Lítium polimer elemek

A technológia folyamatos fejlődése kedvezően befolyásolja az emberek életének sok szempontját. A nagy teljesítményű energiaforrások szükségessége, a biztonság, a költség és a teljesítmény megfelelő egyensúlyával együtt lítium-polimer elemek létrehozásához vezetett.

Mi az a lítium-polimer akkumulátor?

A Li polimer akkumulátorok galván tápegységek, amelyek lítiummal telített polimer anyagokat használnak elektrolitként.

A lítium-polimer technológia a lítium-ion energiaforrások fejlesztésének új szakaszává vált, amely csökkentette gyártásuk költségeit és lehetővé tette miniatűr és rugalmas elemek létrehozását.

Az ilyen akkumulátorok vásárlásakor és használatakor meg kell értenie azokra a jelöléseket, amelyek a következő tulajdonságokkal rendelkeznek:

• az akkumulátor kapacitása mAh-ban van feltüntetve;
• a jelölésen az angol S betû melletti szám jelzi az akkumulátorban lévõ egyes elemek (kannák) számát, amelyek névleges feszültsége 3,7 volt és legfeljebb 4,2 volt;
• a C betű melletti szám a maximális kimeneti áramot fejezi ki C egységekben. A maximális kisülési áram milliamperben megadva óránként megegyezik az akkumulátor kapacitásával, szorozva ezzel az értékkel;
• a P betű melletti szám jelzi a párhuzamosan csatlakoztatott kannák számát. Ha konzervdobozt használ, ezt az értéket általában nem tünteti fel.

Tehát a 2600 mAh 3S 20C jelölés egy 2600 mAh-os Li-polimer akkumulátort jelöl, amelynek névleges feszültsége 11,1 volt (legfeljebb 12,6 volt), három bank sorba kötve és 52 amper megengedett kisülési árammal (2600x20 = 52000 mA).

Hogyan történik a lítium-polimer elemek gyártása

A Li-polimer tápegységek gyártásánál ezt a technológiát használják:

1. A szuszpenziót ellenőrzött módon alkalmazzák a katód és az anód aktív anyagával (két különböző eljárás) az alumínium vagy a rézfólia felületén, amely áramgyűjtőként működik.
2. Az alkalmazott fóliát megszárítják, a szükséges méretű és alakú elemekre vágják.
3. A polimer elektrolit elválasztót elkészítjük, amelyet ezután a fóliarétegek közé helyezünk a katód és az anód aktív anyagával.
4. A többrétegű akkumulátort összeszereljük, lezárjuk és megszárítjuk.
5. Ha olyan polimer elválasztót használ, amely megköveteli a gél-elektrolit beépítését, akkor azt meg kell tölteni a megfelelő mennyiségű elektrolit folyadékkal.
6. Érintkező párnák beszerelése, csomagolása védőburkolatba és a kiálló részek vágása.
7. A külső akkumulátor csatlakozók telepítve vannak.
8. Töltési / kisülési ellenőrzési ciklust és tesztelést végeznek.
9. A levágást, a kapacitás szerinti válogatást és a megfelelő jelölések rajzolását végzik.
10. Ha szükséges, vezetékeket forrasztunk az akkumulátor kivezetéseire.
11. A minőség-ellenőrzést elvégezzük, az akkumulátorcellák csomagolását a házban, amelyen fel vannak tüntetve a szükséges jelölés és csomagolás.

A működés elve és az eszköz lítium-polimer akkumulátor

A Li pol akkumulátorok működésének elve egy félvezető hatás használatán alapszik polimer anyagokban, elektrolit-ionokkal együtt. Az elektrolit hozzáadása a polimerekhez növeli azok ionvezető képességét, miközben megőrzi a műanyag szigetelő tulajdonságait az elektronokhoz képest.

Az elektromotoros erő a lítium-ionokkal szemben a szén (általában grafit) anódja (plusz) és a kobalt, vanádium-oxid vagy mangán anódja (plusz) anódja (plusz) és lítiumsókkal polimer-elektrolitba helyezett katódja (mínusz) között fordul elő.

Háromféle polimer elektrolit létezik:

1. A teljesen száraz polimer elektrolitok, amelyek műanyag lítiumsók hozzáadásával, szobahőmérsékleten alacsony áramot adnak, a legtöbb modern eszköz számára nem elegendőek, és drágábbak, mint a szokásos lítium-ion akkumulátorok.
2. A gélszerű polimer elektrolitok, amelyek lágyítók-oldószerekkel száraz polimer elektrolitok, elfogadható kapacitási, áramszilárdsági és költségi mutatókkal rendelkeznek, és a gyakorlatban leggyakrabban használhatók.
3. A lítium-sók nemvizes oldatai a mikrorózus polimer mátrixban eloszlás útján oszlanak el.

A hatalmas áron forgalmazott Li Po akkumulátorok valójában olyan hibridek, amelyek nemcsak a tiszta, száraz polimer elektrolitot, hanem egy kis mennyiségű gél-elektrolitot is tartalmaznak, amely lítium-ion forrásokat is tartalmaz.

A szilárd polimer elektrolitban a gél-elektrolit inklúziókkal történő növekedése növeli annak ionvezető képességét és elektromos tulajdonságait, különösen az üzemi áram megemelkedik a modern korszerű kis méretű eszközökhöz szükséges értékig.

Lítium-polimer akkumulátor: Előnye és hátránya

A Li-polimer tápegységek a következő előnyökkel rendelkeznek:

• nagy energia sűrűségük tömegükhöz viszonyítva, 4-5-szer nagyobb, mint a nikkel-kadmium elemeknél, és 3-4-szer nagyobb, mint a nikkel-fém-hidrid energiaforrásoké;
• alacsony önkisüléses áram és magas áramhatékonyság;
• rugalmas és nagyon vékony termékek készítésének képessége;
• memóriahatás hiánya;
• fenntartja a feszültséget az elfogadható határokon belül az üzemi kisülés során;
• működés közben megengedett hőmérsékletek széles tartománya (-20 és +40 fok között).

A lítium-polimer akkumulátoroknak vannak néhány hátránya:

• tűzveszély túltöltés / túlmelegedés esetén. Ezeknek az akkumulátoroknak védő elektronikát kell használniuk, amely figyelemmel kíséri a töltési áramot és a hőmérsékletet, valamint egy speciális töltési algoritmust;
• az öregedés hatása, ami a kapacitás csökkenéséhez vezet a hosszú távú tárolás és üzemeltetés során (úgy véljük, hogy az akkumulátor évente a kapacitás 20% -át veszíti el);
• meghibásodás mély kisülés során (3 V alatt);
• a 60 fok feletti túlmelegedés és a 4,2 volt feletti túltöltés félelme (4,5 volt feletti feszültség esetén robbanás lehetséges);
• ezekben az elemekben egy vékony héj (általában fólia formájában) használata csökkenti a Li Pol cellák költségeit, ugyanakkor csökkenti azok erősségét.

Hol használják a Li Pol akkumulátorokat?

Ez a fajta áramforrás könnyű és nagy teljesítményének köszönhetően széles körben alkalmazható kis és nagy méretű eszközök energiaellátására, ideértve a következőket:

• mobiltelefonok és okostelefonok;
• rádióvezérelt modellek, kvadrocopterek, mikrosíkok;
• szerszám;
• digitális technológia, ultrakönyvek;
• elektromos autók.

A Li Pol akkumulátor használati útmutatója

A szükséges biztonsági szint biztosítása és az egészséges akkumulátorok élettartamának meghosszabbítása érdekében be kell tartania a következő szabályokat:

1. sérülés vagy akkumulátorok duzzadása esetén nem használhatók, hanem ártalmatlanításra kerülnek;
2. az akkumulátorokat felügyelet alatt, minőségi töltővel kell feltölteni, elkerülve az akkumulátor túlmelegedését. Ha a töltés során égő szaglás, puffadás, gyulladás tapasztalható, azonnal le kell állítania, és húzza ki az akkumulátort a töltőből.
3. jobb az egy nem éghető felületen, például kerámialapon vagy porcelánlapon feltölteni, miután az energiaforrást teljesen feltöltötte, jobb, ha lehűl, és csak akkor kezd el használni;
4. 3 volt alatti kisülést, túlmelegedést vagy túlhűtést, amelyek csökkentik a kapacitást és a töltési és kisülési ciklusok teljes számát, nem szabad megengedni;
5. a LiPo sejtek leghosszabb élettartama elérhető, miközben töltöttségi szintjük 45% -on marad;
6. A LiPo akkumulátorok legjobb töltési módját a Sony töltők biztosítják körülbelül három órán keresztül. Három szakaszban zajlik:
   • Először kb. Egy órán keresztül 70% -ig töltjük az akkumulátort és az akkumulátort 4,2 V feszültségig, 0,5-1 egyenárammal;
   • Újratöltés 1 órás időtartamra 90% -ra, legfeljebb 4,2 V feszültséggel, fokozatosan csökkenő árammal (kb. 0,2-ig a kimeneti áramtól);
   • A harmadik szakaszban egy órán keresztül 100% -ra töltik egy kis, folyamatosan csökkenő árammal.

Az olcsó töltők az első lépésben a töltést 4,2 v feszültség elérésekor fejezik be, így az akkumulátor nem kapja meg teljes kapacitását.

• Kerülje az akkumulátort, a rövidzárlatot vagy a nagyon nagy áramú kisülést, 4,2 volt feletti túltöltést cellás akkumulátor-alkotóelemnél - ezek mindegyik tüzet okoz;
• Ha több Li Pol cellából álló kompozit elemeket használnak, akkor jobb, ha külön töltik őket, vagy használnak külön kiegyenlítő töltést az egyes cellák kiegyenlítésével. Egy ilyen eszköz működésének alapelve az, hogy megállítsa az egyes elemek töltését, amikor azok körülbelül 4,17 volt feszültséget elérnek;
• Mielőtt új elemeket üzembe helyezne, jobb, ha kalibrálják őket dupla teljes töltéssel és kisütéssel.

Egyes Li Pol akkumulátorokban a 2,5 V-nál alacsonyabb kisülés lítium fémezéséhez vezethet, ami vezető hidak kialakulásához vezet az akkumulátor belsejében és a rövidzárlathoz. Ha ilyen akkumulátort tölt, ellenőrizetlen melegítés fordul elő, ami ilyen áramforrás robbanásához vezethet. Ezért az akkumulátorokat, amelyekben a feszültség 3 volt kritikus szint alá esett, nem szabad használni, és ha a feszültség 2,5 voltra és annál kevesebbre esik, azokat meg kell ártalmatlanítani.

Lítium-polimer elemek tárolása

Kívánatos, hogy a töltött LiPo akkumulátorokat védő esetekben szobahőmérsékleten tárolja, miközben 3,6-3,8 voltos töltés alatt áll.

A LiPo cellák tárolása előtt javasoljuk, hogy 40-50% -ig töltsék fel őket, húzzák ki őket az általuk táplált készülékektől, és rendszeresen, legalább hathavonta egyszer ellenőrizzék a töltöttséget.

Lítium-polimer elemek ártalmatlanítása

A LiPo tápegységek ártalmatlanítása különös jelentőséggel bír azok magas tűzveszélye miatt. Kevésbé mérgezőek, mint a nikkel-kadmium elemek, de tartalmaznak még a környezetre ártalmas anyagokat.

A Li-polimer elemek teljes és biztonságos ártalmatlanításához a következő követelményeket kell betartani:

• A lemerült elemeket műanyag tartályokban, víz-sóoldattal (kb. Fél pohár só / 1 liter víz) ártalmatlanítják körülbelül 2 hétig (amíg a gáztermelés leáll) egy nem lakóépületben. Ezt követően szokásos szeméttel dobhatják el;
• A megsemmisítés előtt az elemeket legalább egy voltra ki kell üríteni (ezt izzóként teherként lehet megtenni);
• ha az akkumulátor ház sérült, akkor nem kell lemeríteni, hanem egy víz-só oldatban kell megsemmisíteni;
• ha a kisülést megengedettnél nagyobb áramerősség okozza, amely a maximális C kimenet értékéhez kapcsolódik, akkor az akkumulátornak homok vödörben kell lennie, vagy más tűzvédelmi helyen kell lennie;
• A sóoldatban feldolgozatlan akkumulátorok mechanikus megsemmisítése nem megengedett, ami tüzet okozhat. Különösen veszélyesek ebben a tekintetben a kobalt katódos akkumulátorok.