Ličio jonų ir nikelio-kadmio baterijos yra dvi populiarios autonominių maitinimo šaltinių klasės. Kiekvienas iš jų turi tam tikras geriausios taikymo ribas, o vartotojo nesėkmės dažnai būna susijusios su tokių baterijų savybių ignoravimu. Li-Ion ir NiCd akumuliatoriai pasižymi daugybe panašių savybių savo chemine sudėtimi, poveikiu aplinkai, naudojimu ir kaina.
Turinys
Ką bendro turi „Li-Ion“ ir „Ni-Cd“ akumuliatoriai
Šių baterijų klasių formas ir kai kuriuos parametrus nustato GOST 26692-85. Visų pirma. Šis standartas nustatomas abiem rūšims:
- Bendrieji matmenys
- Priėmimo ir tikrinimo tvarka.
- Saugaus naudojimo sąlygos.
- Pristatymo išsamumas.
- Ženklinimas, pakavimas ir gabenimas vartotojams.
- Saugaus naudojimo instrukcijų sąrašas.
- Gamintojo garantijos.
Svarbu! Kadangi šio tipo akumuliatorių paskirtis nuolat plečiasi, neseniai buvo pristatytas ir pradėtas taikyti GOST R IEC 61426-1-2014, nustatantis bendruosius reikalavimus baterijoms, naudojamoms kaip atsinaujinantys energijos šaltiniai (pavyzdžiui, fotoelektrose).
Baterijų talpos diapazonai taip pat yra įprasti: juos abu galima gaminti su rodikliais nuo 1,2 iki 3,6 Ah · ar daugiau. Bendroji savybė taip pat gali būti vadinama įkrovimo / iškrovimo ciklų efektyvumu, kuris, priklausomai nuo konkretaus gamintojo, yra 70 ... 90%.
Li-Ion ir Ni-Cd akumuliatorių skirtumai
Palyginkime šias charakteristikas: elektrocheminių procesų esmę, poveikį aplinkai, kainą, veikimo ypatybes ir produktyvumą, taip pat praktinį pritaikymą.
Nikelio kadmio baterija kaip anodą naudoja neigiamą kadmį (neigiamąjį galą), nikelio oksihidroksidą kaip katodą (teigiamąjį galą), o vandeninį kalio hidroksidą - kaip elektrolitą.
Ličio jonų akumuliatorius naudoja grafitą kaip anodą, ličio oksidą katodui ir ličio druską kaip elektrolitą. Ličio jonai juda iš neigiamo elektrodo į teigiamą iškrovos metu ir kraunant priešinga kryptimi.
| Pavadinimas | Ličio jonų maitinimo šaltiniai | Ni-Cd maitinimo šaltiniai |
|---|---|---|
| Įtampa | 3,6 / 3,7 V | 1,2 V |
| Darbo ciklų skaičius | Iki 1200 | Iki 2000 m |
| Įkrovimo / iškrovimo efektyvumas | 80…90 % | 70…90 % |
| Savaiminio iškrovimo proceso intensyvumo priklausomybė nuo temperatūros (per mėnesį) | Iki 8% esant 21 ° C Iki 15% esant 40 ° C Iki 31% esant 60 ° C | Iki 10 proc. |
| Energijos tankis | 250 ... 620 W h / l | 50 ... 150 W h / l |
| Šalinimas | Mažai pavojingos atliekos | Pavojingos atliekos |
Ni-Cd akumuliatoriuose yra nuo 6% (pramoniniams šaltiniams) iki 18% (vartotojams skirtų akumuliatorių) kadmio, kuris yra toksiškas sunkusis metalas, todėl jį reikia ypatingai atsargiai išimti ir utilizuoti. Tokios atliekos laikomos pavojingomis aplinkai. Tuo pat metu visi ličio jonų akumuliatorių komponentai yra ekologiški, nes ličio nėra toksiško metalo.
Kalbant apie kainą, ličio jonų akumuliatorius yra maždaug 40% brangesnis nei nikelio-kadmio. Tai paaiškinama didelėmis gamybos sąnaudomis, susijusiomis su papildomos apsaugos grandinės, kuri kontroliuoja įtampos, srovės ir galios parametrus, tiekimu.
Geriau už ličio jonus yra nikelio-kadmio
Didžiausias nikelio ir kadmio akumuliatorių trūkumas yra jų atsidavimas vadinamajam „atminties efektui“, kai jie kelis kartus iškraunami ir įkraunami į tą pačią galią.Akumuliatorius „prisimena“ įkrovimo ciklo tašką, kuriame prasidėjo įkrovimas, o vėlesnio naudojimo metu įtampa staiga krinta, tarsi akumuliatorius būtų išsikrovęs.
Tačiau akumuliatoriaus talpa iš tikrųjų tik šiek tiek sumažėja. Kai kurie elektroninių prietaisų tipai yra specialiai sukurti taip, kad pakankamai ilgai galėtų atlaikyti tokį įtampą - kad įtampa grįžtų į normalią būseną. Tačiau kai kurie įrenginiai ir įtaisai per šį laikotarpį yra išjungti, todėl akumuliatorius atrodo „miręs“ anksčiau nei įprasta.
Panašus poveikis, vadinamas streso depresija, yra pakartotinio įkrovimo rezultatas. Tokiu atveju akumuliatorius visiškai įkraunamas, tačiau po trumpo veikimo greitai išsikrauna.
Kita problema yra „atvirkštinio įkrovimo“ efektas, atsirandantis dėl vartotojo klaidos arba visiškai išsikrovus kelių elementų akumuliatoriui. Atbulinis įkrovimas sutrumpina baterijos veikimo laiką. Šalutinis atvirkštinio įkrovimo produktas yra pavojingos vandenilio dujos.
Įdomus faktas: atvirkštinis įkrovimas vyksta nereguliariai naudojant nikelio-kadmio energijos šaltinius. Tada akumuliatoriuose susidaro ir pasklinda dendritai - ploni laidūs kristalai, kurie gali prasiskverbti pro atskyrimo membraną tarp elektrodų. Tai lemia vidinį trumpąjį jungimą ir priešlaikinį akumuliatoriaus gedimą.
Ličio jonų akumuliatoriams, priešingai, nereikia aukšto lygio aptarnavimo. Juos galima įkrauti dar prieš visiškai išsikrovus (nesudarant „atminties efekto“) ir veikti platesniame temperatūrų diapazone. Palyginti su Ni-Cd, ličio jonų tirpale savaiminis išsikrovimas yra mažesnis nei pusė visos talpos, o tai padidina tokios baterijos tarnavimo laiką. Todėl ličio jonų akumuliatorių galima laikyti kelis mėnesius neprarandant įkrovos.
Geriau nei nikelio kadmio akumuliatorius yra ličio jonų
NiCd baterijas galima surinkti į akumuliatorių paketus arba naudoti atskirai. Šios baterijos yra mažos ir mažos, todėl jas galima naudoti kasdieniame gyvenime, pavyzdžiui, žibintuvėliuose, nešiojamojoje elektronikoje, fotoaparatuose ir vaizdo kamerose, taip pat žaisluose. Mažų dydžių nikelio-kadmio akumuliatoriai geriau užtikrina aukšto impulsinio srauto su santykinai mažu vidiniu pasipriešinimu, todėl jie yra priimtinesni nuotoliniu būdu valdomiems elektra valdomiems orlaivių, valčių, automobilių modeliams, belaidžiams elektriniams įrankiams, taip pat aprūpinti blykstės elementais, kai jų tarnavimo laikas yra ilgesnis. talpos vertė mah neturi ypatingo vaidmens.
Didelės Ni-Cd baterijos naudojamos starteriams, elektromobiliams ir kaip atsarginiai energijos šaltiniai.
Svarbu! Pastebimas ličio jonų akumuliatoriaus trūkumas yra jo trapumas. Todėl, norint užtikrinti saugų veikimą, tokiai baterijai reikia specialios apsaugos grandinės.
Apsauginė grandinė yra skirta apriboti didžiausią įtampą akumuliatoriaus ar akumuliatoriaus įkrovimo metu. Tai pašalina nepakankamą įtampą, kurią galima pastebėti, kai išsikrauna maitinimo šaltinis. Siekiant užkirsti kelią ekstremalioms temperatūroms ir pagerinti naudojimo saugumą, taip pat kontroliuojama temperatūra gaubte. Visa tai padidina ličio jonų akumuliatoriaus kainą ir padidina jo dydį.
Atsižvelgiant į tokias savybes kaip didelis energijos tankis, atminties trūkumas ir lėtas įkrovimo praradimas, ličio jonų akumuliatoriai pirmiausia naudojami kariniams tikslams aviacijos ir kosmoso technologijose, taip pat šiuolaikinių elektrinių transporto priemonių energijos šaltiniai (kai svarbu lengvas svoris ir matmenys). .
Kuris yra geresnis: Li-Ion arba Ni-Cd
Neįmanoma aiškiai atsakyti į šį klausimą ir nebūtina. Kiekvienas akumuliatoriaus tipas turi savo racionalų pritaikymą.„Ni-Cd“ baterija yra pigesnė ir pasižymi dideliu įkrovimo / iškrovimo ciklų skaičiumi (tačiau to nereikėtų daryti dažnai!). Li-Ion akumuliatoriui būdingas kompaktiškas dydis, ilgas akumuliatoriaus veikimo laikas ir „atminties efekto“ nebuvimas, jis gali veikti platesniame temperatūrų diapazone.
Vis dar turite klausimų? Paklauskite jų komentaruose!
