Батарейки для интернета вещей: ХИТ для IoT и IIoT

В промышленность и быт все глубже внедряется интернет вещей — становится больше устройств, способных обмениваться данными между собой и взаимодействовать с внешним миром. Домашняя система интернета вещей (Internet of Things, IoT) состоит из различной бытовой техники, оснащенной каким-либо «интеллектом», например, климат-контроля, охранной системы, робота-пылесоса, чайника, освещения, метеостанции и подобных устройств. Промышленный вариант (Industrial IoT, IIoT) упрощает и автоматизирует различные процессы, отслеживает состояние оборудования, этапы производства на линиях, местонахождение комплектующих и многое другое.

Промышленный IoT от бытового отличается необходимостью работать в более широком диапазоне температур и в случае отказа более весомые последствия. Элементы питания, представленные химическими источниками тока (ХИТ) для IIoT, также должны отвечать этим требованиям.

Максимально долгую работу устройств IIoT обеспечит литиевая батарейка (рис. 1). Существуют несколько вариантов их химического состава, но наиболее популярны литий-тионилхлоридные (Li-SOCl2) с напряжением 3.6 В и литий-диоксидмарганцевые (LiMnO2) на 3.0 В.

 
Рис. 1. Варианты исполнения литиевых источников тока FANSO EVE Energy

Химический состав определяет основные характеристики батареи: напряжение, рабочую температуру, удельную энергоемкость, способность или неспособность к большой токоотдаче и необходимость пассивации. Кроме того, на эти параметры влияет технология изготовления, бобинная или спиральная конструкция. На рис. 2 приведено сравнение химических основ и конструкций (чем длиннее столб на диаграмме, тем лучше характеристика).

 
Рис. 2. Сравнение химических основ и конструкций литиевых батарей

Из диаграммы видно, что все варианты имеют как достоинства, так и недостатки. ХИТ на основе LiMnO2 не требует депассивации и способен к большей токоотдаче, но Li-SOCl2 более энергоемкий и имеет более широкий диапазон рабочих температур. Все четыре варианта батарей доступны к заказу. В таблицах 1 и 2 даны основные характеристики батареек FANSO EVE Energy.

Таблица 1. Литий-тионилхлоридные ХИТ FANSO EVE Energy с напряжением 3.6 В
 

Таблица 2. Литий-диоксидмарганцевые ХИТ FANSO EVE Energy с напряжением 3.0 В

Если необходимо обеспечить значительный импульс тока, следует воспользоваться сборкой «батарея + суперконденсатор» (рис. 3).

 
Рис. 3. Сборка ER34615H и суперконденсатора SLC1025

Для заказа доступны сборки ER34615H/SLCx1025, ER14505H/SPC15x0 и ER18505H/SLC10xx.

При всех своих достоинствах вышеперечисленные элементы на основе лития для рядового пользователя несколько сложны в приобретении. В то же время, имея меньшую удельную энергоемкость, обыкновенные батарейки типоразмеров AAA, AA, C, D и 6LR61 («крона») широко распространены и представлены множеством вариантов: от очень бюджетных солевых батареек, зачастую неизвестного бренда, до дорогих щелочных (алкалиновых) элементов питания от именитых производителей. Среди всего этого разнообразия стоит выделить ХИТ производства компании POWER FLASH (рис. 4), обладающие высоким качеством при низкой стоимости. Сравнение энергоемкости этих батареек приведено в таблице 3.

 
Рис. 4. Типоразмеры батареек POWER FLASH

Таблица 3. Щелочные батарейки POWER FLASH

Характеристики из таблиц 1…3 приведены для температуры 25°С и справедливы для свежих ХИТ (не больше одного месяца с момента выпуска). Длительный срок хранения и другой температурный режим могут дать иные результаты.
 

Производители: EVE Energy, FANSO EVE Energy, POWER FLASH

Разделы: Батареи тионил-хлоридные (Li-SOCl2), Батареи диоксид марганцевые (Li-MnO2), Батареи щелочные (Zn-MnO2), Сборки батарейно-конденсаторные

Опубликовано: 17.04.2025