Litium-ioni- ja nikkeli-kadmium-akut ovat kaksi suosittua luokkaa itsenäisiä virtalähteitä. Jokaisella niistä on tietyt parhaan sovelluksen rajat, ja käyttäjän epäonnistumiset liittyvät usein tällaisten akkujen ominaisuuksien tietämättömyyteen. Monilla samanlaisilla ominaisuuksilla Li-Ion- ja NiCd-akut eroavat kemiallisesta koostumuksestaan, ympäristövaikutuksistaan, sovelluksestaan ja kustannuksistaan.
Sodrezhanie
Mitä Li-Ion- ja Ni-Cd-akkuilla on yhteistä?
Näiden akkuluokkien muodot ja eräät parametrit määritetään GOST 26692-85 -standardilla. Erityisesti. Tämä standardi asettaa molemmille tyypeille:
- Kokonaismitat
- Hyväksyntä - ja testausmenettely.
- Turvallisen käytön ehdot.
- Toimituksen täydellisyys.
- Merkinnät, pakkaukset ja kuljetus kuluttajille.
- Luettelo turvallisen käytön ohjeista.
- Valmistajan takuut.
Tärkeää! Koska tämän tyyppisten paristojen sovellukset laajenevat jatkuvasti, GOST R IEC 61426-1-2014 on äskettäin otettu käyttöön ja sovellettu, mikä asettaa yleiset vaatimukset uusiutuviin energialähteisiin (esimerkiksi aurinkosähkö) käytettäville paristoille.
Akkukapasiteetin alueet ovat myös yleisiä: molemmat voidaan tuottaa indikaattoreilla välillä 1,2 - 3,6 Ah · tai enemmän. Yhteiseksi ominaisuudeksi voidaan myös kutsua lataus / purkujakson tehokkuutta, joka valmistajalta riippuen on välillä 70 ... 90%.
Erot Li-Ion- ja Ni-Cd-paristojen välillä
Vertakaamme seuraavia ominaisuuksia: sähkökemiallisten prosessien ydin, ympäristövaikutukset, kustannukset, toiminnan ominaisuudet ja tuottavuus sekä käytännöllinen soveltaminen.
Nikkelikadmiumakku käyttää kadmiumia anodina (negatiivinen pääte), nikkeli-oksihydroksidia katodina (positiivinen pääte) ja vesipitoista kaliumhydroksidia elektrolyyttinä.
Litiumioniakku käyttää angiotina grafiittia, katodi litiumoksidia ja litiumsuolaa elektrolyyttinä. Litiumionit liikkuvat negatiivisesta elektrodista positiiviseen purkamisen aikana ja vastakkaiseen suuntaan latauksen aikana.
| nimi | Li-ion-virtalähteet | Ni-Cd-virtalähteet |
|---|---|---|
| jännite | 3,6 / 3,7 V | 1,2 V |
| Käyttösyklien lukumäärä | Jopa 1200 | Vuoteen 2000 asti |
| Lataus / purkuhyötysuhde | 80…90 % | 70…90 % |
| Itsepurkausprosessin voimakkuuden lämpötilariippuvuus (kuukaudessa) | Jopa 8% 21 ° C: ssa Jopa 15% 40 ° C: ssa Jopa 31% 60 ° C: ssa | Jopa 10% |
| Energian tiheys | 250 ... 620 W h / l | 50 ... 150 W h / l |
| elpyminen | Matala vaarallinen jäte | Vaarallinen jäte |
Ni-Cd-akut sisältävät 6% (teollisuuslähteet) - 18% (kuluttajaparistoista) kadmiumia, joka on myrkyllinen raskasmetalli, ja siksi se vaatii erityistä varovaisuutta käytetyn akun poistamisessa ja hävittämisessä. Tällaista jätettä pidetään ympäristölle vaarallisena. Samaan aikaan kaikki litium-ioni-akkujen komponentit ovat ympäristöystävällisiä, koska litium ei ole myrkyllinen metalli.
Kustannusten suhteen litium-ioniakku on noin 40 prosenttia kalliimpi kuin nikkeli-kadmium. Tämä selittyy merkittävillä tuotantokustannuksilla ylimääräisen suojauspiirin aikaansaamiseksi, joka ohjaa jännitteen, virran ja tehon parametreja.
Kuin litium-ioni on parempi kuin nikkeli-kadmium
Suurin nikkeli-kadmium-paristojen haitta on niiden sitoutuminen niin sanottuun ”muistivaikutukseen”, kun ne purkautuvat ja ladataan samaan kapasiteetin tilaan useita kertoja.Akku ”muistaa” latausjakson pisteen, jossa lataus alkoi, ja seuraavan käytön aikana jännite putoaa yhtäkkiä ikään kuin akku olisi tyhjä.
Akun kapasiteetti laskee kuitenkin vain vähän. Jotkut elektroniset laitteet on erityisesti suunniteltu kestämään tällainen alijännite riittävän kauan - niin, että jännite palaa normaalitilaansa. Jotkin laitteet ja välineet sammutetaan kuitenkin tänä aikana, joten akku näyttää olevan "tyhjä" tavallista aikaisemmin.
Samanlainen vaikutus, jota kutsutaan stressipaineeksi, on seuraus toistuvasta lataamisesta. Tässä tapauksessa akku on täysin latautunut, mutta tyhjenee nopeasti lyhyen käyttöjakson jälkeen.
Toinen ongelma on "käänteisen latauksen" vaikutus, joka syntyy käyttäjän virheen vuoksi tai kun useiden kennojen akku on tyhjentynyt kokonaan. Käänteinen lataus lyhentää akun käyttöikää. Käänteisen lataamisen sivutuote on vetykaasu, joka on vaarallinen.
Mielenkiintoinen tosiasia: käänteinen lataus tapahtuu nikkeli-kadmium-virtalähteiden epäsäännöllisen käytön yhteydessä. Sitten muodostuu dendriittejä ja leviää paristoihin - ohuisiin johtaviin kiteisiin, jotka voivat tunkeutua elektrodien välisen erotuskalvon läpi. Tämä johtaa sisäiseen oikosulkuun ja ennenaikaiseen akkuvikaan.
Litium-ioni-akut eivät sitä vastoin vaadi korkeatasoista palvelua. Ne voidaan ladata uudelleen ennen niiden tyhjentämistä kokonaan (ilman "muistivaikutuksen" muodostumista) ja toimia laajemmalla lämpötila-alueella. Ni-Cd: hen verrattuna litium-ioni-ratkaisun omavaraisuus on alle puolet kokonaiskapasiteetista, mikä pidentää tällaisen akun käyttöikää. Siksi litium-ioniakkua voidaan varastoida useita kuukausia maksamatta.
Kuin nikkeli-kadmium-akku on parempi kuin litium-ioni
NiCd-akut voidaan koota akkuihin tai käyttää erikseen. Tällaiset paristot ovat pieniä ja pieniä, joten niitä voidaan käyttää jokapäiväisessä elämässä esimerkiksi taskulamppuissa, kannettavassa elektroniikassa, kameroissa ja videokameroissa sekä leluissa. Pienissä koossa nikkeli-kadmium-akut tarjoavat paremmin korkean pulssivirran, jolla on suhteellisen alhainen sisäinen vastus, mikä tekee niistä suositun vaihtoehdon kauko-ohjattavissa ilma-alusten, veneiden, autojen, langattomien sähkötyökalujen kauko-ohjattavissa malleissa sekä salamalaitteiden toimittamisessa, kun niiden käyttöikä ja kapasiteetin arvo mah: lla ei ole erityistä roolia.
Suuria Ni-Cd-akkuja käytetään ilma-käynnistyksissä, sähköajoneuvoissa ja varavirtalähteinä.
Tärkeää! Litium-ioni-akun huomattava haitta on sen hauraus. Siksi turvallisen toiminnan varmistamiseksi tällainen akku tarvitsee erityisen suojapiirin.
Suojapiiri on suunniteltu rajoittamaan huippujännitettä akun tai akun latauksen aikana. Se eliminoi alijännitteen mahdollisuuden, joka voidaan havaita virtalähteen purkautumisen yhteydessä. Äärimmäisten lämpötilojen estämiseksi ja levityksen turvallisuuden parantamiseksi myös kotelon lämpötilaa säädetään. Kaikki tämä lisää kustannuksia ja lisää litium-ioni-akun kokoa.
Kun otetaan huomioon ominaisuudet, kuten korkea energian tiheys, muistion puutteellisuus ja hidas varauksen menetys, litium-ioni-akkuja käytetään pääasiassa sotilaallisiin tarkoituksiin, ilmailu- ja avaruustekniikkaan, samoin kuin nykyaikaisten sähköajoneuvojen virtalähteisiin (joissa kevyt paino ja mitat ovat tärkeitä) .
Kumpi on parempi: Li-Ion tai Ni-Cd
Tähän kysymykseen on mahdotonta vastata yksiselitteisesti, eikä se ole välttämätöntä. Jokaisella akkutyypillä on oma järkevä sovellus.Ni-Cd-akku on halvempi, ja sillä on huomattava määrä lataus- / purkausjaksoja (joita ei kuitenkaan pidä tehdä usein!). Li-Ion-akulle on ominaista kompakti koko, pidentynyt akun kesto ja ”muistivaikutuksen” puuttuminen; se voi toimia laajemmalla lämpötila-alueella.
Onko sinulla vielä kysymyksiä? Kysy heiltä kommentissa!
