A lítium-ion és nikkel-kadmium elemek az autonóm tápegységek két népszerű osztálya. Mindegyiknek megvannak a bizonyos alkalmazási korlátok, és a felhasználói hibák gyakran társulnak az ilyen elemek tulajdonságainak figyelmen kívül hagyásával. Sok hasonló tulajdonsággal bírnak a Li-Ion és NiCd akkumulátorok kémiai összetételük, környezeti hatásuk, felhasználásuk és költségeik között.
Sodrezhanie
Mi a közös a Li-Ion és a Ni-Cd elemekkel?
Az akkumulátorok ezen formáinak formáit és néhány paraméterét a GOST 26692-85 határozza meg. Különösen. Ez a szabvány mindkét típusra beállítja:
- Általános méretek
- Átvételi és tesztelési eljárás.
- A biztonságos használat feltételei.
- A kézbesítés teljessége.
- Címkézés, csomagolás és a fogyasztókhoz történő szállítás.
- A biztonságos üzemeltetéshez szükséges utasítások listája.
- A gyártó szavatosságai.
Fontos! Mivel az ilyen típusú akkumulátorok alkalmazása folyamatosan bővül, a közelmúltban vezették be és alkalmazták a GOST R IEC 61426-1-2014 szabványt, amely meghatározza a megújuló energiaforrásként (például a fotovoltaikus elemekben) használt akkumulátorokra vonatkozó általános követelményeket.
Az akkumulátor-kapacitás tartománya is gyakori: mindkettő előállítható 1,2-3,6 Ah · vagy annál nagyobb mutatókkal. Közös tulajdonságnak nevezik a töltési / kisülési ciklusok hatékonyságát is, amely az adott gyártótól függően 70 ... 90%.
Különbségek a Li-Ion és a Ni-Cd akkumulátorok között
Hasonlítsuk össze a következő jellemzőket: az elektrokémiai folyamatok lényegét, a környezeti hatást, a költségeket, a működés jellemzőit és a termelékenységet, valamint a gyakorlati alkalmazást.
Nikkel-kadmium elem kadmiumot használ anódként (negatív terminális), nikkel-oxi-hidroxidot katódként (pozitív terminális) és vizes kálium-hidroxidot elektrolitként.
Lítium-ion akkumulátor grafitot használ anódként, lítium-oxidot katódhoz és lítium-sót elektrolitként. A lítium-ionok a kisülés során a negatív elektródról a pozitívra mozognak, és töltéskor ellentétes irányba.
| név | Li-ion tápegységek | Ni-Cd tápegységek |
|---|---|---|
| feszültség | 3,6 / 3,7 V | 1,2 V |
| Üzemi ciklusok száma | Akár 1200-ig | 2000-ig |
| Töltés / kisütés hatékonysága | 80…90 % | 70…90 % |
| Az önkisülési folyamat intenzitása hőmérséklettől függ (havonta) | Legfeljebb 8% 21 ° C-on Legfeljebb 15% 40 ° C-on Legfeljebb 31% 60 ° C-on | Legfeljebb 10% |
| Energia sűrűség | 250 ... 620 W h / l | 50 ... 150 W h / l |
| felépülés | Alacsony veszélyes hulladék | Veszélyes hulladék |
A Ni-Cd akkumulátorok 6% (ipari források) és 18% (fogyasztói akkumulátorok) között tartalmaznak kadmiumot, amely mérgező nehézfém, ezért különleges óvatosságot igényel a használt akkumulátor eltávolításakor és ártalmatlanításakor. Az ilyen hulladékot környezeti szempontból veszélyesnek kell tekinteni. Ugyanakkor a lítium-ion akkumulátorok minden alkotóeleme környezetbarát, mivel a lítium nem mérgező fém.
A költségek szempontjából egy lítium-ion akkumulátor körülbelül 40% -kal drágább, mint a nikkel-kadmium. Ennek oka a további feszültség, áram és teljesítmény paramétereit szabályozó kiegészítő védőkör biztosításának jelentős előállítási költsége.
A lítium-ion jobb, mint a nikkel-kadmium
A nikkel-kadmium akkumulátorok legnagyobb hátránya, hogy betartják az úgynevezett „memória hatást”, amikor az akkumulátorokat többször ugyanarra a kapacitási állapotra töltik és töltik fel.Az akkumulátor „emlékszik” a töltési ciklus azon pontjára, amelyen a töltés megkezdődött, és az ezt követő használat során a feszültség hirtelen esni kezd, mintha az akkumulátor lemerült volna.
Az akkumulátor kapacitása azonban valójában csak kissé csökken. Egyes típusú elektronikus eszközöket kifejezetten úgy fejlesztettek ki, hogy elég hosszú időn keresztül ellenálljanak az ilyen feszültségnek - hogy a feszültség visszatérjen normál állapotába. Néhány eszköz és eszköz azonban ebben az időszakban ki van kapcsolva, így az akkumulátor a szokásosnál korábban "lemerült".
Egy hasonló hatás, amelyet stresszdepressziónak neveznek, az ismételt feltöltés eredménye. Ebben az esetben az akkumulátor teljesen fel van töltve, de rövid működés után gyorsan lemerül.
Egy másik probléma a „fordított töltés” hatás, amely felhasználói hiba miatt, vagy amikor több cellából álló elem teljesen lemerült. A fordított töltés lerövidíti az akkumulátor élettartamát. A fordított töltés mellékterméke a hidrogén-gáz, amely veszélyes.
Érdekes tény: a fordított töltés a nikkel-kadmium energiaforrások szabálytalan használatával történik. Ezután dendritek képződnek és elterjednek az elemekben - vékony vezetőképes kristályok, amelyek áthatolhatnak az elektródák közötti elválasztómembránon. Ez belső rövidzárlathoz és az akkumulátor idő előtti meghibásodásához vezet.
A lítium-ion akkumulátorok ezzel szemben nem igényelnek magas szintű szolgáltatást. Újra feltölthetők, mielőtt teljesen lemerülnének („memóriahatás” kialakulása nélkül), és szélesebb hőmérsékleti tartományban működnének. A Ni-Cd-hez képest az lítium-ion oldatban az önkisülés kevesebb, mint a teljes kapacitás fele, ami megnöveli egy ilyen elem élettartamát. Ezért a lítium-ion akkumulátor töltés elvesztése nélkül több hónapig tárolható.
A nikkel-kadmium akkumulátor jobb, mint a Li-ion
A NiCd akkumulátorok összeszerelhetők akkumulátorokba vagy külön felhasználhatók. Ezek az elemek kicsik és aprók, ezért a mindennapi életben felhasználhatók például zseblámpákban, hordozható elektronikában, kamerákban és videokamerákban, valamint játékokban. Kis méret esetén a nikkel-kadmium akkumulátorok jobban biztosítják a magas impulzusáramot, viszonylag alacsony belső ellenállásukkal, ami miatt ezeket előnyben részesítik repülőgépek, csónakok, autók távirányítású, elektromosan vezérelt modelljeinél, vezeték nélküli szerszámoknál, valamint a vakuegységek tápellátásakor, ha élettartamuk és A kapacitás értéke a mah-ban nem játszik különös szerepet.
A nagy Ni-Cd akkumulátorokat légindítókhoz, elektromos járművekhez és tartalék áramforrásokhoz használják.
Fontos! A lítium-ion akkumulátor észrevehető hátránya a törékenység. Ezért a biztonságos működés érdekében egy ilyen akkumulátornak speciális védőáramot kell igénybe vennie.
A védőáramkört úgy tervezték, hogy korlátozza a csúcsfeszültséget az akkumulátor vagy az akkumulátor töltése közben. Ez kiküszöböli az alacsony feszültség lehetőségét, amely megfigyelhető az áramforrás lemerülésekor. A szélsőséges hőmérsékletek megelőzése és az alkalmazás biztonságának javítása érdekében a ház hőmérséklete szintén szabályozott. Mindez növeli a lítium-ion akkumulátor költségeit és méretét.
Figyelembe véve az olyan tulajdonságokat, mint a nagy energia sűrűség, a memória hiánya és a lassú töltésveszteség, a lítium-ion akkumulátorokat elsősorban katonai célokra, a repülés és űrkutatás területén használják, valamint a modern elektromos járművek energiaforrásait (ahol a könnyű súly és a méretek fontosak) .
Melyik a jobb: Li-Ion vagy Ni-Cd
Lehetetlen egyértelműen megválaszolni ezt a kérdést, és erre nincs is szükség. Minden típusú akkumulátornak megvan a maga ésszerű alkalmazása.A Ni-Cd akkumulátor olcsóbb, és jelentős számú töltési / kisütési ciklust tartalmaz (ezt azonban nem szabad gyakran megtenni!). A Li-Ion akkumulátort kompakt mérete, hosszabb akkumulátor-élettartama és „memóriahatás” hiánya jellemzi, szélesebb hőmérsékleti tartományban képes működni.
Még mindig vannak kérdései? Kérdezd meg őket a megjegyzésekben!
