U modernim mobilnim telefonima, fotoaparatima i drugim uređajima najčešće se koriste litijum-jonske baterije koje zamenjuju alkalne i nikl-kadmijum baterije koje po mnogo čemu nadmašuju. Po prvi put, baterije sa litijumskom anodom pojavile su se 70-ih godina prošlog veka i odmah postale veoma popularne zbog visokog napona i energetskog intenziteta.
Istorija izgleda
Razvoj je bio kratkog daha, ali su se na praktičnom nivou pojavile poteškoće koje su rešene tek 90-ih godina prošlog veka. Zbog visoke aktivnosti litijuma, unutar elementa su se odvijali hemijski procesi koji su doveli do sagorevanja.
Početkom 90-ih dogodio se niz nesreća – korisnici telefona su prilikom razgovora zadobili teške opekotine kao rezultat spontanog zapaljenja elemenata, a potom i samih komunikacionih uređaja. S tim u vezi, baterije su u potpunosti ukinute, a prethodno puštene baterije vraćene iz prodaje.
U modernim litijum-jonskim baterijama se ne koristi čisti metal, već samo njegova jonizovana jedinjenja, jer su stabilnija. Nažalost, naučnici su morali ići na značajno smanjenje kapaciteta baterije, ali su uspjeli postići glavno - ljudi više nisu patili od opekotina.
Utvrđeno je da je kristalna rešetka različitih ugljičnih spojeva pogodna za interkalaciju litijevih jona na negativnoj elektrodi. Prilikom punjenja prelaze sa anode na katodu, a prilikom pražnjenja, obrnuto.
Princip rada i sorte
U svakoj litijum-jonskoj bateriji negativna elektroda je bazirana na supstancama koje sadrže ugljik, čija se struktura može naručiti ili djelomično naručiti. Proces interkalacije Li u C mijenja se ovisno o materijalu.Pozitivna elektroda je uglavnom izrađena od oksida nikla ili kobalta.
Sumirajući sve reakcije, one se mogu predstaviti u sljedećim jednadžbama:
- LiCoO2 → Li1-xCoO2 + xLi + + xe - za katodu.
- S + xLi + + xe → CLix - za anodu.
Jednačine su predstavljene za slučaj pražnjenja; kada su napunjene, one teku u suprotnom smjeru. Naučnici provode istraživanja na novim materijalima koji se sastoje od miješanih fosfata i oksida. Ovi materijali se planiraju koristiti za katodu.
Postoje dvije vrste Li-Ion baterija:
- cilindrični;
- prizmatični.
Glavna razlika je raspored ploča (u prizmatičnom - jedna na drugu). Veličina litijumske baterije zavisi od toga. Prizmatični su po pravilu gušći i kompaktniji.
Osim toga, unutra se nalazi sigurnosni sistem - mehanizam koji povećava otpor kada temperatura poraste i prekida anodno-katodni krug pri povećanom pritisku. Zahvaljujući elektronskoj ploči postaje nemoguće doći do kratkog spoja, jer ona kontrolira procese unutar baterije.
Elektrode suprotnog polariteta razdvojene su separatorom. Kućište mora biti zapečaćeno, curenje elektrolita ili ulazak vode i kiseonika će uništiti i bateriju i sam elektronski uređaj.
Različiti proizvođači imaju litijumsku bateriju mogu izgledati potpuno drugačije, nema ujednačenog oblika proizvoda. Omjer aktivnih masa anode i katode trebao bi biti približno 1: 1, inače je moguće stvaranje metala litija, što će dovesti do požara.
Prednosti i nedostaci
Baterije imaju odlične performanse koje se razlikuju od proizvođača do proizvođača. Nominalni napon je 3,7-3,8 V sa maksimalno 4,4 V. Gustoća energije (jedan od glavnih pokazatelja) je 110-230 W * h / kg.
Unutrašnji otpor je 5 do 15 mΩ / 1Ah. Vijek trajanja u smislu broja ciklusa (pražnjenje/punjenje) je 1000-5000 jedinica. Vrijeme za brzo punjenje je 15-60 minuta. Jedna od najznačajnijih prednosti je spor proces samopražnjenja (samo 10-20% godišnje, od čega 3-6% za prvi mjesec). Raspon radne temperature je 0 C - +65 C, na temperaturama ispod nule punjenje je nemoguće.
Punjenje se odvija u nekoliko faza:
- do određene tačke teče maksimalna struja punjenja;
- nakon postizanja radnih parametara, struja se postepeno smanjuje na 3% od maksimalne vrijednosti.
Tokom skladištenja otprilike svakih 500 sati, potrebno je periodično punjenje kako bi se nadoknadilo samopražnjenje. Kada se prepuni, može se taložiti metalni litijum, koji u interakciji sa elektrolitom stvara kiseonik. Ovo povećava rizik od curenja zbog povećanog unutrašnjeg pritiska.
Često punjenje značajno će smanjiti vijek trajanja baterije. Osim toga, utiče na okolinu, temperatura, struja itd.
Element ima nedostatke, među kojima se razlikuju sljedeće:
Radni uslovi
Najbolje je čuvati bateriju pod sljedećim uvjetima: Napunjenost treba biti najmanje 40%, a temperatura ne smije biti niska ili visoka. Najbolja opcija je raspon od 0C do +10C. Obično se za 2 godine izgubi oko 4% kapaciteta, zbog čega se ne preporučuje kupovina baterija sa ranijim datumima proizvodnje.
Naučnici su izmislili način da produže rok trajanja. U elektrolit se dodaje odgovarajući konzervans. Međutim, takve baterije treba "obučiti" u obliku 2-3 puna ciklusa pražnjenja/punjenja kako bi kasnije mogle normalno raditi. U suprotnom može doći do "efekta pamćenja" i naknadnog oticanja cijele strukture. Uz pravilnu upotrebu i pridržavanje svih standarda skladištenja, baterija može služiti dugo vremena, a njen kapacitet ostaje na visokom nivou.
Litijum zauzima posebno mesto među najsavremenijim baterijama. U hemiji, litijum je najaktivniji metal.
Ima ogroman resurs za skladištenje energije. 1 kg litijuma može pohraniti 3860 amper-sati. Dobro poznati cink uveliko zaostaje. On ima ovu cifru od 820 amper-sati.
Litijumske ćelije mogu generisati napon do 3,7V. Ali laboratorijski uzorci mogu proizvesti napon od oko 4,5 V.
Čisti litijum se ne koristi u modernim litijumskim baterijama.
Postoje 3 vrste litijumskih baterija u uobičajenoj upotrebi:
litijum-jonski ( Li-ion). Nazivni napon (U nom.) - 3.6V;
Litijum polimer ( Li-Po, Li-polimer ili "lipo"). U broj. - 3.7V;
Litijum gvožđe fosfat ( Li-Fe ili LFP ). U broj. - 3.3V.
Sve ove vrste litijumskih baterija razlikuju se po materijalu katode ili elektrolita. Li-ion koristi litijum-kobaltatnu katodu LiCoO 2, Li-Po koristi gel polimer elektrolit, a Li-Fe koristi litijum-fero-fosfatnu katodu LiFePO 4.
Svaka litijumska baterija (ili uređaj u kojem radi) opremljena je malim elektronskim krugom - kontrolerom punjenja / pražnjenja. Pošto su litijumske baterije veoma osetljive na prekomerno punjenje i duboko pražnjenje, to je neophodno. Ako "pokupite" bilo koju litijumsku bateriju sa mobilnog telefona, onda u njoj možete pronaći mali elektronski krug - ovo je zaštitni kontroler ( Zaštita IC ).
Ako u litijumskoj bateriji nema ugrađenog kontrolera (ili nadzornika punjenja), onda se takva baterija naziva nezaštićenom. U ovom slučaju je u uređaj ugrađen kontroler koji se napaja iz takve baterije, a punjenje je moguće samo iz uređaja ili iz posebnog punjača.
Fotografija prikazuje nezaštićenu Li-Po bateriju Turnigy 2200 mAh 3C 25C Lipo Pack... Ova baterija se sastoji od 3 ćelije povezane u seriju (3C - 3 ćelije) svaka 3,7V i stoga ima konektor za balansiranje. Kontinuirana struja pražnjenja može doseći 25C, tj. 25 * 2200 mA = 55000 mA = 55 A! I kratkotrajna struja pražnjenja (10 sek.) - 35C!
Litijumske baterije, koje su više ćelija u seriji, zahtevaju složen punjač opremljen balanserom. Takva funkcionalnost implementirana je, na primjer, u takvim univerzalnim punjačima kao što su Turnigy Accucell 6 i IMAX B6.
Balanser je potreban da bi se izjednačio napon na pojedinačnim ćelijama tokom punjenja kompozitne litijumske baterije. Zbog razlika između ćelija, neke se mogu puniti brže, a druge sporije. Stoga se koristi poseban krug za ranžiranje struje punjenja.
Ovo je ožičenje koje ima kabl za balansiranje i napajanje 11.1V LiPo baterije.
Kao što znate, prekomjerno punjenje ćelije litijumske baterije (posebno Li-Polymer) preko 4,2 V može dovesti do eksplozije ili spontanog izgaranja. Stoga je tokom punjenja potrebno kontrolirati napon na svakoj ćeliji složena baterija!
Pravilno punjenje litijumskih baterija.
Litijumske baterije (Li-ion, Li-Po, Li-Fe) se pune CC/CV metodom ("Konstantna struja / konstantni napon"). Metoda se sastoji u činjenici da se u početku, kada je napon na elementu nizak, on puni konstantnom strujom određene vrijednosti. Kada se dostigne napon ćelije (na primjer, do 4,2V - ovisno o vrsti baterije), kontroler punjenja održava konstantan napon na njoj.
Prva faza punjenje litijumske baterije - CC- implementirano putem povratnih informacija. Kontroler bira napon na ćeliji tako da struja punjenja bude striktno konstantna.
Tokom prve faze punjenja, litijumska baterija pohranjuje većinu energije (60 - 80%).
Druga faza naplatiti - životopis- počinje kada napon na elementu dostigne određeni granični nivo (na primjer, na 4,2V). Nakon toga, kontroler jednostavno održava konstantan napon na elementu i daje mu struju koja mu je potrebna. Do kraja punjenja struja se smanjuje na vrijednost od 30 - 10 mA. Sa ovom strujom, ćelija se smatra napunjenom.
Tokom druge faze, baterija akumulira preostalih 40 - 20% snage.
Vrijedi napomenuti da je prekoračenje graničnog napona na litijumskoj bateriji prepuno prekomjernog pregrijavanja, pa čak i eksplozije!
Prilikom punjenja litijumskih baterija preporučuje se da ih stavite u nezapaljivu vrećicu. Ovo se posebno odnosi na baterije koje nemaju posebnu kutiju. Na primjer, oni koji se koriste u radio-upravljanim modelima (automobili, modelarstvo aviona).
Nedostaci litijum-jonskih baterija
Glavni i najstrašniji nedostatak litijumskih baterija, nazvao bih ih opasnošću od požara pri prekoračenju radnog napona, pregrijavanjem, nepravilnim punjenjem i nepismenim radom. Posebno ima puno pritužbi na litijum-polimer (Li-Polymer) baterije. Međutim, litijum-željezo-fosfatne (Li-Fe) baterije nemaju takvu negativnu osobinu - one su vatrootporne.
Takođe, litijumske baterije se jako boje hladnoće - brzo gube kapacitet i prestaju da se pune. Ovo se odnosi na Li-ion i Li-Po baterije. Litijum-gvožđe-fosfatne (Li-Fe) baterije su otpornije na mraz. Zapravo, ovo je jedna od pozitivnih osobina Li-Fe baterija.
Nedostatak litijumskih baterija je što im je potreban poseban kontroler punjenja - elektronski krug. I u slučaju kompozitne baterije i balansera.
Sa dubokim pražnjenjem, litijumske baterije gube svoja originalna svojstva. Li-ion i Li-Po baterije se posebno boje dubokog pražnjenja. Čak i nakon restauracije, takva baterija će imati manji kapacitet.
Ako litijumska baterija ne "radi" dugo vremena, tada će u početku napon na njoj pasti na nivo praga (obično 3,2-3,3V). Elektronsko kolo će potpuno isključiti ćeliju baterije, a zatim će započeti duboko pražnjenje. Ako napon na ćeliji padne na 2,5V, to može dovesti do njenog kvara.
Zbog toga se isplati puniti baterije laptopa, mobitela, mp3 plejera s vremena na vrijeme tokom dužih perioda neaktivnosti.
Tipično, vijek trajanja obične litijumske baterije je 3 do 5 godina. Nakon 3 godine, kapacitet baterije počinje prilično primjetno opadati.
Dugo vremena je kiselinska baterija bila jedini uređaj koji je mogao osigurati električnu struju autonomnim objektima i mehanizmima. Unatoč velikoj maksimalnoj struji i minimalnom unutrašnjem otporu, takve baterije su imale niz nedostataka koji su ograničavali njihovu upotrebu u uređajima koji troše velike količine električne energije ili u zatvorenim prostorijama. U tom smislu, litijum-jonske baterije su lišene mnogih negativnih kvaliteta svojih prethodnika, iako imaju nedostatke.
Obuzdavanje
Šta je litijum-jonska baterija
Prve litijumske baterije pojavile su se prije 50 godina. Takvi proizvodi bili su konvencionalna baterija u koju je ugrađena litijumska anoda kako bi se povećao nivo energetske efikasnosti. Takvi proizvodi su imali vrlo visoke operativne karakteristike, ali jedan od najozbiljnijih nedostataka bila je velika vjerovatnoća paljenja litijuma kada se katoda pregrije. S obzirom na ovu osobinu, naučnici su vremenom zamijenili čisti element ionima metala, zbog čega je sigurnost značajno povećana.
Moderne litij-ionske baterije su vrlo pouzdane i mogu izdržati veliki broj ciklusa punjenja-pražnjenja. Imaju minimalan memorijski efekat i relativno su male težine. Zbog ovih svojstava, litijumska baterija je našla široku primenu u mnogim uređajima. Proizvod se može koristiti kao baterija za skladištenje, u obliku baterija za kućne aparate, ali i kao visoko efikasan vučni izvor energije.
Danas takvi uređaji imaju nekoliko nedostataka:
- visoka cijena;
- ne vole duboka pražnjenja;
- može umrijeti na niskim temperaturama;
- gubi kapacitet kada se pregrije.
Kako se odvija proizvodnja litijum-jonskih baterija?
Litijum-jonske baterije se proizvode u nekoliko faza:
- Proizvodnja elektroda.
- Kombinovanje elektroda u bateriju.
- Postavljanje zaštitne ploče.
- Ugradnja baterije u kućište.
- Punjenje elektrolitom.
- Testiranje i punjenje.
U svim fazama proizvodnje moraju se poštovati tehnološke i sigurnosne mjere, što u konačnici omogućava da dobijete visokokvalitetan proizvod.
Kao katoda u litijum-jonskim baterijama koristi se folija na kojoj je nanesena supstanca koja sadrži litijum.
Ovisno o namjeni baterije, mogu se koristiti sljedeća jedinjenja litijuma:
- LiCoO2;
- LiNiO2;
- LiMn2O4.
U proizvodnji cilindričnih izvora napajanja standardnih veličina AA i AAA, glavna elektroda se uvija u rolnu, koja je odvojena od anode separatorom. Uz veliku katodnu površinu, čiji film ima minimalnu debljinu, moguće je postići visoku potrošnju energije proizvoda.
Princip rada i uređaj Li-ion baterija
Litijum-jonska baterija radi na sledeći način:
- Kada se DC električna struja dovede na kontakte baterije, litijum kationi se kreću u materijal anode.
- Tokom procesa pražnjenja, litijum joni napuštaju anodu i prodiru u dielektrik do dubine od 50 nm.
U "životnom vijeku" litijum-jonske baterije, ovakvih ciklusa može biti i do 3.000, dok baterija može dati gotovo svu električnu struju akumuliranu tokom procesa punjenja. Duboko pražnjenje ne dovodi do oksidacije ploča, što povoljno razlikuje takve proizvode u usporedbi s kiselim baterijama.
Ne podnose sve litijum-jonske baterije dobro duboko pražnjenje. Ako je takva baterija ugrađena u telefon ili kameru (tip AAA), onda kada je baterija duboko ispražnjena, iz sigurnosnih razloga, upravljačka ploča blokira mogućnost punjenja baterije, pa je neće biti moguće puniti bez specijalni punjač. Ako je ovo vučna litijumska baterija za brodski motor, onda duboko pražnjenje neće biti nimalo strašno za njega.
Za razliku od baterija tipa prstiju, složene baterije se sastoje od nekoliko odvojenih izvora električne energije povezanih paralelno ili serijski. Način povezivanja ovisi o tome koji indikator električne energije treba povećati.
Veličine i vrste litijum-jonskih baterija
Litijum-jonske baterije su u širokoj upotrebi. Takvi izvori električne struje koriste se u raznim kućanskim uređajima, napravama, pa čak i automobilima. Osim toga, industrijske litijum-jonske baterije se proizvode velikog kapaciteta i visokog napona. Najpopularnije su sljedeće vrste litijumskih baterija:
| Ime | Prečnik, mm | Dužina, mm | Kapacitet, mAh |
|---|---|---|---|
| 10180 | 10 | 18 | 90 |
| 10280 | 10 | 28 | 180 |
| 10440 (AAA) | 10 | 44 | 250 |
| 14250 (AA / 2) | 14 | 25 | 250 |
| 14500 | 14 | 50 | 700 |
| 15270 (CR2) | 15 | 27 | 750-850 |
| 16340 (CR123A) | 17 | 34.5 | 750-1500 |
| 17500 (A) | 17 | 50 | 1100 |
| 17670 | 17 | 67 | 1800 |
| 18500 | 18 | 50 | 1400 |
| 18650 (168A) | 18 | 65 | 2200-3400 |
| 22650 | 22 | 65 | 2500-4000 |
| 25500 (tip C) | 25 | 50 | 2500-5000 |
| 26650 | 26 | 50 | 2300-5000 |
| 32600 (tip D) | 34 | 61 | 3000-6000 |
Prve dvije znamenke takvih oznaka označavaju promjer proizvoda, drugi par - dužinu. Posljednja "0" je postavljena ako su baterije cilindrične.
Pored cilindričnih baterija, industrija proizvodi baterije tipa "" napona 9v i moćne industrijske baterije napona 12v, 24v, 36v i 48v.
Baterija za slagač Ovisno o elementima koji se dodaju proizvodu, na kućištu baterije mogu biti sljedeće oznake:
- ICR - koji sadrži kobalt;
- IMR - - - - mangan;
- INR - - - - nikl i mangan;
- NCR - - - - nikl i kobalt.
Litijumske baterije se ne razlikuju samo po veličini i hemijskim aditivima, već prvenstveno po kapacitetu i naponu. Ova dva parametra određuju mogućnost njihove upotrebe u određenim vrstama električnih uređaja.
Gdje se koriste litijum-jonske baterije?
Litijum-jonske baterije nemaju alternativu tamo gde je potrebna baterija koja može da odaje električnu energiju u gotovo punom volumenu, te obavlja veliki broj ciklusa punjenja/pražnjenja bez smanjenja kapaciteta. Prednost ovakvih uređaja je njihova relativno mala težina, jer u takvim uređajima nema potrebe za korištenjem olovnih rešetki.
S obzirom na karakteristike visokih performansi, takvi proizvodi se mogu koristiti:
- Kao starterske baterije. Litijumske baterije za automobile svake godine su sve jeftinije zahvaljujući novim razvojima koji smanjuju troškove proizvodnje. Nažalost, cijena takvih baterija može biti vrlo visoka, pa mnogi vlasnici automobila ne mogu priuštiti takvu bateriju. Nedostaci litijum-jonskih baterija uključuju značajan pad snage na temperaturama ispod minus 20 stepeni, tako da će u sjevernim regijama rad takvih proizvoda biti nepraktičan.
- Kao vučni uređaji. Zbog činjenice da litij-ionske baterije lako podnose duboko pražnjenje, često se koriste kao vučne baterije za brodske elektromotore. Ako snaga motora nije prevelika, onda je jedno punjenje dovoljno za 5 - 6 sati neprekidnog rada, što je sasvim dovoljno za ribolov ili izlet brodom. Vučne litijum-jonske baterije se takođe ugrađuju na različite opreme za utovar (električni viličari, električni viljuškari) koji rade u zatvorenim prostorijama.
- U kućnim aparatima. Litijum-jonske baterije se koriste u raznim kućnim uređajima umesto standardnih baterija. Takvi proizvodi imaju napon od 3,6 V - 3,7 V, ali postoje modeli koji mogu zamijeniti konvencionalnu solnu ili alkalnu bateriju od 1,5 V. Takođe možete pronaći baterije napona 3v (15270,) koje se mogu ugraditi umjesto 2 standardne baterije.
Takvi proizvodi se uglavnom koriste u moćnim uređajima, u kojima se obične slane baterije vrlo brzo prazne.
Trakciona baterija Pravila za upotrebu litijum-jonskih baterija
Na vijek trajanja litijumske baterije utječu mnogi faktori, čije će poznavanje značajno povećati resurs. Kada koristite ovu vrstu baterije, morate:
- Pokušajte da ne ispraznite bateriju u potpunosti. Unatoč visokoj otpornosti baterije na takve efekte, preporučljivo je ne iscijediti sve "sokove" iz nje. Posebnu pažnju treba posvetiti rukovanju takvim baterijama sa UPS-om i električnim motorima velike snage. Ako je baterija potpuno ispražnjena, potrebno ju je odmah oživjeti, odnosno spojiti na poseban punjač. Baterija se može protresti čak i nakon dužeg boravka u stanju dubokog pražnjenja, za što je potrebno izvršiti visokokvalitetno punjenje 12 sati, a zatim isprazniti bateriju.
- Nemojte prenaplaćivati. Prekomjerno punjenje negativno utječe na performanse proizvoda. Ugrađeni kontroler nije uvijek u mogućnosti na vrijeme isključiti bateriju, posebno kada se punjenje vrši u hladnoj prostoriji.
Osim prekomjernog punjenja i prekomjernog pražnjenja, bateriju treba zaštititi od prekomjernog mehaničkog naprezanja, koji može uzrokovati curenje kućišta i zapaljenje unutrašnjih komponenti baterije. Iz tog razloga je zabranjena poštarina baterija u kojima sadržaj čistog litijuma prelazi 1 g.
Koristi se kao baterija za šrafcigere, laptope i telefone Kako čuvati litijum-jonske baterije
Ako postoji potreba za dugotrajnim skladištenjem litij-ionskih baterija, tada da biste smanjili negativan utjecaj na proizvod, morate se pridržavati sljedećih preporuka:
- Proizvod čuvajte samo na suvom i hladnom mestu.
- Akumulator se mora ukloniti iz električnog uređaja.
- Baterija se mora napuniti prije skladištenja. Minimalni napon pri kojem se neće formirati unutrašnji procesi korozije je 2,5 volti po ćeliji.
S obzirom na nisko samopražnjenje ovakvih baterija, moguće je bateriju na ovaj način čuvati nekoliko godina, ali u tom periodu kapacitet ćelije će se neizbježno smanjiti.
Recikliranje litijum-jonskih baterija
Litijum-jonske baterije sadrže supstance opasne po zdravlje i nikada se ne smeju rastavljati kod kuće. Nakon što se baterija istroši, mora se predati na dalju obradu. U specijaliziranim sabirnim mjestima možete dobiti novčanu naknadu za staru litijumsku bateriju, jer takvi proizvodi sadrže skupe elemente koji se mogu ponovo koristiti.
Dozvoljeni temperaturni rasponi za punjenje i pražnjenje litijum-jonskih baterija
Karakteristike testiranja
Testovi za broj ciklusa su sprovedeni sa strujom pražnjenja od 1C, za svaku bateriju, ciklusi pražnjenja/punjenja su vršeni do dostizanja 80% kapaciteta. Ovaj broj je odabran na osnovu vremena pripreme tijesta i za moguće kasnije poređenje rezultata. Broj kompletnih ekvivalentnih ciklusa je i do 7500 u nekim testovima.Ispitivanja životnog vijeka su vršena na različitim nivoima punjenja i temperaturama, mjerenja napona su vršena svakih 40-50 dana radi praćenja pražnjenja, trajanje testova je bilo 400-500 dana.
Glavna poteškoća u eksperimentima je neslaganje u deklariranom kapacitetu i stvarnom. Sve baterije imaju kapacitet veći od navedenog, od 0,1% do 5%, što unosi dodatni element nepredvidivosti.
Najčešće korištene baterije bile su NCA i NMC, ali su testirane i litijum-kobaltne i litijum-fosfatne baterije.
nekoliko pojmova:
DoD - Depth of Discharge - dubina pražnjenja.
SoC - State of Charge - nivo napunjenosti.
Upotreba baterije
Broj ciklusa
Trenutno postoji teorija da je ovisnost broja ciklusa koje baterija može izdržati od stepena pražnjenja baterije u ciklusu sljedeća (plava označava cikluse pražnjenja, crna označava ekvivalentne pune cikluse):Ova kriva se zove Wöhlerova kriva. Glavna ideja je došla od mehanike o zavisnosti broja istezanja opruge od stepena istezanja. Početna vrijednost od 3000 ciklusa pri 100% pražnjenju baterije je ponderisani prosjek pri pražnjenju od 0,1C. Neke baterije pokazuju bolje rezultate, neke lošije. Pri struji od 1C, broj kompletnih ciklusa pri 100% pražnjenju pada sa 3000 na 1000-1500, ovisno o proizvođaču.
Generalno, ovaj omjer, prikazan na grafikonima, potvrđen je rezultatima eksperimenata, jer preporučljivo je puniti bateriju kad god je to moguće.
Izračunavanje superpozicije ciklusa
Kada koristite baterije, moguć je rad sa dva istovremena ciklusa (na primjer, regenerativno kočenje u automobilu):
To rezultira sljedećim kombinovanim ciklusom:
Postavlja se pitanje, kako to utječe na rad baterije, da li se vijek trajanja baterije jako smanjuje?
Prema rezultatima eksperimenata, kombinovani ciklus je pokazao rezultate kao sabiranje kompletnih ekvivalentnih ciklusa dva nezavisna ciklusa. One. relativni kapacitet baterije u kombinovanom ciklusu je opao u skladu sa zbirom pražnjenja u malom i velikom ciklusu (linearizovani grafikon je prikazan ispod). 
Uticaj velikih ciklusa pražnjenja je značajniji, što znači da se potvrđuje da se baterija najbolje puni u svakoj prilici.
Efekt memorije
Memorijski efekat litijum-jonskih baterija nije uočen prema rezultatima eksperimenata. U različitim modovima njegov puni kapacitet se ionako nije mijenjao nakon toga. Istovremeno, postoji niz studija koje potvrđuju prisustvo ovog efekta u litijum-fosfatnim i litijum-titanijum baterijama.Skladištenje baterija
Temperature skladištenja
Ovdje nisu napravljena neobična otkrića. Temperature 20-25°C je optimalno (u normalnom životu) za čuvanje baterije ako se ne koristi. Kada se baterija čuva na temperaturi od 50°C, degradacija kapaciteta je skoro 6 puta brža.Naravno, niže temperature su bolje za skladištenje, ali u svakodnevnom životu to znači posebno hlađenje. Budući da je temperatura zraka u stanu, u pravilu, 20-25 ° C, onda će skladištenje najvjerovatnije biti na ovoj temperaturi.
Nivo napunjenosti
Kao što su testovi pokazali, što je manje punjenje, to je sporije samopražnjenje baterije. Izmjeren je kapacitet baterije, koliki bi bio da se dalje koristi nakon dugotrajnog skladištenja. Najbolji rezultati su postignuti s baterijama koje su bile pohranjene s napunjenošću blizu nule.Općenito, baterije koje su bile pohranjene s ne više od 60% napunjenosti u vrijeme skladištenja pokazale su dobre rezultate. Brojke se razlikuju od onih u nastavku za 100% napunjenost na gore (tj. baterija će postati neupotrebljiva prije nego što je prikazano na slici):
Crtež preuzet iz članka 5 praktičnih savjeta za korištenje litijum-jonskih baterija
U isto vrijeme, brojke za malo punjenje su optimističnije (94% nakon godinu dana na 40°C za skladištenje na 40% SOC).
Budući da je punjenje od 10% nepraktično, jer je vrijeme rada na ovom nivou vrlo kratko, čuvajte baterije optimalno na 60% SOC, što će omogućiti primenu u bilo kom trenutku i neće kritično uticati na njegov radni vek.
Glavni problemi eksperimentalnih rezultata
Niko nije sproveo testove koji se mogu smatrati 100% pouzdanim. Uzorak, po pravilu, ne prelazi nekoliko hiljada baterija od miliona proizvedenih. Većina istraživača nije u mogućnosti pružiti pouzdane komparativne analize zbog nedovoljnog uzorkovanja. Također, rezultati ovih eksperimenata su često povjerljive informacije. Stoga se ove preporuke ne odnose nužno na vašu bateriju, ali se mogu smatrati optimalnim.Rezultati eksperimenata
Optimalna frekvencija punjenja - kad god je to moguće.Optimalni uslovi skladištenja su 20-25°C pri 60% napunjenosti baterije.
Izvori od
1. Kurs "Sistemi za skladištenje baterija", RWTH Aachen, Prof. dr. rer. nat. Dirk Uwe SauerPrvi eksperimenti za stvaranje litijum galvanskih ćelija zabilježeni su još 1012. godine. Zaista funkcionalan model uspio je stvoriti 1940. godine, prve proizvodne kopije (nepunjive!) pojavile su se 70-ih godina, a trijumfalna povorka ove vrste baterija počela je početkom 90-ih, kada je japanska kompanija Sony uspjela savladati njihovu komercijalnu proizvodnju.
Trenutno se vjeruje da je ovo jedno od najperspektivnijih područja za stvaranje autonomnih izvora električne energije, uprkos njihovoj prilično visokoj (na sadašnjem nivou) cijeni.
Glavna prednost ovog tipa baterija je njegova visoka gustoća energije (oko 100 W/h po 1 kg težine) i mogućnost izvođenja velikog ciklusa punjenja/pražnjenja.
Novostvorene baterije također karakterizira tako odličan pokazatelj kao niska stopa samopražnjenja (samo od 3 do 5% u prvom mjesecu, uz naknadno smanjenje ovog pokazatelja). Ovo omogućava
I to nije sve - u poređenju sa široko rasprostranjenim Ni-Cd, novo kolo istih dimenzija pruža tri puta više performansi bez praktički bez negativnog memorijskog efekta.
Negativne karakteristike
litijum jonske baterije.
Prije svega - visoka cijena, potreba da se baterija drži u napunjenom stanju i takozvani "efekat starenja", koji se manifestira čak iu slučaju kada galvanska ćelija nije bila u funkciji. Posljednje neugodno svojstvo očituje se u stalnom smanjenju kapaciteta, što nakon dvije godine može dovesti do potpunog kvara proizvoda.
