Lítium-ion akkumulátorok

Hosszú ideig egy savas akkumulátor volt az egyetlen készülék, amely önálló tárgyakat és mechanizmusokat képes biztosítani elektromos árammal. A nagy maximális áramerősség és a minimális belső ellenállás ellenére az ilyen akkumulátoroknak számos hátránya volt, amelyek korlátozták felhasználásukat nagy mennyiségű áramot fogyasztó eszközökben vagy zárt térben. Ebben a tekintetben a lítium-ion akkumulátorok nem rendelkeznek elődjeik számos negatív tulajdonságával, bár vannak hátrányaik is.

Mi az a lítium-ion akkumulátor?

Az első lítium elem 50 évvel ezelőtt jelent meg. Az ilyen termékek egy rendes akkumulátor volt, amelybe lítium-anód került beszerelésre, hogy növeljék a teljesítményt. Az ilyen termékek nagyon magas működési tulajdonságokkal rendelkeztek, de az egyik legsúlyosabb hátránya a lítium meggyulladásának nagy valószínűsége a katód túlmelegedésekor. Ennek a tulajdonságnak a figyelembevételével a tudósok idővel helyettesítették a tiszta elemet fémionokkal, ami jelentősen megnövekedett biztonságot eredményezett.

A modern li-ion akkumulátorok nagyon megbízhatóak és nagy számú töltési és kisütési ciklust tudnak ellenállni. Minimális memóriahatással és viszonylag kis tömeggel rendelkeznek. Ezen tulajdonságok miatt a lítium akkumulátort sok eszközben széles körben használják. A termék használható akkumulátorként, háztartási készülékekhez használt akkumulátor formájában, valamint rendkívül hatékony vontató áramforrásként.

Manapság az ilyen eszközöknek számos hátránya van:

• magas költségek;
• nem szeretik a mély kibocsátásokat;
• alacsony hőmérsékleten meghalhat;
• elveszíti kapacitását túlmelegedéskor.

Mint fejlettebb analógok találhatók lítium polimer vagy lítium-titanát akkumulátorok, de ezek jelentősen többet fizetnek.

Hogyan működik a li-ion elemek gyártása

A lítium-ion elemeket több szakaszban állítják elő:

1. Elektródák gyártása.
2. Az elektródák egyesítése akkumulátorra.
3. A védőlemez beszerelése.
4. Helyezze be az akkumulátort a házba.
5. Elektrolit feltöltése.
6. Tesztelés és töltés.

A gyártás minden szakaszában be kell tartani a technológiát és a biztonsági intézkedéseket, amelyek végül lehetővé teszik, hogy minőségi terméket kapjon.

Lítium-ion akkumulátorokban lévő katódként fóliát használnak olyan anyaggal, amely lítiumot tartalmaz a felületére.

A következő lítiumvegyületek használhatók, az akkumulátor rendeltetésétől függően:

• LiCoO2;
• LiFePO4;
• LiNiO2;
• LiMn2O4.

Az AA és AAA méretű hengeres energiaforrások gyártásakor a főelektródot egy tekercsen csavarják össze, amelyet elválasztó elválaszt az anódtól. A katód nagy felületével, amelynek fóliájának minimális vastagsága van, a termék magas energiaintenzitása elérhető.

A működés alapelve és az eszköz li-ion akkumulátora

A lítium-ion akkumulátor a következőképpen működik:

1. Ha állandó elektromos áramot táplálnak az akkumulátor érintkezői, a lítium-kationok bejutnak az anód anyagába.
2. A kisülés során a lítium-ionok elhagyják az anódot és 50 mm mélységig áthatolnak az dielektrikumba.

A lítium-ion akkumulátor „élettartama” alatt az ilyen ciklusok akár 3000 is lehetnek, míg az akkumulátor szinte az összes töltés során felhalmozódott elektromos áramot kiadhatja.A mély ürítés nem vezet a lemezek oxidációjához, ami kedvezően megkülönbözteti ezeket a termékeket a savas akkumulátorokkal összehasonlítva.

Nem minden li-ion akkumulátor jól tolerálja a mély kisüléseket. Ha ilyen akkumulátor van behelyezve a telefonba vagy a fényképezőgépbe (AAA típusú), akkor az akkumulátor mély lemerülésekor a vezérlőpanel biztonsági okokból blokkolja az akkumulátor feltöltésének lehetőségét, ezért nem tölthető speciális töltő nélkül. Ha ez egy vontató lítium elem egy külső motorhoz, akkor a mély kisülés egyáltalán nem ijesztő.

Az ujj típusú akkumulátoroktól eltérően az összetett akkumulátorok több különálló áramforrásból állnak, amelyek párhuzamosan vagy sorosan vannak egymással csatlakoztatva. A csatlakozási módszer attól függ, hogy milyen villamosenergia-mutatót kell növelni.

A lítium-ion akkumulátorok méretei és típusai

A lítium-ion akkumulátorok elterjedtek. Az ilyen áramforrásokat különféle háztartási készülékekben, készülékekben és akár autókban is használják. Ezen felül ipari lítium-ion akkumulátorokat gyártanak, amelyek nagy kapacitással és magas feszültséggel rendelkeznek. A legnépszerűbbek a következő típusú lítium akkumulátorok:

Az ilyen megnevezések első két számjegye a termék átmérőjét jelzi, a második pár a hosszát. Az utolsó „0” érték van beállítva, ha az elemek hengeres.

A hengeres elemek mellett az ipar "" típusú akkumulátorokat is gyártkorona"9 V feszültségű és nagy teljesítményű ipari akkumulátorok 12 V, 24 V, 36 V és 48 V feszültséggel.

A termékhez hozzáadott elemektől függően az alábbi jelzések jelenhetnek meg az akkumulátor házában:

• ICR - kobaltot tartalmazó;
• IMR - - - - mangán;
• INR - - - - nikkel és mangán;
• NCR - - - - nikkel és kobalt.

A lítium akkumulátorok nem csupán méretükben és kémiai adalékanyagokban, hanem elsősorban kapacitásukban és feszültségükben különböznek egymástól. Ez a két paraméter határozza meg a különféle típusú elektromos készülékekben való alkalmazásuk lehetőségét.

Hol használják a li-ion elemeket?

A lítium-ion akkumulátoroknak nincs alternatíva, ha olyan akkumulátorra van szüksége, amely képes majdnem teljes mennyiségben áramot szolgáltatni, és nagy számú töltési / kisütési ciklust hajt végre a kapacitás csökkentése nélkül. Az ilyen készülékek előnye a viszonylag kis súlyuk, mivel az ilyen eszközökben nincs szükség ólomrácsok használatára.

A nagy teljesítményű jellemzők miatt az ilyen termékek felhasználhatók:

1. Indító elemként. Az autókra szánt lítium akkumulátorok minden évben olcsóbbá válnak, az új fejlesztéseknek köszönhetően, amelyek csökkenthetik a gyártási költségeket. Sajnos az ilyen akkumulátorok ára nagyon magas lehet, ezért sok autótulajdonos nem engedheti meg magának ilyen akkumulátort. A lítium-ion akkumulátorok hátrányai között szerepel a jelentős energiacsökkenés mínusz 20 fok alatti hőmérsékleten, tehát az ilyen termékek működése az északi régiókban gyakorlatlan lesz.
2. Vontatószerként. Annak a ténynek köszönhetően, hogy a lítium-ion akkumulátorok könnyen mélyen kisülnek, ezeket gyakran vontatóként használják hajómotorokhoz. Ha a motor teljesítménye nem túl nagy, akkor egy töltés elegendő 5-6 órás folyamatos működéshez, ami elégséges horgászathoz vagy hajókiránduláshoz. A vontató lítium-ion akkumulátorokat zárt terekben működő különféle rakodóberendezésekre (elektromos targoncák, elektromos targoncák) kell felszerelni.
3. Háztartási készülékekben. A lítium-ion elemeket különféle háztartási készülékekben használják a szokásos elemek helyett. Az ilyen termékek feszültsége 3,6–3,7 V, de vannak olyan modellek, amelyek a szokásos só vagy alkáli elemet 1,5 V-os helyettesítik.Találkozhat 3V-os akkumulátorokkal (15270, CR2), amely 2 standard elem helyett beszerelhető.

Az ilyen termékeket főként olyan erős eszközökben használják, amelyekben a hagyományos sóakkumulátorok nagyon gyorsan lemerülnek.

Li-ion akkumulátor használati útmutatója

A lítium akkumulátor élettartamát számos tényező befolyásolja, amelyek ismerete jelentősen növeli az erőforrást. Az ilyen típusú akkumulátorok használatakor a következőket kell tennie:

1. Ne hagyja, hogy az akkumulátor teljesen lemerüljön. Annak ellenére, hogy az akkumulátor nagy mértékben ellenáll az ilyen ütéseknek, tanácsos, hogy az összes „levet” ne nyomja ki. Különös figyelmet kell fordítani az ilyen akkumulátorok UPS-sel és nagy teljesítményű villanymotorokkal történő üzemeltetésekor. Ha az akkumulátor teljesen lemerült, azonnal újra kell indítani, azaz csatlakoztatni kell egy speciális töltőhöz. Az akkumulátort rázhatjuk egy hosszú mélykisüléses állapotban is tartózkodás után, amelyre 12 órán keresztül jó minőségű töltést kell végezni, majd üríteni kell az akkumulátort.
2. Ne töltsön túl. A túltöltés negatívan befolyásolja a termék teljesítményét. A beépített vezérlő nem mindig képes időben kikapcsolni az akkumulátort, különösen, ha a töltést hideg helyiségben végzik.

Az akkumulátort a túltöltéseken és a túlzott lemerüléseken túlmenően meg kell védeni a túlzott mechanikai behatásoktól is, amelyek a ház nyomásmentesítéséhez és az akkumulátor belső alkatrészeinek tűzéhez vezethetnek. Ezért tilos olyan akkumulátorok postai küldeménye, amelyekben a tiszta lítium tartalma meghaladja az 1 g-ot.

Lítium-ion akkumulátorok tárolása

Ha a lítium-ion akkumulátorok hosszú távú tárolására van szükség, akkor a termékekre gyakorolt ​​negatív hatás minimalizálása érdekében be kell tartania a következő ajánlásokat:

1. A terméket csak hűvös, száraz helyen tárolja.
2. Az akkumulátort le kell venni az elektromos eszközről.
3. Megőrzés előtt az akkumulátort fel kell tölteni. A minimális feszültség, amelyen a belső korróziós folyamatok nem alakulnak ki, egyenlő 2,5 volt / 1 cellán.

Figyelembe véve az ilyen elemek kis önkisülését, az akkumulátort több éven keresztül lehet tárolni, de ebben az időszakban az elem kapacitása elkerülhetetlenül csökken.

Lítium-ion akkumulátorok ártalmatlanítása

A lítium-ion akkumulátorok egészségre veszélyes anyagokat tartalmaznak, ezért azokat semmiképpen sem szabad otthon elválasztani. Az akkumulátor élettartama után vissza kell küldeni további feldolgozásra. A speciális fogadóközpontokban pénzbeli kompenzációt kaphat egy régi lítium-elemért, mert ezek a termékek drága elemeket tartalmaznak, amelyeket újra felhasználni lehet.