Μπαταρίες ιόντων λιθίου

Για μεγάλο χρονικό διάστημα, ένας συσσωρευτής οξέος ήταν η μοναδική συσκευή ικανή να παρέχει αυτόνομα αντικείμενα και μηχανισμούς με ηλεκτρικό ρεύμα. Παρά τη μεγάλη μέγιστη ρεύμα και την ελάχιστη εσωτερική αντίσταση, τέτοιες μπαταρίες είχαν αρκετά μειονεκτήματα που περιορίζουν τη χρήση τους σε συσκευές που καταναλώνουν μεγάλη ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας ή σε κλειστούς χώρους. Από αυτή την άποψη, οι μπαταρίες ιόντων λιθίου στερούνται πολλών αρνητικών ιδιοτήτων των προκατόχων τους, αν και έχουν μειονεκτήματα.

Τι είναι μια μπαταρία ιόντων λιθίου

Οι πρώτες μπαταρίες λιθίου εμφανίστηκαν πριν από 50 χρόνια. Αυτά τα προϊόντα ήταν μια συνηθισμένη μπαταρία στην οποία εγκαταστάθηκε μια άνοδος λιθίου για να αυξήσει το επίπεδο της ισχύος. Αυτά τα προϊόντα είχαν πολύ υψηλά λειτουργικά χαρακτηριστικά, αλλά ένα από τα σοβαρότερα μειονεκτήματα ήταν η υψηλή πιθανότητα ανάφλεξης λιθίου κατά την υπερθέρμανση της καθόδου. Με δεδομένο αυτό το χαρακτηριστικό, οι επιστήμονες αντικατέστησαν με την πάροδο του χρόνου το καθαρό στοιχείο με μεταλλικά ιόντα, με αποτέλεσμα σημαντικά μεγαλύτερη ασφάλεια.

Οι σύγχρονες μπαταρίες ιόντων λιθίου είναι πολύ αξιόπιστες και μπορούν να αντέξουν έναν μεγάλο αριθμό κύκλων φόρτισης-απόρριψης. Έχουν ελάχιστο αποτέλεσμα μνήμης και σχετικά χαμηλό βάρος. Λόγω αυτών των ιδιοτήτων, μια μπαταρία λιθίου χρησιμοποιείται ευρέως σε πολλές συσκευές. Το προϊόν μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως μπαταρία, με τη μορφή μπαταριών για οικιακές συσκευές, καθώς και με μια εξαιρετικά αποδοτική πηγή τροφοδοσίας.

Σήμερα, τέτοιες συσκευές έχουν αρκετά μειονεκτήματα:

• υψηλό κόστος.
• δεν αρέσουν οι βαθιές απορρίψεις.
• μπορεί να πεθάνει σε χαμηλές θερμοκρασίες.
• χάνουν ικανότητα κατά την υπερθέρμανση.

Ως πιο προηγμένα αναλογικά μπορείτε να βρείτε πολυμερές λιθίου ή τιτανικό λίθιο μπαταρίες, αλλά κοστίζουν σημαντικά περισσότερο.

Πώς είναι η παραγωγή μπαταριών ιόντων λιθίου

Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου παράγονται σε διάφορα στάδια:

1. Η κατασκευή ηλεκτροδίων.
2. Συνδυάζοντας ηλεκτρόδια σε μια μπαταρία.
3. Εγκατάσταση της πλακέτας προστασίας.
4. Τοποθετήστε την μπαταρία στη θήκη.
5. Πλήρωση ηλεκτρολύτη.
6. Δοκιμή και φόρτιση.

Σε όλα τα στάδια της παραγωγής, πρέπει να ακολουθούνται τα μέτρα τεχνολογίας και ασφάλειας, τα οποία τελικά σας επιτρέπουν να αποκτήσετε ένα ποιοτικό προϊόν.

Ως κάθοδος σε μπαταρίες ιόντων λιθίου, χρησιμοποιείται ένα φύλλο με μια ουσία που περιέχει λίθιο που έχει εναποτεθεί στην επιφάνειά του.

Μπορούν να χρησιμοποιηθούν οι παρακάτω ενώσεις λιθίου, ανάλογα με το σκοπό της μπαταρίας:

• LiCoO2;
• LiFeP04;
• LiNi02;
• LiMn2O4.

Κατά την κατασκευή κυλινδρικών πηγών ισχύος μεγέθους ΑΑ και ΑΑΑ, το κύριο ηλεκτρόδιο είναι στριμμένο σε ένα ρολό, ο οποίος διαχωρίζεται από την άνοδο από έναν διαχωριστή. Με μια μεγάλη περιοχή της καθόδου, η μεμβράνη της οποίας έχει ένα ελάχιστο πάχος, είναι δυνατόν να επιτευχθεί υψηλή ενεργειακή ένταση του προϊόντος.

Η αρχή λειτουργίας και η μπαταρία ιόντων λιθίου

Η μπαταρία ιόντων λιθίου λειτουργεί ως εξής:

1. Όταν παρέχεται ένα σταθερό ηλεκτρικό ρεύμα στις επαφές της μπαταρίας, τα κατιόντα λιθίου κινούνται στο υλικό ανόδου.
2. Κατά την εκκένωση, τα ιόντα λιθίου αφήνουν την άνοδο και διεισδύουν στο διηλεκτρικό υλικό σε βάθος 50 nm.

Στη «ζωή» μιας μπαταρίας ιόντων λιθίου, οι κύκλοι αυτοί μπορούν να φθάσουν έως 3.000, ενώ η μπαταρία μπορεί να εκπέμψει σχεδόν όλο το ηλεκτρικό ρεύμα που συσσωρεύεται κατά τη διάρκεια της φόρτισης.Η βαθιά εκφόρτιση δεν οδηγεί στην οξείδωση των πλακών, η οποία ευνοεί τη διάκριση τέτοιων προϊόντων σε σύγκριση με τις μπαταρίες οξέος.

Όχι όλες οι μπαταρίες ιόντων λιθίου ανέχονται καλά τις βαθιές εκκενώσεις. Εάν τοποθετήσετε μια τέτοια μπαταρία στο τηλέφωνο ή στην κάμερα (τύπου AAA), τότε όταν η μπαταρία είναι βαθιά αποφορτισμένη, η κάρτα ελεγκτή θα εμποδίσει τη φόρτιση της μπαταρίας για λόγους ασφαλείας και επομένως δεν μπορεί να φορτιστεί χωρίς ειδικό φορτιστή. Εάν πρόκειται για μπαταρία λιθίου έλξης για εξωλέμβιο κινητήρα, τότε μια βαθιά απαλλαγή δεν θα είναι καθόλου τρομακτική γι 'αυτό.

Σε αντίθεση με τις μπαταρίες τύπου δακτύλων, οι σύνθετες μπαταρίες αποτελούνται από διάφορες ξεχωριστές πηγές ηλεκτρικής ενέργειας που συνδέονται παράλληλα ή σε σειρά. Η μέθοδος σύνδεσης εξαρτάται από το ποιος δείκτης ηλεκτρικής ενέργειας πρέπει να αυξηθεί.

Μεγέθη και τύποι μπαταριών ιόντων λιθίου

Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου είναι ευρέως διαδεδομένες. Τέτοιες πηγές ηλεκτρικού ρεύματος χρησιμοποιούνται σε διάφορες οικιακές συσκευές, συσκευές και ακόμη και αυτοκίνητα. Επιπλέον, κατασκευάζονται βιομηχανικές μπαταρίες ιόντων λιθίου, οι οποίες έχουν μεγάλη χωρητικότητα και υψηλή τάση. Οι πιο δημοφιλείς είναι οι παρακάτω τύποι μπαταριών λιθίου:

Τα δύο πρώτα ψηφία των ενδείξεων υποδεικνύουν τη διάμετρο του προϊόντος, το δεύτερο ζεύγος - το μήκος. Το τελευταίο "0" έχει οριστεί εάν οι μπαταρίες είναι κυλινδρικές.

Εκτός από τις κυλινδρικές μπαταρίες, η βιομηχανία παράγει επίσης μπαταρίες τύπου "Krone"9v τάση και ισχυρές βιομηχανικές μπαταρίες με τάση 12v, 24v, 36v και 48v.

Ανάλογα με τα στοιχεία που προστίθενται στο προϊόν, στην περίπτωση μπαταρίας ενδέχεται να εμφανιστούν οι ακόλουθες ενδείξεις:

• Κοβάλτιο που περιέχει ICR.
• IMR - - - - μαγγάνιο.
• INR - - - - νικέλιο και μαγγάνιο ·
• NCR - - - - νικέλιο και κοβάλτιο.

Οι μπαταρίες λιθίου διαφέρουν όχι μόνο από το μέγεθος και τα χημικά πρόσθετα, αλλά κυρίως από την χωρητικότητα και την τάση. Αυτές οι δύο παράμετροι καθορίζουν τη δυνατότητα χρήσης τους σε διάφορους τύπους ηλεκτρικών συσκευών.

Πού χρησιμοποιούνται μπαταρίες ιόντων λιθίου;

Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου δεν έχουν καμία εναλλακτική λύση όταν χρειάζεστε μια μπαταρία ικανή να παραδίδει ηλεκτρική ενέργεια σε σχεδόν πλήρη ένταση και κάνει μεγάλο αριθμό κύκλων φόρτισης / εκφόρτισης χωρίς μείωση της χωρητικότητας. Το πλεονέκτημα αυτών των συσκευών είναι το σχετικά χαμηλό βάρος τους, επειδή δεν χρειάζεται να χρησιμοποιηθούν πλέγματα μολύβδου σε τέτοιες συσκευές.

Δεδομένων των χαρακτηριστικών υψηλής απόδοσης, τα προϊόντα αυτά μπορούν να χρησιμοποιηθούν:

1. Ως μπαταρίες εκκίνησης. Οι μπαταρίες λιθίου για τα αυτοκίνητα φθάνουν φθηνότερα κάθε χρόνο, χάρη σε νέες εξελίξεις που μπορούν να μειώσουν το κόστος παραγωγής. Δυστυχώς, η τιμή τέτοιων μπαταριών μπορεί να είναι πολύ υψηλή, γι 'αυτό πολλοί ιδιοκτήτες αυτοκινήτων δεν μπορούν να αντέξουν οικονομικά μια τέτοια μπαταρία. Τα μειονεκτήματα των μπαταριών ιόντων λιθίου περιλαμβάνουν σημαντική μείωση της ισχύος σε θερμοκρασίες κάτω των -20 βαθμών, οπότε η λειτουργία τέτοιων προϊόντων στις βόρειες περιοχές δεν θα είναι πρακτική.
2. Ως συσκευές έλξης. Λόγω του γεγονότος ότι οι μπαταρίες ιόντων λιθίου φέρουν εύκολα μια βαθιά απαλλαγή, χρησιμοποιούνται συχνά ως πρόσφυση για ηλεκτρικούς κινητήρες βάρκας. Εάν η ισχύς του κινητήρα δεν είναι πολύ μεγάλη, τότε η φόρτιση είναι αρκετή για 5-6 ώρες συνεχούς λειτουργίας, η οποία είναι αρκετή για ψάρεμα ή για βόλτα με πλοίο. Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου έλξης τοποθετούνται επίσης σε διάφορες συσκευές φόρτωσης (ηλεκτρικοί ανυψωτήρες, ηλεκτρικά περονοφόρα ανυψωτικά οχήματα) που λειτουργούν σε κλειστούς χώρους.
3. Σε οικιακές συσκευές. Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου χρησιμοποιούνται σε διάφορες οικιακές συσκευές αντί για τυποποιημένες μπαταρίες. Αυτά τα προϊόντα έχουν τάση 3.6V - 3.7V, αλλά υπάρχουν μοντέλα που μπορούν να αντικαταστήσουν ένα κανονικό άλας ή αλκαλική μπαταρία με 1.5 Volts.Μπορείτε επίσης να συναντήσετε μπαταρίες 3v (15270, CR2), το οποίο μπορεί να εγκατασταθεί αντί για 2 τυπικές μπαταρίες.

Αυτά τα προϊόντα χρησιμοποιούνται κυρίως σε ισχυρές συσκευές στις οποίες οι συμβατικές μπαταρίες αλατιού εκφορτίζονται πολύ γρήγορα.

Οδηγίες λειτουργίας της μπαταρίας ιόντων λιθίου

Η ζωή μιας μπαταρίας λιθίου επηρεάζεται από πολλούς παράγοντες, η γνώση των οποίων θα αυξήσει σημαντικά τον πόρο. Όταν χρησιμοποιείτε αυτόν τον τύπο μπαταρίας, πρέπει:

1. Προσπαθήστε να μην αφήσετε την μπαταρία να εξαντληθεί τελείως. Παρά την υψηλή αντίσταση της μπαταρίας σε μια τέτοια κρούση, συνιστάται να μην πιέζετε όλους τους "χυμούς" από αυτήν. Ιδιαίτερη προσοχή πρέπει να δοθεί κατά την λειτουργία αυτών των μπαταριών με UPS και ηλεκτροκινητήρες υψηλής ισχύος. Εάν έχει συμβεί πλήρης εκφόρτιση της μπαταρίας, πρέπει να την αναβιώσετε αμέσως, δηλαδή να την συνδέσετε σε ειδικό φορτιστή. Μπορείτε επίσης να επαναφορτίσετε την μπαταρία μετά από μακρά παραμονή σε κατάσταση βαθιάς εκφόρτισης, για την οποία είναι απαραίτητη η φόρτιση υψηλής ποιότητας για 12 ώρες και στη συνέχεια η εκφόρτιση της μπαταρίας.
2. Μην υπερφορτώνετε. Η υπερφόρτιση επηρεάζει αρνητικά την απόδοση του προϊόντος. Ο ενσωματωμένος ελεγκτής δεν είναι πάντα σε θέση να απενεργοποιήσει την μπαταρία εγκαίρως, ειδικά όταν η φόρτιση γίνεται σε κρύο δωμάτιο.

Εκτός από την υπερφόρτιση και την υπερβολική εκφόρτιση, η μπαταρία πρέπει να προστατεύεται από υπερβολικές μηχανικές επιδράσεις, οι οποίες μπορεί να οδηγήσουν σε αποσυμπίεση της θήκης και πυρκαγιά στα εσωτερικά εξαρτήματα της μπαταρίας. Για το λόγο αυτό, απαγορεύεται η αποστολή ηλεκτρικών στηλών, στις οποίες η περιεκτικότητα σε καθαρό λίθιο υπερβαίνει το 1 g.

Πώς να φυλάσσετε τις μπαταρίες ιόντων λιθίου

Εάν υπάρχει ανάγκη για μακροχρόνια αποθήκευση μπαταριών ιόντων λιθίου, τότε για να ελαχιστοποιήσετε τις αρνητικές επιπτώσεις στα προϊόντα, πρέπει να τηρείτε τις ακόλουθες συστάσεις:

1. Αποθηκεύστε το προϊόν σε δροσερό και ξηρό μέρος.
2. Η μπαταρία πρέπει να αφαιρεθεί από την ηλεκτρική συσκευή.
3. Η μπαταρία πρέπει να φορτιστεί πριν τη συντήρησή της. Η ελάχιστη τάση στην οποία δεν θα σχηματιστούν εσωτερικές διεργασίες διάβρωσης είναι ίση με 2,5 βολτ ανά 1 κυψέλη.

Δεδομένης της μικρής αυτορύθμισης τέτοιων μπαταριών, είναι δυνατή η αποθήκευση της μπαταρίας με αυτόν τον τρόπο για αρκετά χρόνια, αλλά κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου η χωρητικότητα του κυττάρου θα μειωθεί αναπόφευκτα.

Απόρριψη μπαταριών ιόντων λιθίου

Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου περιέχουν ουσίες επικίνδυνες για την υγεία, οπότε σε καμία περίπτωση δεν πρέπει να διαχωρίζονται στο σπίτι. Μετά τη λήξη της ζωής της μπαταρίας, πρέπει να επιστραφεί για περαιτέρω επεξεργασία. Στα εξειδικευμένα κέντρα υποδοχής μπορείτε να λάβετε χρηματική αποζημίωση για μια παλιά μπαταρία λιθίου, επειδή αυτά τα προϊόντα περιέχουν ακριβά στοιχεία που μπορούν να επαναχρησιμοποιηθούν.