סוללות ליתיום יון

במשך זמן רב, מצבר חומצות היה המכשיר היחיד שיכול לספק עצמים ומנגנונים אוטונומיים עם זרם חשמלי. למרות הזרם המרבי המרבי והמינימום ההתנגדות הפנימית, לסוללות כאלה היו מספר חסרונות שהגבילו את השימוש בהם במכשירים הצורכים כמות גדולה של חשמל או בחללים סגורים. בהקשר זה, סוללות ליתיום-יון נטולות איכויות שליליות רבות של קודמותיהן, אם כי יש להן חסרונות.

מהי סוללת ליתיום יון

סוללות הליתיום הראשונות הופיעו לפני 50 שנה. מוצרים כאלה היו סוללה רגילה בה הותקן אנודה ליתיום כדי להגדיל את רמת תפוקת הכוח. מוצרים כאלה היו בעלי מאפיינים מבצעיים גבוהים מאוד, אך אחד החסרונות החמורים ביותר היה ההסתברות הגבוהה להצתה של ליתיום במהלך חימום יתר של הקתודה. בהתחשב בתכונה זו, מדענים החליפו עם הזמן את היסוד הטהור ביוני מתכת, והתוצאה הבטיחה משמעותית את הבטיחות.

סוללות li-ion מודרניות אמינות מאוד ומסוגלות לעמוד במספר גדול של מחזורי פריקת טעינה. יש להם אפקט זיכרון מינימלי ומשקל נמוך יחסית. בשל תכונות אלה, סוללת ליתיום נמצאת בשימוש נרחב במכשירים רבים. ניתן להשתמש במוצר כסוללה, בצורה של סוללות למכשירי חשמל ביתיים, כמו גם כמקור כוח משיכה יעיל ביותר.

כיום למכשירים כאלה יש מספר חסרונות:

• עלות גבוהה;
• לא אוהב פריקות עמוקות;
• עלול למות בטמפרטורות נמוכות;
• לאבד יכולת בעת התחממות יתר.

כמו אנלוגים מתקדמים יותר שתוכלו למצוא פולימר ליתיום או ליתיום טיטנט סוללות, אך הן עולות משמעותית יותר.

איך ייצור סוללות li-ion

סוללות ליתיום-יון מיוצרות במספר שלבים:

1. ייצור אלקטרודות.
2. שילוב אלקטרודות לסוללה.
3. התקנת לוח ההגנה.
4. התקן את הסוללה בתיק.
5. מילוי אלקטרוליט.
6. בדיקות וטעינה.

בכל שלבי הייצור יש לבצע אמצעי טכנולוגיה ובטיחות, שבסופו של דבר מאפשרים לך להשיג מוצר איכותי.

כקתודה בסוללות ליתיום-יון משתמשים בנייר כסף עם חומר המכיל ליתיום המונח על פני השטח שלו.

ניתן להשתמש בתרכובות הליתיום שלהלן, בהתאם למטרת הסוללה:

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

בייצור מקורות כוח גליליים בגדלים AA ו- AAA, האלקטרודה הראשית מפותלת לרולדה המופרדת מהאנודה על ידי מפריד. עם שטח גדול של הקתודה, שלסרטו עובי מינימלי, ניתן להשיג עוצמת אנרגיה גבוהה של המוצר.

עקרון הפעולה וסוללת li-ion המכשיר

סוללת הליתיום-יון פועלת באופן הבא:

1. כאשר זרם חשמלי קבוע מסופק למגעי הסוללה, קטיוני ליתיום עוברים לחומר האנודה.
2. במהלך הפריקה, יוני ליתיום עוזבים את האנודה וחודרים לדיאלקטרי לעומק של 50 ננומטר.

ב"חיים "של סוללת ליתיום-יון מחזורים כאלה יכולים להיות עד 3,000, בעוד שהמצבר יכול לוותר כמעט על כל הזרם החשמלי שנצבר במהלך הטעינה.פריקה עמוקה אינה מביאה לחמצון הצלחות, שמבדיל לטובה מוצרים כאלה בהשוואה לסוללות חומצה.

לא כל סוללות הלי-יון סובלות פריקות עמוקות היטב. אם סוללה כזו מותקנת בטלפון או במצלמה (כמו AAA), אז כאשר הסוללה פרוקה עמוקה, לוח הבקר יחסום את האפשרות לטעון את הסוללה מסיבות בטיחות, לכן אי אפשר לטעון אותה ללא מטען מיוחד. אם זו סוללת ליתיום מתיחה עבור מנוע חיצוני, אז פריקה עמוקה לא תבהיל אותה בכלל.

בניגוד לסוללות מסוג אצבעות, סוללות מורכבות מורכבות ממספר מקורות חשמל נפרדים המחוברים במקביל או בסדרה. שיטת החיבור תלויה באיזה אינדיקטור חשמל צריך להיות מוגבר.

גדלים וסוגי סוללות li-ion

סוללות ליתיום-יון נפוצות. מקורות כאלה של זרם חשמלי משמשים במכשירים ביתיים, גאדג'טים ואפילו מכוניות. בנוסף מיוצרים סוללות ליתיום-יון תעשייתיות, בעלות קיבולת גדולה ומתח גבוה. הפופולריים ביותר הם הסוגים הבאים של סוללות ליתיום:

שתי הספרות הראשונות של ייעודים כאלה מצביעות על קוטר המוצר, הזוג השני - האורך. "0" האחרון נקבע אם הסוללות גליליות.

בנוסף לסוללות גליליות, התעשייה מייצרת גם סוללות מהסוג "קרונה"מתח 9 וולט וסוללות תעשייתיות עוצמתיות עם מתח של 12 וולט, 24 וולט, 36 וולט ו 48 וולט.

בהתאם לאלמנטים שמתווספים למוצר, הסימנים הבאים עשויים להופיע במארז הסוללה:

• ICR המכיל קובלט;
• IMR - - - - מנגן;
• INR - - - - ניקל ומנגן;
• NCR - - - - ניקל וקובלט.

סוללות ליתיום נבדלות זו מזו ולא רק בתוספות כימיות, אלא בעיקר בקיבולת ובמתח. שני פרמטרים אלה קובעים את אפשרות השימוש בהם במכשירים חשמליים מסוגים שונים.

היכן משתמשים בסוללות li-ion?

אין לסוללות ליתיום-יון שום אלטרנטיבה בה אתה זקוק לסוללה המסוגלת לספק חשמל בנפח כמעט מלא, ולעשות מספר גדול של מחזורי טעינה / פריקה מבלי לצמצם את הקיבולת. היתרון במכשירים כאלה הוא משקלם הנמוך יחסית, מכיוון שאין צורך להשתמש ברשתות עופרת במכשירים כאלה.

בהתחשב במאפייני הביצועים הגבוהים, ניתן להשתמש במוצרים כאלה:

1. כסוללות מתחילים. סוללות ליתיום למכוניות הולכות ומתגברות בכל שנה, הודות להתפתחויות חדשות שיכולות להפחית את עלויות הייצור. לרוע המזל, מחיר הסוללות מסוג זה יכול להיות גבוה מאוד וזו הסיבה שבעלי רכב רבים אינם יכולים להרשות לעצמם מצבר כזה. החסרונות של סוללות ליתיום-יון כוללים ירידה משמעותית בהספק בטמפרטורות שמתחת למינוס 20 מעלות, כך שהפעלת מוצרים כאלה באזורים הצפוניים תהיה לא מעשית.
2. כמכשירי גרירה. בשל העובדה שסוללות ליתיום-יון נושאות בקלות פריקה עמוקה, הן משמשות לרוב כמתאמה למנועים חשמליים לסירה. אם כוח המנוע אינו גדול מדי, הרי שמספיק טעינה אחת ל 5-6 שעות של פעולה רציפה, וזה די מספיק לדיג או לצאת לטיול בסירה. סוללות ליתיום-יון גרירה מותקנות על ציוד טעינה שונה (מערמות חשמליות, מלגזות חשמליות) הפועלות בחללים סגורים.
3. במכשירים ביתיים. סוללות ליתיום-יון משמשות במכשירים ביתיים שונים במקום בסוללות רגילות. מוצרים כאלה בעלי מתח של 3.6 v - 3.7v, אך ישנם דגמים שיכולים להחליף סוללה מלח או אלקליין רגילה ב -1.5 וולט.אתה יכול לפגוש גם סוללות 3 וולט (15270, CR2), שניתן להתקין במקום 2 סוללות סטנדרטיות.

מוצרים כאלה משמשים בעיקר במכשירים רבי עוצמה בהם סוללות המלח הקונבנציונליות פורקות במהירות רבה.

הוראות הפעלה של סוללת Li-ion

אורך חיי סוללת ליתיום מושפע מגורמים רבים שהידע שלהם יגדיל את המשאב בצורה משמעותית. בעת השימוש בסוללה מסוג זה, עליכם:

1. נסה לא לתת לסוללה להיגמר לחלוטין. למרות ההתנגדות הגבוהה של הסוללה לפגיעה כזו, רצוי לא לסחוט מתוכה את כל "המיצים". יש להקפיד במיוחד כשאתה מפעיל סוללות כאלה עם UPS ומנועים חשמליים בעלי עוצמה גבוהה. אם התרחשה פריקה מלאה של הסוללה, יש צורך להחיות אותה מייד, כלומר לחבר אותה למטען מיוחד. ניתן לטלטל את הסוללה גם לאחר שהייה ממושכת במצב פריקה עמוקה, שלשמה יש צורך לבצע טעינה איכותית למשך 12 שעות, ואז לפרוק את הסוללה.
2. אל תחייב יתר. טעינת יתר משפיעה לרעה על ביצועי המוצר. הבקר המובנה לא תמיד מסוגל לכבות את הסוללה בזמן, במיוחד כאשר הטעינה מתבצעת בחדר קר.

בנוסף לטעינת יתר ופריקת יתר, יש להגן על הסוללה מפני השפעות מכניות מוגזמות, מה שעלול להוביל לדיכאון של המקרה ושריפה לרכיבים הפנימיים של הסוללה. מסיבה זו, יש איסור על משלוח סוללות בתוכן ליתיום טהור עולה על 1 גרם.

כיצד לאחסן סוללות ליתיום-יון

אם יש צורך באחסון לטווח ארוך של סוללות ליתיום-יון, על מנת למזער את ההשפעה השלילית על המוצרים, עליך לדבוק בהמלצות הבאות:

1. אחסן את המוצר רק במקום קריר ויבש.
2. יש להסיר את הסוללה מהמכשיר החשמלי.
3. יש לטעון את הסוללה לפני השימור. המתח המינימלי בו לא ייווצרו תהליכי קורוזיה פנימיים שווה ל 2.5 וולט לתא אחד.

בהתחשב בפריקה עצמית קטנה של סוללות כאלה, ניתן לאחסן את הסוללה בצורה זו במשך מספר שנים, אך במהלך תקופה זו יכולת ההרכב של האלמנט בהכרח תפחת.

השלכת סוללות ליתיום-יון

סוללות ליתיום-יון מכילות חומרים המסוכנים לבריאות, ולכן בשום מקרה אין להפריד אותן בבית. לאחר שנגמר לו הסוללה חייבים להחזיר אותה לעיבוד נוסף. במרכזי קבלה ייעודיים אתה יכול לקבל פיצוי כספי עבור סוללת ליתיום ישנה, ​​מכיוון שמוצרים כאלה מכילים אלמנטים יקרים הניתנים לשימוש חוזר.