Lithium-ion batterijen

Lange tijd was een zuuraccumulator het enige apparaat dat autonome objecten en mechanismen van elektrische stroom kon voorzien. Ondanks de grote maximale stroom en minimale interne weerstand, hadden dergelijke batterijen een aantal nadelen die hun gebruik beperkten in apparaten die een grote hoeveelheid elektriciteit verbruiken of in besloten ruimtes. In dit opzicht missen lithium-ionbatterijen veel negatieve eigenschappen van hun voorgangers, hoewel ze nadelen hebben.

Wat is een lithium-ionbatterij

De eerste lithiumbatterijen verschenen 50 jaar geleden. Dergelijke producten waren een gewone batterij waarin een lithiumanode werd geïnstalleerd om het vermogen te verhogen. Dergelijke producten hadden zeer hoge operationele kenmerken, maar een van de ernstigste nadelen was de grote kans op ontsteking van lithium tijdens kathodeoververhitting. Gezien deze functie hebben wetenschappers het zuivere element in de loop van de tijd vervangen door metaalionen, wat resulteerde in een aanzienlijk verhoogde veiligheid.

Moderne li-ionbatterijen zijn zeer betrouwbaar en bestand tegen een groot aantal laad-ontlaadcycli. Ze hebben een minimaal geheugeneffect en een relatief laag gewicht. Vanwege deze eigenschappen wordt een lithiumbatterij veel in veel apparaten gebruikt. Het product kan worden gebruikt als een batterij, in de vorm van batterijen voor huishoudelijke apparaten, maar ook als een zeer efficiënte tractievoeding.

Tegenwoordig hebben dergelijke apparaten verschillende nadelen:

• hoge kosten;
• hou niet van diepe ontladingen;
• kan bij lage temperaturen sterven;
• verlies capaciteit bij oververhitting.

Als meer geavanceerde analogen die u kunt vinden lithiumpolymeer of lithiumtitanaat batterijen, maar ze kosten aanzienlijk meer.

Hoe is de productie van li-ionbatterijen

Lithium-ionbatterijen worden in verschillende fasen geproduceerd:

1. De vervaardiging van elektroden.
2. Elektroden combineren in een batterij.
3. De beschermplaat installeren.
4. Plaats de batterij in de behuizing.
5. Elektrolyt vullen.
6. Testen en opladen.

In alle stadia van de productie moeten technologie- en veiligheidsmaatregelen worden gevolgd, waardoor u uiteindelijk een kwaliteitsproduct krijgt.

Als een kathode in lithium-ionbatterijen wordt een folie gebruikt met een substantie die op het oppervlak is afgezet dat lithium bevat.

De volgende lithiumverbindingen kunnen worden gebruikt, afhankelijk van het doel van de batterij:

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

Bij de vervaardiging van cilindrische stroombronnen met afmetingen AA en AAA wordt de hoofdelektrode in een rol gedraaid, die door een separator van de anode wordt gescheiden. Met een groot oppervlak van de kathode, waarvan de film een ​​minimale dikte heeft, is het mogelijk om een ​​hoge energie-intensiteit van het product te bereiken.

Het werkingsprincipe en de li-ionbatterij van het apparaat

De lithium-ionbatterij werkt als volgt:

1. Wanneer een constante elektrische stroom aan de batterijcontacten wordt geleverd, verplaatsen lithiumkationen zich in het anodemateriaal.
2. Tijdens ontlading verlaten lithiumionen de anode en dringen ze het diëlektricum binnen tot een diepte van 50 nm.

In de 'levensduur' van een lithium-ionbatterij kunnen dergelijke cycli tot 3.000 duren, terwijl de batterij bijna alle elektrische stroom kan afstaan ​​die tijdens het opladen is opgebouwd.Diepe ontlading leidt niet tot oxidatie van de platen, wat dergelijke producten gunstig onderscheidt in vergelijking met zuurbatterijen.

Niet alle li-ionbatterijen verdragen diepe ontladingen goed. Als een dergelijke batterij in de telefoon of camera (zoals AAA) is geïnstalleerd, blokkeert de controllerkaart om veiligheidsredenen de mogelijkheid om de batterij om veiligheidsredenen op te laden. Daarom kan deze niet worden opgeladen zonder een speciale oplader. Als dit een tractie-lithiumbatterij is voor een buitenboordmotor, is een diepe ontlading helemaal niet beangstigend.

In tegenstelling tot vinger-type batterijen, bestaan ​​complexe batterijen uit verschillende afzonderlijke bronnen van stroom die parallel of in serie zijn verbonden. De verbindingsmethode hangt af van welke indicator van elektriciteit moet worden verhoogd.

Maten en soorten li-ionbatterijen

Lithium-ionbatterijen zijn wijdverbreid. Dergelijke bronnen van elektrische stroom worden gebruikt in verschillende huishoudelijke apparaten, gadgets en zelfs auto's. Bovendien worden industriële lithium-ionbatterijen vervaardigd, die een grote capaciteit en hoge spanning hebben. De meest populaire zijn de volgende soorten lithiumbatterijen:

De eerste twee cijfers van dergelijke aanduidingen geven de diameter van het product aan, het tweede paar - de lengte. De laatste "0" wordt ingesteld als de batterijen cilindrisch zijn.

Naast cilindrische batterijen produceert de industrie ook batterijen van het type "kroon"9v spanning en krachtige industriële batterijen met een spanning van 12v, 24v, 36v en 48v.

Afhankelijk van de elementen die aan het product zijn toegevoegd, kunnen de volgende markeringen op de batterijhouder verschijnen:

• ICR - bevattende kobalt;
• IMR - - - - mangaan;
• INR - - - - nikkel en mangaan;
• NCR - - - - nikkel en kobalt.

Lithiumbatterijen verschillen niet alleen in grootte en chemische additieven, maar vooral in capaciteit en spanning. Deze twee parameters bepalen de mogelijkheid van gebruik in verschillende soorten elektrische apparaten.

Waar worden li-ionbatterijen gebruikt?

Lithium-ionbatterijen hebben geen alternatief wanneer u een batterij nodig hebt die in bijna volledig volume elektriciteit kan leveren en een groot aantal laad- / ontlaadcycli doorloopt zonder de capaciteit te verminderen. Het voordeel van dergelijke apparaten is hun relatief lage gewicht, omdat het niet nodig is om loodroosters in dergelijke apparaten te gebruiken.

Gezien de hoge prestatiekenmerken kunnen dergelijke producten worden gebruikt:

1. Als startaccu's. Lithiumbatterijen voor auto's worden elk jaar goedkoper, dankzij nieuwe ontwikkelingen die de productiekosten kunnen verlagen. Helaas kan de prijs van dergelijke batterijen erg hoog zijn, waardoor veel autobezitters zich geen dergelijke batterij kunnen veroorloven. De nadelen van lithium-ionbatterijen zijn een aanzienlijke vermogensdaling bij temperaturen onder min 20 graden, dus de werking van dergelijke producten in de noordelijke regio's is onpraktisch.
2. Als tractie-apparaten. Vanwege het feit dat lithium-ionbatterijen gemakkelijk een diepe ontlading hebben, worden ze vaak gebruikt als tractie voor boot-elektromotoren. Als het motorvermogen niet te groot is, is één lading voldoende voor 5-6 uur continu gebruik, wat voldoende is om te vissen of een boottocht te maken. Lithium-ionbatterijen van tractie worden geïnstalleerd op verschillende laadapparatuur (elektrische stapelaars, elektrische vorkheftrucks) die in gesloten ruimtes werken.
3. In huishoudelijke apparaten. Lithium-ionbatterijen worden in verschillende huishoudelijke apparaten gebruikt in plaats van standaardbatterijen. Dergelijke producten hebben een spanning van 3,6 v - 3,7 v, maar er zijn modellen die een normale zout- of alkalinebatterij kunnen vervangen door 1,5 volt.U kunt ook 3V-batterijen ontmoeten (15270, CR2), die kan worden geïnstalleerd in plaats van 2 standaardbatterijen.

Dergelijke producten worden voornamelijk gebruikt in krachtige apparaten waarin conventionele zoutbatterijen zeer snel leeg raken.

Gebruiksaanwijzing Li-ionbatterij

De levensduur van een lithiumbatterij wordt beïnvloed door vele factoren, waarvan de kennis de bron aanzienlijk zal vergroten. Wanneer u dit type batterij gebruikt, moet u:

1. Probeer de batterij niet helemaal leeg te laten raken. Ondanks de hoge weerstand van de batterij tegen een dergelijke impact, is het raadzaam om niet alle "sappen" eruit te persen. Wees bijzonder voorzichtig bij het gebruik van dergelijke batterijen met UPS en krachtige elektrische motoren. Als de batterij volledig is ontladen, moet u deze onmiddellijk nieuw leven inblazen, dat wil zeggen deze op een speciale lader aansluiten. U kunt de batterij ook opladen na een lang verblijf in een diepe ontladingstoestand, waarvoor het noodzakelijk is om gedurende 12 uur een hoge kwaliteit op te laden en vervolgens de batterij te ontladen.
2. Niet overladen. Overladen beïnvloedt de productprestaties negatief. De ingebouwde controller kan de batterij niet altijd op tijd uitschakelen, vooral als het opladen in een koude ruimte wordt uitgevoerd.

Naast overladen en overladen, moet de batterij worden beschermd tegen overmatige mechanische invloeden, die kunnen leiden tot drukverlaging van de behuizing en brand aan interne componenten van de batterij. Om deze reden bestaat er een verbod op het verzenden van batterijen waarbij het gehalte aan zuiver lithium groter is dan 1 g.

Hoe lithium-ion batterijen te bewaren

Als er behoefte is aan langdurige opslag van lithium-ionbatterijen, moet u zich houden aan de volgende aanbevelingen om de negatieve impact op de producten te minimaliseren:

1. Bewaar het product alleen op een koele, droge plaats.
2. De batterij moet uit het elektrische apparaat worden verwijderd.
3. De batterij moet worden opgeladen voordat deze wordt bewaard. De minimale spanning waarbij interne corrosieprocessen zich niet zullen vormen, is gelijk aan 2,5 volt per 1 cel.

Gezien de kleine zelfontlading van dergelijke batterijen, is het mogelijk om de batterij gedurende meerdere jaren op deze manier op te slaan, maar gedurende deze periode zal de capaciteit van de cel onvermijdelijk afnemen.

Verwijdering van lithium-ionbatterijen

Lithium-ionbatterijen bevatten stoffen die gevaarlijk zijn voor de gezondheid, dus mogen ze in geen geval thuis worden uit elkaar gehaald. Nadat de batterij leeg is, moet deze worden teruggestuurd voor verdere verwerking. In gespecialiseerde opvangcentra kunt u geld krijgen voor een oude lithiumbatterij, omdat dergelijke producten dure elementen bevatten die opnieuw kunnen worden gebruikt.