Литијум-јонске и никл-кадмијумске батерије су две популарне класе аутономних напајања. Сваки од њих има одређене границе најбоље апликације, а кварови корисника су често повезани са непознавањем функција таквих батерија. Са многим сличним карактеристикама, Ли-Ион и НиЦд батерије разликују се по свом хемијском саставу, утицају на животну средину, употреби и цени.
Садржај
Шта заједничко имају Ли-Ион и Ни-Цд батерије
Облици и неки параметри ових класа батерија одређени су ГОСТ 26692-85. Нарочито. Овај стандардни сет за обе врсте:
- Укупне димензије
- Поступак прихватања и тестирања.
- Услови за сигурну употребу.
- Комплетност испоруке.
- Означавање, паковање и транспорт до потрошача.
- Списак упутстава за безбедан рад.
- Гаранције произвођача
Важно! Будући да се примјена батерија овог типа константно проширује, недавно је уведен и примијењен ГОСТ Р ИЕЦ 61426-1-2014, који прописује опће захтјеве за батерије које се користе као обновљиви извори енергије (на примјер, у фотонапонским производима).
Распони капацитета батерије су такође уобичајени: обе се могу произвести са индикаторима од 1,2 до 3,6 Ах · или више. Заједничко својство се може назвати и ефикасношћу циклуса пуњења / пражњења, која се, зависно од одређеног произвођача, креће у распону од 70 ... 90%.
Разлике између Ли-Ион и Ни-Цд батерија
Упоредимо следеће карактеристике: суштину електрохемијских процеса, утицај на животну средину, трошкове, карактеристике рада и продуктивност, као и практичну примену.
Никал-кадмијумска батерија користи кадмијум као аноду (негативни терминал), никл оксихидроксид као катоду (позитивни терминал) и водени калијум хидроксид као електролит.
Литијум-јонска батерија користи графит као аноду, литијум-оксид за катоду, а литијумову со као електролит. Литијум-јони током пражњења прелазе из негативне електроде у позитивну, а у супротном смеру приликом пуњења.
| Наслов | Ли-ион напајање | Ни-Цд извори напајања |
|---|---|---|
| Напон | 3.6 / 3.7 В | 1.2 В |
| Број радних циклуса | До 1200 | До 2000 |
| Ефикасност пуњења / пражњења | 80…90 % | 70…90 % |
| Температурна зависност интензитета процеса само-пражњења (месечно) | До 8% на 21 ° Ц До 15% на 40 ° Ц До 31% на 60 ° Ц | До 10% |
| Густина енергије | 250 ... 620 В х / л | 50 ... 150 В х / л |
| Одлагање | Отпад са мало опасности | Опасни отпад |
Ни-Цд батерије садрже од 6% (за индустријске изворе) до 18% (за потрошачке батерије) кадмијум, који је токсичан тешки метал, па је зато потребна посебна пажња приликом уклањања и одлагања употребљене батерије. Такав отпад се сматра еколошким. Истовремено, све компоненте литијум-јонских батерија су еколошке, пошто литијум није токсичан метал.
У погледу трошкова, литијум-јонска батерија је око 40% скупља од никал-кадмијума. То се објашњава значајним производним трошковима за обезбеђивање додатног заштитног круга који контролише параметре напона, струје и снаге.
Што је литијум-јони бољи од никал-кадмијума
Највећи недостатак никал-кадмијумских батерија је њихова посвећеност такозваном „ефекту памћења“, када се неколико пута празне и поново напуне у исто стање капацитета.Батерија „памти“ тачку у циклусу пуњења у којој је почело пуњење, а током наредне употребе напон у том тренутку нагло опада, као да се батерија испразнила.
Међутим, капацитет батерије се тек незнатно смањује. Неке врсте електронских уређаја посебно су дизајниране да издрже такав поднапон довољно дуго - тако да се напон врати у нормално стање. Међутим, неки уређаји и уређаји искључени су у овом периоду, па се чини да је батерија „мртва“ раније него иначе.
Сличан ефекат, назван стресна депресија, резултат је опетованог пуњења. У овом случају батерија се потпуно напуни, али се брзо испразни након кратког периода рада.
Други проблем је ефекат „обрнутог наелектрисања“, који се јавља због грешке корисника или када је батерија од неколико ћелија потпуно празна. Обрнуто пуњење скраћује живот батерије. Споредни продукт повратног пуњења је водоник, који је опасан.
Занимљива чињеница: обрнуто пуњење настаје при неправилној употреби никл-кадмијум извора енергије. Тада се у батеријама формирају дендрити и танки проводљиви кристали који могу продирати кроз мембрану за раздвајање између електрода. То доводи до унутрашњег кратког споја и превременог квара батерије.
За разлику од тога, литијум-јонске батерије не захтевају висок ниво услуге. Могу се напунити пре него што се потпуно испразне (без формирања „ефекта памћења“) и раде у ширем температурном опсегу. У поређењу са Ни-Цд, само-пражњење у литијум-јонским раствором је мање од половине укупног капацитета, што повећава радни век такве батерије. Стога се литијум-јонска батерија може чувати неколико месеци без губитка напуњености.
Од никл-кадмијумске батерије је боља од ли-ионске
НиЦд батерије могу се саставити у батерије или користити одвојено. Ове батерије су малене и сићушне, па се могу користити у свакодневном животу, на пример, у батеријама, преносној електроници, фотоапаратима и камерама, као и у играчкама. За мале димензије никал-кадмијумске батерије боље обезбеђују високо импулзивне струје са релативно ниским унутрашњим отпором, што их чини најповољнијим избором за даљински управљане моделе са електричним управљањем авиона, чамаца, аутомобила, бежичним електричним алатима, као и за снабдевање флеш јединицама када је век трајања и вредност капацитета у маху не игра посебну улогу.
Велике Ни-Цд батерије користе се за стартере са ваздухом, за електрична возила и као резервне изворе напајања.
Важно! Примјетан недостатак литијум-јонске батерије је његова крхкост. Због тога је за обезбеђивање сигурног рада потребан посебан заштитни круг.
Заштитни круг дизајниран је тако да ограничи вршни напон током пуњења батерије или батерије. Елиминише могућност пренапона који се може уочити током пражњења извора напајања. Да би се спречиле екстремне температуре и побољшала безбедност примене, контролише се и температура унутар кућишта. Све то повећава трошкове и повећава величину литијум-јонске батерије.
Узимајући у обзир квалитете као што су велика густина енергије, недостатак меморијског ефекта и спор губитак напуњености, литијум-јонске батерије се првенствено користе у војне сврхе, у ваздухопловној технологији, као и извори енергије за модерна електрична возила (где су битна мала тежина и димензије) .
Што је боље: Ли-Ион или Ни-Цд
На ово питање је немогуће одговорити недвосмислено, а није ни неопходно. Свака врста батерија има своју рационалну примену.Ни-Цд батерија је јефтинија и има значајан број циклуса пуњења / пражњења (што, међутим, не треба радити често!). Ли-ионску батерију карактерише компактна величина, продужени век трајања батерије и одсуство „ефекта меморије“, а може радити и у ширем температурном опсегу.
Имате још питања? Питајте их у коментарима!
