Litiumjonbatterier

Under en lång tid var en syraackumulator den enda anordningen som kunde förse autonoma föremål och mekanismer med elektrisk ström. Trots den stora maximala strömmen och minsta interna motståndet hade sådana batterier ett antal nackdelar som begränsade deras användning i enheter som förbrukar en stor mängd el eller i slutna utrymmen. I detta avseende saknar litiumjonbatterier många negativa egenskaper hos sina föregångare, även om de har nackdelar.

Vad är ett litiumjonbatteri

De första litiumbatterierna dök upp för 50 år sedan. Sådana produkter var ett vanligt batteri där en litiumanod installerades för att öka nivån på uteffekten. Sådana produkter hade mycket höga driftsegenskaper, men en av de allvarligaste nackdelarna var den höga sannolikheten för antändning av litium under överhettning av katoden. Med tanke på denna funktion har forskare med tiden ersatt det rena elementet med metalljoner, vilket resulterat i avsevärt ökad säkerhet.

Moderna li-ion-batterier är mycket pålitliga och tål ett stort antal laddningsladdningscykler. De har en minimal minneeffekt och relativt låg vikt. På grund av dessa egenskaper används ett litiumbatteri i många enheter. Produkten kan användas som ett batteri, i form av batterier för hushållsapparater, samt en mycket effektiv dragkraftkälla.

Idag har sådana enheter flera nackdelar:

• hög kostnad;
• gillar inte djupa urladdningar;
• kan dö vid låga temperaturer;
• tappar kapacitet vid överhettning.

Som mer avancerade analoger kan du hitta litiumpolymer eller litiumtitanat batterier, men de kostar betydligt mer.

Hur är produktionen av li-ion-batterier

Litiumjonbatterier produceras i flera steg:

1. Tillverkning av elektroder.
2. Kombinera elektroder i ett batteri.
3. Installera skyddskortet.
4. Sätt i batteriet i fodralet.
5. Elektrolytfyllning.
6. Testning och laddning.

I alla produktionsstadier måste teknik och säkerhetsåtgärder följas, vilket i slutändan gör att du kan få en kvalitetsprodukt.

Som en katod i litiumjonbatterier används en folie med ett ämne avsatt på ytan innehållande litium.

Följande litiumföreningar kan användas, beroende på batteriets syfte:

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

Vid tillverkningen av cylindriska kraftkällor i storlekarna AA och AAA vrids huvudelektroden till en rulle som separeras från anoden med en separator. Med ett stort område av katoden, vars film har en minimal tjocklek, är det möjligt att uppnå en hög energiintensitet hos produkten.

Funktionsprincipen och enhetens li-ion-batteri

Litiumjonbatteriet fungerar enligt följande:

1. När en konstant elektrisk ström tillförs batterikontakterna, flyttas litiumkatjoner in i anodmaterialet.
2. Under urladdning lämnar litiumjoner anoden och penetrerar dielektriken till ett djup av 50 nm.

I "livet" för ett litiumjonbatteri kan sådana cykler vara upp till 3 000, medan batteriet kan avge nästan all elektrisk ström som ackumuleras under laddning.Djup urladdning leder inte till oxidation av plattorna, vilket fördelaktigt skiljer sådana produkter i jämförelse med syrabatterier.

Inte alla li-ion-batterier tolererar djupa urladdningar väl. Om ett sådant batteri är installerat i telefonen eller kameran (t.ex. AAA), då batteriet är djupt urladdat, kommer styrkortet att blockera möjligheten att ladda batteriet av säkerhetsskäl, därför kan det inte laddas utan en speciell laddare. Om detta är ett draglithiumbatteri för en utombordsmotor, är en djup urladdning inte alls skrämmande för det.

Till skillnad från fingertypsbatterier består komplexa batterier av flera separata elkällor anslutna parallellt eller i serie. Anslutningsmetoden beror på vilken indikator för el som behöver ökas.

Storlekar och typer av li-ion-batterier

Litiumjonbatterier är utbredda. Sådana källor till elektrisk ström används i olika hushållsapparater, prylar och till och med bilar. Dessutom tillverkas litiumjonbatterier med stor kapacitet och hög spänning. De mest populära är följande typer av litiumbatterier:

De två första siffrorna i sådana beteckningar anger produktens diameter, det andra paret - längden. Den sista "0" ställs in om batterierna är cylindriska.

Förutom cylindriska batterier producerar industrin också batterier av typen "krona"9v spänning och kraftfulla industriella batterier med en spänning på 12v, 24v, 36v och 48v.

Beroende på element som läggs till i produkten kan följande markeringar visas på batterilådan:

• ICR-innehållande kobolt;
• IMR - - - - mangan;
• INR - - - - nickel och mangan;
• NCR - - - - nickel och kobolt.

Litiumbatterier skiljer sig inte bara i storlek och kemiska tillsatser, utan främst i kapacitet och spänning. Dessa två parametrar bestämmer möjligheten att använda dem i olika typer av elektriska apparater.

Var används li-ion-batterier?

Litiumjonbatterier har inget alternativ där du behöver ett batteri som kan leverera el i nästan full volym och göra ett stort antal laddnings- / urladdningscykler utan att minska kapaciteten. Fördelen med sådana anordningar är deras relativt låga vikt, eftersom det inte finns något behov av att använda blygaller i sådana anordningar.

Med tanke på de höga prestandaegenskaperna kan sådana produkter användas:

1. Som startbatterier. Litiumbatterier för bilar blir billigare varje år tack vare nya utvecklingar som kan sänka produktionskostnaderna. Tyvärr kan priset på sådana batterier vara mycket högt, varför många bilägare inte har råd med ett sådant batteri. Nackdelarna med litiumjonbatterier inkluderar en betydande effektnedgång vid temperaturer under minus 20 grader, så att driften av sådana produkter i de norra regionerna kommer att vara opraktisk.
2. Som draganordningar. På grund av att litiumjonbatterier lätt bär en djup urladdning används de ofta som dragkraft för båtelektriska motorer. Om motoreffekten inte är för stor räcker det med en laddning i 5-6 timmars kontinuerlig drift, vilket är tillräckligt för fiske eller båttur. Traction litium-ion-batterier installeras på olika lastutrustningar (elektriska staplare, elektriska gaffeltruckar) som arbetar i slutna utrymmen.
3. I hushållsapparater. Litiumjonbatterier används i olika hushållsapparater istället för standardbatterier. Sådana produkter har en spänning på 3,6 v - 3,7 v, men det finns modeller som kan ersätta ett vanligt salt eller alkaliskt batteri med 1,5 volt.Du kan också möta 3v-batterier (15270, CR2), som kan installeras istället för 2 standardbatterier.

Sådana produkter används huvudsakligen i kraftfulla enheter där konventionella saltbatterier laddas mycket snabbt.

Li-ion-batteriets bruksanvisning

Lithiumbatteriets livstid påverkas av många faktorer, vars kunskap kommer att öka resursen avsevärt. När du använder den här typen av batteri måste du:

1. Försök att inte låta batteriet ta slut. Trots batteriets höga motstånd mot en sådan påverkan rekommenderas det att inte pressa alla "juicer" ur det. Särskild försiktighet bör iakttas när du använder sådana batterier med UPS och elkraftmotorer med hög effekt. Om ett fullständigt urladdning av batteriet har inträffat, är det nödvändigt att återuppliva det, det vill säga, anslut det till en speciell laddare. Du kan också ladda batteriet efter en lång vistelse i ett djupt urladdningstillstånd, för vilket det är nödvändigt att göra en högkvalitativ laddning i 12 timmar och sedan ladda ur batteriet.
2. Överladdas inte. Överladdning påverkar produktens prestanda negativt. Den inbyggda styrenheten kan inte alltid stänga av batteriet i tid, särskilt när laddningen utförs i ett kallt rum.

Förutom överladdning och överladdning bör batteriet skyddas från överdrivna mekaniska påverkningar, vilket kan leda till tryckavlastning av höljet och eld till batteriets inre komponenter. Av detta skäl finns det ett förbud mot postbatterier där innehållet i rent litium överstiger 1 g.

Hur du lagrar litium-jon-batterier

Om det finns ett behov av långvarig lagring av litiumjonbatterier måste du följa följande rekommendationer för att minimera den negativa påverkan på produkterna:

1. Förvara produkten endast på en sval, torr plats.
2. Batteriet måste tas bort från den elektriska enheten.
3. Batteriet måste laddas före konservering. Minsta spänning vid vilken de interna korrosionsprocesserna inte kommer att bildas är lika med 2,5 volt per 1 cell.

Med tanke på den lilla självutladdningen av sådana batterier är det möjligt att lagra batteriet på detta sätt under flera år, men under denna period kommer kapaciteten på cellen oundvikligen att minska.

Avfallshantering av litiumjonbatterier

Litiumjonbatterier innehåller ämnen som är hälsofarliga, så de får inte i något fall tas isär hemma. Efter att batteriet har gått slut måste det skickas för vidare bearbetning. I specialiserade mottagningscentra kan du få ekonomisk kompensation för ett gammalt litiumbatteri, eftersom sådana produkter innehåller dyra element som kan återanvändas.