Сравнение литий-ионных (Li-ION) и свинцово-кислотных батарей (VRLA).

	Литий-ионные батареи (Li-ION)	Свинцово-кислотные батареи (СКБ)
Фото
Принцип работы	Литий-ионная батарея представляет собой перезаряжаемую ячейку, в которой ионы лития движутся от отрицательного электрода к положительному во время разряда, и наоборот во время заряда. Литий-ионные аккумуляторы используют интеркалированные литиевые соединения, но не содержат металлического лития, который используется в одноразовых батареях.	Свинцово-кислотные аккумуляторы — вторичные источники тока, который образуется за счет реакций восстановления и окисления, проходящих между материалом электродов и электролитом. В качестве электролита используется водный раствор серной кислоты.
Цена	Дорогой по цене и требующий 1-1,5 раза больше начальных расходов, но позволяющий на 30-50% экономить на владении	Недорогие
Энергетическая плотность	70-260 кВт/кг	15-50 кВт/кг
Количество циклов заряда/разряда	>3000	200-400
Время полного заряда	0.5-1 час	6-12 часов
Система мониторинга батарей	Поставляются с системой мониторинга	Чаще всего используются без системы мониторинга
Срок службы	10-15 лет	3-5/6-9 лет
Занимаемая площадь	на 40-60 % меньше чем у СКБ	Требует большего пространства чем Li-ION батареи
Вес	60-70 % меньше чем у СКБ с такой же мощности	Имеют большой вес
Стандартная гарантия	1 год	3 года
Температура	Диапазон рабочих температур больше чем у СКБ до +55 С	0 +40 С

Li-ION имеют значительные преимущества перед свинцово-кислотными батареями, что обусловлено различиями в принципе действия. В СКБ электроды вступают в электро-химическую реакцию с кислотным электролитом, за счет чего происходит накопление электроэнергии. Со временем кислота за счет химической реакции образует на поверхности электродов сульфат свинца, что приводит батарею в негодность. Старение  СКБ усугубляется при разряде большими токами и параллельном подключении, которое часто используется для увеличения суммарной емкости. 

В Li-ION батареи  в результате электро-химической реакции происходит миграция ионов  лития с электрода на электрод, накапливая или отдавая заряд. При этом химический состав компонентов Li-ION меняется в значительно меньшей степени, чем в СКБ. Разряд силой тока, двукратно превосходящей номинальную емкость, для Li-ION является штатным режимом работы.

Свинцовые аккумуляторы теряют приблизительно половину мощности при повышении температуры на каждые 10 градусов при температуре выше +25 градусов Цельсия. Это значит, что в помещении, где они используются, нужно более мощное охлаждение. В то же время литий-ионные аккумуляторы гораздо менее чувствительны к колебаниям температуры, такие изменения практически не влияют на срок службы батареи. Они могут использоваться при температуре до +50 градусов Цельсия без заметных изменений производительности. Единственное, где свинцовые аккумуляторы по-прежнему выигрывают — это температуры ниже 0 градусов Цельсия. 

Выводы:

В результате применения литий-ионные аккумуляторы позволят:

• Уменьшить суммарные затраты для ресурса в 4 000 циклов не менее, чем в 1,8 раза с учетом затрат на размещение, эксплуатацию, обслуживание и утилизацию свинцово-кислотных аккумуляторов.
• Сократить более чем в 40-60% площадь (объем) помещения для размещения системы ИБП.
• Сократить в 4-6 раз вес АКБ (существенно для мобильных систем).

Но свинцово-кислотные батареи, также остаются одним из старейших аккумуляторных систем. Эта недорогая, надежная и переносящая перегрузки батарея; но она имеет низкую удельную энергию и ограниченный срок службы. 

Решение от АРС

В арсенале Schneider Electric, есть три серии источников бесперебойного питания под брендом АРС, в которых возможно использование литий-ионных батарей. Конфигурация этих моделей позволяет как сразу приобретать решения на литий-ионных аккумуляторах, так и произвести замену свинцовой батареи на литий-ионную после окончания ее службы. 

Galaxy 7000

Энергоэффективные решения, обладающие функцией трехфазной защиты ИБП с высокой адаптируемостью для удовлетворения потребностей средних и крупных центров обработки данных, зданий и критически важной инфраструктуры. В модельном ряде доступны шесть устройств разной мощности.

Galaxy VM

Одни из простейших в своем классе для установки и обслуживания устройства, обладающие эффективной защитой от перегрузки. Модельный ряд предназначен для использования в дата-центрах среднего размера, а также на промышленных объектах. Устройства серии Galaxy VM имеют верхний и нижний кабельный входы, что избавляет от необходимости установки дополнительного бокового шкафа. Также они обеспечивают полный доступ к передней панели и имеют модульный дизайн, что позволяет использовать несколько вариантов установки. В модельном ряду присутствуют пять устройств.

Symmetra MW

Этот модельный ряд предназначен для крупных дата-центров и объектов критически важной инфраструктуры. Устройства серии Symmetra MW имеют функцию трехфазной защиты, а также внутреннюю конфигурацию параллельного соединения, которая обеспечивает высокий уровень отказоустойчивости. Всего в модельном ряду доступно шесть устройств. 

Вместо послесловия

Использование литий-ионный батарей в источниках бесперебойного питания еще не стало мейнстримом. На рынке доминируют свинцово-кислотные аккумуляторы, в первую очередь из-за их низкой стоимости. Однако уже сейчас наметилась тенденция на сокращение разрыва в цене, так что можно смело предположить, что доля литий-ионных батарей постепенно будет увеличиваться, так как они обладают рядом существенных преимуществ. Среди них длительный срок службы, высокая энергоэффективность, широкий диапазон рабочих температур и другие плюсы.