Sot, bateritë speciale përdoren për celular, pajisje shtëpiake dhe mjete. Ato ndryshojnë në karakteristikat e performancës. Në mënyrë që bateria të funksionojë për një kohë të gjatë, pa dështime, duhet të merrni parasysh kërkesat e prodhuesve të produkteve të paraqitura.
Një nga llojet më të njohura sot janë bateritë Li-Ion. Si të ngarkoni siç duhet këtë lloj baterie, si dhe veçoritë e funksionimit të tij, duhet të merren parasysh në detaje përpara se të përdorni pajisjen.
karakteristikat e përgjithshme
Një nga llojet më të zakonshme të baterive sot është tipi Li-Ion. Pajisjet e tilla kanë kosto relativisht të ulët. Në të njëjtën kohë, ata nuk janë kërkues ndaj kushteve të funksionimit. Në këtë rast, përdoruesi rrallë ka një pyetje se si të ngarkojë siç duhet një bateri cilindrike Li-Ion 18650 ose një lloj tjetër.
Më shpesh, bateritë e paraqitura instalohen në telefona inteligjentë, laptopë, tableta dhe pajisje të tjera të ngjashme. Bateritë e paraqitura karakterizohen nga qëndrueshmëria dhe besueshmëria. Ata nuk kanë frikë nga shkarkimi i plotë.
Një nga karakteristikat kryesore të produkteve të paraqitura është mungesa e një "efekti memorie". Këto bateri mund të ngarkohen pothuajse në çdo kohë të përshtatshme. "Efekti i kujtesës" ndodh kur bateria nuk është shkarkuar plotësisht. Nëse ka mbetur një sasi e vogël ngarkese në të, kapaciteti i baterisë do të fillojë të ulet me kalimin e kohës. Kjo do të çojë në furnizim të pamjaftueshëm me energji elektrike për pajisjet. Në bateritë litium-jon, "efekti i kujtesës" minimizohet.
Dizajn
Dizajni i një baterie litium-jon varet nga lloji i pajisjes për të cilën është menduar. Një telefon celular përdor një bateri të quajtur "kavanoz". Ka formë drejtkëndëshe dhe përfshin një element strukturor. Tensioni i tij nominal është 3.7 V.
Lloji i paraqitur i baterisë për një laptop ka një dizajn krejtësisht të ndryshëm. Mund të ketë disa qeliza individuale të baterisë në të (2-12 copë). Secila prej tyre ka një formë cilindrike. Këto janë bateritë Li-Ion 18650. Prodhuesi i pajisjeve tregon në detaje se si t'i karikoni ato në mënyrë korrekte. Ky dizajn përfshin një kontrollues të veçantë. Duket si një mikroqark. Kontrolluesi kontrollon procedurën e karikimit dhe nuk lejon tejkalimin e kapacitetit të vlerësuar të baterisë.
Bateritë moderne për tabletët dhe telefonat inteligjentë ofrojnë gjithashtu një funksion të kontrollit të karikimit. Kjo zgjat ndjeshëm jetën e baterisë. Është i mbrojtur nga faktorë të ndryshëm negativë.
Karakteristikat e karikimit
Kur mendoni se si të ngarkoni siç duhet bateritë Li-Ion të një telefoni, laptopi dhe pajisjesh të tjera, duhet t'i kushtoni vëmendje veçorive të funksionimit të pajisjes së paraqitur. Duhet thënë se bateritë litium-jon nuk tolerojnë shkarkimin e thellë dhe mbingarkimin. Kjo kontrollohet nga një pajisje e veçantë që i shtohet dizajnit (kontrollues).
Është ideale të ruani ngarkimin e llojit të paraqitur të baterisë në një nivel prej 20 deri në 80% të kapacitetit të plotë. Kontrolluesi e monitoron këtë. Megjithatë, ekspertët nuk rekomandojnë ta lini pajisjen të lidhur gjatë gjithë kohës me karikim. Kjo redukton ndjeshëm jetëgjatësinë e baterisë. Në këtë rast, kontrolluesi i nënshtrohet një ngarkese konstante. Me kalimin e kohës, funksionaliteti i tij mund të ulet për shkak të kësaj.
Në të njëjtën kohë, kontrolluesi gjithashtu nuk do të lejojë shkarkimin e thellë. Thjesht do të fikë baterinë në një moment të caktuar. Ky funksion mbrojtës është jashtëzakonisht i nevojshëm. Përndryshe, përdoruesi mund të mbingarkojë ose shkarkojë aksidentalisht baterinë. Bateritë moderne ofrojnë gjithashtu mbrojtje me cilësi të lartë kundër mbinxehjes.
Parimi i funksionimit të baterisë
Për të kuptuar se si të ngarkoni siç duhet një bateri Li-Ion (e re ose e përdorur), duhet të merrni parasysh parimin e funksionimit të saj. Kjo do t'ju lejojë të vlerësoni nevojën për të monitoruar nivelin e shkarkimit dhe ngarkimit të pajisjes.
Jonet e litiumit në një bateri të këtij lloji lëvizin nga një elektrodë në tjetrën. Në këtë rast, shfaqet një rrymë elektrike. Elektrodat mund të bëhen nga materiale të ndryshme. Ky tregues ka një ndikim më të vogël në karakteristikat e performancës së pajisjes.
Jonet e litiumit rriten në rrjetën kristalore të elektrodave. Këto të fundit, nga ana tjetër, ndryshojnë vëllimin dhe përbërjen e tyre. Kur bateria ngarkohet ose shkarkohet, ka më shumë jone në njërën nga elektrodat. Sa më e lartë të jetë ngarkesa në elementët strukturorë metalikë që vendos litiumi, aq më e shkurtër do të jetë jeta e shërbimit të pajisjes. Prandaj, është më mirë të mos lejohet që një përqindje e lartë e joneve të vendoset në njërën ose tjetrën elektrodë.
Opsionet e karikimit
Para se të përdorni baterinë, duhet të mendoni se si të ngarkoni siç duhet baterinë Li-Ion të një smartphone, tableti dhe pajisjesh të tjera. Ka disa mënyra për ta bërë këtë.
Një nga zgjidhjet më korrekte do të ishte përdorimi i një karikuesi. Furnizohet i kompletuar me pajisje elektronike nga çdo prodhues.
Opsioni i dytë është të ngarkoni baterinë nga një kompjuter desktop i lidhur me një rrjet shtëpiak. Për këtë përdoret një kabllo USB. Në këtë rast, procedura e tarifimit do të zgjasë më shumë sesa kur përdorni metodën e parë.
Ju mund ta kryeni këtë procedurë duke përdorur çakmakun në makinën tuaj. Një metodë tjetër më pak e njohur është ngarkimi i një baterie litium-jon duke përdorur një pajisje universale. Quhet edhe "bretkocë". Më shpesh, pajisje të tilla përdoren për të rimbushur bateritë e smartfonëve. Kontaktet e kësaj pajisjeje mund të rregullohen në gjerësi.
Ngarkimi i një baterie të re
Bateria e re duhet të vihet në punë siç duhet. Për ta bërë këtë, telefoni, tableti ose pajisjet e tjera duhet të shkarkohen plotësisht. Vetëm kur pajisja fiket mund të lidhet me rrjetin. Kontrolluesi do të parandalojë që bateria të zbrazet shumë. Është ai që fiket pajisjen kur bateria humbet kapacitetin në një nivel të paracaktuar.
Më pas, duhet të lidhni pajisjet elektrike me rrjetin duke përdorur një karikues standard. Procedura kryhet derisa treguesi të ndizet jeshile. Mund ta lini pajisjen në linjë për disa orë të tjera. Kjo procedurë kryhet disa herë. Nuk ka nevojë të shkarkoni në mënyrë specifike telefonin, tabletin ose laptopin tuaj.
Karikimi normal
Njohja se si të karikoni siç duhet bateritë Li-Ion mund të zgjasë ndjeshëm jetën e baterisë. Ekspertët rekomandojnë të ndiqni procedurën e duhur për këtë proces për një bateri të re. Pas kësaj, nuk është e këshillueshme që bateria të shkarkohet plotësisht. Kur treguesi tregon se kapaciteti i baterisë është vetëm 14-15% i ngarkuar, duhet të lidhet me rrjetin.
Në të njëjtën kohë, gjithashtu nuk rekomandohet të përdorni pajisje të tjera përveç asaj standarde për të mbushur kapacitetin e baterisë. Ka vlerësimet maksimale të pranueshme të rrymës të lejuara për një model specifik baterie. Opsionet e tjera duhet të përdoren vetëm nëse është absolutisht e nevojshme.
Kalibrimi
Ekziston një nuancë tjetër që duhet të dini kur studioni pyetjen se si të ngarkoni siç duhet bateritë Li-Ion. Ekspertët rekomandojnë kalibrimin periodik të kësaj pajisjeje. Ajo mbahet një herë në tre muaj.
Së pari, në modalitetin normal, duhet të shkarkoni pajisjen elektrike përpara se ta fikni. Më pas lidhet me rrjetin. Ngarkimi vazhdon derisa treguesi të bëhet i gjelbër (bateria është 100% e ngarkuar). Kjo procedurë duhet të ndiqet që kontrolluesi të funksionojë siç duhet.
Kur kryeni një procedurë të tillë, bordi i qarkut të baterisë përcakton kufijtë e karikimit dhe shkarkimit. Kjo është e nevojshme për të siguruar funksionimin normal të kontrolluesit dhe për të shmangur dështimet. Në këtë rast, përdoret një karikues standard, i cili furnizohet nga prodhuesi me telefonin, tabletin ose laptopin.
Magazinimi
Në mënyrë që bateria të funksionojë sa më gjatë dhe me efikasitet të jetë e mundur, duhet gjithashtu të merrni parasysh pyetjen se si të ngarkoni siç duhet një bateri Li-Ion për ruajtje. Në disa raste, mund të lindë një situatë kur pajisja për furnizimin me energji elektrike nuk është në përdorim përkohësisht. Në këtë rast, duhet të përgatitet siç duhet për ruajtje.
Bateria është e ngarkuar deri në 50%. Në këtë gjendje mund të ruhet për një kohë mjaft të gjatë. Megjithatë, temperatura e ambientit duhet të jetë rreth 15 ºC. Nëse rritet, shkalla me të cilën bateria humbet kapacitetin e saj do të rritet.
Nëse bateria duhet të ruhet për një kohë mjaft të gjatë, ajo duhet të shkarkohet plotësisht dhe të ngarkohet një herë në muaj. Bateria arrin 100% të kapacitetit të saj të specifikuar. Pastaj pajisja shkarkohet përsëri dhe ngarkohet në 50%. Nëse kjo procedurë kryhet rregullisht, bateria mund të ruhet për një kohë shumë të gjatë. Pas kësaj, ai do të jetë plotësisht i përdorshëm.
Duke marrë parasysh mënyrën e ngarkimit të duhur të baterive Li-Ion, mund të zgjasni ndjeshëm jetën e këtij lloji të baterisë.
Kur flasin për bateritë ose akumulatorët e litiumit, më së shpeshti as që e kuptojnë se janë shfaqur pothuajse një duzinë prej tyre në dy vitet e fundit, secila prej të cilave është litium me aditivë të ndryshëm të elementëve të tjerë kimikë, të cilët në fund të fundit ndryshojnë dukshëm nga njëri tjetrin.
Le të shohim llojet e tyre dhe të fillojmë me klasikët:
Bateritë litium-jon janë bateri klasike të rikarikueshme në të cilat jonet e litiumit lëvizin nga elektroda negative në elektrodën pozitive gjatë shkarkimit dhe kthehen përsëri kur karikohen. Bateritë litium-jon përdoren gjerësisht në elektronikën e konsumit. Ato janë një nga llojet më të njohura të baterive të rikarikueshme për elektronikë portative, me një nga densitetet më të mira të energjisë, pa efekt memorie dhe humbje të ngadaltë të karikimit kur nuk përdoren (shkarkim i ulët vetë).
Kjo seri mbulon madhësitë e baterive cilindrike dhe prizmatike. Li-ion ka densitetin më të lartë të fuqisë nga çdo bateri e tipit të vjetër. Pesha shumë e lehtë dhe cikli i gjatë i jetës e bëjnë atë një produkt ideal për shumë zgjidhje.
Titanat litium (titanat litium) është një klasë relativisht e re e baterive litium-jon - (më shumë detaje). Karakterizohet nga një cikël jetësor shumë i gjatë, i matur në mijëra cikle. Titanati i plumbit të litiumit është gjithashtu shumë i sigurt dhe i krahasueshëm në këtë drejtim me fosfatin e hekurit. Dendësia e energjisë është më e ulët se burimet e tjera të energjisë litium-jon dhe voltazhi i saj i vlerësuar është 2.4V.
Kjo teknologji përmban karikim shumë të shpejtë, rezistencë të ulët të brendshme, cikël jetësor shumë të lartë dhe qëndrueshmëri të shkëlqyer (gjithashtu siguri). LTO e ka gjetur aplikimin e saj kryesisht në automjetet elektrike dhe orët e dorës. Kohët e fundit ka filluar të gjejë aplikim në pajisjet mjekësore mobile për shkak të sigurisë së lartë. Një nga veçoritë e teknologjisë është se përdor nanokristale në anodë në vend të karbonit, i cili siguron një sipërfaqe shumë më efikase. Fatkeqësisht, kjo bateri ka tension më të ulët se llojet e tjera të baterive litium.
Veçoritë:
- Energjia specifike: rreth 30-110 Wh/kg
- Dendësia e energjisë: 177 W * h/l
- Fuqia specifike: 3,000-5,100 W/kg
- Efikasiteti i shkarkimit: afërsisht 85%; efikasiteti i karikimit më shumë se 95%
- Çmimi i energjisë: 0.5 W/dollar
- Afati i ruajtjes: >10 vjet
- Vetëshkarkimi: 2-5%/muaj
- Qëndrueshmëria: 6000 cikle deri në 90% kapacitet
- Tensioni nominal: 1.9 deri 2.4 V
- Temperatura: -40 deri +55°C
- Metoda e karikimit: Përdor rrymë konstante të qëndrueshme, pastaj tension konstant derisa të arrijë pragun.
Formula kimike: Li4Ti5O12 + 6LiCoO2< >Li7Ti5O12 + 6Li0.5CoO2(E=2,1 V)
Polimeri i litiumit ka një densitet më të lartë energjie për sa i përket peshës sesa bateritë litium-jon. Në qeliza shumë të holla (deri në 5 mm), polimeri i litiumit siguron densitet të lartë vëllimor të energjisë. Qëndrueshmëri e shkëlqyer në mbitensione dhe temperatura të larta.
Kjo seri baterish mund të prodhohet në rangun nga 30 deri në 23000 mAh, tipe prizmatike dhe cilindrike. Bateritë e polimerit të litiumit ofrojnë një sërë avantazhesh: densitet më të madh energjie për nga vëllimi, fleksibilitet në përmasat e qelizave dhe një kufi më i gjerë sigurie, me stabilitet të shkëlqyer të tensionit edhe në temperatura të larta. Fushat kryesore të aplikimit: luajtës portativë, Bluetooth, pajisje me valë, PDA dhe kamera dixhitale, biçikleta elektrike, navigatorë GPS, laptopë, lexues elektronikë.
Veçoritë:
- Tensioni nominal: 3.7V
- Tensioni i karikimit: 4.2±0.05V
- Rryma e karikimit, shpejtësia: 0.2-10C
- Kufiri i tensionit të shkarkimit: 2.5 V
- Shpejtësia e shkarkimit: deri në 50C
- Qëndrueshmëria e ciklit: 400 cikle
Fosfati i hekurit të litiumit ka karakteristika të mira sigurie, jetë të gjatë shërbimi (deri në 2000 cikle) dhe kosto të ulët prodhimi. Bateritë LiFePO4 janë të përshtatshme për aplikime me rrymë të lartë shkarkimi si pajisjet ushtarake, veglat elektrike, biçikletat elektrike, kompjuterët celularë, UPS dhe sistemet e energjisë diellore.
Si një material i ri anode për bateritë litium-jon, lifepo4 u prezantua për herë të parë në 1997 dhe është përmirësuar vazhdimisht deri më sot. Ai ka tërhequr vëmendjen e ekspertëve për shkak të sigurisë së tij të besueshme, qëndrueshmërisë, ndikimit të ulët mjedisor gjatë asgjësimit dhe karakteristikave të përshtatshme të karikimit dhe shkarkimit. Shumë ekspertë pohojnë se bateritë lifepo4 janë alternativa më e mirë për të fuqizuar në mënyrë autonome elektronikën.
Dioksidi i squfurit të litiumit (bateria Li dhe SO2) - këto bateri kanë densitet të lartë energjie dhe rezistencë të mirë ndaj shkarkimit të fuqisë së lartë. Elementë të tillë përdoren kryesisht në shkencën ushtarake, meteorologjinë dhe astronautikën.
Bateritë e dioksidit të squfurit të litiumit me një anodë metalike litium (më e lehta nga të gjitha metalet) dhe një katodë të lëngshme që përmban një kolektor poroz të rrymës së karbonit të mbushur me dioksid squfuri (SO2) prodhojnë një tension prej 2.9 V dhe janë në formë cilindrike.
Veçoritë:
- Tension i lartë operativ, i qëndrueshëm në pjesën më të madhe të shkarkimit
- Vetë-shkarkim jashtëzakonisht i ulët
- Performanca në kushte ekstreme
- Gama e gjerë e temperaturës së funksionimit (-55°C deri +65°C)
Dioksidi i litium-manganit (bateria Li-MnO2) - këto bateri kanë një anodë metalike litium të lehtë dhe një katodë të ngurtë të dioksidit të manganit, të zhytur në një elektrolit organik jo korroziv, jo toksik. Ky lloj baterie është në përputhje me BE RoHS dhe karakterizohet nga kapaciteti i madh, kapaciteti i lartë i shkarkimit dhe jetëgjatësia e gjatë e shërbimit.
Li-MnO2 përdoret gjerësisht në furnizimin me energji rezervë, fenerët e urgjencës, alarmet e zjarrit, sistemet elektronike të kontrollit të aksesit, kamerat dixhitale, pajisjet mjekësore.
Veçoritë:
- Dendësia e lartë e energjisë
- Tension shkarkimi shumë i qëndrueshëm
- Më shumë se 10 vjet jetëgjatësi
- Temperatura e funksionimit: -40 deri +60°C
Bateritë e klorurit të litiumit (litium-SOCl2) kanë një anodë të lehtë metalike litium dhe një katodë të lëngshme që përmban një kolektor rrymë karboni poroz të mbushur me klorur tionil (SOCl2). Bateritë Li-SOCL2 janë ideale për pajisjet e automobilave, pajisjet mjekësore dhe aplikimet ushtarake dhe të hapësirës ajrore. Ata kanë intervalin më të gjerë të temperaturës së funksionimit nga -60 në + 150°C.
Veçoritë:
- Dendësia e lartë e energjisë
- Jetëgjatësi e gjatë
- Gama e gjerë e temperaturës
- Mbyllje e mirë
- Tension i qëndrueshëm i shkarkimit
Bateritë Li-FeS2
Bateritë dhe bateritë Li-FeS2 janë disulfidi i hekurit litium. Informacioni rreth tyre do të shtohet më vonë.
Rritja e interesit të konsumatorëve për pajisjet mobile dhe pajisjet portative të avancuara teknologjikisht në përgjithësi po i detyron prodhuesit të përmirësojnë produktet e tyre në drejtime të ndryshme. Në të njëjtën kohë, ekzistojnë një numër parametrash të përgjithshëm, puna në të cilën kryhet në të njëjtin drejtim. Këto përfshijnë metodën e furnizimit me energji. Vetëm pak vite më parë, pjesëmarrësit aktivë të tregut mund të vëzhgonin procesin e zhvendosjes nga elementë më të avancuar me origjinë hidride nikel-metal (NiMH). Sot, gjeneratat e reja të baterive po konkurrojnë me njëra-tjetrën. Përdorimi i gjerë i teknologjisë litium-jon në disa segmente po zëvendësohet me sukses nga bateria litium-polimer. Dallimi nga ai jonik në njësinë e re nuk është aq i dukshëm për përdoruesin mesatar, por në disa aspekte është i rëndësishëm. Në të njëjtën kohë, si në rastin e konkurrencës midis elementëve NiCd dhe NiMH, teknologjia e zëvendësimit nuk është aspak e përsosur dhe në disa aspekte është inferiore ndaj analoges së saj.
Pajisja e baterisë Li-jon
Modelet e para të baterive serike me bazë litium filluan të shfaqen në fillim të viteve 1990. Sidoqoftë, kobalti dhe mangani u përdorën më pas si elektrolit aktiv. Në ato moderne, nuk është aq shumë substanca që është e rëndësishme, por konfigurimi i vendosjes së saj në bllok. Bateritë e tilla përbëhen nga elektroda që ndahen nga një ndarës me pore. Masa e ndarësit, nga ana tjetër, është e ngopur me elektrolit. Sa i përket elektrodave, ato përfaqësohen nga një bazë katodë në letër alumini dhe një anodë bakri. Brenda bllokut ata janë të lidhur me njëri-tjetrin nga terminalet e kolektorit aktual. Mirëmbajtja e ngarkesës kryhet nga ngarkesa pozitive e jonit të litiumit. Ky material është i favorshëm në atë që ka aftësinë të depërtojë lehtësisht në rrjetat kristalore të substancave të tjera, duke formuar lidhje kimike. Sidoqoftë, cilësitë pozitive të baterive të tilla po rezultojnë gjithnjë e më shumë të pamjaftueshme për detyrat moderne, gjë që çoi në shfaqjen e qelizave Li-pol, të cilat kanë shumë karakteristika. Në përgjithësi, vlen të përmendet ngjashmëria e furnizimit me energji litium-jon me bateri helium me madhësi të plotë për makina. Në të dyja rastet, bateritë janë projektuar që të jenë fizikisht praktike për t'u përdorur. Pjesërisht, ky drejtim zhvillimi u vazhdua nga elementët polimer.
Dizajni i baterisë me polimer litium
Shtysa për përmirësimin e baterive të litiumit ishte nevoja për të luftuar dy mangësi të baterive ekzistuese Li-jon. Së pari, ato janë të pasigurta për t'u përdorur, dhe së dyti, ato janë mjaft të shtrenjta. Teknologët vendosën të heqin qafe këto disavantazhe duke ndryshuar elektrolitin. Si rezultat, ndarësi poroz i ngopur u zëvendësua nga një elektrolit polimer. Duhet të theksohet se polimeri është përdorur më parë për nevoja elektrike si një film plastik që përcjell rrymë. Në një bateri moderne, trashësia e elementit Li-pol arrin 1 mm, gjë që gjithashtu heq kufizimet në përdorimin e formave dhe madhësive të ndryshme nga zhvilluesit. Por gjëja kryesore është mungesa e elektrolitit të lëngshëm, i cili eliminon rrezikun e ndezjes. Tani ia vlen t'i hedhim një vështrim më të afërt dallimeve nga qelizat litium-jon.
Cili është ndryshimi kryesor nga një bateri jonike?
Dallimi themelor është braktisja e heliumit dhe elektroliteve të lëngëta. Për një kuptim më të plotë të këtij ndryshimi, ia vlen t'i drejtoheni modeleve moderne të baterive të makinave. Nevoja për të zëvendësuar elektrolitin e lëngshëm ishte, përsëri, për shkak të interesave të sigurisë. Por nëse në rastin e baterive të makinave, përparimi u ndal në të njëjtat elektrolite poroze me impregnim, atëherë modelet e litiumit morën një bazë solide të plotë. Çfarë është kaq e mirë për një bateri litium polimer në gjendje të ngurtë? Dallimi nga ai jonik është se lënda aktive në formën e një pllake në zonën e kontaktit me litiumin parandalon formimin e dendriteve gjatë çiklizmit. Ky faktor eliminon mundësinë e shpërthimeve dhe zjarreve të baterive të tilla. Këtu bëhet fjalë vetëm për avantazhet, por ka edhe dobësi në bateritë e reja.
Jetëgjatësia e baterisë së polimerit të litiumit
Mesatarisht, bateri të tilla mund të përballojnë rreth 800-900 cikle karikimi. Ky tregues është modest në krahasim me analogët modernë, por as ky faktor nuk mund të konsiderohet si përcaktues i burimit të një elementi. Fakti është se bateritë e tilla i nënshtrohen plakjes intensive, pavarësisht nga natyra e përdorimit. Kjo do të thotë, edhe nëse bateria nuk përdoret fare, jeta e saj do të reduktohet. Nuk ka rëndësi nëse është një bateri litium-jon ose një qelizë litium-polimer. Të gjitha furnizimet me bazë litium karakterizohen nga ky proces. Një humbje e konsiderueshme në vëllim mund të vërehet brenda një viti pas blerjes. Pas 2-3 vjetësh, disa bateri dështojnë plotësisht. Por shumë varet nga prodhuesi, pasi brenda segmentit ka edhe dallime në cilësinë e baterisë. Probleme të ngjashme ndodhin me qelizat NiMH, të cilat janë subjekt i plakjes për shkak të luhatjeve të papritura të temperaturës.
Të metat
Përveç problemeve me plakjen e shpejtë, bateri të tilla kërkojnë një sistem shtesë mbrojtjeje. Kjo për faktin se tensioni i brendshëm në zona të ndryshme mund të çojë në djegie. Prandaj, përdoret një qark i veçantë stabilizimi për të parandaluar mbinxehjen dhe mbingarkimin. I njëjti sistem ka edhe disavantazhe të tjera. Kryesorja është kufizimi aktual. Por, nga ana tjetër, qarqet shtesë mbrojtëse e bëjnë baterinë e polimerit të litiumit më të sigurt. Ekziston gjithashtu një ndryshim nga jonik për sa i përket kostos. Bateritë polimer janë më të lira, por jo shumë. Çmimi i tyre rritet gjithashtu për shkak të futjes së qarqeve elektronike të mbrojtjes.
Karakteristikat operacionale të modifikimeve të ngjashme me xhel
Për të rritur përçueshmërinë elektrike, teknologët ende shtojnë një elektrolit të ngjashëm me xhel në elementët polimer. Nuk flitet për një kalim të plotë në substanca të tilla, pasi kjo bie ndesh me konceptin e kësaj teknologjie. Por në teknologjinë portative, shpesh përdoren bateritë hibride. E veçanta e tyre është ndjeshmëria ndaj temperaturës. Prodhuesit rekomandojnë përdorimin e këtyre modeleve të baterive në kushte që variojnë nga 60 °C deri në 100 °C. Kjo kërkesë përcaktoi gjithashtu një vend të veçantë aplikimi. Modelet e tipit xhel mund të përdoren vetëm në vende me klimë të nxehtë, për të mos përmendur nevojën për t'u zhytur në një kuti të izoluar nga nxehtësia. Sidoqoftë, pyetja se cilën bateri të zgjidhni - Li-pol ose Li-ion - nuk është aq urgjente në ndërmarrje. Aty ku temperatura ka një ndikim të veçantë, shpesh përdoren zgjidhje të kombinuara. Në raste të tilla, elementët polimer zakonisht përdoren si elementë rezervë.
Mënyra optimale e karikimit
Koha e zakonshme e rimbushjes për bateritë e litiumit është mesatarisht 3 orë.Për më tepër, gjatë procesit të karikimit njësia mbetet e ftohtë. Mbushja ndodh në dy faza. Në fillim, voltazhi arrin vlerat kulmore dhe kjo mënyrë ruhet derisa të arrijë në 70%. Pjesa e mbetur prej 30% fitohet në kushte normale stresi. Një pyetje tjetër interesante është se si të ngarkoni një bateri litium-polimer nëse keni nevojë të ruani vazhdimisht kapacitetin e saj të plotë? Në këtë rast, duhet të ndiqni orarin e rimbushjes. Rekomandohet kryerja e kësaj procedure afërsisht çdo 500 orë pune me një shkarkim të plotë.
Masat paraprake
Gjatë funksionimit, duhet të përdorni vetëm një karikues që plotëson specifikimet, duke e lidhur atë me një rrjet me një tension të qëndrueshëm. Është gjithashtu e nevojshme të kontrolloni gjendjen e lidhësve në mënyrë që bateria të mos hapet. Është e rëndësishme të merret parasysh se, pavarësisht shkallës së lartë të sigurisë, kjo është ende një lloj baterie e ndjeshme ndaj mbingarkesës. Qeliza litium-polimer nuk toleron rrymë të tepërt, ftohje të tepërt të mjedisit të jashtëm dhe goditje mekanike. Sidoqoftë, sipas të gjithë këtyre treguesve, blloqet e polimerit janë akoma më të besueshëm se ato litium-jon. Megjithatë, aspekti kryesor i sigurisë qëndron në padëmshmërinë e furnizimeve me energji elektrike në gjendje të ngurtë - natyrisht, me kusht që ato të mbahen të mbyllura.
Cila bateri është më e mirë - Li-pol apo Li-ion?
Kjo çështje përcaktohet kryesisht nga kushtet e funksionimit dhe objekti i synuar i furnizimit me energji. Përfitimet kryesore të pajisjeve polimer kanë më shumë gjasa të ndjehen nga vetë prodhuesit, të cilët mund të përdorin më lirshëm teknologjitë e reja. Për përdoruesin, ndryshimi do të jetë mezi i dukshëm. Për shembull, në pyetjen se si të ngarkoni një bateri polimer litium, pronari do të duhet t'i kushtojë më shumë vëmendje cilësisë së furnizimit me energji elektrike. Për sa i përket kohës së karikimit, këto janë elementë identikë. Sa i përket qëndrueshmërisë, situata në këtë parametër është gjithashtu e paqartë. Efekti i plakjes karakterizon elementët polimer në një masë më të madhe, por praktika tregon shembuj të ndryshëm. Për shembull, ka rishikime rreth qelizave litium-jon që bëhen të papërdorshme pas vetëm një viti përdorimi. Dhe ato polimer në disa pajisje përdoren për 6-7 vjet.
konkluzioni
Ka ende shumë mite dhe mendime të rreme rreth baterive që lidhen me nuanca të ndryshme të funksionimit. Përkundrazi, disa veçori të baterive janë heshtur nga prodhuesit. Sa i përket miteve, një prej tyre është hedhur poshtë nga bateria e polimerit të litiumit. Dallimi nga analogu jonik është se modelet polimer përjetojnë më pak stres të brendshëm. Për këtë arsye, seancat e karikimit të baterive që nuk kanë mbaruar ende nuk kanë një efekt të dëmshëm në karakteristikat e elektrodave. Nëse flasim për faktet e fshehura nga prodhuesit, atëherë njëri prej tyre ka të bëjë me qëndrueshmërinë. Siç është përmendur tashmë, jetëgjatësia e baterisë karakterizohet jo vetëm nga një shkallë modeste e cikleve të karikimit, por edhe nga humbja e pashmangshme e vëllimit të dobishëm të baterisë.
Aktualisht, bateritë li jon dhe bateritë Li-pol (polimer litium) përdoren gjerësisht.
Dallimi midis tyre është elektroliti. Në opsionin e parë, heliumi përdoret si ai, në të dytën - një polimer i ngopur me një zgjidhje që përmban litium. Sot, falë popullaritetit të makinave me motorë elektrikë, ekziston një pyetje urgjente për të gjetur llojin ideal të baterisë li jon që është optimale për automjete të tilla.
Ai përbëhet, si bateritë e tjera, nga një anodë (karbon poroz) dhe një katodë (litium), një ndarës që i ndan dhe një përcjellës - elektrolit. Procesi i shkarkimit shoqërohet me kalimin e joneve "anodë" në katodë përmes një ndarësi dhe elektrolit. Drejtimi i tyre ndryshon gjatë karikimit (foto më poshtë).
Jonet qarkullojnë gjatë procesit të shkarkimit dhe karikimit të qelizës midis elektrodave të ngarkuara në mënyrë të kundërt.
Bateritë jonike kanë një katodë të bërë nga metale të ndryshme, që është ndryshimi kryesor i tyre. Prodhuesit përdorin materiale të ndryshme për elektroda për të përmirësuar karakteristikat e baterive.
Por ndodh që një përmirësim në disa karakteristika çon në një përkeqësim të mprehtë në të tjerët. Për shembull, duke optimizuar kapacitetin e nevojshëm për të rritur kohën e udhëtimit, mund të rrisni fuqinë, sigurinë dhe të zvogëloni ndikimin negativ në mjedis. Në të njëjtën kohë, ju mund të zvogëloni rrymën e ngarkesës, të rrisni koston ose madhësinë e baterisë.
Ju mund të njiheni me parametrat kryesorë të llojeve të ndryshme të baterive të litiumit (litium-mangan, litium-kobalt, litium-fosfat dhe nikel-mangan-kobalt) në tabelë:
Rregullat për përdoruesit e transportit elektrik
Kapaciteti i baterive të tilla praktikisht nuk zvogëlohet gjatë ruajtjes afatgjatë. Bateritë Li-jon shkarkohen vetëm me 23% nëse ruhen në një temperaturë prej 60 gradë për 15 vjet. Është falë këtyre vetive që ato përdoren gjerësisht në teknologjitë e transportit elektrik.
Bateritë litium-jon që kanë një sistem kontrolli të plotë të integruar në trup janë të përshtatshme për transport elektrik.
Për këtë arsye, gjatë funksionimit, përdoruesit harrojnë rregullat themelore që mund të zgjasin jetën e tyre të shërbimit:
- Bateria duhet të ngarkohet plotësisht menjëherë pas blerjes në dyqan, pasi elektrodat ngarkohen me 50% gjatë procesit të prodhimit. Prandaj, kapaciteti i disponueshëm do të ulet, d.m.th. koha e funksionimit nëse nuk ka tarifë fillestare;
- bateria nuk duhet të lejohet të shkarkohet plotësisht për të ruajtur burimin e saj;
- Bateria duhet të ngarkohet pas çdo udhëtimi, edhe nëse ka mbetur ende pak ngarkesë;
- Mos i ngrohni bateritë, pasi temperaturat e larta kontribuojnë në procesin e plakjes. Për të shfrytëzuar maksimalisht burimin, funksionimi duhet të kryhet në temperaturën optimale, e cila është 20-25 gradë. Prandaj, bateria nuk mund të ruhet pranë një burimi nxehtësie;
- Në mot të ftohtë, rekomandohet të mbështillni baterinë në një qese plastike me vulë vakum për ta ruajtur në 3-4 gradë, d.m.th. në një dhomë të pa ngrohur. Pagesa duhet të jetë së paku 50% e tarifës së plotë;
- pasi bateria të jetë përdorur në temperatura nën zero, ajo nuk mund të ngarkohet pa e mbajtur në temperaturën e dhomës për ca kohë, d.m.th. duhet të ngrohet;
- Bateria duhet të ngarkohet duke përdorur karikuesin e dhënë në komplet.
Ekzistojnë disa nëntipe të PU të këtyre baterive - litium - LiFePO4 (hekur - fosfat), duke përdorur një katodë fosfat hekuri. Karakteristikat e tyre na lejojnë të flasim për bateritë si kulmin e teknologjisë së përdorur për prodhimin e baterive.
Përparësitë e tyre kryesore janë:
- numri i cikleve të ngarkimit-shkarkimit, i cili arrin në 5000 derisa kapaciteti të ulet me 20%;
- jetë e gjatë shërbimi;
- nuk ka "efekt memorie";
- gamë e gjerë e temperaturës me karakteristika të pandryshuara të performancës (300-700 gradë Celsius);
- stabilitet kimik dhe termik, duke rritur sigurinë.
Bateritë më të përdorura
Ndër të shumtat, më të zakonshmet janë bateritë li jon të madhësisë 18650, të prodhuara nga pesë kompani: LG, Sony, Panasonic, Samsung, Sanyo, fabrikat e të cilave ndodhen në Japoni, Kinë, Malajzi dhe Korenë e Jugut. Ishte planifikuar që 18650 bateri li jon të përdoreshin në laptopë. Megjithatë, falë formatit të tyre të suksesshëm, ato përdoren në modele të kontrolluara me radio, makina elektrike, elektrik dore etj.
Si çdo produkt cilësor, bateritë e tilla kanë shumë falsifikime, prandaj, për të zgjatur jetën e pajisjes, duhet të blini vetëm bateri nga markat e njohura.
Bateri litium-jon të mbrojtura dhe të pambrojtura
Është gjithashtu e rëndësishme për bateritë litium nëse ato janë të mbrojtura apo jo. Gama e funksionimit të të parës është 4.2-2.5 V (përdoret në pajisjet e krijuara për të punuar me burime litium-jonesh): elektrik dore LED, pajisje shtëpiake me fuqi të ulët, etj.
Veglat elektrike, biçikletat me motorë elektrikë, laptopët, pajisjet video dhe fotografike përdorin bateri të pambrojtura të kontrolluara nga një kontrollues.
Çfarë duhet të dini për bateritë litium-jon?
Para së gjithash, kufizimet që duhet të respektohen gjatë funksionimit:
- Tensioni i rimbushjes (maksimumi) nuk mund të jetë më i lartë se 4.35 V;
- vlera minimale e tij nuk mund të bjerë nën 2.3 V;
- Rryma e shkarkimit nuk duhet të kalojë më shumë se dyfishin e vlerës së kapacitetit. Nëse vlera e kësaj të fundit është 2200 mAh, vlera maksimale aktuale është 4400 mA.
Funksionet e kryera nga kontrollori
Pse keni nevojë për një kontrollues të ngarkimit të baterisë li jon? Ai kryen disa funksione:
- furnizon një rrymë që kompenson vetë-shkarkimin. Vlera e saj është më e vogël se rryma maksimale e ngarkimit, por më e madhe se rryma e vetë-shkarkimit;
- zbaton një algoritëm efikas të ciklit të ngarkimit/shkarkimit për një bateri specifike;
- kompenson diferencën në rrjedhat e energjisë, ndërkohë që ngarkon dhe siguron energji për konsumatorin në të njëjtën kohë. Për shembull, kur ngarkoni dhe ndizni një laptop;
- Mat temperaturën kur mbinxehet ose hipotermi, duke parandaluar dëmtimin e baterisë.
Një kontrollues i ngarkimit të baterisë li jon prodhohet ose në formën e një mikroqarku të integruar në bateri ose si një pajisje e veçantë.
Për të ngarkuar bateritë, është më mirë të përdorni karikuesin standard për bateritë li-jon 18650, të dhëna në komplet. Një karikues për bateritë litium 18650 zakonisht ka një tregues të nivelit të karikimit. Më shpesh është një LED që tregon kur ngarkimi është në progres dhe kur ka përfunduar.
Në pajisjet më të avancuara, mund të gjurmoni në ekran kohën e mbetur deri në fund të karikimit dhe tensionin aktual. Për një bateri 18650 me një kapacitet 2200 mA, koha e karikimit është 2 orë.
Por, është e rëndësishme të dini se çfarë rryme duhet të ngarkoni një bateri jonike 18650. Duhet të jetë gjysma e kapacitetit nominal, d.m.th., nëse është 2000 mAh, atëherë rryma optimale është 1A. Duke e karikuar baterinë me rrymë të lartë, ndodh shpejt degradimi i saj. Nëse përdorni rrymë të ulët, do të duhet më shumë.
Video: Si të ngarkoni një karikues baterie li jon me duart tuaja
Diagrami i një pajisjeje për karikimin e baterive
Duket kështu:
Qarku dallohet për besueshmërinë dhe përsëritshmërinë e tij, dhe pjesët e përfshira janë të lira dhe lehtësisht të arritshme. Për të rritur jetëgjatësinë e baterisë, kërkohet karikimi i duhur i baterive li-jon: deri në fund të karikimit, voltazhi duhet të ulet.
Pas përfundimit të tij, d.m.th. Kur rryma arrin zero, ngarkimi i baterisë li-jon duhet të ndalojë. Qarku i dhënë më sipër plotëson këto kërkesa: një bateri e shkarkuar e lidhur me karikuesin (VD3 ndizet) përdor një rrymë prej 300 mA.
Procesi në vazhdim tregohet nga ndezja LED VD1. Rryma që zvogëlohet gradualisht në 30 mA tregon që bateria është duke u ngarkuar. Fundi i procesit sinjalizohet nga LED i ndezur VD2.
Qarku përdor një përforcues operacional LM358N (mund ta zëvendësoni me një analog KR1040UD1 ose KR574UD2, i cili ndryshon në vendndodhjen e kunjave), si dhe një transistor VT1 S8550 9 LED me ngjyra të verdha, të kuqe dhe jeshile (1.5V).
A është e mundur të ringjallni një bateri?
Pas disa vitesh përdorim aktiv, bateritë humbasin në mënyrë katastrofike kapacitetin, duke krijuar probleme kur përdorni pajisjen tuaj të preferuar. A është e mundur dhe si të rivendosni një bateri li jon ndërsa përdoruesi është në kërkim të një zëvendësimi?
Rivendosja e një baterie li jonike është e mundur përkohësisht në disa mënyra.
Nëse bateria është e fryrë, d.m.th. nuk mban më ngarkesë, që do të thotë se gazrat janë grumbulluar brenda.
Pastaj veproni si më poshtë:
- kutia e baterisë është shkëputur me kujdes nga sensori;
- ndani sensorin elektronik;
- ata gjejnë një kapak me elektronikë kontrolli poshtë dhe e shpojnë me kujdes me një gjilpërë;
- më pas, gjeni një objekt të rëndë të sheshtë, më të madh në sipërfaqe se sipërfaqja e baterisë, e cila do të përdoret si shtypës (mos përdorni ves ose pajisje të ngjashme);
- Vendoseni baterinë në një rrafsh horizontal dhe shtypni me një shtypës, duke kujtuar se bateria mund të dëmtohet duke ushtruar forcë të tepërt. Nëse nuk mjafton, rezultati mund të mos arrihet. Ky është momenti më vendimtar;
- Gjithçka që mbetet është të hidhni rrëshirë epokside në vrimë dhe të lidhni sensorin.
Ka mënyra të tjera për të cilat mund të lexoni në internet.
Mund të zgjidhni një karikues në faqen e internetit http://18650.in.ua/chargers/.
Video: Bateritë Li-jon, këshilla për përdorimin e baterive li-jon
Tregu i konsumit për bateritë litium-jon (Li-ion) është i madh - rreth 10 miliardë dollarë, por është mjaft i qëndrueshëm, me një normë rritjeje prej vetëm 2% në vit. Po makinat elektrike, ju pyesni? Në të vërtetë, në vitet e ardhshme, për shkak të zhvillimit të automjeteve elektrike, norma vjetore e rritjes së baterive litium-jon parashikohet të jetë 10%. Çuditërisht, zona më e madhe e rritjes për tregun e baterive Li-ion vazhdon të jetë "çdo gjë tjetër", nga telefonat celularë te pirunët.
Aplikacionet "e tjera" për bateritë litium-jon priren të kenë një gjë të përbashkët - ato janë pajisje që ushqehen me bateri të mbyllura me acid plumbi (SLA). Bateritë e plumbit-acid kanë dominuar tregun e elektronikës për gati 200 vjet, por ato janë zëvendësuar me bateri litium-jon prej disa vitesh tashmë. Meqenëse në shumë raste bateritë litium-jon kanë filluar të zëvendësojnë bateritë me acid plumbi (bateritë), ia vlen të krahasohen këto dy lloje të pajisjeve të ruajtjes së energjisë, duke theksuar veçoritë kryesore teknike dhe fizibilitetin ekonomik të përdorimit të Li-ionit në vend të pajisjeve tradicionale SLA. .
Historia e përdorimit të baterive të rikarikueshme
Bateria e acidit të plumbit ishte bateria e parë e rikarikueshme, e zhvilluar për përdorim komercial në vitet 1850. Pavarësisht nga mosha e tyre mjaft e respektueshme prej më shumë se 150 vjetësh, ato ende përdoren në mënyrë aktive në pajisjet moderne. Për më tepër, ato përdoren në mënyrë aktive në aplikacione ku do të dukej mjaft e mundur të kaloni me teknologji moderne. Disa pajisje të zakonshme përdorin në mënyrë mjaft aktive SKB, të tilla si furnizimet me energji të pandërprerë (UPS), karrocat e golfit ose pirunët. Çuditërisht, tregu për bateritë e acidit plumb është ende në rritje për disa kamare dhe projekte.
Risia e parë, mjaft domethënëse në teknologjinë e acidit të plumbit erdhi në vitet 1970, kur u shpik SKB e mbyllur ose SKB pa mirëmbajtje. Ky modernizim konsistonte në shfaqjen e valvulave speciale për rrjedhjen e gazrave gjatë karikimit/shkarkimit të baterive. Përveç kësaj, përdorimi i një ndarësi të lagur bëri të mundur funksionimin e baterisë në një pozicion të prirur pa rrjedhje elektrolite.
SKB, ose anglisht. SLA-të shpesh klasifikohen sipas llojit ose aplikimit. Aktualisht, dy llojet më të zakonshme janë xhel, i njohur gjithashtu si acid plumbi i rregulluar me valvula (VRLA) dhe dyshek qelqi absorbues AGM. Bateritë AGM përdoren për UPS të vogla, ndriçim emergjence dhe aplikacione për karrige me rrota, ndërsa bateritë VRLA janë të destinuara për aplikacione me format më të madh, si fuqia rezervë për kullat e releve celulare, shpërndarësit e internetit dhe pirunët. Bateritë e plumbit-acid mund të klasifikohen gjithashtu sipas kritereve të mëposhtme: automobil (starter ose SLI - fillimi, ndriçimi, ndezja); tërheqje (tërheqje ose cikël i thellë); stacionare (furnizimi me energji të pandërprerë). Disavantazhi kryesor i SLA-ve në të gjitha këto aplikacione është cikli i jetës - nëse ato shkarkohen në mënyrë të përsëritur, ato dëmtohen rëndë.
Çuditërisht, bateritë me acid plumb ishin liderët e padiskutueshëm të tregut të baterive për shumë dekada, deri në shfaqjen e baterive litium-jon në vitet 1980. Një bateri litium-jon është një qelizë e ringarkueshme në të cilën jonet e litiumit lëvizin nga një elektrodë negative në një elektrodë pozitive gjatë shkarkimit dhe anasjelltas gjatë karikimit. Bateritë litium-jon përdorin komponime të ndërthurura të litiumit, por nuk përmbajnë metal litium, i cili përdoret në bateritë e disponueshme.
Bateria litium-jon u shpik për herë të parë në vitet 1970. Në vitet 1980, versioni i parë komercial i baterisë me një katodë të oksidit të kobaltit u soll në treg. Ky lloj pajisjeje kishte peshë dhe kapacitet dukshëm më të madh krahasuar me sistemet me bazë nikelin. Bateritë e reja litium-jon kanë nxitur një rritje të madhe në tregun e telefonave celularë dhe laptopëve. Fillimisht, për shkak të shqetësimeve të sigurisë, u prezantuan opsione më të sigurta që përfshinin aditivë me bazë nikel dhe mangan në materialin e katodës së oksidit të kobaltit, përveç risive në ndërtimin e qelizave.
Qelizat e para të litium-jonit të nxjerra në treg ishin në kanaçe të ngurtë alumini ose çeliku, dhe zakonisht vinin vetëm në disa faktorë të formës, cilindrike ose prizmatike (në formë tulle). Megjithatë, me zgjerimin e gamës së aplikimeve të teknologjisë së litium-jonit, dimensionet e tyre të përgjithshme filluan të ndryshojnë.
Për shembull, versionet më të lira të teknologjisë së vjetër përdoren në laptopë dhe telefona celularë. Qelizat e holla të polimerit të litiumit të sotëm përdoren në telefona inteligjentë, tableta dhe pajisje të veshura. Aktualisht, bateritë litium-jon përdoren në veglat elektrike, biçikletat elektrike dhe pajisje të tjera. Ky variacion paralajmëron një zëvendësim të plotë të pajisjeve me acid plumbi në gjithnjë e më shumë aplikacione që synojnë përmirësimin e madhësisë së përgjithshme dhe performancës së fuqisë.
Veçoritë kimike
Bazat e kimisë së qelizave u japin pajisjeve të plumbit-acidit dhe litium-jonit veti specifike dhe shkallë të ndryshme funksionaliteti. Më poshtë janë disa nga avantazhet e baterive me acid plumbi që e kanë bërë atë një element kryesor për dekada dhe disavantazhet që po çojnë tani në zëvendësimin e saj, si dhe konsiderata të ngjashme për pajisjet litium-jon.
Bateri me acid plumbi
- SKB është e thjeshtë, e besueshme dhe e lirë. Mund të përdoret në një gamë të gjerë temperaturash.
- Bateritë duhet të ruhen në gjendje të karikimit (SoC) dhe nuk mund të karikohen shpejt.
- SKB-të janë të rënda. Dendësia e tyre gravimetrike e energjisë është shumë e ulët.
- Cikli jetësor është zakonisht 200 deri në 300 shkarkime/ngarkesa, që është shumë e shkurtër.
- Kurba e ngarkimit/shkarkimit lejon matjet e SOC me kontroll të thjeshtë të tensionit.
Bateri Li-jon
- Ata kanë densitet maksimal të energjisë për sa i përket madhësisë dhe peshës.
- Cikli jetësor është zakonisht midis 300 dhe 500, por mund të jetë në mijëra për qelizat e litium fosfatit;
- Gama e temperaturës së funksionimit është shumë e vogël;
- Ka madhësi të ndryshme qelizash, forma dhe opsione të tjera;
- Nuk kërkohet mirëmbajtje. Niveli i vetë-shkarkimit është shumë i ulët.
- Kërkohet zbatimi i skemave të sigurisë operacionale. Algoritmi kompleks i karikimit.
- Matjet e SoC kërkojnë zgjidhje komplekse për shkak të jolinearitetit të kurbës së tensionit.
Elektronikë
Është e rëndësishme të kuptoni ndryshimin midis një pakete baterie dhe një baterie të ringarkueshme. Qeliza është përbërësi kryesor i paketës. Përveç kësaj, paketa përfshin gjithashtu pajisje elektronike, lidhëse dhe strehim. Figura e mësipërme tregon shembuj të këtyre pajisjeve. Një bateri litium-jon duhet të ketë, të paktën, qarqet e implementuara të mbrojtjes dhe kontrollit të qelizave, dhe ngarkuesi dhe sistemi i sensorit të tensionit janë shumë më kompleks sesa në pajisjet me acid plumbi.
Kur përdorni bateri litium-jon dhe plumb-acid, ndryshimet kryesore në elektronikë do të jenë si më poshtë:
Ngarkues
Ngarkimi i një baterie me acid plumbi është mjaft i thjeshtë për sa kohë që plotësohen pragjet e caktuara të tensionit. Bateritë litium-jon përdorin një algoritëm më kompleks, me përjashtim të paketave me bazë fosfati hekuri. Metoda standarde e karikimit për pajisje të tilla është metoda e rrymës/tensionit konstant (CC/CV). Ai përfshin një proces karikimi me dy hapa. Në fazën e parë, karikimi ndodh me një rrymë konstante. Kjo zgjat derisa voltazhi në qelizë të arrijë një prag të caktuar, pas së cilës voltazhi mbetet konstant dhe rryma zvogëlohet në mënyrë eksponenciale derisa të arrijë vlerën e ndërprerjes.
Numërimi i tarifave dhe komunikimi
Siç u përmend më herët, ngarkesa e SCB mund të matet duke përdorur matje të thjeshta të tensionit. Kur përdorni bateri litium-jon, është e nevojshme të kontrolloni nivelin e ngarkimit të qelizave, gjë që kërkon zbatimin e algoritmeve komplekse dhe cikleve të të mësuarit.
I 2 C është protokolli më i zakonshëm dhe me kosto efektive i komunikimit i përdorur në bateritë litium-jon, por ai ka kufizime përsa i përket imunitetit ndaj zhurmës, integritetit të sinjalit në distancë dhe gjerësisë së përgjithshme të brezit. SMBus (System Management Bus), një derivat i I 2 C, është shumë i zakonshëm në bateritë më të vogla, por aktualisht nuk ka ndonjë mbështetje efektive për paketat me fuqi të lartë ose më të mëdha. CAN është i shkëlqyeshëm për mjedise me zhurmë të lartë ose ku kërkohen punë të gjata, si për shembull në shumë aplikacione SKB, por është mjaft i shtrenjtë.
Zëvendësime të drejtpërdrejta
Duhet theksuar se tani ekzistojnë disa formate standarde të baterive me acid plumbi. Për shembull - U1, një faktor standard i formës që përdoret në aplikacionet e fuqisë rezervë të pajisjeve mjekësore. Bateria e fosfatit të hekurit të litiumit është dëshmuar të jetë një zëvendësues mjaft i denjë për acidin e plumbit. Fosfati i hekurit ka një cikël të shkëlqyer jetësor, përçueshmëri të mirë të ngarkesës, siguri të përmirësuar dhe rezistencë të ulët. Tensionet e baterive të fosfatit të hekurit litium përputhen gjithashtu mirë me tensionet e baterive të acidit të plumbit (12V dhe 24V), duke lejuar që të përdoren të njëjtët karikues. Paketat e softuerit të mirëmbajtjes dhe monitorimit të baterisë përfshijnë veçori inteligjente si gjurmimi i ngarkimit, numëruesi i ciklit të ngarkimit/shkarkimit dhe më shumë.
Bateritë e fosfatit të hekurit litium ruajnë kapacitetin 100% gjatë ruajtjes, ndryshe nga bateritë SKB, të cilat humbasin kapacitetin gjatë ruajtjes disa mujore. Figura e mësipërme krahason dy produktet dhe llojet e përparimeve të bëra në kalimin nga SKB në Li-ion.
konkluzionet
Ka shumë pak bateri që mund të ruajnë aq energji sa bateritë me acid plumbi, duke e bërë këtë lloj baterie me kosto efektive për shumë pajisje me fuqi të lartë. Teknologjia e litium-jonit po bie vazhdimisht në çmim, si dhe përmirësime të vazhdueshme në strukturat e tyre kimike dhe sistemet e sigurisë, duke i bërë ato një konkurrencë të denjë të teknologjisë së acidit të plumbit. Pajisjet për përdorimin e tyre mund të jenë shumë të ndryshme, duke filluar nga pajisjet e furnizimit me energji të pandërprerë deri tek automjetet elektrike dhe dronët.
