Lithium-ion- og nikkel-cadmium-batterier er to populære klasser af autonome strømforsyninger. Hver af dem har visse grænser for den bedste applikation, og brugerfejl er ofte forbundet med uvidenhed om funktionerne i sådanne batterier. Med mange lignende egenskaber adskiller Li-Ion- og NiCd-batterier sig i deres kemiske sammensætning, miljøpåvirkning, anvendelse og omkostninger.
Sodrezhanie
Hvad har Li-Ion og Ni-Cd-batterier til fælles
Formularer og nogle parametre for disse batteriklasser bestemmes af GOST 26692-85. Især. Denne standard sæt til begge typer:
- Generelle dimensioner
- Accept- og testprocedure.
- Betingelser for sikker brug.
- Leveringens fuldstændighed.
- Mærkning, emballering og transport til forbrugere.
- Liste over instruktioner til sikker betjening.
- Producentgarantier.
Vigtigt! Da applikationer af batterier af denne type konstant udvides, er GOST R IEC 61426-1-2014 for nylig blevet introduceret og anvendt, hvilket stiller de generelle krav til batterier, der bruges som vedvarende energikilder (for eksempel i fotovoltaik).
Områderne for batterikapacitet er også almindelige: begge kan produceres med indikatorer fra 1,2 til 3,6 Ah · eller mere. En fælles egenskab kan også kaldes effektiviteten af opladnings- / afladningscyklusser, der afhængigt af den bestemte producent ligger i området 70 ... 90%.
Forskelle mellem Li-Ion- og Ni-Cd-batterier
Lad os sammenligne følgende egenskaber: essensen af elektrokemiske processer, miljøpåvirkning, omkostninger, funktionsegenskaber og produktivitet samt praktisk anvendelse.
Nikkel-cadmium-batteri bruger cadmium som en anode (negativ terminal), nikkeloxyhydroxid som en katode (positiv terminal) og vandigt kaliumhydroxid som en elektrolyt.
Lithium-ion-batteri bruger grafit som anode, lithiumoxid til en katode og lithiumsalt som en elektrolyt. Lithiumioner bevæger sig fra den negative elektrode til den positive under afladningen og i modsat retning, når der oplades.
| navn | Li-ion strømforsyninger | Ni-Cd strømforsyninger |
|---|---|---|
| spænding | 3,6 / 3,7 V | 1,2 V |
| Antal driftscyklusser | Op til 1200 | Op til 2000 |
| Opladnings- / afladningseffektivitet | 80…90 % | 70…90 % |
| Temperaturafhængighed af intensiteten af selvudladningsprocessen (pr. måned) | Op til 8% ved 21 ° C Op til 15% ved 40 ° C Op til 31% ved 60 ° C | Op til 10% |
| Energitæthed | 250 ... 620 W h / l | 50 ... 150 W h / l |
| genopretning | Lavt farligt affald | Farligt affald |
Ni-Cd-batterier indeholder fra 6% (til industrielle kilder) til 18% (til forbrugerbatterier) cadmium, som er et giftigt tungmetal, og derfor kræver særlig omhu, når du fjerner og bortskaffer et brugt batteri. Sådant affald betragtes som miljøfarligt. Samtidig er alle komponenter i lithium-ion-batterier miljøvenlige, da lithium ikke er et giftigt metal.
Med hensyn til omkostninger er et lithium-ion-batteri ca. 40% dyrere end nikkel-cadmium. Dette forklares med betydelige produktionsomkostninger til tilvejebringelse af et ekstra beskyttelseskredsløb, der styrer parametrene for spænding, strøm og strøm.
End lithium-ion er bedre end nikkel-cadmium
Den største ulempe ved nikkel-cadmium-batterier er deres overholdelse af den såkaldte "hukommelseseffekt", når de udtages og genoplades til samme kapacitetstilstand flere gange.Batteriet "husker" det punkt i opladningscyklussen, hvor genopladningen startede, og ved efterfølgende brug falder spændingen på dette tidspunkt pludselig, som om batteriet var afladet.
Dog reduceres batterikapaciteten faktisk kun lidt. Nogle typer elektroniske enheder er specielt designet til at modstå en sådan undervoltage i længe nok tid - så spændingen vender tilbage til sin normale tilstand. Nogle enheder og gadgets er imidlertid slået fra i denne periode, så batteriet ser ud til at være "dødt" tidligere end normalt.
En lignende effekt, kaldet stressdepression, er resultatet af gentagen opladning. I dette tilfælde er batteriet fuldt opladet, men tømmes hurtigt efter en kort periode.
Et andet problem er "omvendt opladning" -effekt, der opstår på grund af en brugerfejl, eller når et batteri på flere celler er helt afladet. Omvendt opladning forkorter batteriets levetid. Et biprodukt af omvendt opladning er brintgas, der er farligt.
Interessant faktum: omvendt opladning sker ved uregelmæssig anvendelse af nikkel-cadmium-strømkilder. Derefter dannes dendriter og spredes i batterierne - tynde ledende krystaller, der kan trænge gennem adskillelsesmembranen mellem elektroderne. Dette fører til en intern kortslutning og for tidlig batterifejl.
Lithium-ion-batterier kræver derimod ikke et højt serviceniveau. De kan genoplades, før de udledes helt (uden dannelse af en "hukommelseseffekt") og fungerer i et bredere temperaturområde. Sammenlignet med Ni-Cd er selvudladning i en lithium-ion-opløsning mindre end halvdelen af den samlede kapacitet, hvilket øger levetiden for et sådant batteri. Derfor kan et lithium-ion-batteri opbevares i flere måneder uden tab af opladning.
End et nikkel-kadmiumbatteri er bedre end Li-ion
NiCd-batterier kan samles i batteripakker eller bruges separat. Disse batterier er små og små, så de kan bruges i hverdagen, for eksempel i lommelygter, bærbar elektronik, kameraer og videokameraer såvel som i legetøj. I små størrelser giver nikkel-cadmium-batterier bedre høje pulserede strømme med relativt lav intern modstand, hvilket gør dem til det foretrukne valg til fjernstyrede elektrisk styrede modeller af fly, både, biler, til trådløse elværktøjer samt til at levere blitzenheder, når levetiden og værdien af kapacitet i mah spiller ikke en særlig rolle.
Store Ni-Cd-batterier bruges til luftstartere, elektriske køretøjer og som backup-strømkilder.
Vigtigt! En mærkbar ulempe ved et lithium-ion-batteri er dets skrøbelighed. Derfor har et sådant batteri behov for et specielt beskyttelseskredsløb for at sikre sikker drift.
Beskyttelseskredsløbet er designet til at begrænse spidsspidsen under opladning af batteriet eller batteriet. Det eliminerer muligheden for underspænding, som kan observeres, når strømkilden er afladet. For at forhindre ekstreme temperaturer og forbedre applikationssikkerheden kontrolleres også temperaturen inde i skabet. Alt dette øger omkostningerne og øger lithium-ion-batteriets størrelse.
I betragtning af egenskaber som høj energitæthed, manglende hukommelseseffekt og langsomt ladetab bruges lithium-ion-batterier primært til militære formål inden for rumfartsteknologi samt strømkilder til moderne elektriske køretøjer (hvor let vægt og dimensioner er vigtige) .
Hvilket er bedre: Li-Ion eller Ni-Cd
Det er umuligt at besvare dette spørgsmål entydigt, og det er ikke nødvendigt. Hver batteritype har sin egen rationelle anvendelse.Et Ni-Cd-batteri er billigere og har et betydeligt antal opladnings- / afladningscyklusser (hvilket dog ikke bør gøres ofte!). Li-Ion-batteriet er kendetegnet ved dets kompakte størrelse, udvidede batterilevetid og fraværet af en "hukommelseseffekt"; det kan fungere i et bredere temperaturområde.
Har du stadig spørgsmål? Spørg dem i kommentarerne!
