Litium-ion og nikkel-kadmium-batterier er to populære klasser av autonome strømforsyninger. Hver av dem har visse grenser for den beste applikasjonen, og brukerfeil er ofte forbundet med uvitenhet om funksjonene til slike batterier. Li-Ion- og NiCd-batteriene har mange lignende egenskaper, avhengig av kjemisk sammensetning, miljøpåvirkning, anvendelse og kostnad.
Sodrezhanie
Hva har Li-Ion og Ni-Cd-batterier til felles
Skjemaer og noen parametere for disse batteriklasser bestemmes av GOST 26692-85. Spesielt. Denne standarden setter for begge typer:
- Generelle dimensjoner
- Aksept og testprosedyre.
- Betingelser for sikker bruk.
- Leveransens fullstendighet.
- Merking, emballasje og transport til forbrukere.
- Liste over instruksjoner for sikker drift.
- Produsentens garantier.
Viktig! Siden bruken av batterier av denne typen stadig utvides, har GOST R IEC 61426-1-2014 nylig blitt introdusert og brukt, noe som stiller de generelle kravene til batterier som brukes som fornybare energikilder (for eksempel i solceller).
Områdene med batterikapasitet er også vanlige: begge kan produseres med indikatorer fra 1,2 til 3,6 Ah · eller mer. En felleseiendom kan også kalles effektiviteten til ladnings- / utladningssykluser, som, avhengig av den spesielle produsenten, ligger i området 70 ... 90%.
Forskjeller mellom Li-Ion og Ni-Cd-batterier
La oss sammenligne følgende egenskaper: essensen av elektrokjemiske prosesser, miljøpåvirkning, kostnader, funksjoner ved drift og produktivitet, samt praktisk anvendelse.
Nikkel kadmiumbatteri bruker kadmium som en anode (negativ terminal), nikkeloksyhydroksid som en katode (positiv terminal) og vandig kaliumhydroksyd som en elektrolytt.
Litiumionbatteri bruker grafitt som anode, litiumoksyd for en katode og litiumsalt som en elektrolytt. Litiumioner beveger seg fra den negative elektroden til den positive under utladningen, og i motsatt retning når du lader.
| navn | Li-ion strømforsyninger | Ni-Cd strømforsyninger |
|---|---|---|
| spenning | 3,6 / 3,7 V | 1,2 V |
| Antall driftssykluser | Opp til 1200 | Frem til 2000 |
| Lade- / utladningseffektivitet | 80…90 % | 70…90 % |
| Temperaturavhengighet av intensiteten til selvutladningsprosessen (per måned) | Opp til 8% ved 21 ° C Opp til 15% ved 40 ° C Opp til 31% ved 60 ° C | Opptil 10% |
| Energitetthet | 250 ... 620 W h / l | 50 ... 150 W h / l |
| utvinning | Lavt farlig avfall | Farlig avfall |
Ni-Cd-batterier inneholder fra 6% (for industrielle kilder) til 18% (for forbrukerbatterier) kadmium, som er et giftig tungmetall, og krever derfor spesiell forsiktighet når du fjerner og kasserer et brukt batteri. Slikt avfall anses som miljøfarlig. Samtidig er alle komponenter i litium-ion-batterier miljøvennlige, siden litium ikke er et giftig metall.
Når det gjelder kostnader er et litium-ion-batteri omtrent 40% dyrere enn nikkel-kadmium. Dette forklares med betydelige produksjonskostnader for å tilveiebringe en ekstra beskyttelseskrets som kontrollerer parametrene for spenning, strøm og strøm.
Enn litium-ion er bedre enn nikkel-kadmium
Den største ulempen med nikkel-kadmiumbatterier er at de holder seg til den såkalte "minneeffekten" når de blir utladet og ladet opp til samme kapasitetstilstand flere ganger.Batteriet "husker" punktet i ladesyklusen hvor ladingen begynte, og under påfølgende bruk synker plutselig spenningen på dette punktet, som om batteriet var utladet.
Imidlertid synker batterikapasiteten faktisk bare litt. Noen typer elektroniske apparater er spesialdesignet for å tåle slik underspenning i lang nok tid - slik at spenningen går tilbake til normal tilstand. Noen enheter og dingser er imidlertid slått av i løpet av denne perioden, slik at batteriet ser ut til å være "dødt" tidligere enn vanlig.
En lignende effekt, kalt stressdepresjon, er resultatet av gjentatt lading. I dette tilfellet er batteriet fulladet, men tømmes raskt etter en kort periode.
Et annet problem er "omvendt ladning" -effekt, som oppstår på grunn av en brukerfeil, eller når et batteri på flere celler er fullstendig utladet. Omvendt lading forkorter batteriets levetid. Et biprodukt av omvendt lading er hydrogengass, som er farlig.
Interessant faktum: omvendt lading skjer ved uregelmessig bruk av nikkel-kadmium-strømkilder. Da dendriter dannes og spres i batteriene - tynne ledende krystaller som kan trenge gjennom separasjonsmembranen mellom elektrodene. Dette fører til en intern kortslutning og for tidlig batterisvikt.
Lithium-ion-batterier krever derimot ikke høyt servicenivå. De kan lades før de blir fullstendig utladet (uten dannelse av en "minneeffekt") og fungerer i et større temperaturområde. Sammenlignet med Ni-Cd, er selvutladning i en litium-ion-løsning mindre enn halvparten av den totale kapasiteten, noe som øker levetiden til et slikt batteri. Derfor kan et litium-ion-batteri lagres i flere måneder uten tap av ladning.
Enn nikkel-kadmiumbatteri er bedre enn Li-ion
NiCd-batterier kan settes sammen i batteripakker eller brukes separat. Slike batterier er små og små, så de kan brukes i hverdagen, for eksempel i lommelykter, bærbar elektronikk, kameraer og videokameraer, så vel som i leker. For små størrelser gir nikkel-kadmiumbatterier bedre høye pulserende strømmer med relativt lav indre motstand, noe som gjør dem til det foretrukne valget for fjernstyrte elektrisk kontrollerte modeller av fly, båter, biler, for trådløse elektroverktøy, samt for å levere blitsenheter når levetiden og verdien av kapasitet i mah spiller ikke en spesiell rolle.
Store Ni-Cd-batterier brukes til luftstartere, elektriske kjøretøyer og som sikkerhetskopieringskilder.
Viktig! En merkbar ulempe med et litium-ion-batteri er dens skjørhet. For å sikre sikker drift trenger et slikt batteri derfor en spesiell beskyttelseskrets.
Beskyttelseskretsen er designet for å begrense toppspenningen under lading av batteriet eller batteriet. Det eliminerer muligheten for undervoltasje, som kan observeres når strømkilden er utladet. For å forhindre ekstreme temperaturer og forbedre applikasjonssikkerheten, kontrolleres også temperaturen inne i kabinettet. Alt dette øker kostnadene og øker størrelsen på litium-ion-batteriet.
Tatt i betraktning egenskaper som høy energitetthet, mangel på hukommelseseffekt og langsomt ladetap, brukes litium-ion-batterier først og fremst til militære formål, innen luftfartsteknologi, så vel som strømkilder til moderne elektriske kjøretøyer (der lett vekt og dimensjoner er viktig) .
Noe som er bedre: Li-Ion eller Ni-Cd
Det er umulig å svare på dette spørsmålet utvetydig, og det er ikke nødvendig. Hver type batteri har sin egen rasjonelle applikasjon.Et Ni-Cd-batteri er billigere og har et betydelig antall lade- / utladningssykluser (som imidlertid ikke bør gjøres ofte!). Li-Ion-batteriet er preget av sin kompakte størrelse, forlengede batterilevetid og fraværet av en "minneeffekt"; det kan fungere i et større temperaturområde.
Har du fortsatt spørsmål? Spør dem i kommentarene!
