Pin lithium-ion và niken-cadmium là hai loại nguồn cung cấp năng lượng tự trị phổ biến. Mỗi người trong số họ có ranh giới nhất định của ứng dụng tốt nhất và lỗi của người dùng thường liên quan đến sự thiếu hiểu biết về các tính năng của pin như vậy. Với nhiều đặc điểm tương tự, pin Li-Ion và NiCd khác nhau về thành phần hóa học, tác động môi trường, sử dụng và giá thành.
Nội dung
Pin Li-Ion và Ni-Cd có điểm gì chung?
Các hình thức và một số thông số của các loại pin này được xác định bởi GOST 26692-85. Đặc biệt. Bộ tiêu chuẩn này cho cả hai loại:
- Kích thước tổng thể
- Chấp nhận và thủ tục kiểm tra.
- Điều kiện sử dụng an toàn.
- Hoàn thành giao hàng.
- Ghi nhãn, đóng gói và vận chuyển đến người tiêu dùng.
- Danh sách hướng dẫn vận hành an toàn.
- Bảo hành của nhà sản xuất.
Quan trọng! Do các ứng dụng của loại pin này không ngừng mở rộng, GOST R IEC 61426-1-2014 gần đây đã được giới thiệu và áp dụng, quy định các yêu cầu chung đối với pin được sử dụng làm nguồn năng lượng tái tạo (ví dụ, trong quang điện).
Phạm vi dung lượng pin cũng rất phổ biến: cả hai đều có thể được sản xuất với các chỉ số từ 1,2 đến 3,6 Ah · trở lên. Một tài sản chung cũng có thể được gọi là hiệu quả của chu kỳ sạc / xả, tùy thuộc vào nhà sản xuất cụ thể, nằm trong khoảng 70 ... 90%.
Sự khác nhau giữa pin Li-Ion và Ni-Cd
Chúng ta hãy so sánh các đặc điểm sau: bản chất của các quá trình điện hóa, tác động môi trường, chi phí, tính năng vận hành và năng suất, cũng như ứng dụng thực tế.
Niken cadmium sử dụng cadmium làm cực dương (cực âm), niken oxyhydroxide làm cực âm (cực dương) và kali hydroxit nước làm chất điện phân.
Pin lithium ion sử dụng than chì làm cực dương, oxit liti cho cực âm và muối lithium làm chất điện phân. Các ion lithium di chuyển từ điện cực âm sang cực dương trong quá trình phóng điện và theo hướng ngược lại khi sạc.
| Tiêu đề | Bộ nguồn Li-ion | Bộ nguồn Ni-Cd |
|---|---|---|
| Điện áp | 3,6 / 3,7 V | 1,2 V |
| Số chu kỳ nhiệm vụ | Lên đến 1200 | Lên đến 2000 |
| Hiệu quả sạc / xả | 80…90 % | 70…90 % |
| Sự phụ thuộc nhiệt độ của cường độ của quá trình tự xả (mỗi tháng) | Lên đến 8% ở 21 ° C Lên đến 15% ở 40 ° C Lên đến 31% ở 60 ° C | Lên đến 10% |
| Mật độ năng lượng | 250 ... 620 W / l | 50 ... 150 W h / l |
| Xử lý | Chất thải nguy hại thấp | Chất thải nguy hại |
Pin Ni-Cd chứa từ 6% (đối với nguồn công nghiệp) đến 18% (đối với pin tiêu dùng) cadmium, là một kim loại nặng độc hại, do đó cần được chăm sóc đặc biệt khi tháo và thải bỏ pin đã sử dụng. Chất thải như vậy được coi là nguy hiểm cho môi trường. Đồng thời, tất cả các thành phần của pin lithium-ion đều thân thiện với môi trường, vì lithium không phải là kim loại độc hại.
Về chi phí, pin lithium-ion đắt hơn khoảng 40% so với niken-cadmium. Điều này được giải thích bởi chi phí sản xuất đáng kể để cung cấp một mạch bảo vệ bổ sung điều khiển các thông số về điện áp, dòng điện và công suất.
Hơn lithium-ion tốt hơn niken-cadmium
Nhược điểm lớn nhất của pin niken-cadmium là cam kết của họ đối với cái gọi là hiệu ứng bộ nhớ có nghĩa là, khi chúng được xả và sạc lại với cùng một công suất nhiều lần.Pin nhớ lại điểm nhớ trong chu kỳ sạc khi bắt đầu sạc lại và trong lần sử dụng tiếp theo, điện áp tại thời điểm này đột nhiên giảm xuống, như thể pin đã được xả.
Tuy nhiên, dung lượng pin thực sự chỉ giảm một chút. Một số loại thiết bị điện tử được thiết kế đặc biệt để chịu được điện áp thấp như vậy trong một thời gian đủ dài - để điện áp trở về trạng thái bình thường. Tuy nhiên, một số thiết bị và tiện ích đã bị tắt trong thời gian này, do đó, pin dường như bị "chết" sớm hơn bình thường.
Một hiệu ứng tương tự, được gọi là trầm cảm căng thẳng, là kết quả của việc sạc lại nhiều lần. Trong trường hợp này, pin được sạc đầy, nhưng nhanh chóng xả hết sau một thời gian ngắn hoạt động.
Một vấn đề khác là hiệu ứng điện tích đảo ngược của Wap, xảy ra do lỗi người dùng hoặc khi pin của một số tế bào bị xả hết. Sạc ngược rút ngắn tuổi thọ pin. Sản phẩm phụ của sạc ngược là khí hydro, rất nguy hiểm.
Thực tế thú vị: sạc ngược xảy ra với việc sử dụng không thường xuyên các nguồn năng lượng niken-cadmium. Sau đó, đuôi gai được hình thành và lan rộng trong pin - các tinh thể dẫn điện mỏng có thể xâm nhập qua màng ngăn cách giữa các điện cực. Điều này dẫn đến ngắn mạch bên trong và hỏng pin sớm.
Ngược lại, pin lithium-ion không yêu cầu dịch vụ cao cấp. Chúng có thể được sạc lại trước khi chúng được xả hoàn toàn (không có sự hình thành của hiệu ứng bộ nhớ ") và hoạt động trong một phạm vi nhiệt độ rộng hơn. So với Ni-Cd, tự xả trong dung dịch lithium-ion ít hơn một nửa tổng công suất, làm tăng tuổi thọ của pin như vậy. Do đó, pin lithium-ion có thể được lưu trữ trong vài tháng mà không mất phí.
Than Niken Cadmium tốt hơn Li-ion
Pin NiCd có thể được lắp ráp thành các bộ pin hoặc được sử dụng riêng. Những pin này nhỏ và nhỏ, vì vậy chúng có thể được sử dụng trong cuộc sống hàng ngày, ví dụ, trong đèn pin, thiết bị điện tử cầm tay, máy ảnh và máy quay phim, cũng như trong đồ chơi. Đối với kích thước nhỏ, pin niken-cadmium cung cấp tốt hơn các dòng xung cao với điện trở trong tương đối thấp, khiến chúng trở thành lựa chọn ưu tiên cho các mô hình máy bay, thuyền, ô tô, cho các công cụ điện không dây được điều khiển từ xa, cũng như để cung cấp các đèn flash khi có tuổi thọ và giá trị của công suất trong mah không có vai trò đặc biệt.
Pin Ni-Cd lớn được sử dụng cho máy khởi động không khí, xe điện và làm nguồn điện dự phòng.
Quan trọng! Một nhược điểm đáng chú ý của pin lithium-ion là tính dễ vỡ của nó. Do đó, để đảm bảo hoạt động an toàn, pin như vậy cần một mạch bảo vệ đặc biệt.
Mạch bảo vệ được thiết kế để hạn chế điện áp cực đại trong quá trình sạc pin hoặc pin. Nó loại bỏ khả năng thiếu điện áp, có thể được quan sát khi nguồn điện được xả. Để ngăn chặn nhiệt độ khắc nghiệt và cải thiện an toàn ứng dụng, nhiệt độ bên trong vỏ bọc cũng được kiểm soát. Tất cả điều này làm tăng chi phí và tăng kích thước của pin lithium-ion.
Xem xét các phẩm chất như mật độ năng lượng cao, thiếu hiệu ứng bộ nhớ và giảm sạc chậm, pin lithium-ion chủ yếu được sử dụng cho mục đích quân sự trong công nghệ hàng không vũ trụ, cũng như nguồn năng lượng cho xe điện hiện đại (trong đó trọng lượng và kích thước nhẹ là quan trọng) .
Cái nào tốt hơn: Li-Ion hoặc Ni-Cd
Không thể trả lời câu hỏi này một cách dứt khoát, và nó không cần thiết. Mỗi loại pin có ứng dụng hợp lý riêng.Pin Ni-Cd rẻ hơn và có số chu kỳ sạc / xả đáng kể (tuy nhiên, không nên thực hiện thường xuyên!). Pin Li-Ion được đặc trưng bởi kích thước nhỏ gọn, tuổi thọ pin kéo dài và không có hiệu ứng bộ nhớ của máy ", nó có thể hoạt động trong phạm vi nhiệt độ rộng hơn.
Vẫn còn thắc mắc? Hãy hỏi họ trong các ý kiến!
