Применение НЭЭ вначале было использовано на транспорте, затем в домашних хозяйствах, в промышленности и энергетике. С точки зрения потребителей распределенная и малая энергетика занимает диапазон мощностей от 1 кВт до 30 МВт и развивается ускоренным темпом во всем мире в значительной мере благодаря прогрессу в разработке НЭЭ. Разнообразие типов НЭЭ столь значительно, и их совершенствованию и описанию посвящено множество литературы, патентов, устройств, например [1, 2].
В настоящей работе выполняется анализ областей применения наиболее применяемых источников и накопителей электрохимического и водородного типа (соответственно литий-ионных ЛИА и топливных элементов ТЭ) для транспорта и энергетики. В работе приводятся характеристики указанных элементов и области их применения.
Преимуществами литий-ионных аккумуляторов являются: наибольшая плотность энергии из всех разновидностей аккумуляторов, большая цикличность до 5000 циклов, а также быстрый процесс заряда батарей – до 80% емкости от 15 до 30 мин. ЛИА имеют низкий показатель саморазряда – до 5% в месяц и могут утилизироваться без предварительной переработки, также имеют высокую надежность и безопасность, широкий температурный диапазон применения.
Недостатками ЛИА являются: возможность взрыва при механическом повреждении или перезарядке аккумулятора. Достаточно быстрое старение аккумулятора – большинство аккумуляторов резко снижают свои характеристики при хранении или использовании более 5 лет.
Количество полных циклов зарядразряд у литий-ионных аккумуляторов ведущих производителей составляет от 1000 до 10 000, сроки хранения и эксплуатации 5–8 лет.
Для всех типов литий-ионных аккумуляторов характерны свои среднеразрядные напряжения: NMC/C (3,6–3,7 В), LFP/C (3,2–3,3 В), LMO/HC или SC (3,6 В), NMC (LMO, LCO)/LTO (2,3–2,4 В). Также существенно отличается и форма разрядных кривых. Различные производители выпускают литий-ионные аккумуляторы различной конструкции. Например, широко применяют цилиндрические аккумуляторы. Ряд компаний отдают предпочтение литий-ионным аккумуляторам в корпусе из ламинированной фольги. Имеются производители, применяющие призматические литий-ионные аккумуляторы в пластмассовых и металлических корпусах.