Bateri litium atau sumber kuasa yang tahan lama

Sumber kuasa litium diperlukan untuk banyak peranti elektronik. Artikel ini akan membincangkan bateri litium-ion yang biasa digunakan.

Komposisi bateri litium

Bateri litium beroperasi melalui tindak balas pengoksidaan tak boleh balik. Litium logam berfungsi sebagai anod, manakala oksida mangan, besi disulfida atau oksida kuprum boleh digunakan sebagai katod pepejal. Oksida cecair termasuk sulfur oksida dan tionil klorida. Litium aktif, yang berkesan menyingkirkan elektron, ialah agen pengoksida yang digunakan.

Jenis-jenis bateri litium

Salah satu kriteria pengelasan untuk peranti storan ialah jenis bahan aktif utama:

• Bateri litium-nikel-kobalt-aluminium-oksida (NCA)
• Bateri litium-mangan
• Bateri litium-kobalt.
• Bateri litium besi fosfat
• Sumber litium titanat
• Bateri litium-polimer
• Bateri litium-tionil klorida

Salah satu petunjuk penting apabila memilih bateri ialah voltan operasi.

Mari kita lihat hanya beberapa daripadanya.

Bateri litium 3V hanya digunakan dalam gajet yang direka khas; ia tidak boleh digunakan dalam alat kawalan jauh atau jam tangan rumah biasa.

Bateri litium 6V boleh digunakan dalam bekalan kuasa tanpa gangguan, kereta mainan berkuasa bateri dan banyak aplikasi lain.

Bateri litium 12 volt digunakan sebagai tambahan kepada pemasangan di UPSdalam alat yang berdiri sendiri, seperti pemutar skru.

Penandaan

Apakah tanda yang perlu ada pada bateri litium-ion? Mengikut keperluan IEC, penunjuk berikut mesti ditanda pada bekas bateri:

1. Kapasiti bateri litium
2. Saiz bateri litium
3. Sebatian
4. Kelas
5. Voltan

Bateri litium ditandakan dengan huruf "CR." Nombor seterusnya menunjukkan saiz bateri. Jadual di bawah menunjukkan penentukurannya.

Nama	Penandaan	Voltan, V
Bulat besar, D	20	1.5
Bulat kecil, C	14	1.5
Jari, AA	6	1.5
Mikro-jari, AAA	03	1.5
«Mahkota», RR3	6/22	9.0

Peranti penyimpanan tenaga pengecasan

Ramai orang tertanya-tanya sama ada bateri Li-ion boleh dicas semula. Jelas sekali, hanya bateri yang direka khas, yang dikenali sebagai bateri boleh dicas semula, boleh dicas semula.

Jenis-jenis sumber bateri yang biasa danBateri mana yang lebih baik?

Jenis bateri termasuk bateri ion (Li-ion) dan polimer (Li-polimer). Jadual perbandingan ciri-ciri bateri litium akan membantu anda menganalisisnya dengan lebih terperinci.

Ciri-ciri	Bateri litium-ion	Bateri polimer litium
Ciri-ciri Reka Bentuk	Produktiviti bergantung pada penempatan elemen di dalam blok	Kehadiran elektrolit cecair dikecualikan
Saiz bateri litium	Satu set pilihan yang kecil	Pilihan yang luas tanpa mengira format sel
Keamatan tenaga	Tinggi	Rendah, bilangan cas semula adalah lebih rendah
Berat	Sedikit lebih tinggi	Pendek
Kapasiti	Tidak besar	Dua kali ganda dengan isipadu yang sama
Hayat perkhidmatan	Tidak mempunyai penyimpangan yang ketara	Tidak mempunyai penyimpangan yang ketara
Masa pengecasan	Jangka panjang	Ketara kurang
Pakai	Lebih tinggi berbanding	Di bawah
Keselamatan (risiko kebakaran)	Rendah (risiko letupan)	Di atas (mempunyai perlindungan terbina dalam)
Harga	Di bawah	Lebih tinggi

Hari ini, pembangunan sel litium-logam (li-logam) baharu dengan peningkatan keselamatan dan jangka hayat yang lebih panjang sedang giat dijalankan.

Bateri litium-logam agak berpotensi untuk menggantikan sumber li-ion dan li-pol.

Ciri-ciri pengecasan bateri polimer litium

Untuk mengekalkan kapasiti sumber kuasa yang sentiasa penuh, perlu mengecasnya mengikut jadual, iaitu selepas dinyahcas selepas 500 jam operasi peralatan.

Bateri polimer sensitif terhadap kerosakan mekanikal, hipotermia, serta turun naik voltan dan beban lampau, jadi ia hanya perlu disambungkan kepada bekalan kuasa yang stabil.

Cara memulihkan bateri litium-ion

Jangka hayat bateri litium agak panjang, tetapi lambat laun ia akan kehilangan kapasiti asalnya. kapasitiItulah sebabnya ramai orang mengambil berat tentang pemulihan bateri.

Mari kita lihat dua cara untuk memulihkan pemacu.

Kaedah pertama nampaknya meragukan, tetapi ia adalah yang paling mudah dan, menurut pakar, selalunya berkesan. Anda memerlukan:

1. Letakkan bekalan kuasa di dalam peti sejuk beku selama 30-40 minit
2. Selepas menanggalkannya, cas segera selama beberapa minit.
3. kemudian biarkan sehingga suhunya menyamakan dengan suhu bilik
4. dan kemudian barulah teruskan pengecasan.

Pengawal kerap berhenti menyekat operasi elemen.

Kaedah kedua patut dicuba jika prosedur pengecasan dan pembekuan standard tidak membantu. Kaedah ini melibatkan pemutus sambungan papan pelindung menggunakan langkah-langkah berikut:

1. Gunakan penguji untuk mengukur voltan bateri (jika bacaannya sifar, anda boleh teruskan)
2. putuskan sambungan papan perlindungan dengan berhati-hati
3. ukur semula voltan (ia sepatutnya meningkat kepada maksimum 2.5V)
4. sambungkan ke pengecas (dengan arus boleh laras) dan tetapkan arus kepada 100 mA dan voltan kepada 4.2 V selama 10-15 minit
5. Pastikan anda memantau voltan (ia tidak sepatutnya meningkat melebihi 3.2V). Jika elemen menjadi panas, hentikan pengecasan dengan segera.
6. Selepas mencapai nilai arus dan voltan yang diperlukan, kembalikan papan ke tempat asalnya dan cas dalam mod biasa.

Berapa lama masa yang diperlukan untuk mengecas bateri litium?

Pengecas dengan penunjuk aras cas digunakan secara meluas pada masa kini, tetapi jika anda tidak memilikinya, anda boleh mengira masa yang diperlukan menggunakan formula berikut:

T (masa) = 1.4*Y(mAh)/X (mA), dengan 1.4 ialah pekali pemindahan haba.

Bagaimana untuk memeriksa bekalan kuasa?

Cara paling mudah dan terpantas untuk memeriksa cas sumber kuasa adalah dengan multimeter.

Terdapat dua cara untuk menyemak:

1. Ujian tanpa beban. Bacaan 1.35V atau lebih tinggi menunjukkan elemen berfungsi sepenuhnya.
2. Pengujian beban membolehkan penolakan pemacu voltan rendah yang lebih tepat. Ini memerlukan pengukuran dilakukan semasa bateri berfungsi.

Bagaimana untuk menggantikan bateri?

Menggantikan bateri pakai buang yang lemah merupakan beban kewangan yang besar. Oleh itu, ramai yang sedang mempertimbangkan untuk membeli bateri boleh dicas semula. Bateri litium tidak syak lagi yang paling sesuai untuk tujuan ini.

Carian di enjin carian internet amat popular untuk menukar model pemutar skru lama kepada bateri litium. Untuk melakukan ini, anda hanya perlu mencari yang betul. pemutar skruanalog litium dengan saiz dan voltan yang sama.

Berapakah kos bateri litium?

Bateri butang litium adalah antara bateri yang paling murah. Lazimnya dikenali sebagai bateri syiling litium, ia digunakan untuk menggerakkan jam tangan, penimbang, pemproses dan gajet berkos rendah yang lain. Harga untuk bateri ini bermula dari 10 rubel dan hanya terhad oleh selera pengeluar dan pengedar.

Sukar untuk menentukan had atas disebabkan oleh kepelbagaian yang luas. Walau bagaimanapun, jelas bahawa, seperti semua inovasi teknologi, kos semakin menurun disebabkan oleh peningkatan kecekapan pengeluaran dan peningkatan bilangan pengeluar.

Pengeluaran bateri

Bateri litium berkapasiti tinggi digunakan dalam pengeluaran kenderaan elektrik. Disebabkan peningkatan populariti kenderaan elektrik, pembukaan pelbagai kilang yang menghasilkan bateri ini dijangkakan. Menurut pelbagai firma perunding, kira-kira 26 kilang besar sedemikian akan beroperasi tidak lama lagi. Sebahagian daripadanya sudah beroperasi, manakala selebihnya dirancang untuk dilancarkan menjelang 2021.

Maklumat tambahan tentang bateri litium

Bateri ini adalah yang paling cekap dan boleh menahan beban berat. Pengguna menonjolkan beberapa kelebihan: peningkatan kapasiti tenaga, voltan yang stabil dan kapasiti yang tinggi. Seperti bateri lain, bateri litium terdiri daripada anod, katod, pemisah dan diafragma. Dua elemen terakhir berfungsi sebagai dielektrik. Sumber kuasa ini menggunakan impregnasi khas untuk diafragma.

Perbezaan utama antara bateri litium-ion dan bateri alkali ialah jangka hayatnya yang panjang. Ini dicapai melalui penggunaan teknologi khas yang menghapuskan kebergantungan arus beban bateri litium-ion. Mereka tidak mempunyai ini. Oleh itu, ia boleh disimpan sehingga 12 tahun. Walaupun proses pembuatannya rumit, pengeluar telah belajar untuk menghasilkan pelbagai jenis bateri litium. Bateri ini mudah menahan turun naik suhu dan boleh beroperasi untuk masa yang lama di bawah beban berterusan.

Elektrolit yang digunakan dalam bateri litium

1. tionil klorida.
2. mangan dioksida;
3. sebatian polifluorokarbon;
4. sulfur dioksida;
5. iodin;
6. oksida kuprum;
7. besi disulfida;

Voltan nominal bateri sedemikian ialah 3.7 volt. Litium menghasilkan sel yang ringan dan sangat nipis. Pada asasnya, ia adalah logam yang lembut dan mulur.

Sumber kuasa ini mula dihasilkan pada awal 1970-an. Eksperimen awal dengan bateri ini tidak berjaya, dan ia sering berakhir dengan letupan. Walau bagaimanapun, selepas beberapa ketika, semua kecacatan telah dihapuskan. Walaupun begitu, bateri litium mesti digunakan mengikut arahan pengendalian.

Untuk menghasilkan sumber kuasa yang selamat daripada litium, ia perlu digabungkan dengan elektrolit organik pepejal. Hasilnya ialah sel bateri yang lebih berkuasa dan padat. Dua bateri litium 3 volt boleh menggantikan bateri alkali 4-5 volt dengan mudah.

Perlindungan

Untuk memastikan operasi bateri litium yang stabil dan andal, litar pelindung khas telah dimasukkan ke dalam reka bentuknya. Inilah yang dilindunginya:

1. Pemanasan yang kuat.
2. Cas semula.
3. Litar pintas.
4. Pelepasan berlebihan.

Ia dipateri pada terminal. Ia mempunyai pengawal terbina dalam yang memantau cas bateri. Jika bateri terlebih cas melebihi 4.25 V, ia akan memutuskan sambungannya daripada pengecas.

Bagaimana untuk mengecas bateri litium?

Pada asasnya, bateri tidak boleh dicas semula, terutamanya jika ia dilabel "jangan cas semula." Jika sel anda ialah bateri yang boleh dicas semula, pengecasan semula akan mengikut corak ini.

Pengecasan berlaku dalam 2 peringkat.

1. Arus terus dengan parameter 0.2-0.5 C. Huruf "C" menandakan kapasiti. Oleh kerana bateri mempunyai papan litar pelindung terbina dalam, voltan litar terbuka tidak boleh melebihi 7 volt. Apabila tahap voltan meningkat kepada 4.2 V, ini bermakna bateri telah dicas sebanyak 80%.
2. Pengecasan semula dilakukan pada voltan malar. Aras arus sepatutnya berkurangan. Pengecas hendaklah mengekalkan voltan 4.1-4.2 V. Ia juga mengawal arus, yang secara beransur-ansur berkurangan. Apabila ia jatuh kepada 0.05-0.01 C, proses pengecasan selesai. Pada peringkat ini, bateri dicas semula sepenuhnya sehingga 100%.

Adalah dinasihatkan untuk menggunakan pengecas dengan penarafan voltan.

Bateri litium tidak bertolak ansur dengan pengecasan berlebihan dengan baik, jadi ia mesti diputuskan sambungannya tepat pada waktunya.

Di manakah bateri litium digunakan?

Aplikasi untuk sumber kuasa sedemikian adalah pelbagai. Contohnya, ia boleh dipasang pada jam loceng, alat kawalan jauh dan penimbang elektronik. Tetapi ia amat berguna dalam peranti dengan penggunaan kuasa yang tinggi, seperti kamera, lampu kilat, mainan, peralatan perubatan, peralatan ketenteraan dan peralatan komputer.

Kelebihan dan kekurangan bateri litium

Kelebihan utama mereka ialah mereka boleh mempunyai kapasiti yang besar dalam saiz yang kecil.

Senarai kelebihan

1. Mudah diselenggara.
2. Parameter yang stabil dipastikan dengan data arus pelepasan yang berbeza.
3. Tahan terhadap perubahan suhu akibat kekurangan air.
4. Voltan malar.
5. Ringan.
6. Kapasiti tenaga dan ketumpatan tenaga yang tinggi.
7. Kapasiti tidak bergantung pada arus beban, sesuai untuk peranti berkuasa tinggi.
8. Jangka hayat yang panjang.

Kelemahan utama peranti storan kuasa jenis ini ialah kosnya. Walau bagaimanapun, ia tidak memerlukan penggantian untuk masa yang lama.

Jenis dan saiz bateri litium

Pilihan berikut boleh didapati semasa jualan:

• FR
• Li-FeS2.
• CR

Bentuknya berbeza antara satu sama lain dan boleh berbentuk silinder, segi empat sama atau cakera.

Pengelasan Amerika Syarikat

• FR6 (AA).CR. Sel tablet rata.
• FR03 (AAA).
• CR-V9 (Litium PP3). Bateri sembilan volt mahkota.
• CR2 dan CR123. Dibuat dalam bentuk laras bulat.

Sesetengah parameter boleh didapati pada badan peranti. Contohnya, ini mungkin termasuk voltan, kapasiti, kelas dan tahun pembuatan.

Perbezaan antara bateri litium dan bateri salin dan alkali

• Bateri alkali tahan sehingga 3-5 tahun. Antara ketiga-tiga jenis ini, ia adalah yang paling berkuasa. Ia juga dikenali sebagai bateri alkali. Ia telah membuktikan dirinya sangat baik dalam alat kawalan jauh, mainan, lampu suluh, radio dan peranti berkuasa rendah yang lain.
• Bateri litium tahan lebih lama daripada bateri salin dan alkali. Ia sesuai untuk peralatan fotografi dan peranti perubatan.
• Bateri berasaskan garam adalah yang paling murah, tetapi juga yang paling lemah. Ia boleh disimpan selama kira-kira tiga tahun. Ia sesuai untuk alat kawalan jauh, lampu suluh, mainan, kalkulator, pemasa dan penimbang.

Pada asasnya, bateri yang disenaraikan di atas berbeza antara satu sama lain dari segi hayat perkhidmatan dan kapasiti.

Peraturan keselamatan

• Jangan pateri wayar ke kenalan.
• Bateri litium diangkut dalam bekas/bekas khas.
• Tidak perlu menyimpannya di bawah sinaran matahari.
• Jangan letakkan bateri di dalam poket yang berisi objek logam.

Peranti bateri litium

Terdapat dua pilihan reka bentuk:

1. Lingkaran.
2. Gelendong.

Sel lingkaran mempunyai luas permukaan litium yang besar. Ia menghantar sehingga 4 A dengan arus berdenyut dan sehingga 0.1-1.8 A dengan arus berterusan. Bateri ini kehilangan 10% daripada kapasiti awalnya setiap tahun. Bateri prismatik, butang atau jenis yang serupa boleh didapati di kedai.

Pengilang utama:

1. Varta,
2. Minamoto,
3. Tekcell
4. Robiton,
5. SAFT,
6. EVE,

Bekalan kuasa bobbin boleh bertahan sehingga 20 tahun dan digunakan dalam peranti dengan arus tidak melebihi 150 mA.