Litij-ionske i nikal-kadmijeve baterije dvije su popularne klase autonomnih napajanja. Svaki od njih ima određene granice najbolje aplikacije, a kvarovi korisnika često su povezani s nepoznavanjem karakteristika takvih baterija. Li-ionske i NiCd baterije s mnogim sličnim karakteristikama razlikuju se po svom kemijskom sastavu, utjecaju na okoliš, upotrebi i troškovima.
Sodrezhanie
Što sve imaju Li-Ion i Ni-Cd baterije
Oblici i neki parametri ovih razreda baterija određeni su GOST 26692-85. Posebno. Ovaj standardni set za obje vrste:
- Ukupne dimenzije
- Postupak prihvaćanja i testiranja.
- Uvjeti za sigurnu upotrebu.
- Kompletnost isporuke.
- Označavanje, pakiranje i transport do potrošača.
- Popis uputa za siguran rad.
- Jamstva proizvođača.
Važno! Budući da se primjena akumulatora ove vrste neprestano proširuje, nedavno je uveden i primijenjen GOST R IEC 61426-1-2014, koji propisuje opće zahtjeve za baterije koje se koriste kao obnovljivi izvori energije (na primjer, u fotovoltaikama).
Rasponi kapaciteta baterije su također uobičajeni: oba se mogu proizvesti s indikatorima od 1,2 do 3,6 Ah · ili više. Zajedničko svojstvo može se nazvati i efikasnošću ciklusa punjenja / pražnjenja, koja se, ovisno o konkretnom proizvođaču, kreće u rasponu od 70 ... 90%.
Razlike između Li-Ion i Ni-Cd baterija
Usporedimo sljedeće karakteristike: bit elektrokemijskih procesa, utjecaj na okoliš, trošak, značajke rada i produktivnost, kao i praktičnu primjenu.
Nikal-kadmijeva baterija koristi kadmij kao anodu (negativni terminal), nikl oksihidroksid kao katodu (pozitivni terminal), a vodeni kalijev hidroksid kao elektrolit.
Litij-ionska baterija koristi grafit kao anodu, litij-oksid za katodu, a litij-sol kao elektrolit. Litijevi ioni tijekom pražnjenja prelaze iz negativne elektrode u pozitivnu, a u punjenju u suprotnom smjeru.
| ime | Li-ionska napajanja | Ni-Cd izvori napajanja |
|---|---|---|
| napon | 3,6 / 3,7 V | 1,2 V |
| Broj radnih ciklusa | Do 1200 | Do 2000 |
| Učinkovitost punjenja / pražnjenja | 80…90 % | 70…90 % |
| Temperaturna ovisnost intenziteta procesa samo-pražnjenja (mjesečno) | Do 8% na 21 ° C Do 15% na 40 ° C Do 31% na 60 ° C | Do 10% |
| Gustoća energije | 250 ... 620 W h / l | 50 ... 150 W h / l |
| oporavak | Otpad s malim brojem opasnosti | Štetni otpad |
Ni-Cd baterije sadrže od 6% (za industrijske izvore) do 18% (za potrošačke baterije) kadmij, koji je toksičan teški metal, pa je stoga potrebna posebna pažnja prilikom uklanjanja i odlaganja korištene baterije. Takav se otpad smatra opasnim za okoliš. Istovremeno, sve komponente litij-ionskih baterija su ekološki prihvatljive, jer litij nije toksičan metal.
U pogledu troškova, litij-ionska baterija je oko 40% skuplja od nikal-kadmijuma. To se objašnjava značajnim proizvodnim troškovima za pružanje dodatnog zaštitnog kruga koji kontrolira parametre napona, struje i snage.
Što je litij-ion bolji od nikal-kadmija
Najveći nedostatak nikal-kadmijevih baterija je njihova posvećenost takozvanom "efektu pamćenja", kada se nekoliko puta isprazne i ponovo napune u isto stanje kapaciteta.Baterija "pamti" točku u ciklusu punjenja u kojoj je počelo punjenje, a tijekom daljnje uporabe napon u tom trenutku naglo opada, kao da se baterija ispraznila.
No, kapacitet baterije zapravo se neznatno smanjuje. Neke su vrste elektroničkih uređaja posebno dizajnirane da izdrže takav podnapon dovoljno dugo - tako da se napon vrati u normalno stanje. Međutim, neki su uređaji i uređaji isključeni tijekom ovog razdoblja, pa se čini da je baterija "mrtva" ranije nego inače.
Sličan učinak, nazvan stresna depresija, rezultat je opetovanog punjenja. U tom se slučaju baterija potpuno napuni, ali brzo se isprazni nakon kratkog razdoblja rada.
Drugi problem je efekt „obrnutog naboja“, koji nastaje zbog pogreške korisnika ili kada je baterija od nekoliko ćelija potpuno ispražnjena. Obrnuto punjenje skraćuje vijek trajanja baterije. Nusprodukt obrnutog punjenja je vodikov plin, što je opasno.
Zanimljiva činjenica: obrnuto punjenje događa se s nepravilnom uporabom nikl-kadmij izvora energije. Tada se u baterijama formiraju dendriti i tanki provodljivi kristali koji mogu prodirati kroz membranu za razdvajanje između elektroda. To dovodi do unutarnjeg kratkog spoja i prijevremenog kvara baterije.
Litij-ionske baterije, nasuprot tome, ne zahtijevaju visoku razinu usluge. Mogu se napuniti prije nego što se potpuno isprazne (bez stvaranja "efekta pamćenja") i djeluju u širem temperaturnom rasponu. U usporedbi s Ni-Cd, samopražnjenje u litij-ionskoj otopini je manje od polovice ukupnog kapaciteta, što povećava vijek trajanja takve baterije. Stoga se litij-ionska baterija može pohraniti nekoliko mjeseci bez gubitka napunjenosti.
Što je nikal-kadmijeva baterija bolja od li-ionske
NiCd baterije mogu se sastaviti u baterije ili koristiti zasebno. Ove su baterije male i sićušne, pa se mogu koristiti u svakodnevnom životu, na primjer, u svjetiljkama, prijenosnoj elektronici, fotoaparatima i videokamerama, kao i u igračkama. Za male dimenzije nikal-kadmijeve baterije bolje daju visoko impulzivne struje s relativno niskim unutarnjim otporom, što ih čini najpovoljnijim izborom za daljinski upravljane modele sa električnim upravljanjem zrakoplova, plovila, automobila, bežičnim električnim alatima, kao i za opskrbu bljeskalicama kada je životni vijek i vrijednost kapaciteta u mah ne igra posebnu ulogu.
Veliki Ni-Cd akumulatori koriste se za startače u zraku, električna vozila i kao rezervne izvore napajanja.
Važno! Primjetni nedostatak litij-ionske baterije je njegova krhkost. Stoga, za siguran rad, takva baterija treba poseban zaštitni krug.
Zaštitni krug dizajniran je za ograničavanje vršnog napona tijekom punjenja baterije ili baterije. Eliminira mogućnost prenapona koji se može primijetiti tijekom pražnjenja izvora napajanja. Da bi se spriječile ekstremne temperature i poboljšala sigurnost primjene, kontrolira se i temperatura unutar kućišta. Sve to povećava troškove i povećava veličinu litij-ionske baterije.
Uzimajući u obzir kvalitete poput velike gustoće energije, nedostatka memorijskog učinka i sporog gubitka napunjenosti, litij-ionske baterije primarno se koriste u vojne svrhe u zrakoplovnoj tehnologiji, kao i izvori energije za moderna električna vozila (gdje su bitna mala težina i dimenzije) ,
Što je bolje: Li-Ion ili Ni-Cd
Nemoguće je nedvosmisleno odgovoriti na ovo pitanje, a nije nužno. Svaka vrsta baterija ima svoju racionalnu primjenu.Ni-Cd baterija je jeftinija i ima značajan broj ciklusa punjenja / pražnjenja (što, međutim, ne treba raditi često!). Li-ionsku bateriju karakterizira kompaktna veličina, produljeni vijek trajanja baterije i odsutnost "efekta pamćenja", jer može raditi u širem temperaturnom rasponu.
Još imate pitanja? Pitajte ih u komentarima!
