Портативное пуско-зарядное устройство легко заставляет задуматься о том, зачем автомобилю вообще нужен тяжёлый свинцовый аккумулятор. Компактное устройство массой меньше килограмма способно запустить двигатель, тогда как под капотом обычно стоит батарея весом около 15 кг. На первый взгляд кажется, что литиевый аккумулятор должен был давно вытеснить традиционную свинцово-кислотную АКБ, однако на практике этого пока не произошло.

Главная причина становится понятна, если сравнить не только размеры и массу двух технологий, но и их стоимость, особенности эксплуатации зимой и требования к безопасности. Литий действительно даёт автомобилю целый набор преимуществ, однако у привычного свинцового аккумулятора есть качества, которые особенно важны именно в повседневной эксплуатации.

Разница в размерах заметна сразу

Если поставить рядом свинцовую и литиевую батареи одинаковой ёмкости, различия будут очевидны даже без специальных измерений. Литиевый вариант способен оказаться значительно компактнее и легче традиционного аккумулятора.

При одинаковой заявленной ёмкости литиевая батарея занимает под капотом гораздо меньше пространства. Это особенно интересно для автомобилей, где свободного места немного и снижение массы имеет практическое значение.

Почему литий заряжается быстрее

Преимущество литиевой технологии проявляется не только в габаритах. Заметно отличается и скорость восстановления заряда: свинцово-кислотной батарее для полной зарядки требуется от 8 до почти 20 часов, тогда как литиевая способна справиться с этой задачей примерно за 3 часа.

Для сравнения аккумуляторов используют и показатель плотности энергии. Современные литиевые АКБ обеспечивают примерно 100–160 Вт·ч на килограмм, тогда как у свинцовых батарей этот показатель находится на уровне 25–40 Вт·ч. Именно высокая энергетическая плотность во многом объясняет, почему литиевый аккумулятор той же ёмкости можно сделать намного компактнее.

Есть у него преимущество и по ресурсу. Литиевые батареи способны выдерживать примерно 2000–7000 циклов перезарядки, тогда как для кислотных аккумуляторов приводится диапазон 400–1200 циклов. При этом свинцовая батарея плохо переносит глубокий разряд: если один раз полностью посадить её «в ноль», ёмкость может заметно снизиться.

На этом этапе сравнение действительно выглядит однозначным. Но именно здесь возникает главный вопрос: если литий легче, компактнее, быстрее заряжается и имеет больший ресурс, почему свинцовые аккумуляторы по-прежнему остаются массовым решением?

Почему литиевые АКБ пока не стали стандартом

Есть стойкое ощущение, что все преимущества категорически собрались у литиевых аккумуляторов? Это обманчивое впечатление: стоит разобраться и с минусами, иначе непонятно будет, почему мы не видим их массового применения во всех автомобилях. Как факт, свинцово-кислотные батареи до сих пор лидируют в рынке.

Первое препятствие — цена. При одинаковой ёмкости литиевые стартерные аккумуляторы обходятся примерно в 2–3 раза дороже обычных. В результате стоимость одной батареи может достигать 40 тысяч рублей и более, что заметно меняет экономику такой замены.

Если классический аккумулятор стоит около 20 тысяч рублей, то вместо существенной переплаты за литиевую батарею оставшиеся деньги можно направить, например, на межсервисное техническое обслуживание с заменой масла и фильтров.

Конструкция объясняет стоимость

Обе технологии используют один базовый принцип: электрохимический источник питания с положительными и отрицательными электродами, находящимися в электролите. Однако дальнейшая реализация этой схемы у свинцово-кислотной и литиевой батарей существенно различается.

Традиционный АКБ устроен относительно просто. Основу представляет пластиковый корпус, внутри которого находятся достаточно крупные свинцовые решётки, погружённые в электролит. Такая конструкция давно отработана и хорошо освоена промышленностью.

Литиевый аккумулятор значительно сложнее. Внутри находятся многочисленные чувствительные ячейки с очень тонкими электродами, производство которых требует дорогого прецизионного оборудования. Кроме самих ячеек, аккумулятору необходим электронный модуль управления.

Получается, что высокая цена литиевой АКБ связана не только с материалами внутри корпуса. В стоимость входит более сложное производство самих элементов и электронная система, которая контролирует их работу.

Что происходит с литиевым аккумулятором зимой

Для эксплуатации в холодном климате у литиевой технологии есть ещё одна серьёзная особенность. Такие аккумуляторы чувствительны к низким температурам, причём проблема особенно заметна при зарядке.

Заряжать литиевую батарею при отрицательной температуре нельзя без специальных решений для подогрева. Поэтому для нормальной эксплуатации в мороз потребуется дополнительная система обогрева, а оставить автомобиль с такой батареей на ночной мороз без учёта этого ограничения нельзя.

Для условий, где автомобиль регулярно ночует на улице зимой, этот фактор становится принципиальным. Свинцово-кислотная технология в этом отношении привычнее владельцам и сервисам.

Безопасность — ещё один фактор

Есть у литиевых аккумуляторов и проблема, которая выходит за рамки стоимости или удобства эксплуатации. Отдельно выделяется пожарнаю безопасность. Литиевые батареи склонны к самовозгоранию, а борьба с таким возгоранием имеет свои особенности.

Для тушения лития требуются огнетушители класса D, а реагировать на возгорание необходимо быстро. Отдельно подчёркивается, что использовать для тушения воду нельзя.

Поэтому при сравнении двух технологий нельзя ограничиваться показателями массы, ёмкости или количества циклов. У литиевой батареи есть дополнительные требования к конструкции автомобиля, эксплуатации и безопасности.

Почему свинцовые аккумуляторы пока остаются основными

Если собрать характеристики обеих технологий в один список, различия выглядят следующим образом:

• литиевые АКБ легче и компактнее при сопоставимой ёмкости;
• плотность энергии у них составляет примерно 100–160 Вт·ч/кг против 25–40 Вт·ч/кг у свинцовых;
• полный заряд может занимать около 3 часов против 8–20 часов у свинцовых;
• ресурс оценивается в 2000–7000 циклов против 400–1200 у кислотных;
• литиевые батареи существенно дороже;
• их эксплуатация при отрицательных температурах требует дополнительных решений;
• литиевые аккумуляторы предъявляют более высокие требования к системе управления и безопасности.

Именно поэтому литиевые стартерные АКБ существуют, но массовым решением пока не стали. Традиционная свинцово-кислотная батарея проигрывает по целому ряду технических характеристик, зато остаётся простой, относительно дешёвой и хорошо освоенной технологией.

Свинцово-кислотные батареи забирают пока массовый рынок, потому что они проще, дешевле и проверены со всех сторон. Но в ближайшем будущем нас ждёт обновление технологий. Кто знает, возможно, совсем скоро им придётся подвинуться и уступить место современным решениям.

Пока же компактный литиевый аккумулятор действительно способен предложить впечатляющее сочетание массы, размеров и характеристик, но одной технической эффективности для массовой замены недостаточно. Автомобильная батарея должна оставаться доступной, предсказуемой и пригодной для работы в самых разных условиях — и именно здесь у свинцовой технологии всё ещё сохраняются сильные позиции.

Читайте ещё материалы:

• Давление в шинах падает на морозе: что делать
• Когда можно ехать, если пешеход уже идёт по «зебре»
• Зачем советские светофоры перевернули в 1959 году