Bateri polimer litium

Perkembangan teknologi yang berterusan menguntungkan banyak aspek kehidupan manusia. Keperluan untuk mempunyai sumber kuasa berprestasi tinggi dengan keseimbangan keselamatan, kos dan prestasi yang baik telah menyebabkan penciptaan unsur-unsur polimer litium.

Apakah bateri polimer lithium?

Bateri polimer Li adalah bekalan kuasa galvanik yang menggunakan bahan polimer tepu litium sebagai elektrolit.

Teknologi litium-polimer telah menjadi peringkat baru dalam pembangunan sumber kuasa litium-ion, yang telah mengurangkan kos pengeluaran mereka dan membenarkan penciptaan bateri yang kecil dan fleksibel.

Apabila membeli dan menggunakan bateri tersebut, anda mesti memahami tanda yang digunakan untuknya, yang mempunyai ciri-ciri berikut:

• Kapasiti bateri ditunjukkan dalam mAh;
• nombor di sebelah huruf Inggeris S di tanda menandakan bilangan sel individu (tin) dalam bateri, masing-masing mempunyai voltan nominal 3.7 volt dan maksimum 4.2 volt;
• nombor di sebelah huruf C menunjukkan output semasa maksimum dalam unit C. Jumlah pelepasan maksimum dalam milliamperes per jam adalah sama dengan kapasiti bateri yang didarab dengan nilai ini;
• nombor di sebelah huruf P menunjukkan bilangan tin yang disambung secara selari. Apabila menggunakannya boleh, nilai ini biasanya tidak ditunjukkan.

Oleh itu, penetapan 2600 mAh 3S 20C bermaksud bateri 2600 mAh Li-polimer dengan voltan nominal 11.1 volt (maksimum 12.6 voltan), dengan tiga bank bersambung secara siri dan arus pelepasan yang dibenarkan 52 amperes (2600x20 = 52000 mA).

Bagaimanakah pengeluaran bateri polimer litium

Dalam pembuatan bekalan kuasa Li-polimer, teknologi ini digunakan:

1. Penggantungan digunakan secara terkawal dengan bahan aktif katod dan anod (dua proses yang berbeza) pada permukaan aluminium atau tembaga foil, yang bertindak sebagai pengumpul semasa.
2. Kerajang dengan bahan yang digunakan adalah kering, dipotong menjadi unsur-unsur saiz dan bentuk yang diperlukan.
3. Penyediaan pemisah elektrolit polimer dilakukan, yang kemudiannya diletakkan di antara lapisan foil dengan bahan aktif katod dan anod.
4. Bateri multilayer sedang dipasang, dimeterai dan dikeringkan.
5. Apabila menggunakan pemisah polimer yang memerlukan kemasukan elektrolit gel, ia dipenuhi dengan jumlah yang tepat cecair elektrolit.
6. Pemasangan pad kenalan, pembungkusan dalam kulit pelindung dan memotong bahagian-bahagian yang menonjol.
7. Terminal bateri luaran dipasang.
8. Kitaran kawalan dan pelepasan caj / pelepasan dilakukan.
9. Mengambil, menyusun dengan kapasiti dan lukisan yang sesuai ditetapkan.
10. Sekiranya perlu, wayar disalurkan ke terminal bateri.
11. Kawalan kualiti dijalankan, pembungkusan sel-sel bateri di perumahan, yang digunakan menandakan dan pembungkusan yang diperlukan.

Prinsip operasi dan bateri litium polimer peranti

Prinsip pengendalian bateri Li pol didasarkan pada penggunaan kesan semikonduktor dalam bahan polimer dengan kemasukan ion elektrolit. Penambahan elektrolit kepada polimer menyebabkan peningkatan kekonduksian ionnya sambil mengekalkan sifat penebat plastik berkenaan dengan elektron.

Daya elektromotif yang berkaitan dengan ion litium berlaku akibat tindak balas kimia antara anod (ditambah) karbon (biasanya grafit) dan katod (minus) kobalt, vanadium oksida atau mangan, diletakkan dalam elektrolit polimer dengan garam litium.

Terdapat tiga jenis elektrolit polimer:

1. Elektrolit polimer sepenuhnya kering, yang plastik dengan penambahan garam litium, memberikan arus yang rendah pada suhu bilik, tidak mencukupi untuk kebanyakan peranti moden dan lebih mahal daripada bateri lithium-ion konvensional.
2. Elektrolit polimer seperti gel, yang elektrolit polimer kering yang diselaraskan dengan pelarut pelarut, mempunyai kapasitansi yang diterima, kekuatan semasa dan kos dan paling sering digunakan dalam amalan.
3. Larutan bukan lisan garam litium yang diedarkan dalam matriks polimer microporous dengan penyerapan.

Bateri Li Po secara besar-besaran sebenarnya adalah hibrid yang menggabungkan bukan sahaja elektrolit polimer kering tulen, tetapi juga sebilangan kecil elektrolit gel, yang juga mengandungi sumber lithium-ion.

Tambahan kemasukan gel elektrolit dalam elektrolit polimer pepejal meningkatkan kekonduksian ionik dan ciri-ciri elektrik, khususnya, peningkatan semasa operasi kepada nilai yang diperlukan untuk kebanyakan peranti bersaiz kecil moden.

Bateri Litium Polimer: Kelebihan dan Kekurangan

Bekalan kuasa Li-polimer mempunyai kelebihan berikut:

• ketumpatan tenaga yang tinggi berhubung dengan jisimnya, 4-5 kali lebih tinggi daripada bateri nikel-kadmium, dan 3-4 kali lebih tinggi daripada sumber kuasa hidrida nikel-logam;
• rendah diri semasa dan kecekapan semasa yang tinggi;
• keupayaan untuk mencipta produk yang fleksibel dan sangat nipis;
• kekurangan kesan memori;
• mengekalkan voltan dalam had yang boleh diterima semasa pelepasan kerja;
• pelbagai suhu yang dibenarkan semasa operasi (dari -20 hingga +40 darjah).

Bateri polimer litium mempunyai beberapa kelemahan:

• bahaya kebakaran jika berlaku pengecasan berlebihan / terlalu panas. Bateri ini memerlukan penggunaan elektronik perlindungan, yang memantau arus dan suhu pengecasan, serta algoritma pengecasan khas;
• kesan penuaan, yang membawa kepada pengurangan kapasiti semasa penyimpanan dan operasi jangka panjang (dipercayai bateri kehilangan sehingga 20% kapasiti untuk setiap tahun);
• kegagalan semasa pelepasan dalam (di bawah 3 volt);
• takut terlalu panas di atas 60 darjah dan berlebihan melebihi 4.2 volt (dengan voltan di atas 4.5 volt, letupan mungkin);
• penggunaan cangkang nipis (biasanya dalam bentuk kerajang) di beberapa bateri ini mengurangkan kos sel Li Pol, tetapi pada masa yang sama mengurangkan kekuatan mereka.

Di manakah bateri Li Pol digunakan?

Jenis kuasa jenis ini disebabkan oleh berat ringan dan kuasa tinggi digunakan secara meluas untuk memberikan kuasa kepada peranti kecil dan bersaiz besar, termasuk:

• telefon bimbit dan telefon pintar;
• model kawalan radio, quadrocopters, mikroplan;
• alat kuasa;
• teknologi digital, ultrabooks;
• kereta elektrik.

Garis Panduan Penggunaan Bateri Li Pol

Untuk memastikan tahap keselamatan yang diperlukan dan memanjangkan hayat bateri yang sihat, anda mesti mematuhi peraturan berikut:

1. di hadapan kerosakan, pembengkakan bateri, mereka tidak boleh digunakan, tetapi mesti dilupuskan;
2. bateri perlu dicas dengan pengecas berkualiti di bawah pengawasan, mengelakkan terlalu panas bateri. Jika semasa mengecas ada bau yang membakar, kembung, pencucuhan, anda mesti segera menghentikannya dan cabut bateri dari pengecas;
3. lebih baik untuk mengecas pada permukaan yang tidak mudah terbakar, contohnya pada jubin seramik atau plat porselin, setelah mengisi sumber kuasa sepenuhnya, lebih baik untuk membiarkannya sejuk dan hanya mula menggunakannya;
4. pelepasan di bawah 3 volt, overheating atau overcooling, yang mengurangkan kapasiti dan jumlah jumlah kitaran pelepasan caj, tidak boleh dibenarkan;
5. Kehidupan paling lama sel-sel LiPo dicapai dengan mengekalkan tahap caj mereka pada tahap 45%;
6. Mod pengecasan terbaik untuk bateri LiPo disediakan oleh pengecas Sony selama lebih kurang tiga jam. Ia berlaku dalam tiga peringkat:
   • Pertama, selama kira-kira satu jam, pengecasan dilakukan sehingga 70% dengan arus langsung 0.5-1 dari output semasa bateri ke voltan sebanyak 4.2 volt;
   • Pengisian semula dengan jangka masa 1 jam hingga 90% dengan voltan tidak lebih dari 4.2 volt dengan arus menurun secara beransur-ansur (sehingga kira-kira 0.2 dari output semasa);
   • Pada peringkat ketiga, pengecasan dilakukan lebih dari satu jam hingga 100% dengan aliran kecil yang terus menurun.

Pengecas murah mengakhiri pertuduhan pada peringkat pertama, apabila mencapai voltan sebanyak 4.2 v, jadi bateri tidak mendapat kapasiti penuh.

• Elakkan daripada mengejutkan bateri, litar pintas atau pelepasan dengan arus yang sangat tinggi, mengecas lebih daripada 4.2 voltan setiap bateri - semuanya menyebabkan penyebab kebakaran;
• jika bateri komposit beberapa sel Li Pol digunakan, lebih baik mengecasnya secara berasingan, atau menggunakan cas penyamaan khas dengan mengimbangi bagi setiap sel. Prinsip pengendalian peranti semacam itu adalah untuk menghentikan caj unsur-unsur individu apabila mereka mencapai voltan kira-kira 4.17 volt;
• Sebelum meletakkan bateri baru beroperasi, lebih baik untuk mengkalibrasi mereka dengan bayaran penuh dan pelepasan.

Di sesetengah bateri Li Pol, pelepasan yang lebih rendah daripada 2.5 volt boleh menyebabkan metalisasi litium, yang membawa kepada penciptaan jambatan konduktif di dalam bateri dan litar pintas. Apabila mengecas bateri seperti itu, pemanasan tidak terkawal berlaku, yang boleh membawa kepada letupan sumber kuasa tersebut. Oleh itu, bateri di mana voltan yang jatuh di bawah paras kritikal 3 volt adalah lebih baik untuk tidak digunakan, dan jika voltan jatuh ke 2.5 volt dan ke bawah, ia mesti dilupuskan.

Bagaimana untuk menyimpan bateri litium polimer

Adalah wajar untuk menyimpan bateri LiPo yang dikenakan dalam kes perlindungan pada suhu bilik semasa mengecas pada tahap 3.6-3.8 volt.

Sebelum menyimpan sel-sel LiPo, disarankan agar mereka dikenakan bayaran sehingga 40-50%, diputuskan dari peranti yang mereka kuasa dan secara berkala, sekurang-kurangnya sekali setiap enam bulan, periksa tahap caj.

Pelupusan bateri polimer litium

Pelupusan bekalan kuasa LiPo adalah relevan kerana bahaya api yang tinggi. Mereka kurang toksik daripada bateri nikel-kadmium, tetapi masih mengandungi bahan-bahan yang berbahaya kepada alam sekitar.

Untuk sepenuhnya dan selamat melupuskan bateri Li-polimer, keperluan berikut mesti dipatuhi:

• Bateri yang dicairkan dilupuskan dalam bekas plastik dengan larutan garam air (kira-kira setengah gelas garam setiap 1 liter air) selama 2 minggu (sehingga pengeluaran gas berhenti) di bangunan bukan kediaman. Selepas itu, mereka boleh dibuang dengan sampah biasa;
• Sebelum pelupusan, bateri mesti dilepaskan kepada sekurang-kurangnya satu volt (ini boleh dilakukan dengan mentol lampu sebagai beban);
• jika kes bateri rosak, maka ia tidak perlu dilepaskan, tetapi ia mesti dilupuskan dalam larutan garam air;
• jika pelepasan dihasilkan oleh arus lebih daripada yang dibenarkan, yang berkaitan dengan nilai output semasa maksimum C, maka bateri harus berada dalam baldi pasir atau di tempat lain dengan perlindungan terhadap kebakaran;
• Pemusnahan mekanikal bateri yang tidak diproses dalam garam tidak dibenarkan, yang boleh mengakibatkan kebakaran. Terutama berbahaya dalam hal ini ialah bateri dengan katod kobalt.