Bateri litium-jon me plumba. Bateria litium: pasqyrë, përshkrim, lloje, prodhues dhe rishikime

Në moderne Telefonat celular, kamerat dhe pajisjet e tjera, më së shpeshti përdoren bateritë litium-jon, duke zëvendësuar bateritë alkaline dhe nikel-kadmium, të cilat janë superiore në shumë mënyra. Për herë të parë, bateritë me një anodë litiumi u shfaqën në vitet 70 të shekullit të kaluar dhe menjëherë u bënë shumë të njohura për shkak të tensionit të tyre të lartë dhe intensitetit të energjisë.

Historia e paraqitjes

Zhvillimi ishte jetëshkurtër, por nivel praktik lindën vështirësi, të cilat u zgjidhën vetëm në vitet '90 të shekullit të kaluar. Për shkak të aktivitetit të lartë të litiumit, brenda qelizës u zhvilluan procese kimike, të cilat çuan në ndezjen.

Në fillim të viteve '90, ndodhën një sërë aksidentesh - përdoruesit e telefonit, duke folur, morën djegie të rënda si rezultat i ndezjes spontane të elementeve, dhe më pas vetë pajisjeve të komunikimit. Lidhur me këtë, bateritë janë ndërprerë plotësisht dhe ato të lëshuara më parë janë kthyer nga shitja.

Në moderne bateri litium-jon metali i pastër nuk përdoret, vetëm komponimet e tij të jonizuara, pasi janë më të qëndrueshme. Fatkeqësisht, shkencëtarët duhej të shkonin në një reduktim të ndjeshëm të kapacitetit të baterisë, por ata arritën të arrinin gjënë kryesore - njerëzit nuk vuanin më nga djegiet.

Qelizë kristalore komponime të ndryshme karboni doli të jetë i përshtatshëm për ndërthurjen e joneve të litiumit në elektrodën negative. Kur ngarkohen, ato lëvizin nga anoda në katodë dhe anasjelltas kur shkarkohen.

Parimi i funksionimit dhe varietetet

Në çdo bateri litium-jon, elektroda negative bazohet në substanca që përmbajnë karbon, struktura e të cilave mund të porositet ose të porositet pjesërisht. Varësisht nga materiali, procesi i ndërthurjes së Li në C. Elektroda pozitive është kryesisht e bërë nga nikeli i kromuar ose oksid kobalti.

Duke përmbledhur të gjitha reagimet, ato mund të përfaqësohen në ekuacionet e mëposhtme:

1. LiCoO2 → Li1-xCoO2 + xLi+ + xe - për katodën.
2. C + xLi+ + xe → CLix - për anodën.

Ekuacionet paraqiten për rastin e një shkarkimi; kur ngarkohen, ato vazhdojnë ana e kundërt. Shkencëtarët po punojnë për studimin e materialeve të reja të përbëra nga fosfate dhe okside të përziera. Këto materiale janë planifikuar të përdoren për katodë.

Ekzistojnë dy lloje të baterive Li-Ion:

1. cilindrike;
2. prizmatik.

Dallimi kryesor është rregullimi i pllakave (në prizmatik - mbi njëra-tjetrën). Madhësia e baterisë së litiumit varet nga kjo. Si rregull, ato prizmatike janë më të dendura dhe më kompakte.

Përveç kësaj, ka një sistem sigurie brenda - një mekanizëm që rrit rezistencën me rritjen e temperaturës dhe thyen qarkun anodë-katodë me presion të ngritur. Falë tabelës elektronike, qarku bëhet i pamundur, pasi kontrollon proceset brenda baterisë.

Elektrodat me polaritet të kundërt ndahen nga një ndarës. Kutia duhet të jetë hermetike, rrjedhja e elektrolitit ose hyrja e ujit dhe oksigjenit do të shkatërrojë baterinë dhe vetë pajisjen mbajtëse elektronike.

Në prodhues të ndryshëm një bateri litium mund të duket krejtësisht ndryshe, nuk ka asnjë formë të vetme produkti. Raporti i masave aktive të anodës me katodën duhet të jetë afërsisht 1:1, përndryshe formimi i metalit të litiumit është i mundur, i cili do të çojë në ndezje.

Avantazhet dhe disavantazhet

Bateritë kanë parametra të shkëlqyer që ndryshojnë nga prodhues të ndryshëm. Tensioni i vlerësuar është 3.7-3.8 V me një maksimum prej 4.4 V. Dendësia e energjisë (një nga treguesit kryesorë) është 110-230 W * h / kg.

Rezistenca e brendshme varion nga 5 në 15 mOhm/1Ah. Jeta e shërbimit për sa i përket numrit të cikleve (shkarkimi / ngarkimi) është 1000-5000 njësi. Koha per karikimi i shpejtë- 15-60 minuta. Një nga avantazhet më domethënëse është procesi i ngadaltë i vetëshkarkimit (vetëm 10-20% në vit, nga të cilat 3-6% për muajin e parë). Gama e temperaturës së funksionimit është 0 C - +65 C, në temperatura nën zero karikimi nuk është i mundur.

Ngarkimi kryhet në disa faza:

1. deri në një pikë të caktuar, rryma maksimale e ngarkesës rrjedh;
2. kur arrihen parametrat e funksionimit, rryma gradualisht zvogëlohet në 3% të vlerës maksimale.

Kur ruhet afërsisht çdo 500 orë, rimbushja periodike është e nevojshme për të kompensuar vetë-shkarkimin. Kur mbingarkohet, litiumi metalik mund të depozitohet, i cili, duke ndërvepruar me elektrolitin, formon oksigjen. Kjo rrit rrezikun e depresionit për shkak të rritjes së presionit të brendshëm.

Rimbushja e shpeshtë redukton shumë jetëgjatësinë e baterisë. Përveç kësaj, ndikon mjedisi, temperatura, rryma etj.

Elementi ka disavantazhe, ndër të cilat janë këto:

Kushtet e funksionimit

Është më mirë të ruani baterinë në kushtet e mëposhtme Përgjigje: Ngarkesa duhet të jetë së paku 40%, dhe temperatura nuk duhet të jetë shumë e ulët ose e lartë. Opsioni më i mirëështë diapazoni nga 0C në +10C. Zakonisht, rreth 4% e kapacitetit humbet në 2 vjet, kjo është arsyeja pse nuk rekomandohet të blini bateri më shumë se datat e hershme prodhimit.

Shkencëtarët kanë shpikur një mënyrë për të rritur jetëgjatësinë. Një ruajtës i përshtatshëm i shtohet elektrolitit. Sidoqoftë, bateritë e tilla duhet të "stërviten" në formën e 2-3 cikleve të plota shkarkimi / karikimi në mënyrë që ato të mund të punojnë më pas në mënyrë normale. Përndryshe, mund të ketë një "efekt memorie" dhe ënjtje të mëvonshme të të gjithë strukturës. Në përdorimin e duhur dhe në përputhje me të gjitha standardet e ruajtjes, bateria mund të shërbejë për një kohë të gjatë duke ruajtur një kapacitet të lartë.

Ndër më të shumtët bateri moderne një vend të veçantë zë litiumi. Në kimi, litiumi është më aktivi nga metalet.

Ka një burim të madh të ruajtjes së energjisë. 1 kg litium është në gjendje të ruajë 3860 amper-orë. Zinku i njohur është shumë prapa. Ai ka kjo shifër është 820 amper-orë.

Qelizat e bazuara në litium mund të gjenerojnë tensione deri në 3.7 V. Por mostrat laboratorike janë të afta të gjenerojnë një tension prej rreth 4.5 V.

Litiumi i pastër nuk përdoret në bateritë moderne të litiumit.

Sot përdoren 3 lloje të baterive litium:

Li-jon ( Li-jon). Tensioni nominal(U nom.) - 3,6V;

Polimer litium ( LiPo, Li polimer ose "lipo"). U nom. - 3.7 V;

Fosfat litium hekuri ( Li-Fe ose LFP ). U nom. - 3.3 V.

Të gjitha këto lloje të baterive të litiumit ndryshojnë në materialin e katodës ose elektrolitit. Li-jon përdor katodën e kobaltatit të litiumit LiCoO 2, Li-Po përdor një elektrolit polimer xhel, dhe Li-Fe përdor një katodë ferrofosfati litium LiFePO 4.

Çdo bateri litiumi(ose pajisja në të cilën funksionon) është e pajisur me një qark të vogël elektronik - një kontrollues ngarkimi / shkarkimi. Meqenëse bateritë me bazë litiumi janë shumë të ndjeshme ndaj mbingarkesës dhe shkarkimit të thellë, kjo është e nevojshme. Nëse "zgjidhni të hapur" ndonjë bateri litium nga një telefon celular, atëherë mund të gjeni një qark të vogël elektronik në të - ky është kontrolluesi mbrojtës ( Mbrojtja IC ).

Nëse nuk ka kontrollues të integruar (ose mbikëqyrës ngarkimi) në një bateri litium, atëherë një bateri e tillë quhet e pambrojtur. Në këtë rast, kontrolluesi është i integruar në pajisjen, e cila mundësohet nga një bateri e tillë, dhe karikimi është i mundur vetëm nga pajisja ose nga një karikues special.

Fotografia tregon një bateri Li-Po të pambrojtur Paketa Lipo Turnigy 2200 mAh 3C 25C. Kjo bateri përbëhet nga 3 qeliza të lidhura në seri (3C - 3 qeliza) prej 3.7V dhe për këtë arsye ka një lidhës balancues. Rryma e shkarkimit të vazhdueshëm mund të arrijë 25C, d.m.th. 25 * 2200mA = 55000mA = 55A! POR rrymë afatshkurtër shkarkimi (10 sek.) - 35C!

Bateritë e litiumit, të cilat janë disa qeliza të lidhura në seri, kërkojnë komplekse Ngarkues e pajisur me balancues. Një funksionalitet i tillë zbatohet, për shembull, në ngarkues të tillë universalë si Turnigy Accucell 6 dhe IMAX B6.

Balancuesi është i nevojshëm për të barazuar tensionin në qelizat individuale gjatë ngarkimit të një baterie të përbërë litium. Për shkak të dallimeve midis qelizave, disa mund të karikojnë më shpejt dhe të tjerët më ngadalë. Prandaj, përdoret një qark i veçantë i rrymës së karikimit.

Ky është tela për kabllon e balancimit dhe energjisë së baterisë LiPo në 11.1V.

Siç e dini, ngarkimi i tepërt i një baterie litium (veçanërisht Li-Polymer) mbi 4.2 V mund të çojë në një shpërthim ose djegie spontane. Prandaj, gjatë karikimit, është e nevojshme të kontrolloni tensionin në çdo qelizë bateri e përbërë nga bateria!

Ngarkimi i duhur i baterive të litiumit.

Bateritë e litiumit (Li-jon, Li-Po, Li-Fe) janë të karikuara me metodën CC/CV ("D.C/ presion konstant"). Metoda është që së pari, kur voltazhi në element është i ulët, ai ngarkohet rrymë e vazhdueshme(rrymë konstante) me vlerë të caktuar. Kur arrihet voltazhi në element (për shembull, deri në 4.2 V - varet nga lloji i baterisë), kontrolluesi i ngarkimit mban një tension konstant në të.

Faza e parë Ngarkesa e baterisë së litiumit - CC- zbatuar përmes reagime. Kontrolluesi zgjedh tensionin në element në mënyrë të tillë që rryma e ngarkimit të jetë rreptësisht konstante.

Gjatë fazës së parë të karikimit, bateria e litiumit akumulon pjesën më të madhe të fuqisë (60 - 80%).

Faza e dytë tarifë - CV- fillon kur voltazhi në element arrin një nivel të caktuar pragu (për shembull, 4.2 V). Pas kësaj, kontrolluesi thjesht ruan një tension konstant në element dhe i jep atij rrymën që i nevojitet. Deri në fund të ngarkimit, rryma zvogëlohet në një vlerë prej 30 - 10 mA. Në këtë rrymë, elementi konsiderohet i ngarkuar.

Gjatë fazës së dytë, bateria grumbullon 40 - 20% të mbetur të fuqisë.

Vlen të përmendet se tejkalimi i tensionit të pragut në një bateri litium është i mbushur me mbinxehjen e tepërt dhe madje edhe shpërthimin e saj!

Kur ngarkoni bateritë e litiumit, rekomandohet t'i vendosni ato në një qese jo të ndezshme. Kjo është veçanërisht e vërtetë për bateritë që nuk kanë një kuti të veçantë. Për shembull, ato që përdoren në modelet e kontrolluara me radio (modelimi automatik, avion).

Disavantazhet e baterive litium-jon.

Disavantazhi kryesor dhe më i frikshëm i baterive me bazë litiumi, unë do t'i quaja një rrezik zjarri kur tensioni i funksionimit tejkalohet, mbinxehet, akuzë e gabuar dhe shfrytëzim analfabet. Sidomos ka shumë ankesa në lidhje me bateritë litium-polimer (Li-Polymer). Sidoqoftë, bateritë litium-hekur-fosfat (Li-Fe) nuk kanë një veçori kaq negative - ato janë të papërshkueshme nga zjarri.

Gjithashtu, bateritë e litiumit kanë shumë frikë nga të ftohtit - ato shpejt humbasin kapacitetin e tyre dhe ndalojnë karikimin. Kjo vlen për bateritë Li-ion dhe Li-Po. Bateritë me fosfat litium hekuri (Li-Fe) janë më rezistente ndaj ngricave. Në fakt, kjo është një nga cilësitë pozitive të baterive Li-Fe.

Disavantazhi i baterive të litiumit është se ato kërkojnë një kontrollues të veçantë të ngarkimit - një qark elektronik. Dhe në rastin e një baterie të përbërë dhe balancues.

Kur shkarkohen thellë, bateritë e litiumit humbasin vetitë e tyre origjinale. Li-jon dhe Bateritë lipo. Edhe pas rikuperimit, një bateri e tillë do të ketë një kapacitet më të ulët.

Nëse një bateri litiumi nuk "punon" për një kohë të gjatë, atëherë në fillim voltazhi në të do të bjerë në një nivel pragu (zakonisht 3.2-3.3V). Qarku elektronik do të fikur plotësisht qelizën e baterisë dhe më pas do të fillojë një shkarkim i thellë. Nëse voltazhi në qelizë bie në 2.5 V, atëherë kjo mund të çojë në dështimin e tij.

Prandaj, ia vlen të rimbushni bateritë e laptopëve herë pas here, telefonat celularë, mp3 player gjatë periudhave të gjata pasiviteti.

Në mënyrë tipike, jeta e shërbimit të një baterie të zakonshme litium është 3 deri në 5 vjet. Pas 3 vjetësh, kapaciteti i baterisë fillon të ulet mjaft dukshëm.

Për një kohë të gjatë, një bateri acid ishte e vetmja pajisje e aftë për të siguruar rrymë elektrike për objektet dhe mekanizmat autonome. Pavarësisht nga rryma e lartë maksimale dhe minimumi rezistencë e brendshme, bateri të tilla kishin një sërë disavantazhesh që kufizuan përdorimin e tyre në pajisjet që konsumojnë nje numer i madh i energji elektrike ose në ambiente të mbyllura. Në këtë drejtim, litium bateri jonike të privuar nga shumë nga cilësitë negative të paraardhësve të tyre, megjithëse kanë edhe mangësi.

Mirëmbajtja

Çfarë është një bateri litium-jon

Bateritë e para të litiumit u shfaqën 50 vjet më parë. Produkte të tilla ishin bateri e rregullt, në të cilën u instalua një anodë litiumi për të rritur nivelin e efikasitetit të energjisë. Produkte të tilla kishin shumë të larta karakteristikat e performancës, por një nga të metat më serioze ishte probabiliteti i lartë i ndezjes së litiumit kur katoda ishte mbinxehur. Duke pasur parasysh këtë veçori, shkencëtarët përfundimisht zëvendësuan elementin e pastër me jone metalike, si rezultat i të cilave siguria u rrit ndjeshëm.

Bateritë moderne li-jon janë shumë të besueshme dhe të afta të përballojnë një numër të madh ciklesh ngarkimi-shkarkimi. Ata kanë efekt minimal të kujtesës dhe peshë relativisht të lehtë. Falë këtyre vetive, bateri litiumi gjeti aplikim të gjerë në shumë pajisje. Produkti mund të përdoret si bateri, në formën e baterive për Pajisje shtëpiake, si dhe një burim energjie tërheqëse shumë efikase.

Deri më sot, pajisje të tilla kanë disa disavantazhe:

• cmim i larte Yu;
• nuk ju pëlqejnë shkarkimet e thella;
• mund të vdesë në temperatura të ulëta;
• humbasin kapacitetin kur mbinxehen.

Si është prodhimi i baterive li-jon

Bateritë litium-jon prodhohen në disa faza:

1. Prodhimi i elektrodave.
2. Kombinimi i elektrodave në një bateri.
3. Instalimi i bordit mbrojtës.
4. Instalimi i baterisë në kuti.
5. Mbushje me elektrolit.
6. Testimi dhe karikimi.

Në të gjitha fazat e prodhimit, duhet të respektohen masat teknologjike dhe sigurie, gjë që ju lejon të merrni një produkt cilësor.

Bateritë litium-jon përdorin fletë metalike si katodë, me një substancë që përmban litium të depozituar në sipërfaqen e saj.

Në varësi të qëllimit të baterisë, mund të përdoren komponimet e mëposhtme të litiumit:

• LiCoO2;
• LiNiO2;
• LiMn2O4.

Në prodhimin e burimeve cilindrike të energjisë me madhësi AA dhe AAA, elektroda kryesore është e përdredhur në një rrotull, e cila ndahet nga anoda me një ndarës. Me një sipërfaqe të madhe të katodës, filmi i së cilës ka trashësia minimale, është e mundur të arrihet një intensitet i lartë energjetik i produktit.

Parimi i funksionimit dhe pajisja e një baterie li-jon

Bateria e joneve litium funksionon si më poshtë:

1. Kur aplikohet në kontaktet e konstantës së baterisë rryme elektrike kationet e litiumit lëvizin në materialin e anodës.
2. Në procesin e shkarkimit, jonet e litiumit largohen nga anoda dhe depërtojnë në dielektrikë në një thellësi deri në 50 nm.

Në "jetën" e një baterie litium-jon mund të ketë deri në 3000 cikle të tilla, ndërsa bateria mund të lëshojë pothuajse të gjithë rrymën elektrike të akumuluar gjatë procesit të karikimit. Shkarkimi i thellë nuk çon në oksidim të pllakave, gjë që i dallon në mënyrë të favorshme produkte të tilla në krahasim me bateritë e acidit.

Jo të gjitha bateritë li-ion tolerojnë mirë shkarkimet e thella. Nëse një bateri e tillë është instaluar në telefonin ose kamerën tuaj ( lloji AAA), më pas në rast shkarkimi të thellë, për arsye sigurie, bordi i komandimit bllokon mundësinë e karikimit të baterisë, kështu që nuk do të jetë e mundur ta karikoni pa një karikues special. Nëse kjo është një bateri litium tërheqëse për një motor varke, atëherë një shkarkesë e thellë nuk do të jetë aspak e tmerrshme për të.

Ndryshe nga bateri gishtash bateritë komplekse përbëhen nga disa burime të veçanta të energjisë elektrike të lidhura paralelisht ose në seri. Metoda e lidhjes varet nga cili tregues i energjisë elektrike duhet të rritet.

Madhësitë dhe llojet e baterive li-jon

Bateritë litium-jon janë bërë të përhapura. Burime të tilla të rrymës elektrike përdoren në të ndryshme Pajisje shtepiake, pajisje dhe madje edhe makina. Përveç kësaj, prodhohen bateri industriale litium-jon, të cilat kanë një kapacitet të madh dhe tension të lartë. Më të njohurit janë llojet e mëposhtme të baterive litium:

Emri	Diametri, mm	Gjatësia, mm	Kapaciteti, 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 (Lloji C)	25	50	2500-5000
26650	26	50	2300-5000
32600 (lloji D)	34	61	3000-6000

Dy shifrat e para të përcaktimeve të tilla tregojnë diametrin e produktit, çifti i dytë - gjatësia. "0" e fundit vendoset nëse bateritë janë cilindrike.

Përveç baterive cilindrike, industria prodhon bateri të tipit "" me tension 9v dhe bateri të fuqishme industriale me tension 12v, 24v, 36v dhe 48v.

bateri staker

Në varësi të elementeve që i shtohen produktit, shenjat e mëposhtme mund të jenë në kutinë e baterisë:

• ICR - që përmban kobalt;
• IMR - - - - mangan;
• INR - - - - nikel dhe mangan;
• NCR - - - - nikel dhe kobalt.

Bateritë e litiumit ndryshojnë jo vetëm në madhësi dhe aditivët kimikë, por kryesisht në kapacitet dhe tension. Këto dy parametra përcaktojnë mundësinë e përdorimit të tyre në lloje të caktuara të pajisjeve elektrike.

Ku përdoren bateritë li-jonike

Bateritë litium-jon nuk kanë alternativë kur keni nevojë për një bateri të aftë për të dhënë pothuajse energji elektrike në mënyrë të plotë, dhe kryeni një numër të madh ciklesh karikimi/shkarkimi pa ulur kapacitetin. Avantazhi i pajisjeve të tilla është pesha e tyre relativisht e ulët, sepse nuk ka nevojë të përdorni grila plumbi në pajisje të tilla.

Duke pasur parasysh performancën e lartë, produkte të tilla mund të përdoren:

1. si bateri fillestare. Bateritë e litiumit për makinat po bëhen më të lira çdo vit, falë zhvillimeve të reja që ulin kostot e prodhimit. Fatkeqësisht, çmimi i baterive të tilla mund të jetë shumë i lartë, kështu që shumë pronarë të makinave nuk mund të përballojnë një bateri të tillë. Tek disavantazhet bateri litium-jon mund t'i atribuohet një rënie e konsiderueshme e fuqisë në temperatura nën minus 20 gradë, prandaj, në rajonet veriore, funksionimi i produkteve të tilla do të jetë jopraktik.
2. si pajisje tërheqëse. Për shkak të faktit se bateritë litium-jon tolerojnë lehtësisht shkarkimin e thellë, ato shpesh përdoren si tërheqje për motorët elektrikë të anijeve. Nëse fuqia e motorit nuk është shumë e lartë, atëherë një karikim është i mjaftueshëm për 5 - 6 orë punë të vazhdueshme, e cila është mjaft e mjaftueshme për peshkim ose për të bërë Udhëtim me anije. Bateritë tërheqëse litium-jon instalohen gjithashtu në pajisje të ndryshme ngarkimi (stackers elektrike, pirunët elektrikë) që funksionojnë në ambiente të mbyllura.
3. Në pajisjet shtëpiake. Bateritë litium-jon përdoren në pajisje të ndryshme shtëpiake në vend të baterive standarde. Produkte të tilla kanë një tension prej 3.6v - 3.7v, por ka modele që mund të zëvendësojnë një bateri konvencionale kripe ose alkaline me 1.5 volt. Mund të gjeni gjithashtu bateri 3v (15270,) që mund të instalohen në vend të 2 baterive standarde.

Produkte të tilla përdoren kryesisht në pajisje të fuqishme në të cilat konvencionale bateri kripe shpërndahet shumë shpejt.

Bateri tërheqëse

Rregullat për funksionimin e baterive li jonike

Jeta e shërbimit të një baterie litium ndikohet nga shumë faktorë, njohja e të cilave do të rrisë ndjeshëm burimin. Kur përdorni këtë lloj baterie, duhet:

1. Mundohuni të mos e shkarkoni plotësisht baterinë. Pavarësisht rezistencës së lartë të baterisë ndaj një ndikimi të tillë, këshillohet që të mos shtrydhni të gjithë "lëngin" prej saj. Duhet pasur kujdes i veçantë kur përdorni bateri të tilla me UPS dhe motorë elektrikë. fuqi të lartë. Nëse bateria është shkarkuar plotësisht, është e nevojshme që menjëherë ta ringjallni atë, domethënë ta lidhni me një karikues të veçantë. Ju gjithashtu mund të pomponi baterinë pas një qëndrimi të gjatë në një gjendje shkarkimi të thellë, për të cilin është e nevojshme të kryeni një karikim me cilësi të lartë për 12 orë, më pas të shkarkoni baterinë.
2. Mos e mbingarkoni. Mbingarkimi ndikon negativisht në performancën e produktit. Kontrolluesi i integruar nuk është gjithmonë në gjendje të fikur baterinë në kohë, veçanërisht kur karikimi kryhet në një dhomë të ftohtë.

Përveç mbingarkesës dhe shkarkimit të tepërt, bateria duhet të mbrohet nga stresi i tepërt mekanik, i cili mund të shkaktojë ulje të presionit të kasës dhe zjarr. komponentët e brendshëm bateri. Për këtë arsye, ekziston një ndalim për dërgimin e baterive postare që përmbajnë më shumë se 1 g litium të pastër.

Përdoret si bateri për kaçavida, laptopë dhe telefona

Si të ruani bateritë me jon litium

Nëse ka nevojë për ruajtje afatgjatë të baterive litium-jon, atëherë për të minimizuar ndikim negativ produkteve, duhet të ndiqen udhëzimet e mëposhtme:

1. Ruajeni produktin vetëm në një vend të thatë dhe të freskët.
2. Bateria duhet të hiqet nga pajisja elektrike.
3. Bateria duhet të ngarkohet përpara ruajtjes. Tensioni minimal në të cilin proceset e brendshme të korrozionit nuk do të formohen është 2.5 volt për 1 element.

Duke pasur parasysh vetë-shkarkimin e ulët të baterive të tilla, është e mundur që bateria të ruhet në këtë mënyrë për disa vite, por gjatë kësaj periudhe kapaciteti i qelizës do të ulet në mënyrë të pashmangshme gjithsesi.

Hedhja e baterive litium-jon

Bateritë litium-jon përmbajnë substanca të rrezikshme dhe nuk duhet të çmontohen kurrë në shtëpi. Pasi bateria të ketë shteruar burimin e saj, ajo duhet të dorëzohet për përpunim të mëtejshëm. Në pikat e specializuara të grumbullimit, mund të merrni kompensim monetar për një bateri të vjetër litium, sepse produkte të tilla përmbajnë elementë të shtrenjtë që mund të ripërdoren.

Gama e lejueshme e temperaturës për karikimin dhe shkarkimin e baterive litium-jon

Karakteristikat e testimit

Testet për numrin e cikleve u kryen me një rrymë shkarkimi prej 1C, për secilën bateri, u kryen ciklet e shkarkimit / karikimit deri në arritjen e kapacitetit 80%. Ky numër u zgjodh në bazë të kohës së testimit dhe për krahasimin e mundshëm të rezultateve më pas. Numri i cikleve të plota ekuivalente është deri në 7500 në disa teste.
Testet e jetës u kryen në nivele dhe temperatura të ndryshme ngarkimi, matje të tensionit bëheshin çdo 40-50 ditë për të kontrolluar shkarkimin, kohëzgjatja e provave ishte 400-500 ditë.

Vështirësia kryesore në eksperimente është mospërputhja midis kapacitetit të deklaruar dhe atij real. Të gjitha bateritë kanë një kapacitet më të lartë se sa thuhet, nga 0.1% në 5%, gjë që sjell një element shtesë të paparashikueshmërisë.

Bateritë më të përdorura ishin NCA dhe NMC, por u testuan gjithashtu bateri litium kobalt dhe litium fosfat.

Pak terma:
DoD - Thellësia e shkarkimit - thellësia e shkarkimit.
SoC - Gjendja e Ngarkesës - Niveli i ngarkimit.

Përdorimi i baterisë

Numri i cikleve

Në ky moment ekziston një teori që varësia e numrit të cikleve që mund të përballojë një bateri nga shkalla e shkarkimit të baterisë në një cikël ka formën e mëposhtme (blu tregon ciklet e shkarkimit, e zeza tregon cikle ekuivalente të plota):

Kjo kurbë quhet kurba Wöhler. Ideja bazë erdhi nga mekanika për varësinë e numrit të shtrirjeve të një suste nga shkalla e shtrirjes. Vlera fillestare 3000 cikle në shkarkimin 100% të baterisë është një mesatare e ponderuar në shkarkimin 0,1C. Disa bateri tregojnë rezultate më të mira, disa më keq. Në një rrymë prej 1C, numri i cikleve të plota me shkarkim 100% bie nga 3000 në 1000-1500, në varësi të prodhuesit.

Në përgjithësi, këtë raport, i paraqitur në grafikët, u konfirmua nga rezultatet e eksperimenteve, sepse këshillohet të ngarkoni baterinë sa herë që është e mundur.

Llogaritja e mbivendosjes së ciklit

Kur përdorni bateri, është e mundur të punoni me dy cikle njëkohësisht (për shembull, frenimi rigjenerues në një makinë):


Kjo rezulton në ciklin e kombinuar të mëposhtëm:


Shtrohet pyetja, si ndikon kjo në funksionimin e baterisë, a është reduktuar shumë jetëgjatësia e baterisë?

Sipas rezultateve të eksperimenteve, cikli i kombinuar tregoi rezultate, të dyja nga shtimi i cikleve të plota ekuivalente të dy cikleve të pavarura. Ato. kapaciteti relativ i baterisë në ciklin e kombinuar ra sipas shumës së shkarkimeve në ciklet e vogla dhe të mëdha (grafiku i linearizuar është paraqitur më poshtë).


Efekti i cikleve të gjata të shkarkimit është më domethënës, që do të thotë se bateria ngarkohet më mirë në çdo rast.

efekti i kujtesës

Efekti i kujtesës i baterive litium-jon nuk u vu re sipas rezultateve të eksperimenteve. Në mënyra të ndryshme kapaciteti i tij i plotë nuk ndryshoi më pas. Në të njëjtën kohë, ka një sërë studimesh që konfirmojnë praninë e këtij efekti në bateritë litium-fosfat dhe litium-titan.

Ruajtja e baterisë

Temperaturat e ruajtjes

Këtu nuk u bënë zbulime të pazakonta. Temperaturat 20-25°C janë optimale (në jeta e zakonshme) për ruajtjen e baterisë nëse nuk përdoret. Kur bateria ruhet në një temperaturë prej 50°C, degradimi i kapacitetit është pothuajse 6 herë më i shpejtë.
Natyrisht më shumë temperaturat e ulëta më mirë për ruajtje, por në jetën e përditshme kjo do të thotë ftohje e veçantë. Meqenëse temperatura e ajrit në apartament është zakonisht 20-25°C, atëherë ka të ngjarë që magazinimi të jetë në këtë temperaturë.

Niveli i karikimit

Siç kanë treguar testet, sa më e ulët të jetë ngarkesa, aq më i ngadalshëm është vetë-shkarkimi i baterisë. Kapaciteti i baterisë u mat, çfarëdo që do të ishte gjatë përdorimit të mëtejshëm të saj pas ruajtjes afatgjatë. Rezultati më i mirë tregoi bateritë që ishin ruajtur me një karikim afër zeros.
Në përgjithësi, rezultate të mira treguan bateritë që u ruajtën me nivel karikimi jo më shumë se 60% në kohën e ruajtjes. Shifrat ndryshojnë nga ato më poshtë për tarifë 100%. ana më e keqe(d.m.th., bateria do të bëhet e papërdorshme më herët se sa tregohet në figurë):

Figura është marrë nga neni 5 këshilla praktike për funksionimin e baterive litium-jon
Në të njëjtën kohë, shifrat për ngarkesë të ulët janë më optimiste (94% pas një viti në 40°C për ruajtje në 40% SOC).
Meqenëse një tarifë prej 10% është jopraktike, pasi koha e funksionimit në këtë nivel është shumë e shkurtër, ruajini bateritë në mënyrë optimale në SOC 60%, i cili do t'ju lejojë ta aplikoni atë në çdo kohë dhe nuk do të ndikojë në mënyrë kritike në jetën e tij të shërbimit.

Problemet kryesore të rezultateve eksperimentale

Askush nuk ka kryer teste që mund të konsiderohen 100% të besueshme. Mostra, si rregull, nuk i kalon disa mijëra bateri nga miliona të prodhuara. Shumica e studiuesve nuk mund të japin të besueshme analizat krahasuese për shkak të mostrimit të pamjaftueshëm. Gjithashtu, rezultatet e këtyre eksperimenteve janë shpesh informacion konfidencial. Pra, këto rekomandime nuk vlejnë domosdoshmërisht për baterinë tuaj, por mund të konsiderohen optimale.

Rezultatet e eksperimenteve

Frekuenca optimale e karikimit - në çdo rast.
Kushtet optimale të ruajtjes - 20-25°C me karikim të baterisë 60%.

Burimet

1. Lënda “Sistemet e ruajtjes së baterive”, RWTH Aachen, Prof. Dr. rer. nat. Dirk Uwe Sauer

Eksperimentet e para mbi krijimin e qelizave galvanike të litiumit u regjistruan që në vitin 1012. Një model i vërtetë pune u krijua në vitin 1940, kopjet e para serike (jo të rikarikueshme!), u shfaqën në vitet '70, dhe procesioni triumfal i këtij lloji baterie filloi në fillim të viteve '90, kur japonezët Sony ishte në gjendje të zotëronte prodhimin e tyre tregtar.

Aktualisht besohet se kjo është një nga fushat më premtuese për krijimin e autonomisë burimet elektrike energjisë pavarësisht kostos së tyre mjaft të lartë (në nivelet aktuale).

Avantazhi kryesor i këtij lloji të baterisë është densiteti i lartë i energjisë (rreth 100 W / orë për 1 kg peshë) dhe aftësia për të kryer një cikël të madh ngarkimi / shkarkimi.

Bateritë e krijuara rishtazi karakterizohen gjithashtu nga një tregues kaq i shkëlqyer si shpejtësi të ulët vetë-shkarkimi (vetëm nga 3 në 5% për muajin e parë, me një rënie të mëvonshme të këtij treguesi). Kjo lejon për

Dhe kjo nuk është e gjitha - krahasuar me Ni-Cd të përhapur, skemë e re me të njëjtat dimensione, ai siguron tre herë më shumë performancë pa pothuajse asnjë efekt negativ memorie.

Karakteristikat negative

bateri litium-jon.

Para së gjithash - kostoja e lartë, nevoja për të mbajtur baterinë në gjendje të ngarkuar dhe i ashtuquajturi "efekt i plakjes", i cili manifestohet edhe kur qeliza galvanike nuk ka qenë në funksion. Prona e fundit e pakëndshme manifestohet në një rënie të vazhdueshme të kapacitetit, e cila pas dy vjetësh mund të çojë në një dështim të plotë të produktit.