан ресурс? Ток разряда, температура и глубина разряда меняют его в разы.
• Какие температуры для заряда и какие для разряда? Это два разных диапазона, и путать их дорого.
• Есть ли импульсный режим и какова его длительность? Для изделий с пусковыми токами это решающая строка.
• Измеряются ли параметры по каждой партии или в паспорт переносятся типовые значения производителя ячеек?
• Подбираются ли ячейки в группы по ёмкости и внутреннему сопротивлению перед сборкой?
• Какой комплект документов идёт на партию и можно ли получить его до заказа?

1. Опишите режим. Постоянный и пиковый ток, длительность импульса, время работы между зарядами, температуры в месте установки и требуемый срок службы.
2. Пришлите ограничения. Габарит посадочного места, масса, тип разъёма, требования к документам.
3. Получите расчёт. Мы подбираем ячейку и конфигурацию, называем ожидаемый ресурс в вашем режиме, срок и цену на партию.
4. Согласуйте документы. Паспорт качества, сертификат соответствия и технические условия согласуются до отгрузки.

Для повторных поставок конфигурация уже зафиксирована, и заказ сводится к изготовлению.

Если задача ещё не определена до параметров, начните с описания изделия и условий его работы: мы разберём режим и предложим варианты с расчётом, а не подберём позицию наугад. Для проверки решения можно взять образцы под ваши испытания, а серийную партию заказать после их результатов — так делается большинство наших поставок в новые изделия.