Lithium-iontové baterie

Akumulátor kyseliny byl po dlouhou dobu jediným zařízením schopným dodávat elektrickým proudem autonomní objekty a mechanismy. Přes velký maximální proud a minimální vnitřní odpor měly takové baterie řadu nevýhod, které omezovaly jejich použití v zařízeních spotřebovávajících velké množství elektřiny nebo v uzavřených prostorech. V tomto ohledu lithium-iontové baterie postrádají mnoho negativních vlastností svých předchůdců, i když mají nevýhody.

Co je lithium-iontová baterie

První lithiové baterie se objevily před 50 lety. Takové výrobky byly obyčejnou baterií, ve které byla instalována lithiová anoda pro zvýšení úrovně výkonu. Takové produkty měly velmi vysoké provozní vlastnosti, ale jednou z nejzávažnějších nevýhod byla vysoká pravděpodobnost vznícení lithia během přehřátí katody. S ohledem na tuto vlastnost vědci časem nahradili čistý prvek kovovými ionty, což mělo za následek výrazně zvýšenou bezpečnost.

Moderní lithium-iontové baterie jsou velmi spolehlivé a schopné odolat velkému počtu cyklů vybíjení a vybití. Mají minimální paměťový efekt a relativně nízkou hmotnost. Vzhledem k těmto vlastnostem je lithiová baterie široce používána v mnoha zařízeních. Produkt lze použít jako baterii, ve formě baterií pro domácí spotřebiče, jakož i jako vysoce účinný trakční zdroj elektřiny.

Dnes mají taková zařízení několik nevýhod:

• vysoké náklady;
• nemají rádi hluboké výboje;
• může zemřít při nízkých teplotách;
• při přehřátí ztratit kapacitu.

Jako vyspělejší analoga najdete lithný polymer nebo titaničitan lithný baterie, ale stojí výrazně více.

Jaká je výroba li-ion baterií

Lithium-iontové baterie se vyrábějí v několika fázích:

1. Výroba elektrod.
2. Kombinace elektrod do baterie.
3. Instalace ochranné desky.
4. Vložte baterii do pouzdra.
5. Plnění elektrolytů.
6. Testování a nabíjení.

Ve všech fázích výroby musí být dodržována technologie a bezpečnostní opatření, která vám v konečném důsledku umožní získat kvalitní produkt.

Jako katoda v lithium-iontových bateriích se používá fólie s látkou obsahující lithium uloženou na jejím povrchu.

V závislosti na účelu baterie lze použít následující sloučeniny lithia:

• LiCo02;
• LiFePO4;
• LiNi02;
• LiMn204.

Při výrobě válcových zdrojů energie velikosti AA a AAA je hlavní elektroda zkroucena na roli, která je od anody oddělena separátorem. S velkou plochou katody, jejíž film má minimální tloušťku, je možné dosáhnout vysoké energetické náročnosti produktu.

Princip činnosti a lithium-iontová baterie zařízení

Lithium-iontová baterie funguje takto:

1. Když je kontaktům baterie dodáván konstantní elektrický proud, lithiové kationty se pohybují do anodového materiálu.
2. Během výboje opouštějí lithiové ionty anodu a pronikají dielektrikem do hloubky 50 nm.

Během „životnosti“ lithium-iontové baterie mohou být tyto cykly až 3 000, zatímco baterie může uvolnit téměř veškerý elektrický proud nahromaděný během nabíjení.Hluboký výboj nevede k oxidaci desek, což tyto výrobky příznivě odlišuje od kyselých baterií.

Ne všechny lithium-iontové baterie dobře snášejí hluboké výboje. Pokud je taková baterie nainstalována v telefonu nebo fotoaparátu (typ AAA), pak když je baterie hluboce vybitá, řídicí deska zablokuje možnost nabíjení baterie z bezpečnostních důvodů, proto ji nelze nabíjet bez speciální nabíječky. Pokud se jedná o trakční lithiovou baterii pro přívěsný motor, hluboký výboj nebude vůbec děsivý.

Na rozdíl od baterií typu prstů se složité baterie skládají z několika samostatných zdrojů elektřiny zapojených paralelně nebo v sérii. Způsob připojení závisí na tom, jaký indikátor elektřiny je třeba zvýšit.

Velikosti a typy li-ion baterií

Lithium-iontové baterie jsou rozšířené. Takové zdroje elektrického proudu se používají v různých domácích zařízeních, zařízeních a dokonce i autech. Kromě toho se vyrábějí průmyslové lithium-iontové baterie, které mají velkou kapacitu a vysoké napětí. Nejoblíbenější jsou následující typy lithiových baterií:

První dvě číslice těchto označení označují průměr produktu, druhý pár - délku. Poslední „0“ je nastaveno, pokud jsou baterie válcové.

Kromě válcových baterií průmysl také vyrábí baterie typu "Krone"Napětí 9V a výkonné průmyslové baterie s napětím 12v, 24v, 36v a 48v."

V závislosti na prvcích, které jsou přidány do produktu, se na obalu baterie mohou objevit následující označení:

• Kobalt obsahující ICR;
• IMR - - - - mangan;
• INR - - - - nikl a mangan;
• NCR - - - - nikl a kobalt.

Lithiové baterie se liší nejen velikostí a chemickými přísadami, ale především kapacitou a napětím. Tyto dva parametry určují možnost jejich použití v různých typech elektrických spotřebičů.

Kde se používají lithium-iontové baterie?

Lithium-iontové baterie nemají žádnou alternativu, pokud potřebujete baterii schopnou dodávat elektřinu téměř v plné hlasitosti a provádět velké množství cyklů nabíjení / vybíjení bez snížení kapacity. Výhodou takových zařízení je jejich relativně nízká hmotnost, protože v takových zařízeních není potřeba používat olověné mřížky.

Vzhledem k vysokým výkonovým charakteristikám mohou být tyto výrobky použity:

1. Jako startovací baterie. Lithiové baterie pro automobily každým rokem zlevňují díky novému vývoji, který může snížit výrobní náklady. Cena takových baterií může být bohužel velmi vysoká, a proto si mnoho majitelů automobilů takovou baterii nemůže dovolit. Nevýhody lithium-iontových baterií zahrnují významný pokles výkonu při teplotách pod mínus 20 stupňů, takže provoz takových produktů v severních oblastech bude nepraktický.
2. Jako trakční zařízení. Vzhledem k tomu, že lithium-iontové baterie snadno nesou hluboký výboj, jsou často používány jako pohon pro elektrické motory lodí. Pokud není výkon motoru příliš velký, stačí jedno nabití na 5-6 hodin nepřetržitého provozu, což je dostačující pro rybolov nebo výlet lodí. Trakční lithium-iontové baterie se instalují na různá nakládací zařízení (elektrické stohovače, elektrické vysokozdvižné vozíky) pracující v uzavřených prostorech.
3. V domácích spotřebičích. Lithium-iontové baterie se používají v různých domácích zařízeních místo standardních baterií. Takové výrobky mají napětí 3,6 V - 3,7 V, ale existují modely, které mohou nahradit běžnou slanou nebo alkalickou baterii 1,5 V.Můžete také potkat 3v baterie (15270, CR2), které lze nainstalovat místo 2 standardních baterií.

Takové výrobky se používají hlavně v výkonných zařízeních, ve kterých se běžné slané baterie vybíjejí velmi rychle.

Návod k použití lithium-iontové baterie

Životnost lithiové baterie je ovlivněna mnoha faktory, jejichž znalost výrazně zvýší zdroje. Při používání tohoto typu baterie musíte:

1. Snažte se nenechat baterii zcela vybít. Navzdory vysoké odolnosti baterie vůči takovým nárazům je vhodné z ní nevytlačit všechny „šťávy“. Zvláštní pozornost by měla být věnována provozu těchto baterií s UPS a vysokovýkonnými elektromotory. Pokud došlo k úplnému vybití baterie, je nutné ji okamžitě oživit, tj. Připojit ji ke speciální nabíječce. Baterii můžete také dobít po dlouhém pobytu ve stavu hlubokého vybití, pro které je nutné provést kvalitní nabíjení po dobu 12 hodin, poté vybijte baterii.
2. Nenabíjejte. Přebíjení negativně ovlivňuje výkon produktu. Vestavěný ovladač není vždy schopen baterii včas vypnout, zejména pokud je nabíjení prováděno v chladné místnosti.

Kromě přebíjení a přebití by baterie měla být chráněna před nadměrnými mechanickými vlivy, které mohou vést k odtlakování pouzdra a požáru vnitřních součástí baterie. Z tohoto důvodu existuje zákaz zasílání baterií, jejichž obsah čistého lithia přesahuje 1 g.

Jak uchovávat lithium-iontové baterie

Pokud existuje potřeba dlouhodobého skladování lithium-iontových baterií, je třeba dodržovat následující doporučení, abyste minimalizovali negativní dopad na produkty:

1. Výrobek skladujte pouze na chladném a suchém místě.
2. Baterie musí být vyjmuta z elektrického zařízení.
3. Před uchováním je třeba baterii nabít. Minimální napětí, při kterém se nevytvoří vnitřní korozní procesy, se rovná 2,5 voltu na 1 buňku.

Vzhledem k malému samovybíjení takových baterií je možné baterii skladovat tímto způsobem několik let, ale během tohoto období se kapacita článku nevyhnutelně sníží.

Likvidace lithium-iontových baterií

Lithium-iontové baterie obsahují látky nebezpečné pro zdraví, takže by se v žádném případě neměly rozebírat doma. Po vybití baterie musí být baterie vrácena pro další zpracování. Ve specializovaných přijímacích střediscích můžete získat peněžní náhradu za starou lithiovou baterii, protože tyto produkty obsahují drahé prvky, které lze znovu použít.