Можно ли заменить аккумулятор в ИБП на литиевый?

Можно ли заменить аккумулятор в ИБП на литиевый?

В источниках бесперебойного питания в подавляющем большинстве случаев используются свинцовые аккумуляторы.

У свинцовых аккумуляторов пожалуй единственный значительный плюс это их низкая цена. В остальном у них немало серьезных недостатков:

1. У них низкая долговечность. Свинцовые аккумуляторы с течением времени довольно быстро теряют свои свойства, даже если просто стоят в заряженном состоянии. Обнаруживается это как обычно в самый неподходящий момент, когда ИБП включается в работу, а аккумулятор сразу разряжается. Ресурс аккумуляторов в циклах заряда-разряда обычно не превышает пару сотен.
2. Они не любят глубокие разряды. Если разряжать свинцовый аккумулятор ниже 50%, он начинает ускоренно терять свойства. Поэтому их стараются не разряжать ниже 50% емкости, соответственно приходится покупать свинцовый аккумулятор с двухкратным запасом по емкости.
3. Они не любят высокие токи разряда. В ИБП обычно токи как раз высокие и бывают. Емкость свинцовых аккумуляторов заявляется при 20 часовом разряде, т.е. низком токе. Но в ИБП они разряжаются обычно гораздо более высоким током примерно за час (а то и раньше), и в этом режиме они могут выдать лишь половину своей емкости. А это значит, что покупать их надо с дополнительным запасом по емкости.
4. Большой вес. У свинцовых аккумуляторов вес в 3-4 раза превышает вес литиевых аккумуляторов сопоставимых параметров.

Какой тип литиевых аккумуляторов подходит для замены свинцовых в ИБП?

На данный момент существует 3 популярных типа литий-ионных аккумуляторов:

1. Литий-никель-марганцевый (NMC). Номинальное напряжение ячейки 3.6В, максимальное 4.2В. Очень компактны и легки, высокий разрядный и зарядный ток, хорошая долговечность: 500-1000 циклов.
2. Литий-железофосфатный (LiFePO4). Номинальное напряжение ячейки 3.2В. максимальное 3.65В. Чуточку габаритнее, чем NMC, высокий разрядный и зарядный ток, отличная долговечность: 2000-5000 циклов.
3. Литий-титанатный (LTO). Номинальное напряжение ячейки 2.3В. максимальное 2.8В. Габаритнее и тяжелее, чем NMC и LiFePO4, очень высокий разрядный и зарядный ток, невероятная долговечность: 15000-20000 циклов, высокая цена.

Все вышеперечисленные типы литиевых аккумуляторов выдают свою заявленную емкость практически при любых разумных токах разряда, не боятся полных разрядов, намного легче свинцовых аккумуляторов.

Какой тип наиболее подойдет в качестве замены свинцовым? Чтобы заменить свинцовый аккумулятор на литиевый без изменений в конструкции и настройках ИБП, в первую очередь должны соответствовать рабочие напряжения свинцового и литиевого аккумулятора. У свинцового аккумулятора напряжение максимального заряда 14.4В.

Литий-никель-марганцевый (NMC)
Если попробуем использовать NMC ячейки с максимальным напряжением 4.2В, то 3 ячейки последовательно дадут напряжение 12.6В, что слишком мало, т.е. ИБП будет пытаться перезарядить такой аккумулятор. Если ставить 4 ячейки по 4.2В, то максимальное напряжение будет 16.8В, что слишком много, т.е. при заряде от ИБП до 14.4В аккумулятор будет недозаряжен.

Литий-железофосфатный (LiFePO4)
Если поставить 4 ячейки последовательно, то максимальное напряжение составит 4*3.65В = 14.6В, что практически идеально соответствует 14.4В для свинцовых аккумуляторов. То, что оно чуть выше даже лучше, потому что будет небольшой запас и при полном заряде плата защиты литиевого аккумулятора не отключит аккумулятор. На отключение аккумулятора ИБП обычно не рассчитан, поэтому нужно его избегать.

Литий-титанатный (LTO)
5 ячеек по 2.8В дают 14В напряжения, что чуть ниже максимального значения для свинца, поэтому ИБП будет пытаться перезарядить такой аккумулятор, что нежелательно. 6 ячеек по 2.8В дают 16.8В напряжения, что слишком много, и аккумулятор при напряжении 14.4В будет недозаряжаться.

Вывод: литиевые аккумуляторы типа LiFePO4 идеально подходят в качестве замены свинцовых аккумуляторов в ИБП. Наша компания может изготовить подобные аккумуляторы по вашему техническому заданию.