از آنجایی که هر باتری (آکومولاتور) منبع جریان الکتریکی ثابت است، دیر یا زود شارژ آن ناگزیر تخلیه می شود. با هر بار شارژ ظرفیت آن کمتر و کمتر می شود. اینها قوانین فیزیک است.

شما فقط می توانید کار آن را برای مدت کوتاهی تمدید کنید. بیایید نگاهی به نحوه بازیابی باتری لیتیوم یونی برای خرید زمان لازم برای تعویض باتری بیندازیم.

مهم. اگر در زمینه فناوری تازه کار هستید، دیگر نیازی به خواندن هیچ چیز دیگری ندارید - فقط کافی است یک باتری جدید بخرید یا یک دوست شایسته را دعوت کنید. (کوما نیازی به نامیدن ندارد!).

علاوه بر این، شما در مورد علل آتش سوزی، خطر انفجار و پیری LIB آشنا خواهید شد. این اطلاعات به تعیین اینکه دقیقاً چه اتفاقی برای باتری افتاده است کمک می کند و همچنین باعث جلوگیری از خطا در کار می شود.

بنابراین، - باتری های نوع لیتیوم یون (LIA) در طیف گسترده ای از فناوری های مختلف مدرن به عنوان منبع ایمیل استفاده می شوند. انرژی از تلفن های همراه به دستگاه های ذخیره سازی در سیستم های انرژی.

شاخص های اصلی عملکرد آنها ممکن است در محدوده های زیر متفاوت باشد (این بستگی به ترکیب شیمیایی آنها دارد):

• ولتاژ (اسمی) - 3.7 ولت یا 3.8 ولت؛
• حداکثر ولتاژ - 4.23 ولت یا 4.4 ولت؛
• حداقل ولتاژ - 2.5-2.75 V یا 3.0 V.
• تعداد شارژ - تخلیه - 600 (با از دست دادن 20٪ ظرفیت)؛
• مقاومت داخلی 5-15 mOhm/Ah.
• در شرایط عادی، مقدار خود تخلیه 3٪ در ماه است.
• محدوده دمای کارکرد - از منفی 20 درجه سانتیگراد تا مثبت 60 درجه سانتیگراد، بهینه - به علاوه 20 درجه سانتیگراد.
• اگر هنگام شارژ LIB از ولتاژ بیشتر شود، ممکن است مشتعل شود. برای محافظت در برابر این، یک کنترلر در کیس قرار داده شده است. عملکرد آن غیرفعال کردن LIA است. (همچنین نظارت بر جریان، گرمای بیش از حد و عمق تخلیه).
• برای کاهش هزینه، هر باتری لیتیومی مجهز به کنترلر نیست (یا از همه جهات محافظت نمی کند).

جالب: شرکت سونی اولین تولید کننده باتری های لیتیومی در سال 1991 شد.

دستگاه و مزایای LIB

LIB از یک کاتد (روی فویل آلومینیومی) و یک آند (روی فویل مسی) تشکیل شده است که توسط یک جداکننده الکترولیتی از هم جدا شده و در یک "شیشه" مهر و موم شده قرار می گیرد.

کاتد و آند به پایانه های جمع آوری جریان متصل می شوند.

بدنه در مواقع اضطراری کار گاهی به شیر فشارشکن مجهز می شود.

در باتری لیتیوم یون (LIA)، شارژ توسط یون لیتیوم حمل می شود. توانایی مشخصه آن توانایی نفوذ به شبکه کریستالی مواد دیگر (در مورد ما گرافیت، اکسیدهای فلزی یا نمک) است، در حالی که پیوندهای شیمیایی ایجاد می کند.

در حال حاضر از سه نوع مواد کاتدی استفاده می شود:

• کبالات های لیتیوم (به دلیل کبالت، تعداد چرخه های شارژ-تخلیه افزایش می یابد، و همچنین امکان کار در دماهای پایین فراهم می شود).
• لیتیوم منگنز؛
• لیتیوم فرو فسفات (کم هزینه).
• از مزایای LIB می توان به خود تخلیه کم، تعداد سیکل های زیاد اشاره کرد.

معایب LIA

خطر انفجار باتری های لیتیوم یون در نسل اول با وقوع تشکل های گازی توجیه می شد که منجر به اتصال کوتاه بین الکترودها می شد. اکنون با تغییر ماده آند از فلز لیتیوم به گرافیت، این امر از بین رفته است.

خطر انفجار نیز در LIB های اکسید کبالت در صورت تخلفات عملیاتی به وجود آمد.

LIB های مبتنی بر لیتیوم فرو فسفات کاملاً فاقد چنین مضراتی هستند.

مهم. تخلیه LIB در دماهای پایین (مخصوصاً تکراری) منجر به کاهش انرژی برای بازگشت به ده ها درصد می شود. علاوه بر این، LIB به شدت به دما در هنگام شارژ واکنش نشان می دهد: بهینه آن +20 درجه سانتیگراد است و +5 درجه سانتیگراد دیگر توصیه نمی شود.

اثر حافظه

مطالعات وجود اثر حافظه در LIA را تایید کرده اند. اما ماهیت در حضور اساسی آن نهفته است و نه در تأثیر آن بر کل اثر.

توضیح این فرآیند به شرح زیر است: عملکرد باتری شامل آزادسازی و جذب دوره ای یون های لیتیوم است و این فرآیند با شارژ ناقص به دلیل نقض ریزساختار الکترود بدتر می شود.

مهم. متخصصان دو قانون را برای گسترش سرویس LIB شناسایی کرده اند:

• جلوگیری از ترشح کامل؛
• در نزدیکی منابع گرما شارژ نکنید.

سالخورده

LIB ها حتی در حالت خارج از کار هم پیر می شوند. بیست درصد ظرفیت بعد از دو سال از بین می رود. شما نباید آنها را "روی میز" بخرید. هنگام خرید در تاریخ تولید دقت کنید.

دما و قدرت پایین

تا پنجاه درصد از انرژی باتری در دمای زیر 0 درجه سانتیگراد از بین می رود.

احتراق خود به خودی

LIB مستعد احتراق خود به خود هستند. در طول شتاب حرارتی یک باتری معیوب (آسیب دیده)، موادی آزاد می شود که باعث تسریع خود گرمایش آن می شود (اکسیژن به علاوه گازهای قابل احتراق). بنابراین، حتی در غیاب هوا نیز قادر به سوختن است.

برای اطفاء در چنین مواقعی کاهش دما و جلوگیری از گسترش آتش را پیش بینی کنید.

بیایید بهبودی را شروع کنیم

پس از اینکه قبلاً از "فیزیک" و "شیمی" LIB و پر کردن آن مطلع شدید، می توانید به طور مستقل یکی از روش های درمان باتری خود را انتخاب کنید و همچنین "معقول بودن" روش های زیر را ارزیابی کنید.

خلاص شدن از شر گازها

ما قبلاً می دانیم که در صورت استفاده نادرست، مواد گازی می توانند در داخل "قوطی" تشکیل شوند.

ماهیت این روش این است که شما باید از شر آنها خلاص شوید. برای این کار ابتدا بلوک بالایی (کنترل کننده) را بردارید، سپس کلاهک کشف شده را سوراخ کرده و با نوعی پرس روی سطح جامد فشار دهید تا گازها آزاد شود.

پس از آن سوراخ با اپوکسی آب بندی شده و کنترلر به جای خود بازگردانده می شود.

اما قبل از اینکه باتری گوشی خود را به این روش احیا کنید، از خطرات مورد انتظار این روش آگاه باشید:

• آسیب به دستگاه در اثر ضربه زیاد؛
• آسیب به لوازم الکترونیکی زیر درپوش؛
• امکان انفجار (خود اشتعال) هنگام اتصال کاتد به آند.

"بازگشت" کوتاه مدت ظرفیت

اگر باتری را با استفاده از منبع تغذیه 5 تا 12 ولت، مقاومت 330 تا 1000 اهم و توان حداقل 500 مگاوات "احیا" کنید، می توانید باتری را برای مدت کوتاهی احیا کنید.

برای انجام این کار، مخاطبین منبع تغذیه به کنتاکت های LIB متصل می شوند: منهای به منفی، و به علاوه به مثبت از طریق یک مقاومت، که قطبیت آن با یک مولتی متر بررسی می شود. زمان مصرف - حداکثر دو یا سه دقیقه.

لطفاً توجه داشته باشید که پارامترهای جریان عرضه شده باید مطابق با موارد مورد نیاز باشد و ولتاژ را با یک ولت متر یا تستر کنترل کنید.

ما از یخچال استفاده می کنیم

با پیروی از این روش ساده، بازیابی باتری به شرح زیر انجام می شود:

باتری خارج شده از گوشی هوشمند باید به مدت بیست تا سی دقیقه در یخچال قرار گیرد و قبلاً در یک کیسه پلاستیکی قرار داده شود. سپس یک دقیقه وصل کنید تا شارژ شود و سپس صبر کنید تا به دمای اتاق گرم شود.

ظاهراً بعد از این دستکاری ها می توان به طور معمول از آن استفاده کرد.

روش شارژ-تخلیه

این روش را باید روش احیای باتری برای دانش آموز کلاس پنجمی نامید.

به گفته محبوب‌کنندگان این «شوخی»، می‌توان با «چند بار» (تعداد دفعات مشخص نشده) ۱۰۰ درصد شارژ و متعاقباً تخلیه کامل باتری، باتری گوشی را «زنده کرد». برای تخلیه، توصیه می‌شود از برخی بازی‌های با منابع فشرده یا ابزار AnTuTu استفاده کنید و هر بار آن را استخراج کرده و دوباره در تلفن همراه قرار دهید.

هنوز مشخص نیست که اگر باتری قبلاً در حالت غیرفعال باشد چگونه چندین بار تا 100 درصد شارژ می شود؟

روش بازیابی "وحشی".

این "مانور" شامل این واقعیت است که پس از برداشتن کنترلر محافظ، لازم است پایانه های جمع کننده جریان خروجی با مقداری جسم فلزی بسته شود. پس از آن، کنترلر به جای خود باز می گردد.

در همان زمان، یک نکته قابل توجه دیگر اضافه می شود - در ابتدای روش، به دلایلی، لازم است برچسب با مشخصات فنی LIB را جدا کنید. این واقعا "رقص با تنبور" است!

تکان دادن LIA، توسط کنترلر غیرفعال شده است

برای جلوگیری از تخلیه عمیق، باتری‌های لیتیوم یونی مجهز به کنترل‌کننده‌ای هستند که آن را در حالت «خاموش کردن» قرار می‌دهد. در این حالت، هنگام اندازه گیری ولتاژ در پایانه های آن در جلوی کنترلر، می توانید مقداری در حدود 2.5 ولت پیدا کنید. پس باتری هنوز زنده است!

برای انجام این کار ابتدا مدار حفاظتی خاموش می شود (لحیم نشده).

"بانک" برای تخلیه شارژ به یک دستگاه جهانی متصل است (به عنوان مثال Turnigy Accucell 6). در این حالت خود دستگاه بر روند نظارت می پردازد و بازیابی تحت کنترل آن صورت می گیرد.

دکمه "TYPE" برنامه شارژ "Li-Po" را انتخاب می کند، زیرا LIA ما 3.7 ولت است.

با فشار کوتاه "START" پارامترهای شارژ انتخاب می شوند. برای Li-ion - مقدار 3.6 V، برای Li-pol - 3.7 V است.

شما باید مقدار "AUTO" را برای پارامتر انتخاب کنید، زیرا در مورد ما به دلیل باتری کم شارژ شروع نمی شود.

جریان شارژ باید روی ده درصد ظرفیت باتری (در مورد ما 150 میلی آمپر) تنظیم شود. مقدار با استفاده از دکمه های "+" و "-" تنظیم می شود.

هنگامی که باتری به 4.2 ولت رسید، دستگاه به حالت تثبیت ولتاژ سوئیچ می شود و در پایان فرآیند، یک سیگنال صوتی به صدا در می آید و صفحه نمایش پیام "FULL" را نشان می دهد.

و در نهایت، یک ویدیو در مورد چگونگی عدم بازگرداندن باتری ها

نکات ایمنی

قبل از بازیابی باتری لیتیوم یونی، باید قوانین زیر را به خاطر بسپارید:

• مشکل LIB را در طول تعمیرات بدون مراقبت رها نکنید. آتش‌سوزی خود به خود یک تهدید نیست، بلکه یک واقعیت واقعی است.
• لازم است به طور دوره ای دمای باتری گوشی را با یک ترموکوپل خارجی کنترل کنید، می توانید از دماسنج الکترونیکی یا حداقل عقربه استفاده کنید. اگر سطح به جای گرم به نظر می رسد داغ است، تعمیر باید فورا متوقف شود.
• از جریان های بالا برای شارژ استفاده نکنید. حداکثر مجاز ممکن 50 میلی آمپر است. این پارامتر با تقسیم ولتاژ تغذیه PSU بر ظرفیت مقاومت محاسبه می شود. به عنوان مثال، در 12 ولت و 500 اهم، این 24 میلی آمپر خواهد بود.
• به جای مقاومت، می توانید از یک فن استاندارد 80 میلی متری کامپیوتر استفاده کنید.

به یاد داشته باشید که روش های فوق نتیجه 100% نمی دهد و مسئولیت در هر صورت با شماست. این امر به ویژه در مورد علوم انسانی صادق است.

دانش و توانایی های خود را دست بالا نگیرید. بهتر است یک بار دیگر با افراد آگاه مشورت کنید.

تجربه خود را با دوستان خود به اشتراک بگذارید و در نظرات بنویسید.

باتری‌های لیتیوم یون (Li-ion) که در اکثر تبلت‌ها، تلفن‌های هوشمند و لپ‌تاپ‌های مدرن مورد استفاده قرار می‌گیرند، در مقایسه با باتری‌های نیکل-کادمیم (Ni-Cd) و نیکل-فلز هیدرید (Ni-MH) به روش‌های نگهداری و عملکرد متفاوتی نیاز دارند. در دستگاه های قبلی

در واقع، مراقبت صحیح از باتری لیتیوم یونی می تواند در مقایسه با استفاده نادرست، عمر آن را 15 برابر افزایش دهد. در این مقاله، نکاتی را در مورد چگونگی به حداکثر رساندن عمر باتری‌های لیتیوم یونی گران قیمت در همه دستگاه‌های قابل حمل به شما ارائه می‌کنیم.

اخیراً، فرد لانگا، روزنامه نگار پورتال اینترنتی Windows Secrets، مجبور شد گوشی هوشمند آسیب دیده را جایگزین کند - و این اشتباه او بود.

علامت اصلی خبر خوبی نداشت - قاب گوشی تغییر شکل داده بود، زیرا بدنه خود دستگاه شروع به خم شدن کرد.

پس از تجزیه و بررسی دقیق، مشخص شد که باتری گوشی هوشمند متورم شده است.

در ابتدا، فرد هیچ تغییری را متوجه نشد: باتری با مشاهده رو به رو کم و بیش عادی به نظر می رسید (شکل 1). با این حال، هنگامی که باتری روی یک سطح صاف قرار گرفت، مشخص شد که سطح بالایی و پایینی آن دیگر صاف و موازی با یکدیگر نیستند. یک برآمدگی شدید در یک طرف باتری ایجاد شده است (شکل 2). این برآمدگی باعث خم شدن و تغییر شکل گوشی شد.

برآمدگی باتری نشان دهنده یک مشکل جدی بود: تجمع گازهای سمی با فشار بالا در داخل باتری.

جعبه باتری کار بسیار خوبی انجام داد، اما گازهای سمی باتری را شبیه یک بمب زودپز کوچک کرد که منتظر انفجار بود.

در مورد فرد، هم گوشی و هم باتری آسیب دیده اند - زمان خرید یک گوشی هوشمند جدید فرا رسیده است.

غم انگیزترین چیز این است که می شد به راحتی از این مشکل جلوگیری کرد. در قسمت پایانی مقاله، اشتباهات فرد آورده خواهد شد.

فرد برای جلوگیری از تکرار اشتباهات گذشته با گوشی های هوشمند جدید و سایر دستگاه های لیتیوم یونی مانند تبلت ها، لپ تاپ ها، شروع به تحقیق جدی در مورد عملکرد و نگهداری صحیح باتری های لیتیوم یونی کرد.

فرد علاقه ای به افزایش عمر باتری نداشت - این تکنیک ها به خوبی شناخته شده اند. اکثر دستگاه‌ها حالت‌ها و روش‌های ذخیره انرژی دستی یا خودکار را برای تنظیم روشنایی صفحه، کند کردن عملکرد پردازنده و کاهش تعداد برنامه‌های در حال اجرا ارائه می‌دهند.

فرد بیشتر بر افزایش عمر باتری متمرکز شده است - راه هایی برای حفظ باتری در شرایط کار خوب و به حداکثر رساندن عمر باتری.

این مقاله شامل نتیجه گیری مختصری از پایان نامه بر اساس تحقیقات فرد است. این پنج نکته پیشنهادی را دنبال کنید تا باتری‌های لیتیوم یون شما به طور کامل، طولانی و ایمن در همه دستگاه‌های قابل حمل شما کار کنند.

نکته 1: مراقب دما باشید و باتری خود را بیش از حد گرم نکنید

با کمال تعجب، گرما یکی از دشمنان اصلی باتری های لیتیوم یونی است. استفاده نادرست از عواملی مانند سرعت و طول چرخه شارژ و دشارژ باتری می تواند باعث داغ شدن بیش از حد باتری شود.

محیط فیزیکی خارجی نیز مهم است. صرفاً گذاشتن باتری لیتیوم یونی خود در زیر نور خورشید یا در یک اتومبیل دربسته می تواند توانایی باتری در پذیرش و نگهداری شارژ را به میزان قابل توجهی کاهش دهد.

شرایط دمایی ایده آل برای باتری های لیتیوم یون دمای اتاق 20 درجه سانتیگراد است. اگر دستگاه تا دمای 30 درجه سانتیگراد گرم شود، قابلیت حمل شارژ تا 20 درصد کاهش می یابد. اگر دستگاه در دمای 45 درجه سانتیگراد استفاده شود، که به راحتی در زیر نور خورشید قابل دستیابی است، یا زمانی که دستگاه به شدت با برنامه های کاربردی پرمصرف استفاده می شود، ظرفیت باتری به نصف کاهش می یابد.

بنابراین، اگر دستگاه یا باتری شما در حین استفاده به طور محسوسی گرم شد، سعی کنید به منطقه خنک‌تری بروید. اگر این امکان وجود ندارد، با غیرفعال کردن برنامه‌ها، سرویس‌ها و ویژگی‌های غیرضروری، کاهش روشنایی صفحه یا فعال کردن حالت صرفه‌جویی در انرژی دستگاه، میزان انرژی مصرفی دستگاه خود را کاهش دهید.

اگر باز هم کمکی نکرد، دستگاه را کاملا خاموش کنید تا دما به حالت عادی بازگردد. برای خنک شدن سریعتر، باتری را خارج کنید (البته اگر طراحی دستگاه اجازه می دهد) - به این ترتیب دستگاه به دلیل جدا شدن فیزیکی از منبع تغذیه سریعتر خنک می شود.

به هر حال، در حالی که دمای بالا مشکل اصلی باتری‌های لیتیوم یونی است، شرایط عملکرد دمای پایین نگرانی عمده‌ای نیست. دمای پایین باعث آسیب طولانی‌مدت باتری نمی‌شود، اگرچه یک باتری سرد نمی‌تواند تمام توانی را که به طور بالقوه می‌تواند در دمای بهینه ارائه کند، ارائه دهد. افت قدرت در دمای کمتر از 4 درجه سانتیگراد بسیار محسوس است. اکثر باتری های لیتیوم یون درجه مصرف کننده اساساً در دماهای نزدیک یا کمتر از نقطه انجماد بی استفاده می شوند.

اگر دستگاهی با منبع تغذیه لیتیوم یونی به هر دلیلی بیش از حد سرد شد، سعی نکنید از آن استفاده کنید. آن را از برق جدا کنید و آن را به یک مکان گرم (جیب یا اتاق گرم) ببرید تا دستگاه به دمای عادی بازگردد. همچنین مانند گرمای بیش از حد، باتری را به صورت فیزیکی خارج کنید و گرمایش جداگانه فرآیند گرم کردن را سرعت می بخشد. پس از گرم شدن باتری تا دمای معمولی، خواص الکترولیتی آن بازیابی می شود.

نکته 2: برای صرفه جویی در مصرف باتری، شارژر خود را از برق بکشید

بارگذاری مجدد - یعنی اتصال طولانی مدت باتری به منبع برق با ولتاژ بالا نیز می تواند توانایی باتری را برای نگه داشتن شارژ کاهش دهد، طول عمر آن را کوتاه کند یا آن را کاملاً از بین ببرد.

بیشتر باتری‌های لیتیوم یون درجه مصرف‌کننده برای کارکردن با ولتاژ 3.6 ولت در هر سلول طراحی شده‌اند، اما در هنگام شارژ با ولتاژ 4.2 ولت بالاتر کار می‌کنند. اگر شارژر برای مدت طولانی ولتاژ بالا را تولید کند، ممکن است باتری داخلی آسیب ببیند.

در موارد شدید، شارژ بیش از حد می تواند منجر به پیامدهای "فاجعه بار" شود. حتی در موارد متوسط، گرمای اضافی تولید شده در اثر شارژ مجدد، اثر حرارتی منفی را ایجاد می کند که در اولین نکته توضیح داده شد.

شارژرهای باکیفیت می توانند هماهنگ با مدارهای باتری لیتیوم یون مدرن کار کنند و با کاهش جریان شارژ متناسب با شارژ باتری، خطر شارژ بیش از حد را کاهش دهند.

این ویژگی ها بسته به نوع فناوری استفاده شده در باتری به طور قابل توجهی متفاوت است. به عنوان مثال، هنگام استفاده از باتری های نیکل-کادمیم (Ni-Cd) و نیکل-فلز هیدرید (Ni-MH)، سعی کنید تا زمانی که ممکن است آنها را به شارژر متصل نگه دارید. این به این دلیل است که انواع قدیمی‌تر باتری‌ها سطح بالایی از خود تخلیه دارند، یعنی. آنها بلافاصله پس از جدا شدن از شارژر شروع به از دست دادن مقدار قابل توجهی از انرژی ذخیره شده خود می کنند، حتی اگر خود دستگاه قابل حمل خاموش باشد.

در واقع، یک باتری نیکل کادمیومی می تواند تا 10 درصد از شارژ خود را در 24 ساعت اول پس از شارژ شدن از دست بدهد. پس از این مدت زمان، منحنی خود تخلیه شروع به صاف شدن می کند، اما باتری نیکل-کادمیم همچنان 10 تا 20 درصد در ماه از دست می دهد.

وضعیت باتری‌های نیکل هیدرید فلزی حتی بدتر است. سرعت خود تخلیه آنها 30 درصد سریعتر از همتایان نیکل-کادمیم است.

با این حال، باتری های لیتیوم یونی دارای نرخ خود تخلیه بسیار پایین هستند. یک باتری با عملکرد خوب در 24 ساعت اول پس از شارژ تنها 5 درصد شارژ خود را از دست می دهد و در ماه اول پس از آن 2 درصد دیگر شارژ می شود.

بنابراین نیازی به ترک دستگاه با باتری لیتیوم یون متصل به شارژر تا آخرین لحظه نیست. برای بهترین نتایج و عمر باتری، وقتی شارژ کامل نشان داده شد، شارژر را از برق بکشید.

دستگاه های باتری لیتیوم یون جدید قبل از اولین استفاده نیازی به شارژ کامل ندارند (دستگاه های نیکل کادمیوم و هیدرید فلز نیکل 8 تا 24 ساعت شارژ را توصیه می کنند). باتری‌های لیتیوم یونی زمانی که 100 درصد شارژ را نشان می‌دهند حداکثر ظرفیت خود را دارند. نیازی به شارژ طولانی مدت نیست.

همه چرخه‌های دشارژ بر سلامت باتری یکسان تأثیر نمی‌گذارند. استفاده طولانی و فشرده گرمای بیشتری تولید می‌کند و فشار جدی به باتری وارد می‌کند، در حالی که چرخه‌های تخلیه کوتاه‌تر و مکرر، برعکس، عمر باتری را طولانی‌تر می‌کند.

ممکن است فکر کنید که چرخه های شارژ/دشارژ کوچک بیش از حد می تواند به طور جدی عمر منبع تغذیه را کاهش دهد. این فقط برای فناوری های قدیمی طبیعی بود، اما در مورد باتری های لیتیوم یون مدرن صدق نمی کند.

مشخصات باتری می تواند گمراه کننده باشد زیرا بسیاری از تولیدکنندگان چرخه شارژ را مدت زمانی می دانند که برای رسیدن به شارژ 100 درصد طول می کشد. به عنوان مثال، دو بار شارژ از 50 تا 100 درصد معادل یک چرخه شارژ کامل است. به طور مشابه، سه چرخه 33 درصدی یا 5 چرخه 20 درصدی نیز معادل یک چرخه کامل است.

به طور خلاصه، تعداد زیادی از چرخه‌های شارژ-دشارژ کوچک، حجم کل چرخه‌های شارژ کامل باتری لیتیومی را کاهش نمی‌دهند.

باز هم گرما و استرس زیاد ناشی از دشارژهای سنگین عمر باتری را کاهش می دهد. بنابراین، سعی کنید تعداد تخلیه های عمیق را به حداقل برسانید. اجازه ندهید سطح باتری به مقادیر نزدیک به صفر کاهش یابد (زمانی که دستگاه خود را خاموش می کند). در عوض، 15 تا 20 درصد پایین عمر باتری خود را به عنوان ذخیره اضطراری در نظر بگیرید - فقط برای مواقع اضطراری. عادت کنید در صورت امکان باتری را تعویض کنید یا قبل از تخلیه کامل باتری، دستگاه را به منبع برق خارجی وصل کنید.

همانطور که می دانید تخلیه سریع و شارژ سریع با آزاد شدن گرمای اضافی همراه است و بر عمر باتری تاثیر نامطلوب می گذارد.

اگر از دستگاه به شدت در بارهای بالا استفاده کرده اید، قبل از اتصال به شارژر، اجازه دهید باتری ها تا دمای اتاق خنک شوند. باتری اگر گرم باشد قادر به شارژ کامل نخواهد بود.

هنگام شارژ کردن دستگاه، دمای باتری را کنترل کنید - نباید زیاد داغ شود. گرم شدن باتری در حین شارژ معمولاً نشان می دهد که جریان بیش از حد به سرعت در حال جریان است.

شارژ بیش از حد به احتمال زیاد با شارژرهای عمومی ارزان قیمت با استفاده از مدارهای شارژ سریع یا با شارژرهای بی سیم (القایی) انجام می شود.

یک شارژر ارزان می تواند یک ترانسفورماتور ساده با سیم های متصل به آن باشد. چنین "شارژهای بی صدا" به سادگی جریان را توزیع می کنند و عملاً بازخوردی از دستگاه در حال شارژ دریافت نمی کنند. گرمای بیش از حد و ولتاژ بیش از حد در هنگام استفاده از این شارژرها بسیار رایج است که به آرامی باتری را از بین می برد.

شارژهای "سریع" برای شارژ یک دقیقه ای طراحی شده اند، نه شارژ یک ساعته. رویکردهای مختلفی برای فناوری شارژ سریع وجود دارد و همه آنها با باتری های لیتیوم یون سازگار نیستند. اگر شارژر و باتری طوری طراحی نشده اند که با هم کار کنند، شارژ سریع می تواند باعث افزایش ولتاژ و گرمای بیش از حد شود. به طور کلی، بهتر است از شارژر یک برند برای شارژ دستگاه قابل حمل برند دیگر استفاده نکنید.

شارژرهای بی سیم (القایی) از یک سطح مخصوص شارژ برای شارژ مجدد باتری استفاده می کنند. در نگاه اول، این بسیار راحت است، اما واقعیت این است که چنین شارژهایی حتی در حالت عادی نیز گرمای اضافی تولید می کنند (بعضی اجاق ها از پدیده القایی برای گرم کردن قابلمه ها و تابه ها استفاده می کنند).

باتری های لیتیومی نه تنها از گرما رنج می برند، بلکه در هنگام شارژ بی سیم انرژی را نیز هدر می دهند. با توجه به ماهیت خود، راندمان یک شارژر القایی همیشه کمتر از یک شارژر معمولی است. در اینجا همه آزادند که خودشان انتخاب کنند، اما برای فرد، افزایش گرما و راندمان کمتر عوامل کافی برای کنار گذاشتن چنین وسایلی هستند.

در هر صورت، ایمن ترین روش استفاده از شارژر ارائه شده توسط سازنده است. این تنها راه تضمین شده برای حفظ دما و ولتاژ در محدوده طبیعی است.

اگر شارژر OEM در دسترس نیست، از دستگاهی با جریان خروجی کم استفاده کنید تا احتمال آسیب باتری به دلیل تحویل سریع برق بالا را کاهش دهید.

یکی از منابع کم جریان برق یک پورت USB در یک کامپیوتر معمولی است. یک پورت استاندارد USB 2.0 500 میلی آمپر (0.5 آمپر) در هر پورت را فراهم می کند، در حالی که USB 3.0 900 میلی آمپر (0.9 آمپر) در هر پورت را ارائه می دهد. برای مقایسه، برخی از شارژرهای اختصاصی می توانند 3000-4000mA (3-4A) را ارائه دهند. آمپر پایین پورت های USB به طور کلی شارژ ایمن و دمای معمولی را برای اکثر باتری های لیتیوم یون مدرن تضمین می کند.

نکته 5: در صورت امکان از باتری یدکی استفاده کنید

اگر دستگاه شما امکان تعویض سریع باتری را به شما می دهد، داشتن باتری یدکی یک بیمه نامه عالی است. این کار نه تنها عمر باتری را دو برابر می کند، بلکه نیاز به تخلیه کامل باتری یا استفاده از شارژ سریع را نیز از بین می برد. هنگامی که باتری به علامت 15 تا 20 درصد رسید، به سادگی باتری خالی شده را با باتری یدکی تعویض کنید و فوراً شارژ کامل را بدون هیچ گونه مشکل گرمای بیش از حد دریافت خواهید کرد.

باتری یدکی مزایای دیگری نیز دارد. به عنوان مثال، اگر در موقعیتی قرار گرفتید که باتری نصب شده بیش از حد گرم شده است (مثلاً به دلیل استفاده شدید از دستگاه یا دمای بالای محیط)، می توانید باتری داغ را تغییر دهید تا در حین استفاده از دستگاه، سریعتر خنک شود.

داشتن دو باتری نیاز به استفاده از شارژ سریع را از بین می برد - زمانی که باتری به آرامی از منبع برق ایمن شارژ می شود، می توانید با خیال راحت از دستگاه استفاده کنید.

اشتباهات مرگبار فرد

فرد پیشنهاد کرد که ممکن است در طول سفر جاده ای به باتری گوشی هوشمند آسیب رسانده باشد. او از عملکرد GPS دستگاه برای پیمایش در یک روز آفتابی روشن استفاده کرد. گوشی هوشمند برای مدت طولانی در نگهدارنده نزدیک داشبورد ماشین زیر نور خورشید بود، روشنایی گوشی هوشمند به حداکثر روشن می شد تا کارت را از بین نور درخشان خورشید متمایز کند.

علاوه بر این، تمام برنامه های پس زمینه استاندارد - ایمیل، پیام رسان فوری و غیره. راه اندازی شدند. این دستگاه از یک ماژول 4G برای دانلود آهنگ های موسیقی و یک ماژول بی سیم بلوتوث برای انتقال صدا به واحد صوتی سر خودرو استفاده می کرد. قطعا گوشی استرس داشت.

برای اینکه گوشی برق دریافت کند به یک آداپتور 12 ولتی وصل شد که بر اساس معیار قیمت پایین و وجود کانکتور صحیح خریداری شده بود.

ترکیب نور مستقیم خورشید، بار بالای CPU، حداکثر روشنایی صفحه نمایش و کیفیت مشکوک آداپتور منجر به داغ شدن بیش از حد گوشی هوشمند شد. فرد با وحشت به یاد می آورد که وقتی دستگاه را از نگهدارنده بیرون کشیدند چقدر داغ بود. این گرمای بیش از حد شدید کاتالیزور مرگ باتری بود.

به نظر می‌رسید این مشکل در شب بدتر می‌شود، زمانی که فرد دستگاه را در تمام شب با استفاده از یک شارژر شخص ثالث به برق وصل کرد، بدون اینکه کنترلی روی زمان شارژ کامل باتری داشته باشد.

فرد با گوشی هوشمند جدید خود فقط از شارژر یکپارچه و باتری یدکی استفاده خواهد کرد. فرد به عمر طولانی و ایمن هم برای باتری و هم برای گوشی امیدوار است که با این نکات قصد دارد به آن دست یابد.

اشتباه تایپی پیدا کردید؟ Ctrl+Enter را فشار دهید

رشد علاقه مصرف کنندگان به ابزارهای موبایل و به طور کلی فناوری قابل حمل با تکنولوژی بالا، تولیدکنندگان را مجبور می کند تا محصولات خود را به طرق مختلف بهبود بخشند. در عین حال، تعدادی از پارامترهای مشترک وجود دارد که در یک راستا روی آنها کار می شود. از جمله این موارد می توان به روش تامین انرژی اشاره کرد. همین چند سال پیش، فعالان فعال بازار می‌توانستند روند جایگزین شدن با عناصر پیشرفته‌تر با منشاء NiMH را مشاهده کنند. امروزه نسل های جدید باتری ها در حال رقابت با یکدیگر هستند. فناوری گسترده لیتیوم یون در برخی بخش ها با موفقیت جایگزین باتری لیتیوم پلیمری شده است. تفاوت یونی در بلوک جدید برای کاربر عادی چندان محسوس نیست، اما از برخی جنبه ها قابل توجه است. در عین حال، مانند رقابت بین عناصر NiCd و NiMH، فناوری جایگزینی بی عیب و نقص نیست و از برخی جهات از همتای خود پایین تر است.

دستگاه باتری لیتیوم یونی

اولین مدل از باتری های تجاری مبتنی بر لیتیوم در اوایل دهه 1990 ظاهر شد. با این حال، کبالت و منگنز سپس به عنوان الکترولیت فعال استفاده شد. در موارد مدرن، نه آنقدر ماده مهم است که پیکربندی قرار دادن آن در بلوک. چنین باتری هایی از الکترودهایی تشکیل شده اند که توسط یک جداکننده با منافذ از هم جدا می شوند. جرم جداکننده به نوبه خود فقط با الکترولیت آغشته می شود. در مورد الکترودها، آنها با یک پایه کاتدی روی فویل آلومینیومی و یک آند مسی نشان داده می شوند. در داخل بلوک، آنها توسط پایانه های جمع کننده جریان به هم متصل می شوند. شارژ نگهدارنده یک بار مثبت روی یون لیتیوم ایجاد می کند. این ماده از این جهت مفید است که توانایی نفوذ آسان به شبکه‌های کریستالی مواد دیگر را دارد و پیوندهای شیمیایی تشکیل می‌دهد. با این حال، ویژگی های مثبت چنین باتری هایی به طور فزاینده ای برای کارهای مدرن کافی نیست، که منجر به ظهور سلول های Li-pol شد که دارای ویژگی های بسیاری هستند. به طور کلی، شایان ذکر است شباهت منابع انرژی لیتیوم یون با باتری های هلیوم اندازه کامل برای خودروها. در هر دو مورد، باتری ها با در نظر گرفتن قابلیت استفاده فیزیکی طراحی شده اند. تا حدی، این جهت توسعه توسط عناصر پلیمری ادامه یافت.

دستگاه باتری لیتیوم پلیمری

انگیزه برای بهبود باتری‌های لیتیومی، نیاز به مقابله با دو نقص باتری‌های لیتیوم یونی بود. اولاً کارکرد آنها ناامن است و ثانیاً از نظر قیمت بسیار گران هستند. فناوران تصمیم گرفتند با تغییر الکترولیت از شر این معایب خلاص شوند. در نتیجه، جداکننده متخلخل آغشته به الکترولیت پلیمری جایگزین شد. لازم به ذکر است که پلیمر قبلاً در نیازهای الکتریکی به عنوان یک فیلم پلاستیکی که جریان را هدایت می کند استفاده می شد. در یک باتری مدرن، ضخامت عنصر Li-pol به 1 میلی متر می رسد، که همچنین محدودیت های توسعه دهندگان را در استفاده از اشکال و اندازه های مختلف حذف می کند. اما نکته اصلی عدم وجود الکترولیت مایع است که خطر اشتعال را از بین می برد. اکنون ارزش دارد که تفاوت‌های سلول‌های لیتیوم یونی را با جزئیات بیشتری در نظر بگیریم.

تفاوت اصلی با باتری یونی چیست؟

تفاوت اساسی در دفع هلیوم و الکترولیت های مایع نهفته است. برای درک کاملتر این تفاوت بهتر است به مدل های مدرن باتری خودرو مراجعه کنید. نیاز به جایگزینی الکترولیت مایع مجدداً ناشی از نگرانی های ایمنی بود. اما اگر در مورد باتری های خودرو، پیشرفت در همان الکترولیت های متخلخل آغشته متوقف شده باشد، مدل های لیتیومی یک پایه جامد کامل دریافت کرده اند. چرا باتری لیتیوم پلیمری حالت جامد اینقدر خوب است؟ تفاوت آن با یونی این است که ماده فعال به شکل صفحه در ناحیه تماس با لیتیوم از تشکیل دندریت در حین چرخه جلوگیری می کند. فقط این عامل احتمال انفجار و آتش سوزی چنین باتری هایی را از بین می برد. این فقط به مزایا مربوط می شود، اما در باتری های جدید نقاط ضعفی نیز وجود دارد.

عمر باتری لیتیوم پلیمری

به طور متوسط، چنین باتری هایی می توانند حدود 800-900 چرخه شارژ را تحمل کنند. این شاخص در برابر پس زمینه آنالوگ های مدرن متوسط ​​است، اما حتی این عامل را نمی توان به عنوان تعیین کننده منبع یک عنصر در نظر گرفت. واقعیت این است که چنین باتری هایی بدون توجه به ماهیت عملکرد، در معرض پیری شدید قرار دارند. یعنی حتی اگر باتری اصلا استفاده نشود عمر آن کم می شود. و فرقی نمی کند که باتری لیتیوم یونی باشد یا سلول لیتیوم پلیمری. تمام منابع تغذیه مبتنی بر لیتیوم با این فرآیند مشخص می شوند. کاهش قابل توجهی در حجم را می توان یک سال پس از خرید مشاهده کرد. بعد از 2-3 سال، برخی از باتری ها به طور کامل خراب می شوند. اما خیلی به سازنده بستگی دارد، زیرا در داخل بخش نیز تفاوت هایی در کیفیت باتری وجود دارد. مشکلات مشابهی در سلول‌های NiMH وجود دارد که در معرض پیری با نوسانات شدید دما هستند.

ایرادات

علاوه بر مشکلات پیری سریع، چنین باتری هایی به سیستم حفاظتی اضافی نیاز دارند. این به این دلیل است که استرس داخلی در مناطق مختلف می تواند منجر به فرسودگی شغلی شود. بنابراین برای جلوگیری از گرمای بیش از حد و شارژ بیش از حد از مدار تثبیت کننده خاصی استفاده می شود. همین سیستم دارای معایب دیگری نیز می باشد. اصلی ترین محدودیت جریان است. اما، از سوی دیگر، مدارهای محافظ اضافی باتری لیتیوم پلیمری را ایمن تر می کند. از نظر هزینه نیز با یونی تفاوت دارد. باتری های پلیمری ارزان تر هستند، اما نه چندان. قیمت آنها نیز به دلیل معرفی مدارهای حفاظتی الکترونیکی در حال افزایش است.

ویژگی های عملیاتی تغییرات ژل مانند

به منظور افزایش رسانایی الکتریکی، تکنولوژیست ها هنوز یک الکترولیت ژل مانند به عناصر پلیمری اضافه می کنند. هیچ صحبتی در مورد انتقال کامل به چنین موادی وجود ندارد، زیرا این با مفهوم این فناوری در تضاد است. اما در فناوری قابل حمل، اغلب از باتری های هیبریدی استفاده می شود. ویژگی آنها در حساسیت آنها به دما است. سازندگان توصیه می کنند از این مدل های باتری در محیط هایی بین 60 تا 100 درجه سانتی گراد استفاده کنید. این نیاز همچنین یک طاقچه خاص از کاربرد را تعیین کرد. مدل های ژل مانند را فقط می توان در مکان هایی با آب و هوای گرم استفاده کرد، البته نیازی به غوطه ور شدن در یک محفظه عایق حرارتی نیست. با این حال، این سوال که کدام باتری را انتخاب کنید - Li-pol یا Li-ion - در شرکت ها چندان حاد نیست. در جایی که دما تأثیر خاصی دارد، اغلب از محلول های ترکیبی استفاده می شود. عناصر پلیمری در چنین مواردی معمولاً به عنوان پشتیبان استفاده می شوند.

روش شارژ بهینه

مدت زمان معمول شارژ باتری های لیتیومی به طور متوسط ​​3 ساعت است و همچنین دستگاه در طول شارژ سرد می ماند. پر کردن در دو مرحله انجام می شود. در ابتدا، ولتاژ به مقادیر اوج می رسد و این حالت تا مجموعه ای از 70٪ حفظ می شود. 30 درصد باقی مانده در حال حاضر تحت شرایط ولتاژ معمولی استخدام شده اند. یک سوال دیگر نیز جالب است - چگونه یک باتری لیتیوم پلیمری را شارژ کنیم اگر نیاز به حفظ مداوم حجم کامل آن دارید؟ در این صورت باید برنامه زمانبندی شارژ را دنبال کنید. این روش تقریباً هر 500 ساعت کارکرد با تخلیه کامل توصیه می شود.

اقدامات پیشگیرانه

در حین کار، فقط باید از شارژری استفاده شود که مشخصات را برآورده می کند و آن را به یک منبع تغذیه با ولتاژ پایدار متصل می کند. همچنین لازم است وضعیت کانکتورها را بررسی کنید تا باتری باز نشود. توجه به این نکته مهم است که با وجود درجه ایمنی بالا، این نوع باتری همچنان به اضافه بار حساس است. سلول لیتیوم پلیمری جریان اضافی، خنک شدن بیش از حد محیط خارجی و شوک مکانیکی را تحمل نمی کند. با این حال، برای همه این شاخص ها، بلوک های پلیمری هنوز قابل اعتمادتر از لیتیوم-یون هستند. با این حال، جنبه اصلی ایمنی در بی‌ضرر بودن منابع تغذیه حالت جامد نهفته است - البته به شرطی که آنها به صورت هرمتیک نگهداری شوند.

کدام باتری بهتر است - Li-pol یا Li-ion؟

این موضوع تا حد زیادی توسط شرایط عملیاتی و هدف تامین انرژی تعیین می شود. مزایای اصلی دستگاه های پلیمری بیشتر توسط خود سازنده ها احساس می شود که می توانند آزادانه تر از فناوری های جدید استفاده کنند. برای کاربر، تفاوت به سختی قابل توجه خواهد بود. به عنوان مثال، در مورد نحوه شارژ باتری لیتیوم پلیمری، مالک باید توجه بیشتری به کیفیت منبع تغذیه داشته باشد. از نظر زمان شارژ، این عناصر یکسان هستند. در مورد دوام، وضعیت در این پارامتر نیز مبهم است. اثر پیری عناصر پلیمری را به میزان بیشتری مشخص می کند، اما تمرین نمونه های متفاوتی را نشان می دهد. به عنوان مثال، بررسی هایی در مورد سلول های لیتیوم یونی وجود دارد که پس از یک سال استفاده غیرقابل استفاده می شوند. و پلیمری در برخی از دستگاه ها به مدت 6-7 سال کار می کند.

نتیجه

هنوز افسانه ها و قضاوت های نادرست زیادی در مورد باتری ها وجود دارد که به تفاوت های ظریف مختلف در عملکرد مربوط می شود. برعکس، برخی از ویژگی های باتری توسط سازندگان خاموش می شوند. در مورد افسانه ها، یکی از آنها باتری لیتیوم پلیمری را رد می کند. تفاوت با همتای یونی این است که مدل های پلیمری استرس داخلی کمتری را تجربه می کنند. به همین دلیل، جلسات شارژی که هنوز باتری آنها تمام نشده است، تأثیر منفی بر ویژگی های الکترودها ندارد. اگر در مورد حقایق پنهان شده توسط تولید کنندگان صحبت کنیم، یکی از آنها به دوام مربوط می شود. همانطور که قبلا ذکر شد، عمر باتری نه تنها با یک نشانگر متوسط ​​چرخه شارژ، بلکه با از دست دادن اجتناب ناپذیر حجم مفید باتری مشخص می شود.

اکثر دستگاه‌های الکترونیکی مدرن، مانند لپ‌تاپ، تلفن یا پخش‌کننده، مجهز به باتری‌های لیتیوم یونی هستند که به عنوان منابع انرژی مستقل عمل می‌کنند. این باتری‌های یونی نسبتاً اخیراً ساخته شده‌اند، اما به دلیل ویژگی‌هایشان محبوبیت زیادی در بین طراحان و سازندگان ابزار پیدا کرده‌اند. در حال حاضر علاوه بر انواع لوازم خانگی، ابزارهای زیادی برای تزئین و تعمیر، پیچ گوشتی یا دستگاه های برش به چنین منابع برق مجهز شده اند. این مقاله در مورد انواع باتری های لیتیوم یون، محدوده و اصل کارکرد آنها بحث می کند.

انواع باتری های لیتیوم یونی

انواع مختلفی از باتری های قابل شارژ وجود دارد که بر اساس اصل ذخیره انرژی و تخلیه آن به دستگاه مصرف شده کار می کنند که می توانند در یک واحد لیتیوم یونی ترکیب شوند. این باتری ها عبارتند از:

1. باتری لیتیوم کبالت. چنین دستگاهی از یک آند گرافیت و یک کاتد ساخته شده از اکسید کبالت تشکیل شده است. کاتد دارای ساختار صفحه ای با شکاف های بین قطعات است، بنابراین زمانی که برق مصرف می شود، یون های لیتیوم از آند به صفحات عرضه می شود، یک واکنش الکترومغناطیسی رخ می دهد و ولتاژ به پایانه ها اعمال می شود. نقطه ضعف چنین سیستمی مقاومت ضعیف مکانیسم در برابر تغییرات دما است، زیرا با مقادیر منفی، باتری تخلیه می شود، حتی اگر به مصرف کننده متصل نباشد. در طول شارژ مجدد محصول، جهت جریان تغییر می کند و یون های لیتیوم از طریق کاتدها وارد آندها می شوند، تجمع می یابند و ولتاژ افزایش می یابد. اتصال شارژر به باتری که ولتاژ نامی آن بالاتر از درجه بندی قطعه است اکیداً ممنوع است، در غیر این صورت ممکن است باتری بیش از حد گرم شود، صفحات ذوب شوند و کیس ترک بخورد.
2. باتری لیتیوم منگنز. همچنین برای باتری های لیتیوم یونی که محیط کار آنها از اسپینل منگنز به شکل تونل های متقاطع سه بعدی ساخته شده است، صدق می کند. برخلاف سیستم کبالت، این نوع پایه عبور بدون مانع یون های لیتیوم را از آند به کاتد و بیشتر به کنتاکت های دستگاه تضمین می کند. مزیت اصلی باتری های لیتیوم یون منگنز مقاومت کم مواد آنهاست، به همین دلیل است که اغلب در وسایل نقلیه هیبریدی، ابزارهای تشنه قدرت یا تجهیزات پزشکی مستقل استفاده می شود. گرم کردن باتری در هنگام شارژ مجدد تا 80 درجه مجاز است و جریان نامی می تواند تا 20-30 آمپر باشد. توصیه نمی شود باتری را با جریانی که ولتاژ آن بالاتر از 50 آمپر است برای بیش از دو ثانیه عمل کنید، در غیر این صورت اسپینل ها ممکن است بیش از حد گرم شوند و از کار بیفتند.

1. باتری های لیتیوم یونی با کاتد فسفات آهن. چنین باتری به دلیل هزینه نسبتاً بالای تولید نادر است، قیمت نهایی آن کمی بالاتر از سایر باتری های لیتیوم یون است. کاتد فسفات یک مزیت بزرگ دارد: عمر مفید محصول و فرکانس شارژ مجدد است که به طور قابل توجهی نسبت به دستگاه های مشابه برتری دارد. اغلب، این باتری ها دارای ضمانت 10 تا 50 سال یا حدود 500 چرخه شارژ هستند. با توجه به این ویژگی ها، باتری های فسفات آهن اغلب در صنایع زمانی که نیاز به ولتاژ خروجی بالا است استفاده می شود.
2. باتری های لیتیوم نیکل منگنز اکسید کبالت یون. این عملی ترین، از نظر هزینه تولید و قابلیت اطمینان محصول نهایی، ترکیبی از مواد برای ساخت کاتد است. با توجه به خواص الکتروشیمیایی مواد ذکر شده، کاتد ساخته شده از آنها دارای مقادیر مقاومت پایینی است، بنابراین، در طول مدت زمان طولانی بیکاری باتری، تخلیه حداقل خواهد بود. همچنین با افزایش اندازه سلول شیشه ای یا کاتدی می توان ظرفیت کل باتری را افزایش داد و یا ولتاژ را افزایش داد. این راز در ترکیب منگنز و نیکل نهفته است که در صورت ترکیب صحیح، زنجیره ای با خواص الکتروشیمیایی بالا ایجاد می کند.
3. باتری لیتیوم تیتانات. کاتد این دستگاه که در اوایل دهه 80 ساخته شد، برخلاف باتری های یونی با هسته گرافیتی، از نانوبلورهای لیتیوم تیتانات ساخته شده است. کاتد ساخته شده از این ماده به شما امکان می دهد باتری را در مدت زمان کوتاهی شارژ کنید و ولتاژ را با مقاومت صفر حفظ کنید. این واحد اغلب در سیستم‌های روشنایی خودران خیابان‌ها استفاده می‌شود، زمانی که لازم است انرژی در مدت زمان کوتاهی جمع شود و برای مدت طولانی در اختیار مصرف‌کننده قرار گیرد. نقطه ضعف چنین سیستمی هزینه نسبتاً بالای باتری تمام شده است، اما به دلیل افزایش عمر قطعه، به سرعت جواب می دهد.

مهم!تمامی باتری‌های لیتیوم یونی ذکر شده، باتری‌های غیرقابل سرویس هستند، بنابراین در صورت خرابی یا خرابی، تعمیر یا انجام سرویس برای افزودن الکترولیت امکان‌پذیر نخواهد بود. هر گونه دستکاری برای باز کردن درب باتری منجر به از بین رفتن صفحات باتری و خرابی کامل می شود.

اصل کار باتری های لیتیوم یون

تمام باتری های لیتیوم یونی ساختار مشابهی دارند که دارای چند تفاوت جزئی است که بر اصل عملکرد قطعه تأثیر نمی گذارد. پوسته بیرونی از مواد کامپوزیت، پلاستیک یا فلز غیرآهنی نازک ساخته شده است که بسیار نادر است. اغلب باتری از یک جعبه پلاستیکی، پایانه های فلزی برای تماس با مصرف کننده و میله های داخلی با ولتاژ مثبت و منفی تشکیل شده است. لیتیوم داخلی با اتصال یک دستگاه خارجی با جریان پایدار شارژ می شود، اما هر محصول دارای یک شارژ اولیه است که به دلیل واکنش شیمیایی بین آند و کاتد رخ می دهد.

فرآیندهای روی الکترود منفی، ساخته شده از مواد کربن دار، که ظاهری مانند گرافیت پفکی طبیعی دارد، بی نظم هستند، اتم های باردار با الکتریسیته بدون از دست دادن ولتاژ در طول ماتریس حرکت می کنند. همه شاخص ها در این بخش منفی است.

الکترود مثبت باتری لیتیومی منحصراً از اکسیدهای کبالت یا نیکل و همچنین از اسپینل لیتیوم منگنز ساخته شده است. در حین تخلیه، یون های لیتیوم از هسته کربن دور می شوند و پس از واکنش با اکسیژن، به کاتد نفوذ می کنند و با عجله بیرون می آیند، اما نمی توانند بدنه باتری را ترک کنند. یون های لیتیوم باردار ولتاژ خود را از دست می دهند و تا زمانی که لیتیوم شارژ شود روی سطح آند باقی می مانند. در طول شارژ، کل فرآیند به ترتیب معکوس انجام می شود.

طراحی باتری لیتیوم یونی

به عنوان یک باتری قلیایی، باتری لیتیومی به شکل یک استوانه تولید می شود یا ممکن است شکل منشوری داشته باشد. در یک باتری استوانه ای، الکترودهایی که به صورت رول در می آیند، به عنوان هسته استفاده می شوند، با یک غلاف مخصوص عایق شده و در یک محفظه فلزی قرار می گیرند که به عناصر دارای بار منفی متصل می شود. برای حفظ قطبیت، تماس منفی در پایین و تماس مثبت در بالای قطعه قرار دارد و این عناصر نباید با یکدیگر تماس داشته باشند، در غیر این صورت جریان از هادی عبور می کند که منجر به تخلیه خود به خود می شود. .

شکل منشوری باتری لیتیوم یونی بسیار رایج است. در این طرح، هسته با تا کردن صفحات مخصوص روی هم که در حداقل فاصله بین آنها قرار دارند، تشکیل می شود. چنین سیستمی عملکرد فنی بالاتری را امکان پذیر می کند، اما به دلیل محکم بودن صفحات در هنگام شارژ شدن باتری ها، گرم شدن بیش از حد هسته و ذوب شبکه امکان پذیر است که منجر به کاهش بهره وری قطعه می شود.

یافتن یک سیستم ترکیبی برای دستگاه باتری لیتیوم یونی غیر معمول نیست، زمانی که الکترودهای پیچ خورده در یک رول به یک سیلندر بیضی شکل تبدیل می شوند. در همان زمان، قوانین انتقال صاف رعایت می شود، و در همان زمان، بخش مستقیم از یک شکل لایه ای تقلید می کند. چنین باتری هایی دارای ویژگی های هر دو نوع محصول هستند، عمر مفید آنها بسیار بالاتر است.

در طی واکنش شیمیایی و عملکرد باتری، گازهایی در داخل کیس تشکیل می شود که حاوی مواد مضر است. برای حذف سریع این بخارات در باتری های لیتیوم یونی خروجی وجود دارد که با بانک ها ارتباط دارد و گاز انباشته شده را به موقع از حفره باتری خارج می کند. برخی از باتری‌های پرقدرت مجهز به شیر خاصی هستند که در هنگام تجمع بحرانی بخارات کار می‌کند.

بررسی باتری لیتیوم یونی

شارژهای لیتیوم داخل باتری باید به صورت دوره ای بررسی شوند، علیرغم اینکه باتری مشخص شده از کار افتاده در نظر گرفته می شود، از آنجایی که قاب آن مهر و موم شده است، باتری همچنان باید با استفاده از دستگاه خاصی بررسی شود.

بازرسی همیشه با یک بازرسی خارجی شروع می شود که طی آن بدنه قطعه از نظر ترک و تغییر شکل بررسی می شود. پایانه های باتری نیز بازرسی می شوند، آنها از اکسیداسیون و سایر آلاینده ها پاک می شوند.

مهم!لازم است باتری را تمیز نگه دارید، از تماس بین مخاطبین خودداری کنید، زیرا این امر می تواند منجر به تخلیه کامل باتری شود، بازیابی آن بسیار مشکل ساز خواهد بود.

برای بررسی وضعیت داخلی هسته از یک دوشاخه بار استفاده می شود که به پایانه ها متصل شده و ولتاژ نامی شبکه را اندازه گیری می کند. سپس یک تخلیه به باتری اعمال می شود و دستگاه نشانگرهای نگه داشتن جریان را در داخل قطعه می خواند. در نظر گرفتن این نکته مهم است که در زمان آزمایش باتری باید کاملاً شارژ شود، در غیر این صورت خوانش‌ها نادرست خواهند بود.

کاربردهای باتری های لیتیوم یونی

باتری‌های لیتیوم یون بسته به پیکربندی، شکل و درجه ولتاژ در بسیاری از کاربردها استفاده می‌شوند. بیشترین استفاده از باتری ها در صنعت خودروسازی است، هر وسیله نقلیه منبع تغذیه خود را دارد که وظیفه راه اندازی خودرو و انجام سایر وظایف را بر عهده دارد.

از این باتری ها در دستگاه های موبایل، لپ تاپ و سایر گجت ها نیز استفاده می شود. دستگاه چنین باتری هایی شبیه باتری های خودرو است، تنها تفاوت در ابعاد محصولات است که می تواند به اندازه یک قوطی کبریت باشد.

اخیراً، معرفی باتری‌های لیتیوم یونی به سیستم‌های برق بدون وقفه در خانه و به عنوان منابع برق اضطراری، در حالی که باتری به طور دائم به شبکه مرکزی متصل است، رایج شده است. در حین کار دستگاه ها از یک نیروگاه ساده، باتری شارژ می شود و با قطع برق، به طور خودکار شروع به جریان دادن به مصرف کننده می کند. در این حالت، باتری قابل شارژ باید به درستی قرار گرفته و دارای سیستم های حفاظت از گرمای بیش از حد باشد.

ویدئو

انواع باتری های لیتیومی و ویژگی های طراحی آنها چیست؟

باتری های لیتیومی در بازار مدرن به طور محکم چندین سوله مختلف را اشغال کرده اند. آنها عمدتاً در انواع لوازم الکترونیکی مصرفی، ابزارهای قابل حمل و دستگاه های تلفن همراه، لوازم خانگی و غیره استفاده می شوند. حتی باتری های لیتیومی 12 ولتی برای اتومبیل ها وجود دارد. اگرچه هنوز توزیع گسترده ای در صنعت خودرو دریافت نکرده اند. استفاده از باتری های لیتیومی در بخش های مختلف اقتصاد ملی باعث شده است که انواع مختلفی از این باتری ها در بازار ظاهر شوند. در مقاله امروز انواع اصلی باتری های لیتیومی را در نظر خواهیم گرفت.

ما در اینجا در مورد اصل عملکرد باتری های Li و تاریخچه وقوع آنها نخواهیم نوشت. شما می توانید در مورد آن در مقاله در لینک ارائه شده بیشتر بخوانید. همچنین می توانید مطالب را جداگانه در مورد و مطالعه کنید. و در این مواد می خواهم دقیقاً انواع مختلف باتری های لیتیوم را بسته به ویژگی ها و هدف آنها در نظر بگیرم.

بنابراین، با توجه به قدرت و ظرفیت باتری های لیتیومی. تقسیم در اینجا کاملاً خودسرانه است. به منظور تولید باتری با ظرفیت های مختلف، با جریان های تخلیه متفاوت، سازندگان تعدادی از پارامترها را تغییر می دهند. به عنوان مثال، آنها ضخامت لایه جرم الکترود روی فویل را تنظیم می کنند (در مورد ساختار رول). در بیشتر موارد، این لایه الکترود با فویل مس (الکترود منفی) و آلومینیوم (مثبت) اعمال می شود. با توجه به این افزایش در لایه الکترود، پارامترهای خاص باتری افزایش می یابد.

با این حال، هنگام افزایش جرم فعال، لازم است ضخامت پایه رسانا (فویل) کاهش یابد. در نتیجه باتری می تواند جریان کمتری را بدون گرم شدن بیش از حد عبور دهد. علاوه بر این، افزایش لایه جرم الکترود منجر به افزایش مقاومت عنصر می شود. برای کاهش مقاومت، اغلب از مواد فعال تر و پراکنده تر برای توده فعال استفاده می شود. با این پارامترها، سازندگان هنگام آزاد کردن باتری ها با پارامترهای خاص "بازی" می کنند. یک سلول باتری با یک فویل نازک و یک جرم فعال ضخیم مقادیر بالایی از انرژی ذخیره شده را نشان می دهد. و قدرت آن کم خواهد بود و بالعکس. و بدون تغییر سایز محصول قابل تنظیم است.

باتری هایی با ظرفیت ها و جریان های تخلیه متفاوت با تغییر پارامترهای زیر به دست می آیند:

• ضخامت فویل؛
• ضخامت جداکننده؛
• مواد الکترود مثبت و منفی؛
• اندازه ذرات جرم فعال؛
• ضخامت الکترود.

در عین حال، مدل‌های باتری طراحی‌شده برای توان بالاتر به سرنخ‌های فعلی با اندازه و وزن بزرگ مجهز هستند. این کار برای جلوگیری از گرمای بیش از حد انجام می شود. همچنین برای افزایش جریان تخلیه از مواد مختلفی استفاده می شود که به الکترولیت یا به جرم الکترود اضافه می شود. در باتری های با ظرفیت زیاد، سیم های جریان معمولا کوچک هستند. آنها برای جریان تخلیه تا 2C محاسبه می شوند (معمولاً جریان شارژ-دشارژ باتری از ظرفیت آن نشان داده می شود) و جریان شارژ - تا 0.5 درجه سانتیگراد. برای باتری های لیتیومی با ظرفیت بالا، این مقادیر به ترتیب تا 20 درجه سانتیگراد و تا 40 درجه سانتیگراد است.

مدل‌های باتری‌های لیتیومی با قدرت بالا برای تغذیه استارت‌ها، با ظرفیت بالا - برای تغذیه تجهیزات مختلف قابل حمل طراحی شده‌اند. در مورد توسعه باتری های لیتیومی، تولید کنندگان انواع لوازم الکترونیکی آنها را از شرکت های خاص سفارش می دهند. آنها آنها را با در نظر گرفتن شرایط پیشنهادی توسعه می دهند و سپس آنها را در تولید انبوه قرار می دهند. هنگام توسعه باتری های لیتیوم مدرن، پارامترهای زیر در نظر گرفته می شود:

• ظرفیت؛
• جریان تخلیه منظم و حداکثر؛
• ابعاد؛
• شرایط مکان در داخل دستگاه؛
• دمای کار؛
• منبع (تعداد چرخه های شارژ-تخلیه) و دیگران.

طرح های مختلف باتری های لیتیومی

با توجه به ویژگی های طراحی، باتری های لیتیومی را می توان به دو دسته تقسیم کرد:

• طراحی بدنه؛
• ساختار الکترودها

طراحی الکترود

نوع رول

در تصویر زیر یک باتری Li─Ion با طراحی رول را مشاهده می کنید.

عناصر ساختار رول از دو نوع ساخته می شوند:

• رول الکترود در اطراف صفحه مجازی پیچ خورده است. یک محفظه می تواند چندین رول متصل به موازات را در خود جای دهد.
• استوانه ای. ارتفاع و قطرهای مختلف.

طراحی رول در مواردی استفاده می شود که باتری با ظرفیت و قدرت کم مورد نیاز است. این فناوری کار فشرده ای است، زیرا چرخاندن نوارهای الکترود و جداکننده کاملاً خودکار است. نقطه ضعف این طراحی اتلاف حرارت ضعیف از الکترودها است. در واقع، گرما تنها از طریق صفحه انتهایی عنصر حذف می شود.

از مجموعه ای از الکترودها

باتری‌های لیتیومی با مجموعه‌ای از الکترودهای جداگانه در تولید باتری‌های منشوری استفاده می‌شوند.

گرما در اینجا نیز از انتهای الکترود حذف می شود. سازندگان در تلاشند تا با تنظیم ترکیب و پراکندگی جرم فعال، اتلاف گرما را بهبود بخشند.

طراحی بدنه

استوانه ای

ارزش توجه به باتری های لیتیومی استوانه ای را دارد. آنها به طور گسترده ای در انواع لوازم خانگی و الکترونیک استفاده می شوند. سلول های باتری به ویژه محبوب هستند.

به عنوان مزایای یک بدنه استوانه ای، کارشناسان عدم تغییر حجم را در طول کارکرد طولانی مدت می نامند. این به این دلیل است که باتری در طول فرآیند شارژ-دشارژ کمی تغییر حجم می دهد. طراحی الکترودها در چنین حالتی همیشه از نوع رول است. از معایب آن می توان به اتلاف حرارت ضعیف اشاره کرد.

باتری های لیتیومی استوانه ای می توانند خروجی های جریان زیر را داشته باشند:

• بورهای پیچ;
• پدهای تماس معمولی.

در مواردی که نیاز به جریان بیشتری وجود دارد، از فرزهای پیچ استفاده می شود. این باتری با جریان تخلیه زیاد و ظرفیت زیاد (بیش از 20 Ah) است. آزمایش‌های متعدد نشان می‌دهد که باتری‌های لیتیومی استوانه‌ای با مارپیچ نمی‌توانند جریان‌های بیش از 10-15 درجه سانتیگراد را تحمل کنند. و این مقادیر بار کوتاه مدت است که در آن عنصر به سرعت بیش از حد گرم می شود. در طول عملیات طولانی مدت، آنها در برابر جریان تخلیه 2-3 درجه سانتیگراد مقاومت می کنند. عمدتاً در ابزارهای برقی قابل حمل استفاده می شود.

سلول‌های باتری با پدهای تماسی معمولاً برای ترکیب شدن در باتری‌ها استفاده می‌شوند. برای انجام این کار، آنها را با یک نوار با استفاده از جوش مقاومتی جوش می دهند. گاهی اوقات تولید کنندگان قبلاً عناصری با گلبرگ برای خود لحیم کاری تولید می کنند. علاوه بر این، بسته به نوع لحیم کاری ممکن است نوع گلبرگ ها متفاوت باشد.

تعیین اندازه باتری های لیتیومی استوانه ای معمولاً شامل ابعاد آنها است. به عنوان مثال، سلول های لیتیوم یونی 18650 دارای 65 میلی متر ارتفاع و 18 میلی متر قطر هستند.