Baterii cu ioni de litiu

Mult timp, un acumulator de acid a fost singurul dispozitiv capabil să furnizeze obiecte și mecanisme autonome cu curent electric. În ciuda rezistenței interne actuale maxime și minime mari, astfel de baterii aveau o serie de dezavantaje care le-au limitat utilizarea dispozitivelor care consumă o cantitate mare de electricitate sau în spații închise. În acest sens, bateriile cu ioni de litiu sunt lipsite de multe calități negative ale predecesorilor lor, deși au dezavantaje.

Ce este o baterie cu ioni de litiu

Primele baterii cu litiu au apărut în urmă cu 50 de ani. Astfel de produse erau o baterie obișnuită în care a fost instalat un anod de litiu pentru a crește nivelul de putere. Astfel de produse au caracteristici operaționale foarte mari, dar unul dintre cele mai grave dezavantaje a fost probabilitatea mare de aprindere a litiului în timpul supraîncălzirii catodului. Având în vedere această caracteristică, oamenii de știință au înlocuit în timp elementul pur cu ioni metalici, ceea ce duce la o siguranță sporită semnificativ.

Bateriile moderne li-ion sunt foarte fiabile și sunt capabile să reziste la un număr mare de cicluri de descărcare-încărcare. Au un efect de memorie minim și o greutate relativ mică. Datorită acestor proprietăți, o baterie cu litiu este utilizată pe scară largă în multe dispozitive. Produsul poate fi utilizat ca baterie, sub formă de baterii pentru electrocasnice, precum și ca sursă de electricitate eficientă.

Astăzi, astfel de dispozitive prezintă mai multe dezavantaje:

• cost ridicat;
• nu-i plac deversările profunde;
• poate muri la temperaturi scăzute;
• pierde capacitatea la supraîncălzire.

Ca analogi mai avansați puteți găsi polimer de litiu sau titanat de litiu baterii, dar costă mult mai mult.

Cum este producția de baterii li-ion

Bateriile cu ioni de litiu sunt produse în mai multe etape:

1. Fabricarea electrozilor.
2. Combinarea electrozilor într-o baterie.
3. Instalarea plăcii de protecție.
4. Instalați bateria în carcasă.
5. Umplerea electrolitului.
6. Testare și încărcare.

În toate etapele producției, trebuie respectate tehnologiile și măsurile de siguranță, ceea ce vă permite să obțineți un produs de calitate.

Ca catod în bateriile cu ioni de litiu, se folosește o folie cu o substanță care conține litiu depusă pe suprafața sa.

În funcție de scopul bateriei pot fi folosiți următorii compuși de litiu:

• LiCoO2;
• LiFePO4;
• LiNiO2;
• LiMn2O4.

La fabricarea surselor cilindrice de dimensiuni AA și AAA, electrodul principal este răsucit într-o sulă, care este separată de anod printr-un separator. Cu o suprafață mare a catodului, al cărui film are o grosime minimă, este posibil să se obțină o intensitate energetică ridicată a produsului.

Principiul de funcționare și bateria li-ion a dispozitivului

Bateria litiu-ion funcționează după cum urmează:

1. Când un curent electric constant este furnizat contactelor bateriei, cationii de litiu se deplasează în materialul anodic.
2. În timpul descărcării, ionii de litiu părăsesc anodul și pătrund în dielectric până la o adâncime de 50 nm.

În „durata de viață” a unei baterii cu litiu, astfel de cicluri pot fi de până la 3.000, în timp ce bateria poate emite aproape tot curentul electric acumulat în timpul încărcării.Descărcarea profundă nu conduce la oxidarea plăcilor, ceea ce distinge favorabil aceste produse în comparație cu bateriile cu acid.

Nu toate bateriile li-ion tolerează bine descărcările profunde. Dacă o astfel de baterie este instalată în telefon sau cameră (tip AAA), atunci când bateria este descărcată profund, placa de control va bloca posibilitatea încărcării bateriei din motive de siguranță, prin urmare, nu poate fi încărcată fără un încărcător special. Dacă este vorba despre o baterie de litiu de tracțiune pentru un motor de bord, atunci o descărcare profundă nu-i va fi deloc înspăimântătoare.

Spre deosebire de bateriile tip finger, bateriile complexe constau din mai multe surse separate de electricitate conectate în paralel sau în serie. Metoda de conectare depinde de ce indicator de energie electrică trebuie crescut.

Mărimi și tipuri de baterii li-ion

Bateriile cu ioni de litiu sunt răspândite. Astfel de surse de curent electric sunt utilizate în diferite dispozitive casnice, gadgeturi și chiar mașini. În plus, sunt fabricate baterii industriale cu litiu-ion, care au o capacitate mare și o tensiune mare. Cele mai populare sunt următoarele tipuri de baterii cu litiu:

Primele două cifre ale unor astfel de denumiri indică diametrul produsului, a doua pereche - lungimea. Ultimul „0” este setat dacă bateriile sunt cilindrice.

Pe lângă bateriile cilindrice, industria produce și baterii de tip „coroană"9v de tensiune și baterii industriale puternice cu o tensiune de 12v, 24v, 36v și 48v.

În funcție de elementele care se adaugă produsului, pe carcasa bateriei pot apărea următoarele marcaje:

• ICR - care conține cobalt;
• IMR - - - - mangan;
• INR - - - - nichel și mangan;
• NCR - - - - nichel și cobalt.

Bateriile cu litiu diferă nu numai ca mărime și aditivi chimici, dar în primul rând în ceea ce privește capacitatea și tensiunea. Acești doi parametri determină posibilitatea utilizării lor în diferite tipuri de aparate electrice.

Unde se folosesc bateriile Li-ion?

Bateriile cu ioni de litiu nu au nicio alternativă în cazul în care aveți nevoie de o baterie capabilă să furnizeze energie electrică în volum aproape total și să facă un număr mare de cicluri de încărcare / descărcare fără a reduce capacitatea. Avantajul unor astfel de dispozitive este greutatea lor relativ mică, deoarece nu este necesară utilizarea grilelor de plumb în astfel de dispozitive.

Având în vedere caracteristicile performante, aceste produse pot fi utilizate:

1. Ca baterii de pornire. Bateriile cu litiu pentru mașini devin mai ieftine în fiecare an, datorită noilor dezvoltări care pot reduce costurile de producție. Din păcate, prețul acestor baterii poate fi foarte mare, motiv pentru care mulți proprietari de mașini nu își pot permite o astfel de baterie. Dezavantajele bateriilor cu ioni de litiu includ o scădere semnificativă a puterii la temperaturi sub 20 de grade, astfel încât funcționarea acestor produse în regiunile nordice nu va fi practic.
2. Ca dispozitive de tracțiune. Datorită faptului că bateriile cu ioni de litiu poartă cu ușurință o descărcare profundă, acestea sunt adesea folosite ca tracțiune pentru motoarele electrice pentru bărci. Dacă puterea motorului nu este prea mare, atunci o încărcare este suficientă pentru 5-6 ore de funcționare continuă, ceea ce este destul pentru pescuitul sau călătoria cu barca. Bateriile cu ioni de litiu de tracțiune sunt instalate pe diverse echipamente de încărcare (stivuitoare electrice, stivuitoare electrice) care funcționează în spații închise.
3. În electrocasnice. Bateriile cu ioni de litiu sunt utilizate în diferite dispozitive casnice în loc de baterii standard. Astfel de produse au o tensiune de 3.6v - 3.7v, dar există modele care pot înlocui o baterie sărată sau alcalină obișnuită cu 1.5 volți.De asemenea, puteți întâlni baterii 3v (15270, CR2), care poate fi instalat în loc de 2 baterii standard.

Astfel de produse sunt utilizate mai ales în dispozitive puternice în care bateriile de sare convenționale se descarcă foarte repede.

Instrucțiuni de utilizare a bateriei Li ion

Durata de viață a unei baterii cu litiu este influențată de mulți factori, a căror cunoaștere va crește semnificativ resursa. Când utilizați acest tip de baterie, trebuie să:

1. Încercați să nu lăsați bateria să funcționeze complet. În ciuda rezistenței ridicate a bateriei la un astfel de impact, este recomandabil să nu stoarceți toate „sucurile” din acesta. Trebuie să aveți grijă deosebită atunci când folosiți astfel de baterii cu UPS și motoare electrice de mare putere. Dacă s-a produs o descărcare completă a bateriei, este necesar să o reînviați imediat, adică să o conectați la un încărcător special. De asemenea, puteți reîncărca bateria după o lungă ședere într-o stare de descărcare profundă, pentru care este necesar să faceți o încărcare de înaltă calitate timp de 12 ore, apoi descărcați bateria.
2. Nu supraîncărcați. Supraîncărcarea afectează negativ performanța produsului. Controlerul încorporat nu este întotdeauna capabil să oprească bateria la timp, mai ales când încărcarea se efectuează într-o cameră rece.

Pe lângă supraîncărcare și supraîncărcare, bateria trebuie să fie protejată de influențele mecanice excesive, ceea ce poate duce la depresurizarea carcasei și incendiu către componentele interne ale bateriei. Din acest motiv, există o interdicție pentru expedierea bateriilor în care conținutul de litiu pur depășește 1 g.

Cum se păstrează bateriile cu ioni de litiu

Dacă este necesară stocarea pe termen lung a bateriilor cu ioni de litiu, atunci pentru a reduce impactul negativ asupra produselor, trebuie să respectați următoarele recomandări:

1. Depozitați produsul doar într-un loc răcoros și uscat.
2. Bateria trebuie scoasă din dispozitivul electric.
3. Bateria trebuie încărcată înainte de conservare. Tensiunea minimă la care nu se vor forma procesele de coroziune internă este egală cu 2,5 volți pe 1 celulă.

Având în vedere micile descărcări de sine ale unor astfel de baterii, este posibilă stocarea bateriei în acest fel timp de câțiva ani, dar în această perioadă capacitatea celulei va scădea inevitabil.

Eliminarea bateriilor cu litiu-ion

Bateriile cu ioni de litiu conțin substanțe periculoase pentru sănătate, deci în niciun caz nu trebuie scoase acasă. După ce bateria se scurge, aceasta trebuie returnată pentru procesare ulterioară. În centrele de recepție specializate, puteți primi compensații bănești pentru o baterie de litiu veche, deoarece astfel de produse conțin elemente costisitoare care pot fi refolosite.