Ли ион аккумуляторы: Аккумуляторы – Преимущества литий‑ионного аккумулятора – Apple (RU)

Содержание

Все, что вы хотели знать о Li-Ion аккумуляторах, но боялись спросить.

    Сейчас на рынке представлено огромное разнообразие Li-Ion аккумуляторов различных марок, как с защитой, так и без. Взрывной рост их популярности пришелся на 2008-2010гг., когда на рынке появились большое количество мощных светодиодных фонарей в зарубежных интернет-магазинах.

    Но, стоит признать, что, до сих пор, для большинства пользователей, этот тип элементов питания является достаточно новым и незнакомым. Чтобы не запутаться во всем этом многообразии мы хотим вам дать несколько советов, чтобы помочь определиться, какой именно литиевый аккумулятор вам необходим (защищенный-незащищенный) и как не купить откровенно некачественный товар.

Что нужно знать при использовании Li-Ion аккумуляторов.

 В силу технологии Li-Ion аккумуляторы имеют ряд ограничений, которые необходимо соблюдать в процессе эксплуатации.
Это:
максимальное напряжение (напряжение перезаряда) не должно превышать 4,25-4,35В

минимальное напряжение (напряжение переразряда) не должно быть ниже 2,2-2,5В
ток разряда не должен превышать 2ух-кратное значение емкости (2С): т. е. для аккумулятора с емкостью 2200мАч максимальный ток разряда не должен быть выше 4400мА, а обладателя емкости в 3100мАч можно смело разряжать током до 6200мА. Есть особые типы высокомощных Li-Ion аккумуляторов, которые предназначены для работы с большими разрядными токами, превышающими величину их емкости в 5-10 раз.

    Вот так делать не надо

    Поэтому собирают аккумуляторные батареи с помощью контактной сварки и специальной ленты.

    Качественная сварка Li-Ion аккумуляторной батареи

    Опять же, для обслуживания такой батареи вам понадобится контроллер,

    Li-Ion аккумуляторная батарея с контроллером заряда-разряда

    который будет следить за процессами заряда-разряда аккумуляторов.

        Но, перейдем от теории к практике и попробуем дать ответы на самые распространенные вопросы, которые возникают у покупателей при выборе Li-Ion аккумулятора.

    1. Защищенный или нет.

    Как мы уже говорили, Li-Ion аккумуляторы должны работать в диапазоне напряжений 4,2-2,5В. Для того, чтобы в процессе работы напряжение на АКБ не выходило за пределы этого диапазона на минусовой контакт незащищенного Li-Ion АКБ (их еще называют «ячейка») ставят небольшую электронную плату защиты (зачастую, она именуется просто «защита»).

    Именно эта плата обеспечивает работу ячейки в допустимом диапазоне напряжений, предохраняет от перегрузки по току и от короткого замыкания.

    Плата защиты приваривается стальной лентой к контактам аккумулятора

    и весь этот «бутерброд», упаковывается в термо-пленку с обозначение бренда и емкости (как реальной так и совершенно бредовой, в некоторых случаях).

    на синем аккумуляторе (слева) заявленная емкость не соответствует действительности

    Из-за платы защищенные аккумуляторы на пару миллиметров длиннее своих незащищенных сородичей и на 0,5 мм толще.

    А, так как, качественная Li-Ion ячейка имеет длину 65мм, то защищенный Li-Ion АКБ вырастает в длине до 68-70мм. Такие аккумуляторы могут обозначаться типоразмером 18700 (где первые две цифры это диаметр в мм., а вторые две- длина). Это надо учитывать при выборе аккумулятора,- сможет ли такой аккумулятор влезть, к примеру, в ваш фонарь или зарядное устройство.

    PS. На некоторых зарядных устройствах для Li-Ion аккумуляторах производители заранее указывают, что их продукт может заряжать аккумуляторы типоразмера вплоть до 18700.


    зарядные устройства XTAR позволяют заряжать Li-Ion аккумуляторы вплоть до типоразмера 18700

    Защищенные аккумуляторы можно применять в любых устройствах, которые расчитаны на работу с Li-Ion источниками питания и не имеют встроенного контроллера заряда-разряда. В настоящее время основными потребителями защищенных АКБ являются светодиодные фонари, так как именно такие аккумуляторы способны обеспечить питанием мощные светодиоды в течении продолжительного времени.

    Так же, защищенные аккумуляторы находят все большее распространение в разнообразной маломощной бытовой электронике, которая работает от одного-двух АКБ.

    При необходимости собрать более серьезный источник питания прибегают к изготовлению аккумуляторных батарей. Тут уже в ход идут только незащищенные аккумуляторы.

    батарея из Li-ion аккумуляторов SANYO

    Такие батареи стоят в большинстве современных ноутбуках, в электроинструменте, фото-видео технике, электровелосипедах и т.д. Управляет такими батареями специальный контроллер, который следит за напряжением на каждом отдельном аккумуляторе в батарее и необходимости в индивидуальных платах защиты нет.

    контроллер батареи из Li-ion аккумуляторов

    Подитог: если у вас светодиодный фонарь, с вероятностью 99% вам необходим защищенный аккумулятор. Если вы хотите отремонтировать батарею в ноутбуке или в шуруповерте или просто вам нужна БАТАРЕЯ из LI-Ion аккумуляторов, то вам необходимы именно незащищенные АКБ.

    2. Емкость аккумулятора

    Емкость аккумулятора указывается в мАч (милли-ампер-часах).

    На момент написания статьи наиболее распространенными значениями емкости являются 2600-3500мАч (для Li-Ion АКБ типоразмера 18650). Емкость влияет только на время работы аккумулятора. Т.е. при прочих одинаковых условиях Li-Ion аккумулятор с емкостью 3400мАч будет работать примерно в 2 раза дольше чем аккумулятор емкостью 1700мАч.

    ФАКТ: на настоящее время Li-Ion аккумуляторов типоразмера 18650 емкостью свыше 3500мАч НЕ СУЩЕСТВУЕТ. Все Li-Ion аккумуляторы типоразмера 18650 (а это наиболее распространенный типоразмер), имеющие обозначение 3800-5000мАч ФОТО изначально продукты сомнительного качества от покупки которых следует отказаться.

    Обычно, реальная емкость таких АКБ составляет, в лучшем случае, 1500-2200мАч ссылка. А о «достоинствах» плат защит этих АКБ стоит только догадываться.

    ..  Бывали случаи когда под упаковкой защищенных АКб типоразмера 18650 с обещанием огромной емкости около 4000мАч скрывался неизвестный представитель гораздо меньшего типоразмера, а остальное пространство было забито материалом похожим на обычный песок.

    3. Производитель аккумулятора.

        В настоящее время существует не так уж и много производителей Li аккумуляторов. Технология их изготовления не тривиальна и качественное масштабное производство возможно только на больших высокотехнологичных предприятиях. Среди самых известных и отлично-зарекомендовавших себя производителей можно выделить такие компании как: Sanyo, Sony, Panasonic, LG Chem, Samsung SDI, Skme, Moli, BAK, Lishen, ATL, HYB.

        Сразу надо отметить: это фирмы которые непосредственно производят Li-Ion ячейки (незащищенные аккумуляторы). Заводы таких компаний зачастую располагаются в Японии, Тайване или Южной Корее.

    ФАКТ: крупные производители Li-Ion аккумуляторов НЕ ВЫПУСКАЮТ ЗАЩИЩЕННЫХ АКБ. Они производят только НЕЗАЩИЩЕННЫЕ аккумуляторы. В природе не существует защищенных Li-Ion аккумуляторов Panasonic или SAMSUNG, которые были бы выпущены непосредственно «панасоником прямо в Японии» или «самсунгом» а все, кто утверждает обратное, по какой-то причине пытаются ввести вас в заблуждение.

        Защищенные аккумуляторы СОБИРАЮТСЯ из незащищенного Li-Ion аккумулятора (ячейки) и платы защиты.

    И собираются они тоже по-разному: сборка защищенных АКБ, в основном, происходит на заводах в Китае. Но Китай — Китаю рознь. Есть как откровенное барахло (с емкостями 3800мАч и выше) так и очень качественные продукты.

        Защищенные аккумуляторы выпускаются под совершенно различными брендами, не имеющими отношения к производителю ячеек.

    Наименование защищенному аккумулятору дает уже тот производитель, который собрал и упаковал этот аккумулятор. Зачастую, внешняя термоплёнка с нанесенным обозначение бренда скрывает реального производителя Li-Ion ячейки. Хотя, в последнее время наблюдается тенденция к вытеснению откровенно некачественных товаров аккумуляторами, изготовленными на основе качественных Li-Ion ячеек и плат защиты, производителями которых являются общепризнанные лидеры, такие как SANYO, Panasonic, SAMSUNG, SEIKO…

       


     Ниже, мы приведем основные составляющие «качественного» защищенного Li-Ion аккумулятора:

    1. Упаковка.

    На упаковке явно указано из каких составляющих состоит аккумулятор. К качеству упаковки претензий быть не должно. Наличие «бренда» является хорошим знаком,-аккумуляторы без опознавательных знаков, по-умолчанию, доверия не вызывают.

    2. Плюсовой контакт

    (выступающий бугорок) должен быть жестко зафиксирован на аккумуляторе.

    Проще говоря, он должен быть приварен, а не просто прижат картонной шайбой с термоусадкой. Иногда, плюсовой колпачок приваривают к стальной ленте а уже эту ленту приваривают к плюсовому контакту Li-Ioт ячейки.

    Ключевое слово везде: «ПРИВАРИВАЮТ»

    3. Плата защиты

    должна быть от известного производителя и содержать 2-3 МОСФЕТа обеспечивая высокий разрядный ток.

    4. Почитайте отзывы

    о интересующем вас аккумуляторе на авторитетных интернет- ресурсах, посвященных этой тематике. Зачастую, там можно найти подробнейшие тесты и многочисленные отзывы от конечных пользователей.


    скриншот страницы с большим тестом аккумуляторов 18650 с форума cpf.com

    Среди самых известных русскоязычных форумов стоит выделить:
    http://forum.fonarevka.ru/

    Из англоязычных:
    http://www.candlepowerforums.com/vb/forum.php
    http://lygte-info.dk/

        Будем надеяться, что данная статья смогла дать ответы на большинство вопросов, которые могли возникнуть у вас при покупке и использовании Li-ion аккумуляторов и уберечь вас от разочарования приобретения некачественных продуктов.

        Если же мы упустили какие-либо моменты, которые вы считаете важными,- оставляйте свои комментарии,- мы обязательно ответим и, по возможности, внесем коррективы в текст статьи.

    С уважением, коллектив Запас Мощности

    Вернуться к списку

    Какое напряжение Li-ion аккумулятора лучше

    При выборе Li-ion аккумуляторов учитываются разные характеристики: типоразмер, наличие защиты, бренд, циклический ресурс, допустимые токи заряда и разряда. Но главную роль играют 2 параметра – емкость и номинальное напряжение. У большинства литий-ионных элементов номинальное напряжение равно 3,6 или 3,7 В.

    Но встречаются и ячейки с отличающимся вольтажом. Например, элементы питания на основе литий-железо-фосфата (LiFePO4) имеют номинальное напряжение 3,2 вольта. Встречаются в продаже и литий-ионные ячейки с увеличенным напряжением: 3,75 В, 3,8 В, 3,85 В. О том, какое напряжение Li-ion аккумулятора лучше, почему и что зависит от этого параметра, проанализируем в этой статье.

    Типы напряжений

    Этот параметр включает несколько видов:

    1. Номинальное напряжение – измеряется в средней точке графика разряда. Как правило, составляет 3,6 или 3,7 В.
    2. Реальное или рабочее – бывает от 2,4 до 4,4 В.
    3. Минимальное – допустимое значение, до которого аккумулятор может разрядиться без потери своих эксплуатационных характеристик. Для большинства литиевых ячеек составляет 2,4–2,5 В, а для высоковольтных моделей – 2,8–3 В.
    4. Максимальное – допустимый верхний предел, превышение которого считается перезарядом и вредит работоспособности аккумулятора. Как правило, составляет от 4,2 В у большинства до 4,35–4,4 В у высоковольтных моделей.

    Как меняется напряжение при работе Li-ion аккумулятора?

    Когда элемент питания полностью заряжен (уровень заряда равен 100%), его вольтаж составляет 4,2–4,4 В, в зависимости от характеристик модели. При дальнейшем подключении к нагрузке аккум отдает накопленную энергию и постепенно разряжается, удерживая при этом номинальный вольтаж 3,6–3,7 В (±0,1 В при разрядном токе 0,2–0,5С).

    Когда уровень остаточного заряда достигает 20% от накопленной емкости, напряжение снижается до 3 В. Чтобы не допустить глубокого разряда и химической деградации аккума, BMS плата отключает его от нагрузки. Обычно это происходит при снижении напряжения до 3–2,75 В. Когда разряженные элементы подключаются к зарядному устройству, их вольтаж снова увеличивается до 4,2–4,4 В.

    Параметры зарядки Li-ion аккумуляторов

    До какого напряжения заряжать Li-ion аккумулятор – зависит от параметров конкретной модели, но для большинства литиевых элементов верхний предел составляет 4,2 В. Кроме напряжения полного заряда, важную роль при выборе зарядного устройства играет допустимый ток заряда. Он может составлять от 0,5С до 1С, где С – это значение емкости. Например, аккум емкостью 2500 мАч допускается заряжать током от 1,25 А до 2,5 А.

    Влияние химического состава

    Литий-ионные аккумуляторы бывают разных подвидов, с некоторыми различиями в электрохимической системе. Эти различия влияют на рабочие параметры аккумов, в т. ч. и на значения напряжения. В зависимости от используемого активного вещества, различают литий-кобальтовые, литий-марганцевые, литий-железо-фосфатные, литий-титанатные и другие подвиды Li-ion элементов питания.

    Самые популярные категории и их основные характеристики приведены в таблице.

    Обозначение

    ICR

    INR или NCM

    IMR или LMO

    NCR или NCA

    IFR или LFP

    Формула активного вещества (материал катода)

    LiCoO2

    Li(NiCoMn)O2

    LiMn2O4

    Li(NiCoAl)O2

    LiFePO4

    Номинальное напряжение

    3,6 В, 3,7 В

    3,6 В, 3,7 В

    3,6 В, 3,7 В, 3,8 В

    3,6 В

    3,2 В, 3,3 В

    U min

    2,5 В, 2,75 В

    2,5 В

    2,0 В, 2,5 В

    2,5 В, 2,75 В

    2 В

    U max

    4,25 В

    4,25 В, 4,35 В

    4,25 В

    4,25 В

    3,65 В

    Ток разряда

    1С, 2С

    10С, кратковременно – до 30С

    25С, кратковременно – до 40С

    Допустимый ток заряда

    0,7С, 1С

    0,7С, 1С

    0,7С, 1С, 3С

    0,7С

    1С–4С

    Срок службы

    До 1000 циклов

    До 2000 циклов

    До 700 циклов

    Более 500 циклов

    Более 3000 циклов

    Различия в характеристиках объясняются разным составом аккумуляторов, а именно использованием в роли катодного материала оксидов кобальта, никель-марганец-кобальта, марганца, никель-кобальт-алюминия или железо-фосфата.

    Методы повышения напряжения

    Для повышения напряжения ячеек нужно снизить их внутреннее сопротивление. Для этого производители экспериментируют с материалами катода и анода, совершенствуют известные схемы и формулы, разрабатывают и внедряют инновационные добавки к электролиту. На каждом этапе они стараются найти компромисс между емкостью, токоотдачей и сроком службы элементов питания.

    Кроме распространенных моделей на 3,6 и 3,7 В, можно встретить Li-ion аккумы на 3,75 В, 3,8 В, 3,85 В. В частности, батареи с вольтажом порядка 3,8 В широко используются в смартфонах. Такие элементы питания называют высоковольтными и обычно обозначают LiHV или High Voltage Li-ion. Заряжаются они не до 4,2, а до 4,4 В. Чтобы достичь таких значений, производители прибегают к разным хитростям, например, покрывают поверхность катода тонким слоем специальных материалов и включают добавки в электролит.

    Какое напряжение лучше?

    Существенной разницы между элементами питания с номинальным напряжением 3,6 В и 3,7 В при эксплуатации не наблюдается. Тем не менее, увеличение этого параметра влечет за собой возрастание энергоемкости. Известно, что для приблизительного расчета запасаемой емкости (в ватт-часах) достаточно умножить напряжение в вольтах на емкость в ампер-часах. Чем больше это значение, тем выше энергоемкость аккумулятора.

    С другой стороны, у аккумуляторов с увеличенным вольтажом бывает меньший циклический ресурс. И наоборот, аккумы с меньшим напряжением могут значительно превосходить конкурентов по остальным не менее важным параметрам. Яркий пример таких аккумуляторов – модели на основе литий-железо-фосфата (LiFePO4).

    Преимущества LFP аккумуляторов

    Несмотря на меньшее напряжение (3,2 В), они превосходят конкурентов по таким параметрам как:

    • диапазон рабочих температур от -30 до +50 °С;
    • увеличенный циклический ресурс – минимум 2000 циклов;
    • меньшая подверженность эффекту старения – при хранении емкость падает всего на 1,5% в год;
    • термическая и химическая стабильность;
    • безопасность эксплуатации;
    • устойчивость к возгоранию, даже при разгерметизации;
    • простота утилизации;
    • устойчивость к глубокому разряду, перезаряду, короткому замыканию, перегреву;
    • способность выдерживать токи разряда до 25С и увеличенный зарядный ток;
    • меньшее время заряда.

    И хотя удельная энергоемкость у LFP ячеек на 14% меньше, чем у Li-ion элементов других типов, во многих случаях этот аспект отходит на второй план. Например, при выборе аккумуляторных батарей для электровелосипедов и других видов персонального транспорта для круглогодичной эксплуатации лучшими заслуженно считаются АКБ типа LiFePO4. Также они предпочтительны в качестве тяговых АКБ для лодочных моторов и в целом для жестких условий эксплуатации.

    Поэтому правильно выбирать Li-ion аккумуляторы не только и не столько по напряжению, как по всей совокупности характеристик.

    Ранее в блоге VirtusTec.ru вышла статья о видах АКБ для активного отдыха.

    Это просто бомба-2. Li-Ion — как не взлететь / Хабр

    За последний десяток лет литий-ионные аккумуляторы из дорогостоящей экзотики перешли в разряд самых распространенных источников автономного питания. Неудивительно, что они стали популярными и в руках самодельщиков, в том числе и начинающих. Иногда от технических решений в их творениях волосы становятся дыбом – ведь особенностью аккумуляторов данного типа является их повышенная опасность, в первую очередь – пожарная. Мой рассказ о том, как правильно «готовить» эту «рыбу фугу», чтобы никто не сгорел и не взорвался.

    Предыдущая статья на «взрывную» тему здесь.

    Принцип работы литий-ионнного аккумулятора.

    Химические источники тока на основе лития получили распространение уже давно. Литиевые батарейки уже в конце XX века прочно укрепились в часах, калькуляторах, материнских платах компьютеров, пультах дистанционного управления. По принципу действия они мало чем отличаются от марганец-цинковых элементов, за тем исключением, что литий заменяет собой цинк, а вместо водного раствора щелочи или хлористого аммония – электролит на основе неводных растворителей, таких как пропиленкарбонат или хлористый тионил, в котором растворена литиевая соль, диссоциирующая с образованием иона лития, который и переносит ток в таком электролите. Но замена цинка на литий привела к тому, что напряжение возросло с полутора до трех вольт, а энергоемкость увеличилась в несколько раз. При этом химически инертный органический электролит и высокая степень герметичности конструкции свели саморазряд практически на нет — отдавая микроамперные токи, такая батарейка может работать десятилетиями.

    Знаете, почему нельзя заряжать обычные батарейки? Казалось бы, при протекании тока в зарядном направлении, на электродах будут идти процессы «в обратном порядке»: на отрицательном электроде будет осаждаться цинк, а на положительном – активная масса, бывшая когда-то двуокисью марганца и отдавшая свой кислород, будет снова окисляться, вновь превращаясь в свежую MnO2. Но все портит то, что одновременно с этими процессами разлагается и вода в электролите. Выделяющиеся газы раздувают корпус батарейки и  выдавливают электролит наружу с печальными последствиями для аппаратуры.

    В литиевом элементе нет воды. Пропиленкарбонат, служащий растворителем, не подвержен электролизу, поэтому такой элемент можно зарядить без побочных реакций. Однако, такой литиевый аккумулятор  «не взлетел». Вернее, он как раз взлетал – на воздух. Литий никак не хотел ложиться на свой анод аккуратным тонким слоем, а кристаллизовался в виде игольчатых кристаллов – дендритов. Точно такие же дендриты, к слову, образуются и при попытке зарядить марганец-цинковую батарейку, но именно в литиевом аккумуляторе они приводили к катастрофе. Рано или поздно такой дендрит перекрывал промежуток между анодом и катодом и вызывал короткое замыкание. Протекающий ток разогревал и катодную массу, из которой выделялся кислород, и литий, который в этом кислороде воспламенялся, и сепаратор, который просто прекращал свое существование, после чего литий, электролит и катодная масса – горючее и окислитель – превращались в адскую смесь. Как рассказывал мне один знакомый, причастный к этим экспериментам изобретатель – военные, для которых они пытались эти аккумуляторы создать, потеряли всякий интерес к ним, как к источникам тока, но регулярные мощные взрывы, сопровождающиеся ослепительным красным (от лития) пламенем, их восхищали и каждый раз военные интересовались, нельзя ли куда-то применить эту взрывчатку.

    В этом направлении работали и за рубежом, и кое-чего даже добились, применяя механически более прочные керамические сепараторы, особые методы заряда, специальные добавки в электролит. Но все равно опасность дендритообразования сохранялась – слишком опасным был такой аккумулятор для его практического применения, если превышал размеры и емкость крохотной часовой батарейки-таблетки.

    Прорыв принесли два открытия. Первое – это обнаружение способности некоторых сложных оксидов и сульфидов, содержащих литий, отдавать и поглощать обратно ионы лития на катоде. Второе – способность соединений слоистой структуры (графит, дисульфид молибдена) обратимо поглощать в межслоевое пространство значительные количества лития (вплоть до соединения состава LiC6), захватывая его атомы немедленно после разрядки ионов Li+ на аноде и предотвращая его выделение в металлической форме, а значит, предотвращая образование дендритов. За эти открытия и изобретение литий-ионного аккумулятора в прошлом году была присуждена Нобелевская премия. Ее лауреаты – М.С. Уиттингем, первооткрыватель явления интеркаляции лития в дисульфиды титана и молибдена, впервые предложивший использовать это явление в аккумуляторах, Дж. Гуденаф, исследовавший обратимость поглощения и выделения ионов лития кобальтитом лития на катоде, и собственно, изобретатель литий-ионного аккумулятора Акира Ёсино.

    Принцип работы литий-ионного аккумулятора Акиры Ёсино, изобретенного им в 1991 году, состоит в следующем. Однозарядные катионы лития – это практически единственный ион, переносящий ток в органическом неводном электролите. Противоионом является громоздкая и малоподвижная молекулярная «конструкция», обладающая отрицательным зарядом.

    Ион Li+ при зарядке аккумулятора разряжается на поверхности графитового анода, превращаясь в нейтральный атом лития. Этот атом немедленно вступает поглощается графитом, проникая между слоями его кристаллической решетки. Образуется графитид лития – так называемый интеркалят или соединение внедрения. По своим химическим свойствам это сильный и активный восстановитель.

    Одновременно с этим, кобальтит лития на катоде поставляет в раствор ионы лития, а сам при этом, теряя литий, все больше по составу приближается к двуокиси кобальта, в результате чего становясь сильным и активным окислителем.

    Разность электрохимических потенциалов между этими окислителем и восстановителем равна ЭДС литий-ионного аккумулятора.

    При разряде происходят обратные процессы. Литий, покидая межслоевое пространство на аноде, отдает во внешнюю цепь электрон и приобретает заряд, становясь катионом, а графитид лития – просто графитом. На катоде эти катионы возвращается в вакансии кристаллической решетки кобальтита лития, который теряет свои окислительные свойства, принимая электрон во внешнюю цепь.

    Из-за отсутствия побочных процессов данная электрохимическая система обладает весьма высокой степенью обратимости и по этой причине характеризуется прекрасным КПД.

    Литий-полимерные аккумуляторы не являются, как многие думают, каким-то отдельным видом аккумуляторов. В них вместо жидкого электролита используется гелеобразный на полимерной основе, а все электрохимические процессы в них ничем не отличаются. Отсутствие (вернее, минимальное количество) жидкого электролита позволяет придавать им практически любую форму и вместо прочного металлического корпуса помещать их в корпуса из полимерной пленки в виде запаянного пакетика, что помимо прочего повышает плотность хранения энергии.

    Существуют также разновидности литий-ионных аккумуляторов с различными электрохимическими системами, такие, как литий-железофосфатные и литий-титанатные. Принцип действия у них тот же самый, но иные материалы катодной массы и, соответственно, другие напряжения. Удельная емкость этих аккумуляторов ниже, чем у классической кобальтовой литий-ионной системы, но они превосходят их по сроку службы, способности отдавать ток при низких температурах и, по утверждению производителей – по безопасности.

    Собственно, безопасность – едва ли не основная «беда» литий-ионных аккумуляторов.

    Скрытая угроза

    Увы, «укротив» литий, Акира Ёсино не сделал этого огненного льва безобидным мышонком. Да и как можно ожидать полной безопасности от устройства, в котором, повторюсь, сильный и активный окислитель соседствует с столь же сильным и активным восстановителем и разделяют их лишь несколько десятков микрон пористой полимерной пленки-сепаратора? Стоит этой пленке где-нибудь прохудиться, допустив короткое замыкание, лавинообразный процесс саморазогрева и саморазрушения уже не остановить. Содержимое аккумулятора превращается во взрывчатую смесь горючего и окислителя. И эту смесь уже подожгли.

    То, что литий-ионные аккумуляторы обычно не взрываются, обусловлено множеством предосторожностей, которые соблюдаются при их эксплуатации. Соблюдаются не силами пользователя – за этим следят автоматические электронные устройства. Там, где применяется литий-ионный аккумулятор, нет места простейшим зарядным устройствам из мира «свинца» и «никель-кадмия». Зарядное устройство обязано быть «умным». Процесс заряда литий-ионного аккумулятора многостадийный, требует строгого выдерживания параметров и должен быть вовремя завершен, и перекладывать ответственность за это на пользователя категорически недопустимо, так как его забывчивость в таком случае может привести к пожару или взрыву.

    Дело в том, что отсутствие побочных процессов в литий-ионном аккумуляторе не абсолютно. Для того, чтобы их не было, нужно не выйти за определенную «безопасную» территорию. Так, при напряжении выше 4,2..4,5 В или при слишком большом токе заряда графит уже не успевает «впитать» литий, и он образует металлическую фазу. То же происходит, если графит теряет активную поверхность, что происходит, например, из-за переразряда. Как только на поверхности появляется металл, он начинает образовывать дендриты и… можно вызывать пожарных. Наконец, перенапряжение может вызвать электролиз компонентов электролита (в том числе и неконтролируемых примесей) и выделение газов, давление которых может нарушить герметичность аккумулятора, что также чревато пожаром – соединение внедрения лития в графит самовоспламеняется на воздухе.

    Опасна и перегрузка при разряде. Перегрев разрядным током может вызвать вскипание или термическое разложение электролита, выделение кислорода из катодной активной массы, повреждение сепаратора. Результат тот же: КЗ и пожар. К тому же эффекту приведет и механическое повреждение аккумулятора.

    Является «правилом хорошего тона» не полагаться на надежность зарядного устройства. В абсолютном большинстве промышленно выпускающихся устройств (за исключением «маргинальных» случаев вроде электронных сигарет и авиамоделей), содержащих литий-ионные аккумуляторы, независимо от контроллера, на который возложены функции заряда, имеется еще один контроллер, выполняющий функции защиты. В простейшем своем варианте (например, на микросхеме DW01A, являющейся основой плат защиты почти всех китайских аккумуляторов), он отключает аккумулятор при перезаряде (превышении допустимого напряжения), переразряде, слишком большом зарядном и разрядном токе, перегреве. В более сложных случаях к этим базовым функциям добавляется балансировка батареи (если она состоит из нескольких элементов, соединенных последовательно), контроль за ее «здоровьем», подсчет ампер-часов при заряде и разряде (что позволяет определить оставшийся процент заряда гораздо точнее, чем при простом измерении напряжения) и другие функции. Данный контроллер – его называют Battery management system (BMS) или просто «платой защиты», как правило, является неотделимой частью аккумуляторной батареи, находясь с ней в одном корпусе и будучи наглухо припаянным к его выводам.

    Есть еще третья ступень защиты. Это механическое устройство, разрывающее цепь при повышении давления или температуры внутри «банки» аккумулятора. К сожалению, оно – не панацея, так как во многих случаях нагрев и газовыделение начинаются уже после того, как возгорание батареи уже нельзя остановить.   

    Кстати, типичная цифра, характерная для LiIon – 250 Вт*ч/кг или 0,9 МДж/кг.  Это всего вчетверо меньше запаса энергии в таких ВВ, как тротил. В мощном ноутбуке «тротиловый эквивалент» аккумулятора может быть сравним с ручной гранатой. Так что с литий-ионными аккумуляторами шутки плохи. Их взрыв вполне может привести  к смерти и увечьям многих людей.

    Видео и фотографии взрывов и возгораний литий-ионных аккумуляторов в сети можно найти много. Надеюсь, они убедят вас, что все более чем серьезно.

    Заряжаем и разряжаем правильно

    А теперь разберемся с тем, как правильно заряжать эти опасные литий-ионные аккумуляторы, чтобы они не были так опасны.

    Общепринятым, рекомендуемым всеми производителями литий-ионных аккумуляторов, является алгоритм CC-CV. Это означает, что начинается заряд стабилизированным током, а при достижении определенного напряжения далее оно стабилизируется на этом уровне. Этот метод близок к методу заряда свинцовых аккумуляторов, отличаясь от него лишь режимом.

    Для большинства стандартных литий-ионных аккумуляторов напряжение перехода от стадии CC к стадии CV при комнатной температуре – 4,20 В. Некоторые старые аккумуляторы с анодом на основе каменноугольного кокса следует заряжать лишь до 4,10 В, тогда как в последнее время все чаще встречаются «высоковольтные» аккумуляторы, которые допускают заряд до 4,35 и даже 4,45 В. Небольшое превышение этого напряжения вызывает резкое сокращение срока службы, а более значительное превышение приводит к возгораниям и взрывам. Требуемая точность установки порогового напряжения для стандартных аккумуляторов составляет ±50 мВ, а у «высоковольтных» тем выше, чем выше напряжение, вплоть до ±5 мВ при пороговом напряжении 4,45 В. Разумеется, пониженное напряжение приводит лишь к снижению доступной емкости, а вот повышение напряжения недопустимо ни при каких случаях.

    Стандартным током заряда считается 0,5С и большинство аккумуляторов без ущерба позволяют заряжать их током до 1С, а некоторые допускают и более высокие токи при условии недопущения перегрева. С здесь – ток в амперах, численно равный емкости в ампер-часах. Но таким током нельзя заряжать глубоко разряженные аккумуляторы, напряжение на клеммах которых снизилось ниже 2,9-3,0 В. В этом случае необходима стадия предварительной зарядки (precharge) – аккумулятор заряжается током 0,05-0,1С, пока напряжение не достигнет трех вольт. А вот слишком глубоко разряженные аккумуляторы заряжать нельзя вообще. Зарядное устройство должно не допускать зарядки аккумулятора, если напряжение на его клеммах снизилось ниже 2,5 В. При таком глубоком разряде аккумулятор обычно сильно теряет в емкости, но это еще полбеды: его заряд сопряжен с опасностью металлизации лития и возгорания. Кстати, «высоковольтные» аккумуляторы более чувствительны к глубокому разряду, и не следует допускать их разряда ниже 2,75 В. 

    На стадии CV ток снижается по экспоненте. На этой стадии аккумулятор не должен оставаться до бесконечности. Заряд должен быть автоматически прекращен после снижения тока до 0,05-0,1С.

    Такой многоступенчатый алгоритм зарядки предпочтительно реализовывать на специализированных микросхемах-контроллерах. Таких контроллеров в настоящее время выпускается множество, как самостоятельных (типичные примеры — всем известные LTC4054-4,2, TP4056, TP5000 и т.п.), так и встроенных в многофункциональные контроллеры питания, включающие несколько отключаемых линейных и импульсных преобразователей напряжения, наподобие применяемой во многих мобильных устройствах микросхемы RK819.

    Плохой, очень плохой практикой является применение для этой цели обычных интегральных линейных и импульсных стабилизаторов, а в особенности — популярных и продаваемых именно как «платы для зарядки Li-Ion» модулей с Aliexpress на LM2596, XL4015 и т. п. Именно так нередко делают, переделывая шуруповерты на литиевые аккумуляторы, не учитывая опасности того, что со временем установленное на выходе напряжение может «уйти» из-за невысокого качества подстроечных резисторов на этих китайских платах. Если движок этого резистора потеряет контакт с резистивным элементом, на выходе попросту окажется входное напряжение. И это не говоря о том, что без внешних схемных решений такой «контроллер» не отключит аккумулятор по окончании заряда и не обеспечит предзаряд сильно разряженного аккумулятора малым током. В любом случае, проектируя и собирая зарядное устройство для литий-ионных аккумуляторах, следует думать о надежности. Неисправность здесь может обойтись очень дорого, иногда — в человеческую жизнь.

    Другое крайне неудачное решение, встречающееся в практике самодельщиков и даже «у китайцев» — заряжать аккумулятор, снабженный платой защиты, до ее срабатывания. Во-первых, BMS отключает аккумулятор уже при превышении напряжения. Во-вторых при такой зарядке, без стадии CV используется только часть емкости. Парадокс: батарея одновременно пере- и недозаряжается.

    Как крайний случай, можно заряжать литий-ионные аккумуляторы током 0,1С до достижения 4,10..4,15 В с последующей отсечкой. Но, по некоторым данным, предположительно, такой режим плохо сказывается на токоотдаче и сроке службы аккумуляторов.

    Литий-ионные аккумуляторы очень плохо переносят не только перезаряд, но и переразряд. Напряжение 2,5 В на «банку» и ниже фатально — такой аккумулятор уже опасно заряжать. А области между 2,5 и 3 В, которая хоть и формально является допустимой, следует по возможности избегать, так как это отрицательно сказывается на сроке службы. В устройстве, питаемом от литий-ионных аккумуляторов, следует предусмотреть принудительное отключение при снижении напряжения до 3 В. Кстати, подавляющее большинство смартфонов отключаются уже при напряжении 3,35..3,4 В, так как в их контроллерах питания применяются только понижающие преобразователи напряжения, и при более низком напряжении невозможно формирование напряжения 3,3 В. Поэтому все советы «ставить телефон на зарядку, не дожидаясь отключения, так как это очень вредно для батареи» не соответствуют действительности. Такое высокое напряжение отсечки, разумеется, немного уменьшает полезную емкость, и вместе с тем немного продлевает срок службы аккумулятора.

    Балансировка

    Процесс заряда осложняется, если мы имеем дело с батареей из последовательно соединенных элементов. Дело в том, что двух одинаковых аккумуляторов не бывает. Если емкость одного из них будет чуть больше, а другого – чуть меньше, напряжение на последнем будет расти быстрее, чем на первом. В таком случае, если мы будем заряжать батарею до 8,40 В, этот аккумулятор окажется в итоге немного перезаряженным. Со временем эти небольшие перезаряды приведут к более быстрому износу, а значит, напряжение на этом аккумуляторе будет завышаться с каждым разом все сильнее. Возникает «снежный ком» нарастающей разбалансировки батареи, который может закончиться взрывом.

    Чтобы этого не допустить, необходимо контролировать напряжение не только всей батареи, но и каждого элемента в отдельности, не допуская превышения напряжений каждого из них. Обычно применяются те или иные схемы балансировки, шунтирующие «опережающие» элементы во время заряда, когда те достигают максимального напряжения. Это так называемые пассивные схемы балансировки. Очевидно, при их работе часть энергии рассеивается в виде тепла, что существенно снижает КПД зарядки и ухудшает тепловые условия внутри аккумуляторной сборки. Более эффективными и лучше использующими емкость являются методы активной балансировки, обеспечивающие перекачку энергии с клемм уже зарядившейся «банки» к еще недозаряженным.

    На рисунке — простейшая схема балансировки батареи из двух элементов на двух компараторах (https://power-e.ru/hit/sistemy-balansa/). Обычно же такие системы выполняются на специализированных микросхемах, таких, как LTC3300-1 и включаются в состав BMS, оставаясь подключенными к аккумуляторной батарее всегда. Такие контроллеры обладают широким набором функций, включающих не только балансировку, но и мониторинг состояния батареи в течение их срока службы.

    Активная балансировочная схема на LTC3300-1 (Рыкованов А. Системы баланса Li-ion аккумуляторных батарей // Силовая электроника. 2009.№1

    В настоящее время распространение получили интеллектуальные системы балансировки, лучше использующие емкость аккумуляторов за счет компромиссного распределения зарядного тока, которое определяется реальными емкостями каждого из элементов, измеренными в предыдущих циклах.

    Как обращаться, хранить, куда девать остатки

    Исходя из вышесказанного, обращаться с литий-ионными аккумуляторами следует с осторожностью. Опасность возгорания и взрыва возникает при неправильном заряде, коротком замыкании и механических повреждениях. Последнее особенно актуально для литий-полимерных аккумуляторов, лишенных прочного защитного корпуса. Случайно или намеренно проколов или разорвав пленку, защищающую аккумулятор, вы можете уже через 10-15 секунд получить у себя в руках ослепительный красный огонь. Это же может случиться при изгибе и сдавливании аккумулятора, а в особенности, если каким-либо инструментом проткнуть его насквозь. Такое случается при попытках извлечь аккумулятор, приклеенный на двусторонний скотч, из мобильного телефона для его замены на новый. Риск снижается при извлечении разряженного аккумулятора, поэтому это следует сделать перед началом работы. По этой же причине, а также по причине того, что при замыкании он может выдать десятки, если не сотни ампер тока, хранить такие аккумуляторы следует надежно и аккуратно упакованными, а не в куче радиохлама.

    Вообще перед хранением эти аккумуляторы следует довести до уровня заряда 30-50%. Хранить их следует при комнатной температуре. А то некоторые «специалисты» утверждают, что их нужно держать в холодильнике. Не нужно. А вот старые, убитые и особенно вздувшиеся аккумуляторы хранить ни в коем случае нельзя, от них нужно избавиться как можно скорее, так как они непредсказуемы и могут в любой момент стать причиной пожара.

    Вопрос «куда утилизировать» достаточно сложен. Учитывая экологическую опасность лития (по ПДК близок к свинцу), их должны утилизировать специальные организации, но у нас в стране я таких организаций, работающих с частными лицами, не знаю. Не следует выбрасывать их в мусор и в особенности в контейнеры для батареек. Пожалуй, идеальный вариант — некий закрывающийся ящик с песком на открытом воздухе, содержимое которого забирали бы специальные службы…

    Нельзя (и если очень хочется, то тоже нельзя!) пытаться паять аккумуляторы. Только точечная сварка! Исключение — литий-полимерные со специально удлиненными выводами под пайку и цилиндрические аккумуляторы с заранее приваренными ленточными ламелями. Даже небольшой перегрев может привести и к разгерметизации с последующим самовоспламенением, и к расплавлению сепаратора и внутреннему КЗ.

    Всякие шаманства типа «подтолкнуть аккумулятор» или «разблокировать контроллер» — это риск того, что у вас в руках, в кармане или в постели окажется огненный шар. Помните, что если контроллер аккумулятора заблокировался, это не потому что жадный до денег производитель хочет, чтобы вы купили новый. Это потому что производителю неохота оплачивать ущерб, нанесенный загоревшимися аккумуляторами.

    Собрав зарядное устройство (неважно — как самостоятельное изделие или в составе какой-либо конструкции), нужно провести первый цикл заряда, подключив вместе с аккумулятором вольтметр и миллиамперметр, и убедившись, что оно работает корректно. Причем обратите внимание на точность измерений: максимально допустимое отклонение напряжения от номинальных 4,2 В не превышает 1,2%, а погрешность распространенных недорогих мультиметров разрядностью 3,5 цифр при измерении этого напряжения на пределе 20 В достигает 1%.

    Собирая батарею из нескольких аккумуляторов, нужно подбирать максимально близкие (в пределах 1-3%) по емкости элементы при последовательном соединении, и по внутреннему сопротивлению — при параллельном. Перед соединением элементов параллельно нужно уравнять их по напряжению. Элементы для батареи должны быть строго из одной партии.

    Нельзя ремонтировать батарею путем замены одного элемента на новый. Разбалансировка при этом практически гарантирована. А чем грозит разбалансировка, вы уже знаете (подсказка — пожаром и взрывом).

    Плавкий предохранитель — это то, что должно быть в цепи любого литий-ионного аккумулятора.

    И еще раз — будьте внимательны и осторожны.

    В чем отличие акумуляторов для раций и радиостанций?


    Итак. Ежедневно мы используем в работе АКБ. И зачастую для неопытного пользователя становится египетскими письменами всё, что сказано о них в приводимых описаниях.

    Первый и наиболее очевидный параметр – это ёмкость (измеряется в Ампер/часах) то есть за сколько часов аккумулятор может быть разряжен при номинальном токе 1 ампер полностью (сейчас мы говорим, я напомню, об аккумуляторах для носимых радиостанций, а их отличие от автомобильных или стационарных более чем существенно не только по размерам и назначению, но и по сути характеристик )
    С грехом пополам разобравшись с емкостью и формой АКБ наш неподготовленный пользователь натыкается на непонятную абревиатуру
    Как говорит нам справочник, аккумуляторы на данный момент выпускаются трёх двух основных видов. Это LiOn (Литий-ионные) и NiMH (Никельметаллгидридные, ранее Никель-кадмиевые)
    Суть понять можно. Однако какой из них лучше?
    На миг углубимся в историю:
    Непрерывный поиск автономных источников питания постоянного тока продолжается с тех пор, как А. Вольта предложил общественности в 1859 году химический источник электрической энергии в виде батареи гальванических элементов. С тех пор было предложено немало идей электролитов, рано или поздно предававшиеся забвению из-за недостаточной эффективности, а иногда и из-за вредного воздействия на окружающую среду (например, ртутные элементы).
    Идеальный автономный источник постоянного тока должен иметь небольшие габариты и массу, но в то же время обладать достаточной энергоемкостью для продолжительной работы в заданных условиях, допускать многократное использование (подзарядку и быть безопасным при утилизации), В той или иной мере этим требованиям отвечают аккумуляторы.
    При использовании в различной радиоэлектронной аппаратуре на сегодня популярны, никель-металлгидридные (NiMH) и литий-ионные (Li-Ion) аккумуляторы. Последние появились относительно недавно, но уверенно заявляют о своих правах. Их использование с каждым годом растет- Так, например, в 1994 г. таких аккумуляторов различного назначения изготовили и реализовали порядка 12,3 млн. штук, а уже в следующем — производство достигло 32 млн. Справедливости ради следует отметить, что в то же время NiMH аккумуляторов во всем мире было изготовлено более 300 млн.
    Попытаемся ответить на этот вопрос.

    NiMH аккумуляторы были разработаны фирмой Sanyo Electric в 1990 г С тех пор они заметно потеснили широко известные NiCd аккумуляторы. Главное их преимущество оказалось в более высокой плотности энергии на единицу объема, выражаемую в размерности ватт час на литр (Вт.ч/л).
    Типовое значение плотности энергии лучших образцов NiCd аккумуляторов составляет 120 Вт ч/л, в то время как для металлгидридных оно имеет значение 175 Вт.ч/л, а для литий-ионных-230 Вт ч/л.
    Повторим: Никель металл гидрид более емкий нежели никель кадмий.  Но уступает Литий-иону

    Другое преимущество металлгидридного аккумулятора заключается в его «удельной» стоимости. В пересчете на единицу электрической емкости источника тока эти аккумуляторы вдвое дешевле по сравнению с литий-ионными, но, правда, во столько же дороже NiCd. Впрочем, последнее не является принципиальным недостаткам металлгидридных аккумуляторов — их никель-кадмиевые конкуренты окончательно проиграли борьбу по другим позициям — массо-габаритным параметрам и высокой токсичности кадмия при утилизации.
    Повторим: Никель металл гидрид дешевле и меньше по габаритам.

    Сравним теперь  электрические характеристики различных аккумуляторов. Номинальное напряжение никель-кадмиевых и металлгидридных аккумуляторов одинаково и составляет примерно 1,25 В. Оно практически постоянно в течение всего цикла разрядки, снижаясь резко только в конце этого цикла. У литий-ионного аккумулятора номинальное напряжение составляет 3,6 В. В процессе цикла разрядки оно линейно уменьшается. Ниже определенного напряжения литий-ионный аккумулятор разряжать нежелательноВнутреннее сопротивление NiCd и NiMH элементов очень низкое (менее 0,1 Ом для элементов типоразмера АА), поэтому они позволяют получить значительный разрядный ток. У Li-Ion элементов внутреннее сопротивление на порядок больше.
    Итак: Никель металл гидрид запоминает зарядку., а Литий –ион устает со временем.

    Саморазряд запасенной энергии у никель-кадмиевого и металлгидридного аккумуляторов относительно высокий — в течение месяца хранения он достигает около 25%. Здесь литий-ионный аккумулятор, можно сказать, вне конкуренции. Этот параметр у него не превышает 1 % за тот же период.
    По надежности металлгидридные аккумуляторы близки к никель-кадмиевым, но склонны к отказам при высоких разрядных токах.
    Металлгидридные аккумуляторы имеют еще одно преимущество перед литий-ионными. При прохождении 300 циклов зарядки-разрядки (с соблюдением правил эксплуатации) у металлгидридных совсем не происходило потери паспортного значения энергоемкости, в то время как у литий-ионных она снижается на 20 %. Более того, это наблюдается и при длительном хранении аккумуляторов без работы на реальную нагрузку. Отмечались также случаи разрушения Li-Ion аккумуляторов, если напряжение на них снижалось ниже определенного значения. Вот почему некоторые изготовители даже устанавливают на свои аккумуляторы индикаторы разрядки чтобы была возможность визуально оценить его текущее состояние.
    Наиболее вероятными причинами отказов NiCd элементов являются внутренние короткие замыкания, вызываемые ростом кристаллов, называемых дендритами. Хотя они и могут быть разрушены «форсированным» высоким зарядным током или зарядкой током специальной формы (часть периода имеющего отрицательное значение), дендриты повторно вырастают, если элемент используется не регулярно.
    По заявлениям разработчиков, дендриты у металлгидридных аккумуляторов не наблюдались.
    Общеизвестная проблема для NiCd аккумуляторов — это «эффект памяти», который проявляется в частичной (временной) потере энергоемкости аккумулятора, если он будет поставлен на зарядку до полного разряда. Он как бы «помнит» точку начала очередного цикла подзарядки и при разрядке активно отдаст только полученную за время последней подзарядки энергоемкость.

    «Эффект памяти» присущ также и NiMH аккумуляторам. Из этого следует сделать вывод, что необходимо устройство, которое бы контролировало глубину разрядки. За нижнюю границу принимают уровень 1,05..,1,1 В на элемент, при этом «эффектом памяти» можно пренебречь. Такие устройства повсеместно применяются в мобильных и переносных телефонах, поэтому даже если в них и проявляется этот эффект, то он минимизирован — энергоемкость никогда на снижается более чем на 10 %. Если «эффект памяти» в какой-то период эксплуатации все же проявился. то его устраняют несколькими циклами тренировки (зарядка-разрядка). После чего аккумуляторы вполне пригодны для дальнейшей работы в составе любых потребителей.
    Существует два способа подзарядки аккумуляторов: быстрый и продолжительный. Продолжительный способ, принимаемый всеми изготовителями аккумуляторов как основной, выполняется небольшим по величине током, безопасным для элементов в случае нарушения временного режима (хотя последнее и не рекомендуется). Большое преимущество этого способа в том, что не требуется никаких устройств индикации окончания подзарядки поскольку, как было сказано выше, небольшой ток не может вывести из строя элемент или батарею независимо от того, как долго происходит подзарядка. Недостаток — длительность процесса зарядки.
    Это не всегда удобно, вот почему подобные аккумуляторы сейчас используются только в дешевых изделиях — игрушках фонарях и др, А вот для аккумуляторов типоразмера С (используемых преимуществвенно в мобильных системах) номинальным зарядным током принято значение, численно равное его энергоемкости.
    Обычный способ определения момента окончания подзарядки — использование индикаторов напряжения или температуры. Менее наглядный способ, а следовательно, и менее продуктивный, — применение таймера, отключающего заряжаемый аккумулятор по истечении заданного периода времени.

     

    Подведём итоги:
    Плюсы Ni-Cd Никель-кадмиевых аккумуляторов

    • Низкая цена Ni-Cd Никель-кадмиевых аккумуляторов
    • Возможность отдавать наибольший ток нагрузки
    • Возможность быстрого заряда аккумуляторной батареи
    • Сохранение высокой ёмкости аккумулятора до -20°C
    • Большое количество циклов заряда-разряда. При правильной эксплуатации подобные аккумуляторы отлично работают и допускают до 1000 циклов заряда-разряда и более

    Минусы Ni-Cd Никель-кадмиевых аккумуляторов

    • Относительно высокий уровень саморазряда – Ni-Cd Никель-кадмиевый аккумулятор теряет порядка 8-10% своей ёмкости в первые сутки после полного заряда.
    • Во время хранения Ni-Cd Никель-кадмиевый аккумулятор теряет порядка 8-10% заряда каждый месяц
    • После длительного хранения ёмкость Ni-Cd Никель-кадмиевого аккумулятора восстанавливается после 5 циклов разряда-заряда.
    • Для продления срока службы Ni-Cd Никель-кадмиевого аккумулятора рекомендуется каждый раз полностью его разряжать для предотвращения проявления «эффекта памяти»

    Плюсы Ni-MH Никель-металлогидридных аккумуляторов

    • Нетоксичные аккумуляторы
    • Меньший «эффект памяти»
    • Хорошая работоспособность при низкой температуре
    • Большая ёмкость по сравнению с Ni-Cd Никель-кадмиевыми аккумуляторами

    Минусы Ni-MH Никель-металлогидридных аккумуляторов

    • Более дорогой тип аккумуляторов
    • Величина саморазряда примерно в 1.5 раза выше по сравнению с Ni-Cd Никель-кадмиевыми аккумуляторами
    • После 200-300 циклов разряда-заряда рабочая ёмкость Ni-MH Никель-металлогидридных аккумуляторов несколько снижается
    • Батареи Ni-MH Никель-металлогидридных аккумуляторов имеют ограниченный срок службы

    Плюсы Li-Ion Литий-ионных аккумуляторов

    • Отсутствует «эффект памяти» и поэтому появляется возможность заряжать и подзаряжать аккумулятор по мере необходимости
    • Высокая ёмкость Li-Ion Литий-ионных аккумуляторов
    • Небольшая масса Li-Ion Литий-ионных аккумуляторов
    • Рекордно-низкий уровень саморазряда – не более 5% в месяц
    • Возможность быстрого заряда  Li-Ion Литий-ионных аккумуляторов

    Минусы Li-Ion Литий-ионных аккумуляторов

    • Высокая стоимость Li-Ion Литий-ионных аккумуляторов
    • Сокращается время работы при температуре ниже нуля градусов Цельсия 
    • Ограниченный срок службы постоянна тренировка.

     


    Аккумуляторы Li-ion. Батареи литий-ионные для медицины по выгодным ценам

    1. Медремкомплект
    2. Каталог
    3. Запчасти и комплектующие
    4. Аккумуляторы

    Товаров в группе: 46

    • Оборудование при COVID 19
    • Комплекты и наборы оборудования
    • Медоборудование
    • Расходные материалы
    • Рентгенозащита
    • Физиотерапия
    • Бактерицидные облучатели и рециркуляторы
    • Диагностическое оборудование
    • Дистилляторы и стерилизаторы
    • Запчасти и комплектующие
      • ТЭНы (трубчатые электронагреватели)
      • Физиотерапевтические щитки
      • Электротехника для медицины
      • Аккумуляторы
      • Запчасти для ИВЛ Draеger
      • Запчасти для физиотерапии
      • Запчасти для электрического термостата
      • Запчасти для дистилляторов
      • Запчасти для стерилизаторов
      • Манжеты для тонометров
      • Запчасти для тонометров
      • Запчасти для ЭКГ
      • Запчасти рентген
      • Технические термометры
      • Запчасти к ингаляторам
      • ЭКГ кабели пациента имп.
      • ЭКГ кабели пациента отеч.
      • Комплектующие к аккумуляторам
      • Прочие запчасти
    • Инструмент медицинский
    • Лабораторное оборудование
    • Лампы медицинские
    • Мебель медицинская
    • Медицинские манекены и тренажеры
    • Медицинские светильники
    • Реанимация, анестезия, ИВЛ
    • Стоматологическое и зуботехническое оборудование
    • Прочее
    • Уцененные товары
    • Медицинские карты

    Все товары Аккумуляторы Li-ion (46) Аккумуляторы для ЭКГ (88) Никель-кадмиевые (NiCd) (59) Аккумуляторы для ИВЛ (16) Никель-металлогидридные (Ni-MH) (110) Аккумуляторные батареи МРК (173) Аккумуляторы для дефибрилляторов (37) Свинцово-кислотные (29) Остальные товары (16)

    Все 25 50 100

    Аккумулятор ICR18650 с ПЗ для THERMO SCIENTIFIC S1 Pipet Filler (МРК)

    Li-ion; напряжение: 3. 7 В; емкость: 2600 мАч.

    517.50 ₽

    Аккумулятор ICR18650 с ПЗ для THERMO SCIENTIFIC S1 Pipet Filler (МРК)

    Li-ion; напряжение: 3.7 В; емкость: 2600 мАч.

    517.50 ₽

    Добавить в заказ

    Батарея аккумуляторная 2ICR18650 (МРК) c ПЗ и датчиком для ЭК12Т-01-РД

    Для ЭК12Т-01-РД с цветным экраном.
    C платой защиты и датчиком.
    Напряжение: 7,4 В.
    Eмкость: 1600 мАч.

    675.00 ₽

    Батарея аккумуляторная 2ICR18650 (МРК) c ПЗ и датчиком для ЭК12Т-01-РД

    Для ЭК12Т-01-РД с цветным экраном.
    C платой защиты и датчиком.
    Напряжение: 7,4 В.
    Eмкость: 1600 мАч.

    675.00 ₽

    Добавить в заказ

    Ремкомплект 2ICR18650 (МРК)

    Для ЭКГ MAC400, MAC600.
    Емкость 2200 мАч; напряжение 7,4 В.

    848.00 ₽

    Ремкомплект 2ICR18650 (МРК)

    Для ЭКГ MAC400, MAC600.
    Емкость 2200 мАч; напряжение 7,4 В.

    848.00 ₽

    Добавить в заказ

    Батарея аккумуляторная 2ICR18650 c ПЗ для ЭК12Т-01-«Р-Д» (МРК)

    C платой защиты, Li-Ion.
    Напряжение 7,4 В, емкость 2200 мА/ч.

    1 200.00 ₽

    Батарея аккумуляторная 2ICR18650 c ПЗ для ЭК12Т-01-«Р-Д» (МРК)

    C платой защиты, Li-Ion.
    Напряжение 7,4 В, емкость 2200 мА/ч.

    1 200.00 ₽

    Добавить в заказ

    Батарея аккумуляторная 4ICR18500B с ПЗ (МРК)

    Li-ion, для ECG-3010/1003
    Напряжение: 14,8 В; емкость: 1550 мАч.

    1 216.00 ₽

    Батарея аккумуляторная 4ICR18500B с ПЗ (МРК)

    Li-ion, для ECG-3010/1003
    Напряжение: 14,8 В; емкость: 1550 мАч.

    1 216.00 ₽

    Добавить в заказ

    Батарея аккумуляторная 2LP464461UN для ЭКГ ЭК1Т-1/3-07 Аксион (МРК)

    С платой защиты.
    напряжение: 7,4 В; емкость: 1300 мАч.

    1 296.00 ₽

    Батарея аккумуляторная 2LP464461UN для ЭКГ ЭК1Т-1/3-07 Аксион (МРК)

    С платой защиты.
    напряжение: 7,4 В; емкость: 1300 мАч.

    1 296.00 ₽

    Добавить в заказ

    Батарея аккумуляторная для регистратора «Кардиотехника-07-3/12» (аналог) МРК

    Li-ion; емкость: 1100 мАч; напряжение: 3,7 В.

    1 360.00 ₽

    Батарея аккумуляторная для регистратора «Кардиотехника-07-3/12» (аналог) МРК

    Li-ion; емкость: 1100 мАч; напряжение: 3,7 В.

    1 360.00 ₽

    Добавить в заказ

    Батарея аккумуляторная 2ICR18650 c ПЗ и датчиком для ЭК12Т-01-«Р-Д» (МРК)

    C платой защиты и датчиком, Li-Ion.
    Напряжение: 7,4 В.
    Емкость: 2200 мА/ч.

    1 520.00 ₽

    Батарея аккумуляторная 2ICR18650 c ПЗ и датчиком для ЭК12Т-01-«Р-Д» (МРК)

    C платой защиты и датчиком, Li-Ion.
    Напряжение: 7,4 В.
    Емкость: 2200 мА/ч.

    1 520.00 ₽

    Добавить в заказ

    Батарея аккумуляторная 4IFR18650 с ПЗ (МРК)

    Li-ion; напряжение: 12 В; емкость: 1500 мАч.

    1 536.00 ₽

    Батарея аккумуляторная 4IFR18650 с ПЗ (МРК)

    Li-ion; напряжение: 12 В; емкость: 1500 мАч.

    1 536.00 ₽

    Добавить в заказ

    Батарея аккумуляторная 3ICR18650 для Bionet BM3, BM3 plus (МРК)

    Li-ion; напряжение: 11,1 В; емкость 2600 мАч.

    1 707.50 ₽

    Батарея аккумуляторная 3ICR18650 для Bionet BM3, BM3 plus (МРК)

    Li-ion; напряжение: 11,1 В; емкость 2600 мАч.

    1 707.50 ₽

    Добавить в заказ

    Батарея аккумуляторная 2INR 26650 c ПЗ для монитора МПР 6-03 Тритон (МРК)

    Li-ion; напряженое 7,4 В; емкость 5000 мАч.

    1 768.00 ₽

    Батарея аккумуляторная 2INR 26650 c ПЗ для монитора МПР 6-03 Тритон (МРК)

    Li-ion; напряженое 7,4 В; емкость 5000 мАч.

    1 768.00 ₽

    Добавить в заказ

    Батарея аккумуляторная 6ICR18500 для FUKUDA Cardimax 8222 (МРК)

    напряжение: 11,1 В; емкость: 3200 мАч.

    1 840.00 ₽

    Батарея аккумуляторная 6ICR18500 для FUKUDA Cardimax 8222 (МРК)

    напряжение: 11,1 В; емкость: 3200 мАч.

    1 840.00 ₽

    Добавить в заказ

    Батарея аккумуляторная 4ICR18650 HYLB-952 для ЭКГ Sensitec ECG 1012 (МРК)

    Для ЭКГ Sensitec ECG 1012.
    Напряжение: 14,8 В.
    Емкость: 2200 мАч.

    2 000.00 ₽

    Батарея аккумуляторная 4ICR18650 HYLB-952 для ЭКГ Sensitec ECG 1012 (МРК)

    Для ЭКГ Sensitec ECG 1012.
    Напряжение: 14,8 В.
    Емкость: 2200 мАч.

    2 000.00 ₽

    Добавить в заказ

    Батарея аккумуляторная 4ICR18650 с ПЗ (МРК)

    Для ЭКГ Dixion ECG-1001 и ECG-1003.
    Напряжение 14,8 В; емкость 2200 мАч.

    2 000.00 ₽

    Батарея аккумуляторная 4ICR18650 с ПЗ (МРК)

    Для ЭКГ Dixion ECG-1001 и ECG-1003.
    Напряжение 14,8 В; емкость 2200 мАч.

    2 000.00 ₽

    Добавить в заказ

    Батарея аккумуляторная 4ICR18650 с ПЗ для BIOCARE ECG-6010 (МРК)

    Li-ion; напряжение 14,8 В; емкость 2600 мАч.

    2 000.00 ₽

    Батарея аккумуляторная 4ICR18650 с ПЗ для BIOCARE ECG-6010 (МРК)

    Li-ion; напряжение 14,8 В; емкость 2600 мАч.

    2 000.00 ₽

    Добавить в заказ

    Батарея аккумуляторная 4ICR18650 с ПЗ для электрокардиографа ECG-903A

    Li-Ion; напряжение 14,8 В; емкость 2200 мАч.

    2 000.00 ₽

    Батарея аккумуляторная 4ICR18650 с ПЗ для электрокардиографа ECG-903A

    Li-Ion; напряжение 14,8 В; емкость 2200 мАч.

    2 000.00 ₽

    Добавить в заказ

    Батарея аккумуляторная 4ICR18650C с ПЗ (МРК)

    Для Фетального монитора Mediana FM20.
    Напряжение: 14,8 В; емкость: 2200 мАч.

    2 000.00 ₽

    Батарея аккумуляторная 4ICR18650C с ПЗ (МРК)

    Для Фетального монитора Mediana FM20.
    Напряжение: 14,8 В; емкость: 2200 мАч.

    2 000.00 ₽

    Добавить в заказ

    Аккумуляторная батарея для ЭКГ Schiller Cardiovit AT102 +, MS-2007, MS-2010, MS-2015

    Литий-ионный (Li-ion).
    Напряжение: 7,4 В.
    Емкость: 4200 мАч.

    2 000.50 ₽

    Аккумуляторная батарея для ЭКГ Schiller Cardiovit AT102 +, MS-2007, MS-2010, MS-2015

    Литий-ионный (Li-ion).
    Напряжение: 7,4 В.
    Емкость: 4200 мАч.

    2 000.50 ₽

    Добавить в заказ

    Батарея аккумуляторная 4ICR18650 с ПЗ для ЭКГ BIOCARE ECG-1200/1210

    Li-ion; емкость: 2600 мАч; напряжение: 14.8 В.

    2 048.00 ₽

    Батарея аккумуляторная 4ICR18650 с ПЗ для ЭКГ BIOCARE ECG-1200/1210

    Li-ion; емкость: 2600 мАч; напряжение: 14. 8 В.

    2 048.00 ₽

    Добавить в заказ

    Батарея аккумуляторная 3,7В; 1800мАч (МРК) для холтеров КТ-07

    Напряжение: 3,7 В.
    Емкость: 1800 мАч.

    2 087.00 ₽

    Батарея аккумуляторная 3,7В; 1800мАч (МРК) для холтеров КТ-07

    Напряжение: 3,7 В.
    Емкость: 1800 мАч.

    2 087.00 ₽

    Добавить в заказ

    Батарея аккумуляторная 6ICR18650 к монитору пациента Митар 01 (МРК)

    Li-ion; напряжение 22,2 В; емкость 2200 мАч.

    2 176.00 ₽

    Батарея аккумуляторная 6ICR18650 к монитору пациента Митар 01 (МРК)

    Li-ion; напряжение 22,2 В; емкость 2200 мАч.

    2 176.00 ₽

    Добавить в заказ

    Батарея аккумуляторная 3JKN103450 (МРК) для BYZ-810

    Напряжение: 11,1 В.
    Емкость: 1800 мАч.

    2 684.00 ₽

    Батарея аккумуляторная 3JKN103450 (МРК) для BYZ-810

    Напряжение: 11,1 В.
    Емкость: 1800 мАч.

    2 684.00 ₽

    Добавить в заказ

    Батарея аккумуляторная 8ICR18650 с ПЗ для ЭКГ Medinova ECG-9812 (МРК)

    Li-ion; напряжение: 14,4 В; емкость: 4400 мАч.

    2 850.00 ₽

    Батарея аккумуляторная 8ICR18650 с ПЗ для ЭКГ Medinova ECG-9812 (МРК)

    Li-ion; напряжение: 14,4 В; емкость: 4400 мАч.

    2 850.00 ₽

    Добавить в заказ

    Батарея аккумуляторная 8ICR18650C c ПЗ (МРК)

    Li-ion; для монитора CADENCE Dixion.
    Напряжение 14,8 В; емкость 4400 мАч.

    3 332.50 ₽

    Батарея аккумуляторная 8ICR18650C c ПЗ (МРК)

    Li-ion; для монитора CADENCE Dixion.
    Напряжение 14,8 В; емкость 4400 мАч.

    3 332.50 ₽

    Добавить в заказ

    Аккумулятор для ЭКГ-аппарата MAC 800

    Li-Ion; напряжение: 7,2 В; емкость: 4500 мАч.

    25 903.00 ₽

    Аккумулятор для ЭКГ-аппарата MAC 800

    Li-Ion; напряжение: 7,2 В; емкость: 4500 мАч.

    25 903.00 ₽

    Добавить в заказ

    Все 25 50 100

    Если вы не нашли интересующий товар – сделайте заявку

    Если вы не нашли интересующий товар – сделайте заявку

    Литий-ионный аккумулятор Li-Ion, на сегодняшний день, следует назвать одним из основных источников питания, ввиду все более частого применения их в таких устройствах, как фото- и видеоаппаратура, бытовые приборы, телефоны, а также очень широкое применение получили и в приборах медицинского назначения:

    • дефибрилляторы;

    • ЭКГ-аппараты и др.

    От выбора источника питания в таких аппаратах, может зависеть его работа в целом и жизнь пациента. Поэтому к ним предъявляются самые высокие требования:

    Литий-ионная аккумуляторная батарея Li-Ion обладает гораздо лучшими техническими показателями, по отношению к никель-металлгидридным или никель-кадмиевым батаерям. Именно этим и объясняется вытеснение последних с современного рынка.

     

    Тем не менее существует один немаловажный аспект, который необходимо учитывать: литий-ионные батареи не способны обеспечить высокими токами разряда, которые имеются в никель-кадмиевых.

    Современные производители предлагают нам купить Li-Ion аккумуляторы, обладающие следующими техническими показателями:

    1. Энергетическая емкость — 100-180 Втч/кг; 250-400 Втч/л.

    2. Напряжение, V — 3,5-3,7.

    3. Эксплуатационные температуры, °С — от -20 до +60. Существуют и модели, способные к стабильной работе при температурных значениях в -40 °С.

    4. Число циклов заряда/разряда — от 500 до 1000.

    5. Процентное отношение саморазряда в течение первого месяца эксплуатации достигает показателей в 4-6%, в дальнейшем — от 10 до 20% за год.

    Среди отрицательных качеств этих устройств — высокая чувствительность к зарядам и разрядам выше установленных норм. Этот показатель предусматривает обеспечение батарей ограничителями.

     

    Безопасность эксплуатации обусловлена наличием встроенной защиты в устройства от коротких замыканий внутри контура (в некоторых моделях — и вне его).

     

    Литий-ионные аккумуляторы 18650 Li-Ion — модель аккумулятора, наиболее распространенная. Обозначение 18650 означает типоразмер устройства, а именно, что значения:

    В случае, если Вы приобрели литий-ионную батарею 18650 и у Вас отсутствует необходимость скорейшего использования устройства, то для обеспечения сохранности первоначальных показателей, необходимо:

    • выполнить заряд до показателей в 40-50%;

    • производить хранение при температуре ниже комнатной;

    • с периодичностью один раз за несколько месяцев, необходимо дозаряжать до указанных значений, предварительно прогрев устройство до комнатной температуры;

    • при использовании необходимо зарядить до 100%;

    • зарядку батареи недопустимо производить не оригинальным устройством!

    Специальные условия сотрудничества

    Физические лица

    Ремонтные организации Медтехники, обслуживающие организации

    Учебные и дошкольные учреждения Школы, вузы, детские сады

    Профильные клиники и медцентры Онкоцентры, диагностические центры, косметология

    Торговые организации Магазины, оптовые базы

    Больницы и поликлиники МБУЗ, ГБУЗ, МУБ

    Госучреждения с медкабинетом НИИ, военные части

    Организации с медкабинетом Производство, фабрики, заводы

    Казахстан, Киргизия, Белоруссия, Армения Юридические и физические лица

    Литий-ионные аккумуляторы для погрузчиков

    Напряжение: 12 V Напряжение: 16Ah Напряжение: 24 V Напряжение: 2V Напряжение: 36V Напряжение: 4-96V Напряжение: 48 V Напряжение: 6V Напряжение: 72 V Напряжение: 80 V Тип: AGM Тип: Carbon Тип: Гелевая Тип: Литий-ионная Тип: Свинцово-кислотная Тип: аналоговое 50ГЦ Тип: высокочастотное 100 ГЦ Емкость: 5 Емкость: 1000Ah Емкость: 100Ah Емкость: 105Ah Емкость: 110Ah Емкость: 113Ah Емкость: 115Ah Емкость: 120Ah Емкость: 122Ah Емкость: 123Ah Габариты: 1006х521х650 мм Габариты: 1006х620х650 мм Габариты: 1025x708x782 мм Габариты: 1025х564х784 мм Габариты: 1025х852х784 мм Габариты: 1025х996х784 мм Габариты: 1027х526х627 мм Габариты: 1030х435х627 мм Габариты: 1030х465х627 мм Габариты: 1030х500х802 мм Модель: BT(TOYOTA) Модель: CATERPILLAR Модель: COMBILIFT Модель: DALIAN Модель: DOOSAN Модель: HANGCHA Модель: HELI Модель: Haulotte Модель: JAC Модель: Jungheinrich

    Литий-Ионные АКБ в погрузчиках и складской технике используются в России боле 8 лет. Первыми их ставили  в Российские и Болгарские ПТО. Одними их тех, кто начал продвигать эту технологию в РФ ,были и наши специалисты.

    Литий-ионные аккумуляторы DELTA LI-ION SERIES имеют много преимуществ по сравнению со свинцо-кислотными и гелевыми батареями, набирая все большую популярность в таких сегментах, как:

    • Клининговая техника
    • Аккумулятор для ИБП (Источника Бесперебойного Питания)
    • Накопитель для солнечных электростанций и ветрогенераторов
    • Источник бортового питания для яхт, катеров, прочих водо-моторных судов
    • Источник питания для авто-дома, трейлера, автономного отопителя и т.д.

    Аккумуляторы DELTA LI-ION SERIES помогут в несколько раз увеличить ресурс полезного использования клининговой техники, поломоечных машин, бытовых пылесосов и т. д. Литий-ионный аккумулятор прослужит в 3-5 раз дольше, чем гелевый, за счет ресурса 3000-5000 циклов, возможности дробного заряда в течение дня, отсутствия необходимости в регулярном техническом обслуживании. Не требуется квалифицированный персонал, чтобы следить за правильным зарядом батареи. Постановка на заряд производится одним движением, допустить ошибку не представляется возможным, а полностью автоматизированное зарядное устройство самостоятельно отключится по достижению полного заряда. Прервать заряд можно в любой момент и это не повлечет снижения ресурса батареи.

    Сравнение GEL, AGM батарей с технологией LI-ION

    GEL, AGM

    DELTA LI-ION SERIES

    Не требует обслуживания

    Не требует обслуживания

    Взрывоопасные выделения — есть, но не значительные

    Взрывоопасные выделения — полностью отсутствуют

    Полезная емкость 60-80%

    Полезная емкость 100%

    Время полного заряда 6-10 часов

    Время полного заряда 2 часа

    Срок службы 500-700 циклов

    Срок службы 3000-5000 циклов

    Промежуточные заряды и глубокие разряды снижают срок службы

    Промежуточные заряды и глубокие разряды не влияют на срок службы

    КПД 80%

    КПД > 96%

     

    Удобство в использовании

    Среди важных преимуществ стоит отметить удобство в использовании. Чтобы не пропустить момент полного разряда, мы оснастили устройство дополнительным выносным индикатором заряда. Постановка на зарядку одним движением позволяет восполнять емкость батареи в любом месте. Для этого не нужна специально оборудованная зарядная комната, инструменты или прочее оборудование.

    Высокая эффективностью сочетается с экономией в обслуживании и простотой в эксплуатации.

    Безопасность и экологичность

    Аккумуляторы DELTA LI-ION SERIES – полностью экологичны и не выделяют токсичных веществ во время заряда и эксплуатации. Батареи можно применят в местах массового скопления людей, в продуктовых магазинах и на продовольственных складах.

    Тяговая Li-ion батарея DELTA может эксплуатироваться:

    • в торговых центрах и магазинах;
    • в офисах;
    • в производственных помещениях;
    • на складах.
    • Все литий ионные аккумуляторы DELTA балластируются до веса штатного свинцово кислотного аккумулятора

    Защита 

    • Автоматическое отключение питания техники при соединении зарядного устройства
    • Полное отсутствие обслуживания 
    • Защита от:
    1. Высокого напряжения
    2. Низкого напряжения
    3. Превышения по току
    4. Перегрева
    5. Переохлаждения

     

    Продажа DELTALIIONSERIES по выгодным ценам

    Доступная стоимость обусловлена тем, что батарея выпускается серийно и себестоимость максимально оптимизирована. На аккумуляторы распространяется официальная гарантия, которая действует на протяжении трех лет.

    Мы используем только проверенные элементы LiFePO4 в металлическом корпусе, это лучшие элементы на сегодняшний день, они применяются даже в гражданской авиации.

    Если у Вас остались вопросы, необходима квалифицированная помощь в подборе аккумулятора, обращайтесь к нашим специалистам. Консультации проводятся в индивидуальном порядке как по телефону, так и посредством формы обратной связи на сайте.

    За счет разницы в технологиях (см. эффект Пейкерта*), ёмкость приобретаемой литий-ионной батареи LiFePO4 нужно рассчитывать с учетом понижающего коэффициента в 1,6 раза по сравнению со свинцово-кислотными батареями (включая AGM и GEL). При смене АКБ со свинцово-кислотной ёмкостью 500 Ah на LiFePO4, можно использовать батарею ёмкостью – 315Ah.

    Является ли литий-ионный аккумулятор идеальной батареей?

    В течение многих лет никель-кадмиевые батареи были единственными подходящими батареями для портативного оборудования, от беспроводной связи до мобильных компьютеров. В начале 1990-х появились никель-металлогидридные и литий-ионные аккумуляторы, которые боролись нос к носу за признание потребителей. Сегодня литий-ионный аккумулятор является самым быстрорастущим и многообещающим химическим элементом.

    Литий-ионный аккумулятор

    Пионерские работы с литиевым аккумулятором начались в 1912 г. при Г.Н. Льюис, но только в начале 1970-х годов, когда в продажу поступили первые неперезаряжаемые литиевые батареи. литий — самый легкий из всех металлов, обладает самым большим электрохимическим потенциалом и обеспечивает наибольшую плотность энергии по весу.

    Попытки разработать перезаряжаемые литиевые батареи не увенчались успехом из-за проблем с безопасностью. Из-за присущей металлическому литию нестабильности, особенно во время зарядки, исследования переместились на неметаллическую литиевую батарею с использованием ионов лития. Хотя плотность энергии немного ниже, чем у металлического лития, литий-ион безопасен при условии соблюдения определенных мер предосторожности при зарядке и разрядке. В 19В 91 году корпорация Sony выпустила на рынок первый литий-ионный аккумулятор. Другие производители последовали их примеру.

    Плотность энергии литий-иона обычно в два раза больше, чем у стандартного никель-кадмия. Существует потенциал для более высокой плотности энергии. Нагрузочные характеристики достаточно хороши и ведут себя аналогично никель-кадмиевым аккумуляторам с точки зрения разрядки. Высокое напряжение элемента 3,6 вольта позволяет создавать аккумуляторные блоки только с одним элементом. Большинство современных мобильных телефонов работают на одной ячейке. Для батареи на основе никеля потребуются три 1,2-вольтовых элемента, соединенных последовательно.

    Литий-ионная батарея не требует особого ухода, преимущество, на которое не может претендовать большинство других химических элементов. Память отсутствует, и циклы по расписанию не требуются для продления срока службы батареи. Кроме того, саморазряд в два раза меньше, чем у никель-кадмиевых, что делает литий-ион хорошо подходящим для современных приложений для измерения уровня топлива. литий-ионные аккумуляторы не причиняют особого вреда при утилизации.

    Несмотря на общие преимущества, литий-ионный аккумулятор имеет свои недостатки. Он хрупкий и требует схемы защиты для обеспечения безопасной работы. Встроенная в каждую батарею схема защиты ограничивает пиковое напряжение каждого элемента во время зарядки и предотвращает слишком низкое падение напряжения элемента при разряде. Кроме того, температура ячейки контролируется для предотвращения экстремальных температур. Максимальный ток заряда и разряда на большинстве аккумуляторов ограничен от 1C до 2C. При соблюдении этих мер предосторожности возможность образования металлического лития из-за перезарядки практически исключена.

    Старение является проблемой для большинства литий-ионных аккумуляторов, и многие производители хранят молчание по этому поводу. Некоторое ухудшение емкости заметно через год, независимо от того, используется батарея или нет. Аккумулятор часто выходит из строя через два-три года. Следует отметить, что другие химические вещества также имеют возрастные дегенеративные эффекты. Это особенно актуально для никель-металлогидридных сплавов, если они подвергаются воздействию высоких температур окружающей среды. В то же время известно, что литий-ионные аккумуляторы в некоторых приложениях служат по пять лет.

    Производители постоянно совершенствуют литий-ионные. Новые и улучшенные химические комбинации вводятся каждые шесть месяцев или около того. При таком быстром прогрессе трудно оценить, насколько хорошо будет стареть обновленная батарея.

    Хранение в прохладном месте замедляет процесс старения литий-ионных (и других химических веществ). Производители рекомендуют температуру хранения 15°C (59°F). Кроме того, во время хранения аккумулятор должен быть частично заряжен. Производитель рекомендует зарядку 40%.

    Наиболее экономичным литий-ионным аккумулятором с точки зрения соотношения стоимости и энергии является цилиндрический 18650 (размер 18 мм x 65,2 мм). Эта ячейка используется для мобильных вычислений и других приложений, не требующих сверхтонкой геометрии. Если требуется тонкий аккумулятор, лучшим выбором будет призматический литий-ионный элемент. Эти ячейки имеют более высокую стоимость с точки зрения накопленной энергии.

    Преимущества


    • Высокая плотность энергии — потенциал для еще большей производительности.
    • Новый не нуждается в длительном грунтовании. Достаточно одной обычной зарядки.
    • Относительно низкий саморазряд — саморазряд менее чем вдвое меньше, чем у аккумуляторов на основе никеля.
    • Low Maintenance — периодическая разрядка не требуется; памяти нет.
    • Специализированные элементы
    • могут обеспечить очень высокий ток для таких приложений, как электроинструменты.

    Ограничения

    • Требуется схема защиты для поддержания напряжения и тока в безопасных пределах.
    • Подвержен старению, даже если не используется — хранение в прохладном месте при заряде 40% снижает эффект старения.
    • Ограничения на транспортировку — отгрузка больших количеств может подлежать регулирующему контролю. Это ограничение не распространяется на аккумуляторы ручной клади.
    • Дорогой в производстве — примерно на 40 процентов дороже, чем никель-кадмиевый.
    • Не полностью созрел — металлы и химические вещества постоянно меняются.

    Литий-полимерный аккумулятор

    Литий-полимерный аккумулятор отличается от обычных аккумуляторов типом используемого электролита. В оригинальной конструкции, относящейся к 1970-м годам, используется сухой твердый полимерный электролит. Этот электролит напоминает пластиковую пленку, которая не проводит электричество, но позволяет обмениваться ионами (электрически заряженными атомами или группами атомов). Полимерный электролит заменяет традиционный пористый сепаратор, пропитанный электролитом.

    Конструкция из сухого полимера обеспечивает упрощение изготовления, прочность, безопасность и геометрию тонкого профиля. Толщина ячейки составляет всего один миллиметр (0,039 дюйма), поэтому конструкторы оборудования предоставлены своему собственному воображению с точки зрения формы, формы и размера.

    К сожалению, сухой литий-полимер имеет плохую проводимость. Внутреннее сопротивление слишком велико и не может обеспечить импульсы тока, необходимые для питания современных устройств связи и раскрутки жестких дисков мобильного вычислительного оборудования. Нагрев элемента до 60°C (140°F) и выше увеличивает проводимость, что не подходит для портативных устройств.

    Для компромисса было добавлено немного гелеобразного электролита. В коммерческих элементах используется разделительная/электролитная мембрана, изготовленная из того же традиционного пористого полиэтиленового или полипропиленового сепаратора, наполненного полимером, который превращается в гель при заполнении жидким электролитом. Таким образом, коммерческие литий-ионные полимерные элементы очень похожи по химическому составу и материалам на их аналоги с жидким электролитом.

    Литий-ионные полимеры не завоевали популярность так быстро, как ожидали некоторые аналитики. Его превосходство над другими системами и низкие производственные затраты не были реализованы. Никаких улучшений в приросте емкости не достигается — фактически емкость чуть меньше, чем у стандартной литий-ионной батареи. Литий-ионный полимер находит свою рыночную нишу в пластинчато-тонких геометриях, таких как батареи для кредитных карт и других подобных приложений.

    Преимущества

    • Очень низкий профиль — возможны батареи, напоминающие профиль кредитной карты.
    • Гибкий форм-фактор — производители не привязаны к стандартным форматам ячеек. При больших объемах любой разумный размер может быть произведен экономично.
    • Легкий вес — гелеобразные электролиты упрощают упаковку за счет исключения металлической оболочки.
    • Повышенная безопасность — более устойчивы к перезарядке; меньше вероятность утечки электролита.

    Ограничения

    • Меньшая плотность энергии и меньшее количество циклов по сравнению с литий-ионными.
    • Дорого в производстве.
    • Нет стандартных размеров. Большинство элементов производятся для больших объемов потребительских рынков.
    • Более высокое соотношение стоимости и энергии, чем у литий-ионных

    Ограничения по содержанию лития при авиаперелетах

    Авиапассажиры задают вопрос: «Сколько лития в аккумуляторе мне разрешено брать с собой на борт?» Мы различаем два типа батарей: литий-металлические и литий-ионные.
    Большинство литий-металлических батарей не подлежат перезарядке и используются в пленочных камерах. Литий-ионные аккумуляторы являются перезаряжаемыми и питают ноутбуки, сотовые телефоны и видеокамеры. Оба типа батарей, включая запасные части, разрешены в качестве ручной клади, но их содержание лития не должно превышать следующего:

    • 2 грамма для литий-металлических батарей или батарей из литиевого сплава
    • 8 грамм для литий-ионных аккумуляторов

    Литий-ионные батареи весом более 8 граммов, но не более 25 граммов, могут перевозиться в ручной клади при наличии индивидуальной защиты от короткого замыкания и не более двух запасных батарей на человека.

    Как узнать содержание лития в литий-ионном аккумуляторе? С теоретической точки зрения в типичной литий-ионной батарее нет металлического лития. Однако необходимо учитывать эквивалентное содержание лития. Для литий-ионного элемента это рассчитывается как 0,3-кратная номинальная емкость (в ампер-часах).

    Пример: Литий-ионный аккумулятор емкостью 2 Ач 18650 содержит 0,6 грамма лития. Для типичной батареи ноутбука емкостью 60 Втч с 8 ячейками (4 последовательно и 2 параллельно) это составляет 4,8 г. Чтобы не превысить 8-граммовый предел ООН, самая большая батарея, которую вы можете взять с собой, составляет 9 граммов.6 Втч. Этот пакет может включать элементы 2,2 Ач в конфигурации из 12 элементов (4s3p). Если бы вместо этого использовалась ячейка 2,4 Ач, то блок необходимо было бы ограничить 9 ячейками (3s3p).

    Ограничения на отправку литий-ионных аккумуляторов

    • Любой, кто отправляет литий-ионные аккумуляторы оптом, несет ответственность за соблюдение правил перевозки. Это касается внутренних и международных перевозок наземным, морским и воздушным транспортом.
    • Литий-ионные элементы, в которых эквивалентное содержание лития превышает 1,5 грамма или 8 граммов на батарейный блок, должны транспортироваться как «Класс 9».разные опасные материалы». Емкость элемента и количество элементов в упаковке определяют содержание лития.
    • Исключение составляют упаковки, содержащие менее 8 граммов лития. Однако, если отправление содержит более 24 литиевых элементов или 12 литий-ионных батарей, потребуется специальная маркировка и отгрузочные документы. На каждой упаковке должно быть указано, что она содержит литиевые батареи.
    • Все литий-ионные батареи должны быть испытаны в соответствии со спецификациями, подробно изложенными в ООН 309.0 независимо от содержания лития (Руководство ООН по испытаниям и критериям, часть III, подраздел 38.3). Эта мера предосторожности защищает от поставки неисправных аккумуляторов.
    • Элементы и батареи должны быть разделены во избежание короткого замыкания и упакованы в сейфовые коробки.

    DOE объясняет…Батарейки | Министерство энергетики

    Офис Наука

    Аккумуляторы и аналогичные устройства принимают, хранят и выдают электроэнергию по требованию. Батареи используют химию в форме химического потенциала для хранения энергии, как и многие другие повседневные источники энергии. Например, бревна хранят энергию в своих химических связях до тех пор, пока горение не преобразует энергию в тепло. Бензин накапливает химическую потенциальную энергию до тех пор, пока она не преобразуется в механическую энергию в двигателе автомобиля. Точно так же, чтобы батареи работали, электричество должно быть преобразовано в форму химического потенциала, прежде чем его можно будет легко хранить. Батареи состоят из двух электрических выводов, называемых катодом и анодом, разделенных химическим материалом, называемым электролитом. Для приема и высвобождения энергии батарея подключается к внешней цепи. Электроны движутся по цепи, в то время как ионы (атомы или молекулы с электрическим зарядом) движутся по электролиту. В перезаряжаемой батарее электроны и ионы могут двигаться в любом направлении по цепи и электролиту. Когда электроны движутся от катода к аноду, они увеличивают химическую потенциальную энергию, тем самым заряжая батарею; когда они движутся в другом направлении, они преобразуют эту химическую потенциальную энергию в электричество в цепи и разряжают батарею. Во время зарядки или разрядки противоположно заряженные ионы перемещаются внутри батареи через электролит, чтобы сбалансировать заряд электронов, движущихся по внешней цепи, и создать устойчивую перезаряжаемую систему. После зарядки батарею можно отключить от цепи, чтобы сохранить химическую потенциальную энергию для последующего использования в качестве электричества.

    Батарейки были изобретены в 1800 году, но химические процессы в них сложны. Ученые используют новые инструменты, чтобы лучше понять электрические и химические процессы в батареях, чтобы создать новое поколение высокоэффективных накопителей электроэнергии. Например, они разрабатывают улучшенные материалы для анодов, катодов и электролитов в батареях. Ученые изучают процессы в перезаряжаемых батареях, потому что они не полностью меняются местами при зарядке и разрядке батареи. Со временем отсутствие полного реверсирования может изменить химический состав и структуру материалов батареи, что может снизить производительность и безопасность батареи.

    Управление науки и хранения электроэнергии Министерства энергетики США

    Исследования, проведенные при поддержке Управления науки Министерства энергетики и Управления фундаментальных наук об энергетике (BES), привели к значительным улучшениям в области накопления электроэнергии. Но мы все еще далеки от комплексных решений для хранения энергии следующего поколения с использованием совершенно новых материалов, которые могут значительно увеличить количество энергии, которое может хранить батарея. Это хранилище имеет решающее значение для интеграции возобновляемых источников энергии в наше электроснабжение. Поскольку совершенствование аккумуляторных технологий необходимо для широкого использования подключаемых к сети электромобилей, хранение также является ключом к снижению нашей зависимости от нефти в качестве транспорта.

    BES поддерживает исследования отдельных ученых и междисциплинарных центров. Крупнейшим центром является Объединенный центр исследований в области хранения энергии (JCESR), центр инноваций в области энергетики Министерства энергетики. Этот центр изучает электрохимические материалы и явления на атомном и молекулярном уровне и использует компьютеры для разработки новых материалов. Это новое знание позволит ученым разработать более безопасное хранилище энергии, которое прослужит дольше, быстрее заряжается и имеет большую емкость. По мере того, как ученые, поддерживаемые программой BES, добиваются новых успехов в науке об аккумуляторах, эти достижения используются прикладными исследователями и промышленностью для улучшения приложений в области транспорта, электросетей, связи и безопасности.

    Хранение электроэнергии Факты

    • Нобелевская премия по химии 2019 года была присуждена совместно Джону Б. Гуденафу, М. Стэнли Уиттингему и Акире Йошино «за разработку литий-ионных аккумуляторов».
    • Электролитный геном в JCESR создал вычислительную базу данных с более чем 26 000 молекул, которые можно использовать для расчета основных свойств электролита для новых усовершенствованных аккумуляторов.

    Ресурсы и родственные термины

    • Потребности в фундаментальных исследованиях для хранения электроэнергии нового поколения
    • Проект материалов
    • и геном электролита
    • Скрытая архитектура накопителя энергии
    • Заглядывая в аккумуляторы: рентгеновские лучи раскрывают тайны литий-ионных аккумуляторов
    • Активизация разработки литий-ионных аккумуляторов
    • Научное достижение: двоюродный брат поваренной соли может сделать накопление энергии более быстрым и безопасным

     

    Научные термины могут сбивать с толку. Объяснения DOE предлагают простые объяснения ключевых слов и понятий в фундаментальной науке. В нем также описывается, как эти концепции применяются к работе, которую проводит Управление науки Министерства энергетики, помогая Соединенным Штатам преуспеть в исследованиях по всему научному спектру.

    Центр данных по альтернативным видам топлива: Аккумуляторы для электромобилей

    В большинстве подключаемых гибридов и полностью электрических транспортных средств используются подобные литий-ионные аккумуляторы.

    Системы накопления энергии, обычно батареи, необходимы для полностью электрических транспортных средств, подключаемых гибридных электромобилей (PHEV) и гибридных электромобилей (HEV).

    Типы систем накопления энергии

    Следующие системы накопления энергии используются в полностью электрических транспортных средствах, PHEV и HEV.

    Литий-ионные батареи

    Литий-ионные батареи в настоящее время используются в большинстве портативных электронных устройств, таких как сотовые телефоны и ноутбуки, из-за их высокой энергии на единицу массы по сравнению с другими системами хранения электроэнергии. Они также имеют высокое отношение мощности к весу, высокую энергоэффективность, хорошие характеристики при высоких температурах и низкий саморазряд. Большинство компонентов литий-ионных аккумуляторов могут быть переработаны, но стоимость восстановления материалов остается проблемой для отрасли. Министерство энергетики США также поддерживает Премию по переработке литий-ионных аккумуляторов, чтобы разработать и продемонстрировать выгодные решения для сбора, сортировки, хранения и транспортировки отработанных и выброшенных литий-ионных аккумуляторов для возможной переработки и восстановления материалов. В большинстве современных полностью электрических транспортных средств и PHEV используются литий-ионные аккумуляторы, хотя точный химический состав часто отличается от химического состава аккумуляторов бытовой электроники. Продолжаются исследования и разработки, направленные на снижение их относительно высокой стоимости, продление срока их службы и решение проблем безопасности в отношении перегрева.

    Никель-металл-гидридные батареи

    Никель-металл-гидридные батареи, обычно используемые в компьютерном и медицинском оборудовании, обладают приемлемой удельной энергией и удельной мощностью. Никель-металлогидридные батареи имеют гораздо более длительный жизненный цикл, чем свинцово-кислотные батареи, они безопасны и устойчивы к небрежному обращению. Эти батареи широко используются в HEV. Основными проблемами, связанными с никель-металлгидридными батареями, являются их высокая стоимость, высокий саморазряд и выделение тепла при высоких температурах, а также необходимость контроля потерь водорода.

    Свинцово-кислотные батареи

    Свинцово-кислотные батареи могут быть рассчитаны на большую мощность, они недороги, безопасны и надежны. Однако низкая удельная энергия, плохие характеристики при низких температурах, а также короткий календарный и жизненный цикл препятствуют их использованию. Разрабатываются усовершенствованные свинцово-кислотные аккумуляторы большой мощности, но эти аккумуляторы используются только в имеющихся в продаже электромобилях для вспомогательных нагрузок.

    Ультраконденсаторы

    Ультраконденсаторы накапливают энергию в поляризованной жидкости между электродом и электролитом. Емкость накопления энергии увеличивается по мере увеличения площади поверхности жидкости. Ультраконденсаторы могут обеспечивать транспортным средствам дополнительную мощность при ускорении и подъеме на холм, а также помогают восстанавливать энергию торможения. Они также могут быть полезны в качестве вторичных накопителей энергии в транспортных средствах с электроприводом, поскольку они помогают электрохимическим батареям выравнивать мощность нагрузки.

    Утилизация аккумуляторов

    Электромобили появились на автомобильном рынке США относительно недавно, поэтому лишь небольшое их количество подошло к концу срока службы. Поскольку автомобили с электроприводом становятся все более распространенными, рынок переработки аккумуляторов может расшириться.

    Широко распространенная переработка аккумуляторов предотвратит попадание опасных материалов в поток отходов как в конце срока службы аккумулятора, так и в процессе его производства. Извлечение материалов из рециркуляции также вернет критические материалы обратно в цепочку поставок и увеличит внутренние источники таких материалов. В настоящее время ведется работа по разработке процессов переработки аккумуляторов, которые сводят к минимуму воздействие на жизненный цикл использования литий-ионных и других типов аккумуляторов в транспортных средствах. Но не все процессы переработки одинаковы и требуют разных методов разделения для извлечения материала:

    • Плавка : Процессы плавки извлекают основные элементы или соли. Эти процессы сейчас работают в больших масштабах и могут работать с несколькими типами батарей, включая литий-ионные и никель-металлгидридные. Плавка происходит при высоких температурах, когда органические материалы, включая электролит и угольные аноды, сжигаются в качестве топлива или восстановителя. Ценные металлы извлекаются и отправляются на аффинаж, чтобы продукт был пригоден для любого использования. Другие материалы, в том числе литий, содержатся в шлаке, который теперь используется в качестве добавки к бетону.
    • Прямое восстановление : С другой стороны, некоторые процессы переработки напрямую восстанавливают материалы, пригодные для использования в батареях. Компоненты разделяются различными физическими и химическими процессами, и все активные материалы и металлы могут быть восстановлены. Прямое восстановление представляет собой низкотемпературный процесс с минимальным потреблением энергии.
    • Промежуточные процессы : Третий тип процесса находится между двумя крайностями. В таких процессах могут использоваться несколько типов батарей, в отличие от прямого восстановления, но материалы извлекаются дальше по производственной цепочке, чем при плавке.

    Разделение различных материалов для аккумуляторов часто является камнем преткновения при восстановлении ценных материалов. Таким образом, конструкция батареи, предусматривающая разборку и переработку, важна для успеха электромобилей с точки зрения устойчивости. Стандартизация батарей, материалов и конструкции элементов также упростит и удешевит переработку.

    См. отчет: Техническая и экономическая целесообразность использования бывших в употреблении аккумуляторов для электромобилей в стационарных устройствах.

    Дополнительная информация

    Узнайте больше об исследованиях и разработках аккумуляторов на страницах хранения энергии Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии и на странице аккумуляторов Управления автомобильных технологий Министерства энергетики США.

    Как работает литий-ионный аккумулятор?

    Литий-ионный аккумулятор 3,7 В (AlexLMX, iStockphoto)

    Литий-ионный аккумулятор 3,7 В (AlexLMX, iStockphoto)

    Becky Chapman

    Удобочитаемость

    8.16

    Как это согласуется с моей учебной программой?

    Марка Курс Тема

    АБ Химия 30 (2007 г. , обновление 2014 г.) 12 Раздел B: Электрохимические изменения

    AB Наука о знаниях и трудоустройстве 8, 9 (пересмотрено в 2009 г.) 9 Модуль D: Электрические принципы и технологии

    AB Наука 20 (2007 г., обновлено в 2014 г.) 11 Блок А: Химические изменения

    АВ Наука 7-8-9 (2003 г., обновлено в 2014 г.) 9 Модуль D: Электрические принципы и технологии

    МБ Химия 12 класс (2013) 12 Тема 1: Реакции в водных растворах

    MB Химия 12 класс (2013) 12 Тема 6: Электрохимия

    NB Chimie 12e Année — 52411 (версия 2009 г.) (только на французском языке) 12 5. Электрохимия

    NL Химия 3202 (2005) 12 Блок 4: Электрохимия

    НС Химия 12 (2009, 2019) 12 Электрохимия

    НТ Химия 30 (Альберта, 2007 г., обновлено в 2014 г.) 12 Раздел B: Электрохимические изменения

    НТ Наука о знаниях и трудоустройстве 9 (Альберта, редакция 2009 г.) 9 Модуль D: Электрические принципы и технологии

    NT Science 20 (Альберта, 2007 г., обновлено в 2014 г. ) 11 Блок A: Химические изменения

    NT Наука 9 (Альберта, 2003 г., обновлено в 2014 г.) 9 Модуль D: Электрические принципы и технологии

    NU Химия 30 (Альберта, 2007 г., обновлено в 2014 г.) 12 Блок B: Электрохимические изменения

    NU Наука о знаниях и трудоустройстве 9 (Альберта, редакция 2009 г.) 9 Раздел D: Электрические принципы и технологии

    НУ Science 20 (Альберта, 2007 г., обновлено в 2014 г.) 11 Модуль A: химические изменения

    NU Наука 9 (Альберта, 2003 г., обновлено в 2014 г.) 9 Модуль D: Электрические принципы и технологии

    ON Химия, 12 класс, Колледж (СЧ5С) 12 Нить D: Электрохимия

    ON Химия, 12 класс, университет (СЧ5У) 12 Нить F: Электрохимия

    ON Академическая наука 9 класса (SNC1D) (2008) 9 Strand E: Характеристики электричества

    ON Прикладные науки 9 класса (SNC1P) 9Strand E: электрические приложения

    PE Химия 621А (проект 2021 г.) 12 Знание содержания: CK 4.1, 4.2

    PE Химия 621А (проект 2021 г. ) 12 Знание содержания: CK 4.3

    SK Химия 30 (2016) 12 Электрохимия

    СК Наука 9 (2009) 9 Физические науки – характеристики электричества (CE)

    YT Химия 12 (Британская Колумбия, июнь 2018 г.) 12 Большая идея: Окисление и восстановление — это взаимодополняющие процессы, включающие приобретение или потерю электронов.

    Узнайте об электрохимии в батареях, питающих многие устройства, которыми вы пользуетесь каждый день.

    Представьте себе мир без литий-ионных аккумуляторов (часто называемых литий-ионными аккумуляторами или LIB ). Нужна помощь? Мобильные устройства не будут выглядеть так, как сейчас. Представьте огромные, тяжелые сотовые телефоны и ноутбуки. Также представьте себе, что обе эти вещи настолько дороги, что их могут позволить себе только очень богатые люди. То, что вы представляете, это 1980-е годы. Страшно, не так ли?

    Знаете ли вы?

    Литий-ионные аккумуляторы были впервые изготовлены компанией SONY в 1991 году.

    Литий-ионные аккумуляторы стали неотъемлемой частью нашей мобильной культуры. Они обеспечивают питание большей части технологий, которые использует наше общество.

    Из каких частей состоит литий-ионный аккумулятор?

    Аккумулятор состоит из нескольких отдельных элементов , соединенных друг с другом. Каждая ячейка содержит три основные части: положительная электрод ( катод ), отрицательный электрод ( анод ) и жидкий электролит .

    Части литий-ионной батареи (© Let’s Talk Science, 2019, на основе изображения ser_igor через iStockphoto).

    Точно так же, как сухие щелочные батареи, используемые, например, в часах и пультах дистанционного управления телевизором, литий-ионные батареи обеспечивают питание за счет движения ионов. Литий чрезвычайно реактивен в своей элементарной форме. Вот почему в литий-ионных батареях не используется элементарный литий. Вместо этого литий-ионные батареи обычно содержат оксид лития-металла, такой как оксид лития-кобальта (LiCoO 2 ). Это поставляет литий-ионы. Оксиды лития-металла используются в катоде, а соединения лития-углерода — в аноде. Эти материалы используются, потому что они допускают интеркаляцию. Интеркаляция означает, что молекулы способны вставлять что-то в себя. В этом случае ионы лития могут легко входить и выходить из структуры электродов.

    Какой химический состав используется в литий-ионных батареях?

    Внутри литий-ионного аккумулятора происходят реакции окисления-восстановления (ОВП).

    Восстановление происходит на катоде. Там оксид кобальта соединяется с ионами лития с образованием оксида лития-кобальта (LiCoO 2 ). Полуреакция:

    CoO 2 + Li + + e → LiCoO 2

    Окисление происходит на аноде. Там интеркаляционное соединение графита LiC 6 образует графит (C 6 ) и ионы лития. Полуреакция:

    LiC 6 → C 6 + Li + + e

    Вот полная реакция (слева направо = разрядка, справа налево = зарядка):

    LiC 6 + CoO 2 903 C5 6 + LiCoO 2

    Как происходит перезарядка литий-ионного аккумулятора?

    Когда литий-ионный аккумулятор вашего мобильного телефона питает его, положительно заряженные ионы лития (Li+) перемещаются от отрицательного анода к положительному катоду. Они делают это, перемещаясь через электролит, пока не достигнут положительного электрода. Там они депонируются. Электроны, с другой стороны, движутся от анода к катоду.

    Что происходит с литий-ионным аккумулятором при разрядке (© Let’s Talk Science, 2019, на основе изображения ser_igor через iStockphoto).

     

    Иллюстрация – текстовая версия

    При использовании батареи ионы лития перетекают от анода к катоду, а электроны от катода к аноду.

     

    При зарядке литий-ионного аккумулятора происходит прямо противоположный процесс. Ионы лития возвращаются от катода к аноду. Электроны движутся от анода к катоду.

    Что происходит с литий-ионным аккумулятором при зарядке (© Let’s Talk Science, 2019, на основе изображения ser_igor через iStockphoto).

     

    Иллюстрация — текстовая версия

    При зарядке батареи ионы лития перетекают от катода к аноду, а электроны — от анода к катоду.

     

    Пока ионы лития совершают путь от одного электрода к другому, существует постоянный поток электронов. Это обеспечивает энергию для поддержания работы вашего устройства. Так как этот цикл может повторяться сотни раз, этот тип батареи составляет перезаряжаемый .

    Знаете ли вы?

    Иногда литий-ионные аккумуляторы называют «аккумуляторами кресла-качалки». Это связано с тем, что ионы лития «качаются» между электродами.

    Чем хороши литий-ионные аккумуляторы для мобильных технологий?

    Все просто. литий-ионные аккумуляторы имеют самую высокую плотность заряда среди всех сопоставимых систем. Это означает, что они могут дать вам тонну энергии, не будучи очень тяжелыми.

    Это происходит по двум причинам. Во-первых, литий — самый электроположительный элемент из . Электроположительность — это мера того, насколько легко элемент может отдавать электроны для образования положительных ионов. Другими словами, это мера того, насколько легко элемент может производить энергию. Литий очень легко теряет электроны. Это означает, что он может легко производить много энергии.

    Литий также является самым легким из всех металлов. Как вы уже знаете, интеркаляционные материалы используются в качестве электродов в литий-ионных батареях вместо настоящего металлического лития. Тем не менее, эти батареи весят намного меньше, чем батареи других типов, в которых используются такие металлы, как свинец или никель.

    Существуют ли какие-либо риски при использовании литий-ионных аккумуляторов?

    Хотя эти аккумуляторы впечатляют, у них есть и недостатки. Самая большая жалоба заключается в том, что они довольно быстро изнашиваются независимо от того, используете вы их или нет. Типичная литий-ионная батарея прослужит около 2-3 лет, прежде чем ее придется заменить. Это может дорого обойтись! Производство и утилизация литий-ионных аккумуляторов также оказывает большое влияние на окружающую среду, поэтому чем дольше прослужат эти аккумуляторы, тем лучше.

    Как вы узнали, литий чрезвычайно реактивен. Когда производители производят литий-ионные аккумуляторы, они должны принимать определенные меры предосторожности, чтобы аккумуляторы были безопасными в использовании. Однако вы, возможно, слышали о некоторых электронных устройствах, таких как ноутбуки или сотовые телефоны, которые загораются из-за батарей. Хотя это может быть хорошим оправданием для того, чтобы не сдать свое эссе по английскому языку вовремя, это довольно опасная ситуация. В целях безопасности литий-ионные аккумуляторы содержат сепаратор. Это предотвращает соприкосновение электродов элементов батареи друг с другом. Но если этот сепаратор порвется или повредится, электроды могут соприкоснуться. Это может вызвать сильное накопление тепла. Если это накопление тепла производит искру, высоко горючий электролит может загореться.

    Как только пламя возникнет в одной камере, оно может быстро распространиться на другие. И прежде чем вы это узнаете, ваш ноутбук превратится в лужу расплавленного пластика. Накопление тепла также может привести к очень быстрому повышению давления в вашем ноутбуке и БУМ!

    Посмотрите, что происходит при коротком замыкании литий-ионной батареи (1:13 мин.).

     

    Однако вам не о чем беспокоиться. Эти события очень редки. На самом деле литий-ионные аккумуляторы очень безопасны. Кроме того, сейчас проводится много исследований по улучшению каждой части этих батарей. Например, исследователи создали жидкий электролит, который при попадании на него превращается в твердое вещество. Это предотвратит нагрев или возгорание батарей в случае их повреждения! Вскоре литий-ионные батареи станут еще безопаснее, прослужат дольше и будут стоить еще дешевле.

    Знаете ли вы?

    Большинство электромобилей работают на литий-ионных батареях. Мы начинаем видеть все больше и больше автомобилей, которые подключаются к сети вместо того, чтобы заправляться бензином!

     

    Отправные точки

    Подключение и взаимосвязь
    • Кто-нибудь из ваших знакомых попадал в аварию с литий-ионными батареями? Что случилось?
    • У вас есть устройство с литий-ионным аккумулятором? Приходилось ли вам менять аккумулятор из-за того, что он износился?
    • Если бы была разработана более безопасная альтернатива литий-ионным батареям, но она была бы дороже, вы бы согласились платить больше?
    Подключение и связь
    • Кто-нибудь из ваших знакомых попадал в аварию с литий-ионными батареями? Что случилось?
    • У вас есть устройство с литий-ионным аккумулятором? Приходилось ли вам менять аккумулятор из-за того, что он износился?
    • Если бы была разработана более безопасная альтернатива литий-ионным батареям, но она была бы дороже, вы бы согласились платить больше?
    Связь науки и техники с обществом и окружающей средой
    • Литий-ионные батареи стали нормой для большинства электронных устройств, однако проблемы все еще сохраняются, особенно в отношении безопасности. Должны ли производители быть вынуждены брать на себя ответственность за любые несчастные случаи, происходящие с производимыми ими устройствами, или следует ожидать, что люди будут «использовать их на свой страх и риск»?
    Связь науки и техники с обществом и окружающей средой
      9Литий-ионные аккумуляторы 0028 стали нормой для большинства электронных устройств, однако проблемы все еще сохраняются, особенно в отношении безопасности. Должны ли производители быть вынуждены брать на себя ответственность за любые несчастные случаи, происходящие с производимыми ими устройствами, или следует ожидать, что люди будут «использовать их на свой страх и риск»?
    Изучение концепций
    • Почему литий является хорошим выбором для аккумуляторной батареи?
    • В каком направлении движутся ионы лития при использовании батареи? В каком направлении движутся ионы лития при зарядке аккумулятора?
    • Какова роль электролита?
    • Литий-ионные аккумуляторы
    • являются «перезаряжаемыми», как и свинцовые аккумуляторные батареи, установленные в вашем автомобиле. Сравните, как они работают.
    Изучение концепций
    • Почему литий является хорошим выбором для аккумуляторной батареи?
    • В каком направлении движутся ионы лития при использовании батареи? В каком направлении движутся ионы лития при зарядке аккумулятора?
    • Какова роль электролита?
    • Литий-ионные аккумуляторы
    • являются «перезаряжаемыми», как и свинцовые аккумуляторные батареи, установленные в вашем автомобиле. Сравните, как они работают.
    Медиаграмотность
    • Задумывались ли вы когда-нибудь о том, сколько энергии батареи используется в медицинских устройствах? (например, внешний дефибриллятор, слуховые аппараты, хирургический электроинструмент, глюкометр или инфузионный насос). Найдите в статьях СМИ любые сообщения о выходе из строя литий-ионного аккумулятора в этих устройствах. Каковы некоторые из серьезных проблем, связанных с отказом батареи в медицинских устройствах?
    Медиаграмотность
    • Задумывались ли вы когда-нибудь о том, сколько энергии батареи используется в медицинских устройствах? (например, внешний дефибриллятор, слуховые аппараты, хирургический электроинструмент, глюкометр или инфузионный насос). Найдите в статьях СМИ любые сообщения о выходе из строя литий-ионного аккумулятора в этих устройствах. Каковы некоторые из серьезных проблем, связанных с отказом батареи в медицинских устройствах?
    Рекомендации по обучению
    • Эта статья может быть использована для преподавания и изучения химии, техники и технологий, связанных с электрохимией и накоплением энергии. Введенные понятия включают литий-ионные батареи, элемент, электрод, электролит, перезаряжаемые, группа (Периодическая таблица), интеркаляционные материалы, плотность заряда, электроположительные, сепараторные и воспламеняющиеся.
    • Прежде чем читать эту статью, учителя могут предложить учащимся заполнить бланк допуска. Загрузите готовые к использованию воспроизводимые материалы с использованием стратегии обучения Admit Slip для этой статьи в форматах [Google doc] и [PDF].
    • После прочтения статьи учителя могут предложить учащимся сравнить положительные и отрицательные стороны литий-ионных аккумуляторов с помощью органайзера «За и против». Готовые к использованию воспроизводимые стратегии обучения Pros & Cons Organizer доступны в форматах [Google doc] и [PDF].
    • Чтобы узнать больше, учителя могут предложить учащимся провести исследование по истории и разработке аккумуляторных батарей. Используя стратегию обучения BYO (Build Your Own) Хронология, учащиеся могут создать временную шкалу, которая выделяет основные инновации и их значимость с течением времени. Готовая форма поддержки планирования временной шкалы BYO для этой стратегии доступна в форматах [Google doc] и [PDF].
    Рекомендации по обучению
    • Эта статья может быть использована для преподавания и изучения химии, техники и технологий, связанных с электрохимией и накоплением энергии. Введенные понятия включают литий-ионные батареи, элемент, электрод, электролит, перезаряжаемые, группа (Периодическая таблица), интеркаляционные материалы, плотность заряда, электроположительные, сепараторные и воспламеняющиеся.
    • Прежде чем читать эту статью, учителя могут предложить учащимся заполнить бланк допуска. Загрузите готовые к использованию воспроизводимые материалы с использованием стратегии обучения Admit Slip для этой статьи в форматах [Google doc] и [PDF].
    • После прочтения статьи учителя могут предложить учащимся сравнить положительные и отрицательные стороны литий-ионных аккумуляторов с помощью органайзера «За и против». Готовые к использованию воспроизводимые стратегии обучения Pros & Cons Organizer доступны в форматах [Google doc] и [PDF].
    • Чтобы узнать больше, учителя могут предложить учащимся провести исследование по истории и разработке аккумуляторных батарей. Используя стратегию обучения BYO (Build Your Own) Хронология, учащиеся могут создать временную шкалу, которая выделяет основные инновации и их значимость с течением времени. Готовая форма поддержки планирования временной шкалы BYO для этой стратегии доступна в форматах [Google doc] и [PDF].

    Транспортировка литиевых батарей | PHMSA

    Литиевые элементы и батареи питают бесчисленное количество устройств, поддерживающих повседневную жизнь, от портативных компьютеров, беспроводных инструментов, мобильных телефонов, часов до инвалидных колясок и автомобилей. Наше общество стало зависеть от литиевых элементов и батарей для более мобильного образа жизни. Сегодняшние литиевые элементы и батареи обладают большей энергоемкостью, чем когда-либо, что приводит к неуклонному росту количества мощных устройств на рынке. С увеличением плотности энергии возникает больший риск и необходимость управлять им. Грузоотправители играют важную роль в снижении этого риска и предотвращении инцидентов, включая пожары на борту самолетов или других транспортных средств.

    Литиевые батареи классифицируются как опасный материал в соответствии с Правилами обращения с опасными материалами Министерства транспорта США (HMR; 49 C.F.R., части 171-180). HMR применяется к любому материалу, который, по мнению DOT, может представлять необоснованный риск для здоровья, безопасности и имущества при коммерческой транспортировке. Литиевые батареи должны соответствовать всем применимым требованиям HMR, когда они предлагаются для перевозки или транспортируются по воздуху, шоссе, железной дороге или воде.

    Почему литиевые батареи регулируются на транспорте?

    Риски, связанные с литиевыми элементами и батареями, как правило, зависят от их типа, размера и химического состава. Литиевые элементы и батареи могут представлять как химическую опасность (например, коррозионно-активные или легковоспламеняющиеся электролиты), так и опасность поражения электрическим током. В отличие от стандартных щелочных батарей, большинство производимых сегодня литиевых батарей содержат легковоспламеняющийся электролит и обладают невероятно высокой плотностью энергии. Они могут перегреться и воспламениться при определенных условиях, таких как короткое замыкание, физическое повреждение, неправильная конструкция или сборка. После возгорания возгорание литиевых элементов и батарей может быть трудно потушить. Дополнительные, хотя и нечастые, события могут привести к тепловому выходу из строя литиевых элементов и батарей, цепной реакции, ведущей к резкому выбросу накопленной энергии и горючего газа. Этот тепловой выброс может распространяться на другие батареи или горючие материалы поблизости, что может привести к крупномасштабным тепловым событиям с серьезными последствиями.

    Ресурсы по утилизации батарей (ОБНОВЛЕНО 5/2022):

    Литиевые батареи представляют опасность возгорания, даже если они больше не используются в бытовом оборудовании/продуктах. Поврежденные, дефектные или отозванные аккумуляторы имеют большую вероятность короткого замыкания, выделения тепла или даже возгорания, чем неповрежденные литиевые аккумуляторы. Любой, кто предлагает бывшую в употреблении литиевую батарею для утилизации или переработки, должен, в дополнение к обеспечению защиты клемм от короткого замыкания, полностью оценить потенциал пожарной опасности при транспортировке.

    В информационном бюллетене по безопасности обсуждаются основные требования к подготовке упаковок использованных батарей для утилизации или переработки, а также выделяются дополнительные ресурсы для получения дополнительной информации.

    Полное уведомление о безопасности можно просмотреть по адресу: https://www.phmsa.dot.gov/training/hazmat/safety-advisory-notice-transportation-lithium-batteries-disposal-or-recycling.

    Дополнительные ресурсы DOT для переработчиков/операторов по сбору/перевозчиков:

    Руководство по литиевым батареям для грузоотправителей

    Веб-семинар веб-академии устойчивого управления материалами (SMM) «Безопасная транспортировка литиевых батарей: что нужно знать в 2021 году» ://www.osha.gov/green-jobs/recycling/batteries

    Информация EPA

    Агентство по охране окружающей среды (EPA) поддерживает веб-сайт, посвященный ресурсам по утилизации батарей: https://www.epa.gov/recycle/ бывшие в употреблении литий-ионные аккумуляторы. Кроме того, EPA поддерживает часто задаваемые вопросы: https://www.epa.gov/recycle/used-household-batteries

    Частные лица и домашние хозяйства

    Частные лица должны утилизировать бытовые литиевые батареи через соответствующие каналы утилизации и никогда не должны выбрасывать литиевые батареи в мусор или в общую переработку из соображений безопасности. Переработчики электроники или центры сбора/сбора металлолома в вашем регионе можно найти в Интернете. Некоторые продуктовые магазины, магазины товаров для дома, крупные магазины и магазины бытовой электроники предлагают услуги по переработке литиевых батарей. Кроме того, ваш местный отдел твердых отходов может предложить программу сбора литиевых батарей или проводить регулярные мероприятия по сбору отходов. Производитель вашего электронного устройства может также предложить программу почтовой рассылки. Если вы используете программу доставки по почте, вы должны соблюдать все требования USPS (для почтовых отправлений USPS) или DOT (для отправлений другими перевозчиками). Организатор вашей почтовой программы должен предоставить вам рекомендации по отправке в соответствии с требованиями USPS и/или DOT.

    Вы можете обратиться к веб-странице EPA, посвященной бытовым батареям, для получения дополнительной информации и советов по поиску подходящих каналов утилизации в вашем регионе: https://www. epa.gov/recycle/used-household-batteries

    Ресурсы для Грузоотправители :

    Независимо от того, отправляете ли вы один аккумулятор, комплект аккумуляторов на поддонах или устройство с батарейным питанием, безопасность посылки и тех, кто будет обращаться с ней в пути, зависит от соблюдения HMR. Несоблюдение применимых правил может привести к штрафам или даже уголовному преследованию. См. 49CFR 173.185 и приведенные ниже ресурсы для получения подробных требований, касающихся поставок литиевых батарей, в том числе содержащихся в электронных устройствах.

    Руководство по литиевым батареям для грузоотправителей

    Уведомление о безопасности при транспортировке литиевых батарей для утилизации или переработки доступ к Публикации 52 и Руководствам по международной почте (IMM). Публикация 52 описывает типы и количество опасных материалов, которые можно отправить с помощью USPS. Кроме того, вы можете просмотреть ресурс ниже для получения полезной информации.

    USPS безопасно доставляет транспортные средства Hazmat

    Сводки испытаний литиевых батарей:

    Литиевые элементы и батареи, предлагаемые для перевозки, должны пройти проектные испытания, приведенные в Руководстве по испытаниям и критериям Организации Объединенных Наций (ООН), раздел 38.3. С 21 января 2022 г. производители литиевых элементов и аккумуляторов должны предоставлять сводные документы по испытаниям по запросу. Краткий отчет об испытаниях включает стандартизированный набор элементов, обеспечивающих прослеживаемость и подотчетность, чтобы гарантировать, что конструкции литиевых элементов и батарей, предлагаемые для перевозки, соответствуют требованиям к испытаниям ООН 38.3.

    Обратитесь к производителю батареи, дистрибьютору или поставщику продукта, чтобы определить, прошла ли конструкция батареи эти испытания, или получите документ с кратким описанием испытаний.

    Дополнительные сведения см. в приведенном ниже ресурсе.

    Сводки испытаний литиевых батарей (TS)

    Ресурсы для авиапассажиров:

    Если вы летите, вы можете взять с собой ноутбук, мобильный телефон, фотоаппарат, планшет или другие устройства с литиевыми батареями! Эти персональные электронные устройства представляют меньший риск, если соблюдаются определенные условия и ограничения, такие как предотвращение непреднамеренной активации. Запасные батареи, в том числе багаж, оснащенный литиевыми батареями, можно упаковать в ручную кладь, если приняты меры по защите от короткого замыкания.

    Для получения информации об условиях и ограничениях на провоз литиевых батарей или любых других опасных материалов во время вашего следующего рейса посетите веб-сайт FAA PackSafe for Passengers перед полетом.

    FAA PackSafe for Passengers

    Кроме того, Управление транспортной безопасности (TSA) публикует информацию о дополнительных предметах, которые они ограничивают на рейсах. См. ресурсы TSA ниже.

    TSA Что я могу принести?

    Информационный центр по опасным материалам

    Есть вопрос по транспортировке литиевых батарей? Нужны разъяснения по правилам обращения с опасными материалами? Информационный центр Hazmat PHMSA предоставляет индивидуальную помощь в режиме реального времени с понедельника по пятницу с 9:00 до 17:00.

    1-800-HMR-4922
    1-800-467-4922
    202-366-4488
    [email protected] gov

    В чем разница между литий-ионными и литий-ионными батареями? невероятный ресурс современности, они питают все, от сотовых телефонов до беспроводных автоматических пылесосов и всевозможных камер. Существует множество различных типов батарей, которые служат многим различным целям, но о двух из них мы слышим больше всего — это литиевые и литий-ионные батареи. Возможно, в прошлом вам приходилось принимать решение относительно этих двух разных типов батарей, но знаете ли вы, что они из себя представляют?

    Чтобы получить максимальную отдачу от ваших аккумуляторов, рекомендуется иметь некоторые знания о литиевых и литий-ионных аккумуляторах, которые бывают всех форм и размеров, например, аккумуляторы на 95 Втч и аккумуляторы на 190 Втч. Мы объясним все, что вам нужно знать о литиевых батареях и их литий-ионных собратьях, в том числе о том, как они работают, из чего они сделаны и даже о том, как утилизировать старые использованные батареи. Затем мы расскажем о важных различиях между литий-ионными и литий-ионными батареями, чтобы вы могли принять обоснованное решение о том, какие из них использовать.

    Что такое батарея?

    Чтобы понять сходства и различия между литий-ионными и литий-ионными батареями, необходимо иметь общее представление о том, что представляет собой батарея и как она работает. Все батареи состоят из одних и тех же трех основных компонентов; анод (отрицательная сторона), катод (положительная + сторона) и какой-то электролит. Когда катод и анод батареи подключены к электрической цепи, между анодом и электролитом происходит химическая реакция.

    Электроны проходят через цепь от анода, а затем возвращаются через катод и вызывают новую химическую реакцию. Эти реакции продолжаются до тех пор, пока материалы не будут израсходованы, после чего батарея больше не производит электричество. Таким образом, как литиевые, так и литий-ионные батареи производят портативное электричество и могут использоваться для питания всевозможных устройств и электрических цепей. Аккумуляторы — это невероятно полезные компоненты, которые позволяют нам делать все виды роскоши, без них нам пришлось бы заводить машины вручную, а телефоны все равно были бы прикреплены к стене.


    Что такое литиевая батарея?

    Литиевые батареи являются первичными батареями, что означает, что они не могут быть перезаряжены после разрядки. Они используют металлический литий в качестве анода. Литиевые батареи имеют высокую плотность заряда, что означает, что они служат дольше, чем другие батареи, и могут удерживать больше энергии. В зависимости от конструкции литиевые батареи могут производить электричество с напряжением от 1,5 до 3,7 В. Металл, используемый в литиевых батареях, очень реактивен, чистый литий мгновенно реагирует с водой и даже с влагой в воздухе.

    Литиевые батареи используются во многих электронных устройствах, от игрушечных электромобилей до полноразмерных транспортных средств. Хотя их высокая мощность делает их очень полезными, тот факт, что их нельзя легко или даже безопасно перезарядить, заставил многие компании искать другие альтернативы. Одноразовые батареи, которые многие из нас имеют дома, не очень хороши для окружающей среды, поэтому многие люди и компании решают использовать вместо них литий-ионные батареи, такие как эта красивая литий-полимерная батарея мощностью 900 Вт.

    Что такое литий-ионный аккумулятор?

    Литий-ионные батареи являются вторичными элементами, что означает, что их можно перезаряжать и использовать повторно. Эти батареи сегодня невероятно популярны, и без них наша повседневная жизнь была бы совсем другой. Ваш ноутбук, мобильный телефон, планшет и камера зависят от литий-ионных аккумуляторов, поскольку эти перезаряжаемые аккумуляторы очень эффективны. Электроды литий-ионных аккумуляторов сделаны из лития и углерода, что делает их намного легче по весу, чем другие перезаряжаемые аккумуляторы.

    Литий-ионные аккумуляторы также отлично держат заряд, теряя всего около 5 % своей мощности каждый месяц, когда они не используются. Еще одним преимуществом литий-ионных аккумуляторов является отсутствие эффекта памяти. Вы когда-нибудь помните, что вам говорили, что вам нужно полностью разрядить аккумуляторы, прежде чем подключать их для перезарядки? Это не относится к литий-ионным аккумуляторам. Эти превосходные перезаряжаемые батареи могут заряжаться и разряжаться сотни раз, прежде чем испортятся.

    Литий-ионные батареи довольно сложны по своей природе, в отличие от простой старой литиевой батареи. В литий-ионной батарее вы найдете несколько литий-ионных элементов, которые хранят и обеспечивают питание. Однако у литий-ионных аккумуляторов есть и другие компоненты. Небольшой компьютер внутри батареи отслеживает и регулирует температуру, напряжение и состояние заряда батареи, и все это изнутри устройства. Эта крошечная система необходима для того, чтобы ваша батарея функционировала должным образом, а также несет ответственность за 5% -ную потерю мощности в месяц, которую испытывают эти перезаряжаемые батареи.

    В чем разница между литиевыми и литий-ионными батареями?

    Самая большая разница между литиевыми батареями и литий-ионными батареями заключается в том, что литиевые батареи имеют конструкцию с одним элементом, что означает, что они одноразовые и не могут быть перезаряжены после полной разрядки. С другой стороны, литий-ионные батареи можно использовать время от времени, их можно перезаряжать, их можно заряжать и разряжать сотни раз.

    Если они лежат на полке неиспользованными, то литиевые батареи на самом деле служат намного дольше. Литиевая батарея может работать от 10 до 12 лет, сохраняя заряд, в то время как литий-ионные батареи служат только от 2 до 3 лет. Возможно, вы не знаете, что эти два типа литиевых батарей на самом деле не единственные, которые вы можете приобрести; ознакомьтесь с нашей статьей о разнице между литий-ионными и литий-полимерными батареями.

    Хотя литий-ионные батареи могут показаться намного лучше, особенно с точки зрения отходов, все же есть некоторые свойства, которые делают литиевые батареи невероятно полезными. У них гораздо более высокая плотность энергии, чем у литий-ионных аккумуляторов, что означает, что они держат больше заряда по сравнению с их размером. Литиевые батареи могут обеспечить питание от одного заряда, даже если это единственный заряд, который у них когда-либо будет. К сожалению, не существует безопасного или эффективного способа перезарядки литиевых батарей, поэтому в первую очередь были изобретены литий-ионные батареи. Кроме того, литиевые батареи дешевле и проще в производстве, а значит, их покупка обходится дешевле.

     

    Литий по сравнению с Литий-ионные аккумуляторы: какие лучше?

    Батареи можно использовать по-разному, так как все, что нуждается в портативном источнике питания, использует их. Какой тип аккумулятора лучше, полностью зависит от вашего использования, поэтому оба типа аккумуляторов до сих пор производятся и используются во всем мире. Современная жизнь в значительной степени зависит от батарей для портативного питания, они жизненно важны для нашей личной электроники, автомобилей и транспорта, даже для нашего медицинского обслуживания.

    Литиевые батареи — лучший выбор для питания устройств, где крайне важно длительное время автономной работы. Примеры включают часы, кинокамеры, кардиостимуляторы, слуховые аппараты, пульты дистанционного управления, калькуляторы и детекторы дыма. Все эти элементы нуждаются в долговечном источнике питания без необходимости постоянного подключения к электросети, поэтому литиевая батарея является идеальным выбором.

    Случаи, когда литий-ионные батареи гораздо более выгодны, требуют частой подзарядки, чтобы быть удобными. Литий-ионный аккумулятор в вашем мобильном телефоне обычно работает около суток, но вы можете перезаряжать его каждый день в течение многих лет без потери функциональности. Такие устройства, как ноутбуки, цифровые камеры, накопители солнечной энергии, портативные блоки питания и любые беспроводные технологии, работают от перезаряжаемых литий-ионных аккумуляторов. Им нужна возможность перезарядки без замены деталей из-за их невероятно частого использования.

    Ни один из типов батарей не должен подвергаться воздействию высоких температур, так как это может привести к необратимому повреждению и даже может быть опасным. Храните батареи в прохладном, сухом месте при обычной комнатной температуре. Для получения дополнительной информации прочитайте нашу статью о том, как правильно хранить литий-ионный аккумулятор.

    Лучшая батарея для лучшего мира

    Литиевые и литий-ионные батареи невероятно полезны и вносят огромный вклад в повседневную жизнь большинства людей.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.