Lityum polimer piller

Teknolojinin sürekli gelişimi insanların yaşamlarının birçok yönünü olumlu yönde etkiler. İyi bir güvenlik, maliyet ve performans dengesine sahip yüksek performanslı güç kaynaklarına sahip olma ihtiyacı, lityum-polimer elemanların oluşturulmasına yol açmıştır.

Lityum polimer pil nedir

Li polimer piller, elektrolit olarak lityum-doymuş polimer malzemeler kullanan galvanik güç kaynaklarıdır.

Lityum-polimer teknolojisi, üretim maliyetlerini düşüren ve minyatür ve esnek pillerin oluşturulmasına izin veren lityum-iyon güç kaynaklarının geliştirilmesinde yeni bir aşama haline gelmiştir.

Bu tür pilleri satın alırken ve kullanırken, aşağıdaki özelliklere sahip olan, kendilerine uygulanan işaretleri anlamanız gerekir:

• pil kapasitesi mAh olarak gösterilir;
• işarette yer alan İngilizce S harfinin yanındaki sayı, her biri 3,7 volt nominal gerilime ve en fazla 4,2 volt olan bataryadaki münferit hücre (kutu) sayısını gösterir;
• C harfinin yanındaki sayı C birimi cinsinden maksimum akım çıkışını gösterir. Saatte miliamper cinsinden maksimum deşarj akımı, pil kapasitesinin bu değerin çarpımına eşittir;
• P harfinin yanındaki sayı paralel olarak bağlanmış kutu sayısını gösterir. Bir teneke kutu kullanıldığında, bu değer genellikle belirtilmez.

Böylece, 2600 mAh 3S 20C tanımı, üç bankanın seri bağlanması ve 52 amperlik (2600x20 = 52000 mA) izin verilen deşarj akımı olan 11.1 volt (maksimum 12.6 volt) nominal gerilime sahip 2600 mAh Li-polimer pil anlamına gelir.

Lityum polimer pillerin üretimi nasıldır?

Li-polimer güç kaynaklarının imalatında, bu teknoloji kullanılır:

1. Süspansiyon, akım toplayıcı görevi gören alüminyum veya bakır folyo yüzeyindeki katot ve anodun aktif malzemeleri (iki farklı işlem) ile kontrollü bir şekilde uygulanır.
2. Uygulanan malzemeye sahip folyo kurutulur, gerekli boyut ve şekildeki elemanlar halinde kesilir.
3. Daha sonra katot ve anodun aktif maddeleri ile folyo katmanları arasına yerleştirilen bir polimer elektrolit separatörünün hazırlanması gerçekleştirilir.
4. Çok katmanlı pil monte edilir, mühürlenir ve kurutulur.
5. Jel elektrolit içermesi gereken bir polimer ayırıcı kullanıldığında, doğru miktarda elektrolit sıvısı ile doldurulur.
6. Temas pedlerinin takılması, koruyucu bir kabukta ambalajlanması ve çıkıntılı parçalarının düzeltilmesi.
7. Harici akü terminalleri takılı.
8. Bir şarj / deşarj kontrol döngüsü ve test yapılır.
9. Çekme, kapasiteye göre sıralama ve uygun işaretlerin çizilmesi yapılır.
10. Gerekirse, kablolar akü terminallerine lehimlenir.
11. Kalite kontrol, gerekli işaretleme ve ambalajlama uygulanan pil hücrelerinin muhafazadaki ambalajında ​​gerçekleştirilir.

Çalışma prensibi ve cihaz lityum polimer pil

Li pol pillerin çalışma prensibi, elektrolit iyonları içeren polimer maddelerde yarı iletken bir etkinin kullanılmasına dayanır. Polimerlere elektrolit ilavesi, plastiğin elektronlara göre yalıtım özelliklerini korurken iyonik iletkenliklerinde bir artışa neden olur.

Lityum iyonlarına göre elektromotor kuvvet, karbonun anodu (artı) (genellikle grafit) ile lityum tuzları olan bir polimer elektrolite yerleştirilen kobalt, vanadyum oksit veya manganez arasındaki geri dönüşümlü bir kimyasal reaksiyonun sonucu olarak ortaya çıkar.

Üç tip polimer elektroliti vardır:

1. Lityum tuzlarının eklenmesiyle plastik olan tamamen kuru polimer elektrolitler, oda sıcaklıklarında düşük bir akım verir, çoğu modern cihaz için yetersizdir ve geleneksel lityum iyon pillerden daha pahalıdır.
2. Plastikleştiriciler-çözücüler ile serpiştirilmiş kuru polimer elektrolitler olan jel benzeri polimer elektrolitler, kabul edilebilir kapasitansa, akım mukavemetine ve maliyetine sahiptir ve çoğunlukla pratikte kullanılır.
3. Mikro gözenekli bir polimer matrisinde emilim yoluyla dağıtılan sulu olmayan lityum tuz çözeltileri.

Kitlesel olarak satılan Li Po piller aslında sadece saf kuru polimer elektroliti değil, aynı zamanda lityum-iyon kaynaklarını da içeren az miktarda jel elektroliti birleştiren hibritlerdir.

Bir katı polimer elektrolit içine jel elektrolit inklüzyonlarının eklenmesi iyonik iletkenliğini ve elektriksel özelliklerini arttırır, özellikle çalışma akımı çoğu modern küçük boyutlu cihaz için gerekli olan değere yükselir.

Lityum Polimer Pil: Artıları ve Eksileri

Li-polimer güç kaynakları aşağıdaki avantajlara sahiptir:

• kütlelerine göre yüksek enerji yoğunluğu, nikel-kadmiyum pillerinkinden 4-5 kat ve nikel-metal hidrit güç kaynaklarınınkinden 3-4 kat daha fazla;
• düşük kendi kendine deşarj akımı ve yüksek akım verimliliği;
• esnek ve çok ince ürünler yaratma yeteneği;
• hafıza etkisi eksikliği;
• bir deşarj sırasında voltajı kabul edilebilir sınırlar içinde tutmak;
• çalışma sırasında izin verilen geniş bir sıcaklık aralığı (-20 ila +40 derece).

Lityum polimer pillerin bazı dezavantajları vardır:

• aşırı şarj / aşırı ısınma durumunda yangın tehlikesi. Bu piller, şarj akımını ve sıcaklığını izleyen koruyucu elektroniklerin yanı sıra özel bir şarj algoritması kullanılmasını gerektirir;
• uzun süreli depolama ve çalıştırma sırasında kapasitede bir azalmaya yol açan yaşlanma etkisi (pilin her yıl için kapasitenin% 20'sine kadar kaybettiğine inanılmaktadır);
• derin deşarj sırasında arıza (3 voltun altında);
• 60 derecenin üzerinde aşırı ısınma ve 4.2 volt'un üzerinde aşırı şarj korkusu (4.5 voltun üzerinde bir voltajla, bir patlama mümkündür);
• bu pillerin bazılarında ince bir kabuk kullanılması (genellikle folyo şeklinde) Li Pol hücrelerinin maliyetini azaltır, ancak aynı zamanda güçlerini azaltır.

Li Pol piller nerede kullanılır?

Hafifliği ve yüksek gücü nedeniyle, bu tür güç kaynağı, aşağıdakileri içeren küçük boyutlu ve büyük boyutlu cihazlara güç sağlamak için yaygın olarak kullanılır:

• cep telefonları ve akıllı telefonlar;
• radyo kontrollü modeller, quadrocopters, mikroplanes;
• elektrikli alet;
• dijital teknoloji, ultrabooklar;
• elektrikli arabalar.

Li Pol Pil Kullanım Yönergeleri

Gerekli güvenlik seviyesini sağlamak ve sağlıklı pillerin ömrünü uzatmak için aşağıdaki kurallara uymalısınız:

1. hasar, pillerin şişmesi durumunda, kullanılamazlar, ancak atılmaları gerekir;
2. akülerin aşırı ısınmasını önleyerek, kontrol altında kaliteli bir şarj cihazı ile şarj edilmesi gerekir. Şarj sırasında yanan bir koku, şişkinlik, ateşleme varsa, derhal durdurmalı ve pili şarj cihazından çıkarmalısınız;
3. güç kaynağını tamamen şarj ettikten sonra, seramik karo veya porselen tabak gibi yanmaz bir yüzeyde şarj etmek daha iyidir, soğuması ve daha sonra kullanmaya başlaması daha iyidir;
4. kapasiteyi ve toplam şarj-deşarj döngüsünün sayısını azaltan 3 voltun altındaki bir deşarj, aşırı ısınma veya aşırı soğutma;
5. LiPo hücrelerinin en uzun ömrü, şarj seviyelerini% 45'te tutarken elde edilir;
6. LiPo piller için en iyi şarj modu, yaklaşık üç saat boyunca Sony şarj cihazları tarafından sağlanır. Üç aşamada gerçekleşir:
   • Birincisi, yaklaşık bir saat boyunca, akünün akım çıkışından 4.2 volt gerilime kadar, 0.5-1'lik doğru akımla% 70'e kadar şarj gerçekleştirilir;
   • Kademeli olarak azalan bir akımla 4.2 volttan daha fazla olmayan bir voltajla% 1 ila 90 arasında bir sürede şarj etme (akım çıkışından yaklaşık 0.2'ye kadar);
   • Üçüncü aşamada, şarj, sürekli azalan küçük bir akımla bir saatten% 100'e kadar gerçekleştirilir.

Ucuz şarj cihazları, ilk aşamada şarjı 4,2 v'lik bir voltaja ulaştığında sonlandırır, böylece pil tam kapasitesini kazanmaz.

• Bataryaya şok yapmaktan, kısa devrelerden veya çok yüksek akımlarla deşarj etmekten kaçının, hücre bataryası bileşeninin başına 4.2 volttan fazla şarj edin;
• Birkaç Li Pol hücresinin karma pilleri kullanılıyorsa, bunları ayrı olarak şarj etmek veya her bir hücre için dengeleyici özel bir dengeleme şarjı kullanmak daha iyidir. Bu tür bir cihazın çalışma prensibi, yaklaşık 4.17 voltluk bir voltaja ulaştığında ayrı elemanların şarjını durdurmaktır;
• Yeni pilleri çalışmaya başlamadan önce, tam dolu iki şarj ve deşarj ile kalibre etmek daha iyidir.

Bazı Li Pol pillerde, 2,5 volttan daha düşük bir deşarj, pilin içinde kısa devre ve iletken köprülerin oluşmasına yol açan lityumun metalleşmesine yol açabilir. Böyle bir bataryayı şarj ederken, böyle bir güç kaynağının patlamasına yol açabilecek kontrolsüz bir ısıtma meydana gelir. Bu nedenle, voltajın kritik bir 3 volt seviyesinin altına düştüğü pillerin kullanılmaması daha iyidir ve voltaj 2,5 volt ve altına düşerse, atılmalıdır.

Lityum polimer pillerin saklanması

Şarjlı LiPo pilleri, 3.6-3.8 volt seviyesinde şarj ederken, oda sıcaklığında koruyucu kılıflarda saklamak istenmektedir.

LiPo hücrelerini saklamadan önce,% 40-50'ye kadar şarj edilmeleri, güç verdikleri cihazlarla bağlantısı kesilmeleri ve periyodik olarak en az altı ayda bir şarj seviyelerinin kontrol edilmesi önerilir.

Lityum polimer pillerin atılması

LiPo güç kaynaklarının bertaraf edilmesi, yüksek yangın tehlikesi nedeniyle özel bir öneme sahiptir. Nikel-kadmiyum pillerden daha az toksiktir, ancak yine de çevreye zararlı maddeler içerir.

Li-polimer pilleri tamamen ve güvenle imha etmek için aşağıdaki şartlara uyulmalıdır:

• Boşalmış aküler, konut dışı bir binada yaklaşık 2 hafta boyunca su salin çözeltisi (yaklaşık 1 litre su başına yaklaşık yarım bardak tuz) içeren plastik kaplarda saklanır. Ondan sonra, sıradan çöplerle atılabilirler;
• Atmadan önce, aküler en az bir volta boşaltılmalıdır (bu, bir ampul olarak yük olarak yapılabilir);
• eğer akü kutusu hasar görmüş ise, boşaltılması gerekmez, ancak su tuzu çözeltisine atılmalıdır;
• boşaltım izin verilenden daha fazla bir akımla üretiliyorsa, maksimum akım çıkışı C'nin değerine bağlıysa, pil bir kum kovasında veya yangından korunma ile başka bir yerde olmalıdır;
• Tuzlu ortamda işlenmemiş pillerin mekanik olarak imha edilmesine izin verilmez, bu yangına neden olabilir. Bu konuda özellikle tehlikeli, kobalt katotlu akülerdir.