Литий ионный аккумулятор характеристики. Литий-ионные аккумуляторы: характеристики, типы и особенности эксплуатации

Какие бывают типы литий-ионных аккумуляторов. Как различаются их характеристики. Что нужно знать об эксплуатации литиевых батарей. Как правильно заряжать и хранить Li-ion аккумуляторы.

Разнообразие и типы литий-ионных аккумуляторов

Литий-ионные аккумуляторы получили широкое распространение благодаря своим высоким характеристикам. Они используются в самых разных устройствах — от смартфонов до электромобилей. Существует несколько основных типов Li-ion аккумуляторов, которые различаются по материалу катода:

• ICR (LiCoO2) — литий-кобальтовые
• INR (Li(NiCoMn)O2) — литий-никель-марганец-кобальтовые
• IMR (LiMn2O4) — литий-марганцевые
• NCR (Li(NiCoAl)O2) — литий-никель-кобальт-алюминиевые
• IFR (LiFePO4) — литий-железо-фосфатные

Каждый тип имеет свои особенности и область применения. Рассмотрим основные характеристики различных типов литиевых аккумуляторов.

Ключевые параметры литий-ионных аккумуляторов

При выборе Li-ion аккумулятора важно обращать внимание на следующие характеристики:

Токоотдача

Токоотдача определяет, какой максимальный ток может отдавать аккумулятор. Она обычно выражается через емкость «С». Например, токоотдача 2C для аккумулятора емкостью 2500 мАч означает максимальный ток 5А.

Напряжение

Номинальное напряжение большинства литиевых аккумуляторов составляет 3.6-3.7В. Это напряжение в средней точке разряда при 20-часовом цикле. Минимальное напряжение разряда обычно 2.5-2.75В, максимальное напряжение заряда — 4.2-4.35В в зависимости от типа.

Количество циклов заряд/разряд

Этот параметр показывает, сколько циклов может выдержать аккумулятор до снижения емкости до 80% от начальной. Обычно составляет от 300 до 2000 циклов в зависимости от типа аккумулятора.

Особенности эксплуатации литий-ионных аккумуляторов

Чтобы литиевые аккумуляторы служили долго, нужно соблюдать правила их эксплуатации:

Защитная плата

Многие литиевые аккумуляторы оснащаются защитной платой, которая предохраняет от переразряда, перезаряда и превышения максимального тока. Это актуально для большинства типов, кроме IMR аккумуляторов.

Правильный заряд

Литий-ионные аккумуляторы требуют заряда методом CC-CV (постоянный ток — постоянное напряжение). Важно использовать специальные зарядные устройства и не превышать максимальное напряжение заряда.

Условия хранения

Оптимальные условия хранения Li-ion аккумуляторов: температура около 0°C и уровень заряда 40%. При длительном хранении происходит постепенная потеря емкости, даже если аккумулятор не используется.

Высокотоковые IMR аккумуляторы

Отдельного внимания заслуживают высокотоковые IMR аккумуляторы. Они способны отдавать большие токи при сохранении стабильного напряжения. Основные особенности IMR аккумуляторов:

• Токоотдача до 10С (продолжительно) и 30С (кратковременно)
• Повышенная температурная безопасность (до 250°C)
• Меньшая емкость по сравнению с другими типами
• Обычно не оснащаются индивидуальной защитной платой
• Применяются в мощных фонарях, электронных сигаретах и других устройствах с высоким потреблением тока

Производители литий-ионных аккумуляторов

На рынке литиевых аккумуляторов представлены как крупные мировые бренды, так и менее известные производители:

• Ведущие производители элементов: Samsung, LG, Panasonic, Sony
• Производители готовых аккумуляторов: ROBITON, Fenix, Nitecore и др.

Крупные производители обычно поставляют элементы другим компаниям, которые добавляют защитную плату и упаковку. Качественные бренды тщательно проверяют параметры и отбраковывают старые элементы.

Как выбрать подходящий литий-ионный аккумулятор

При выборе Li-ion аккумулятора следует учитывать несколько факторов:

1. Совместимость с устройством (размер, напряжение)
2. Требуемая емкость
3. Необходимая токоотдача
4. Наличие защитной платы
5. Количество циклов заряд/разряд
6. Репутация производителя

Для устройств с высоким энергопотреблением подойдут высокотоковые IMR аккумуляторы. Для бытовой электроники оптимальны защищенные ICR или INR типы.

Правила безопасности при использовании литиевых аккумуляторов

Литий-ионные аккумуляторы требуют аккуратного обращения. Соблюдайте следующие правила безопасности:

• Используйте только совместимые зарядные устройства
• Не допускайте глубокого разряда аккумулятора
• Избегайте перегрева и механических повреждений
• Не замыкайте контакты накоротко
• Храните аккумуляторы в прохладном месте при среднем уровне заряда
• Не используйте аккумуляторы с признаками повреждения

При правильной эксплуатации литий-ионные аккумуляторы безопасны и способны служить долгое время, обеспечивая питанием самые разные устройства.

Литий-ионные источники тока

Главная	История	Продукция	Контакты
ЛИТИЙ-ИОННЫЕ ИСТОЧНИКИ ТОКА:
Литий-ионные аккумуляторы широко применяется как в общегражданской технике, так и в изделиях специального назначения. Используются в промышленных товарах, в том числе, в автомобилях, где они входят в состав гибридных энергетических установок, а также обеспечивают энергоснабжение многочисленных систем автомобиля, на железнодорожном, водном и воздушном транспорте, в космической и военной технике.
ЦИЛИНДРИЧЕСКИЕ АККУМУЛЯТОРЫ
АККУМУЛЯТОР ICR50/320 ИПЮН.563361.001 ТУ 3482-059-00214416-2010
Характеристики	Номинальное напряжение, В 3,6 Номинальная емкость, А ч 40 Условия заряда Номинальный ток, А 20 Максимальный ток, А 40 Конечное напряжение, В 4,2 Условия разряда Номинальный ток, А 20 Максимальный ток, А 400 Конечное напряжение, В 2,75 Гарантийная наработка, циклов 1000 Рабочая температура, С При заряде 15 ~ 25 При разряде -20 ~ 50 Размеры, мм Диаметр 50,8 Длина 362 Максимальная масса, кг 1,55
Разрядные характеристики
АККУМУЛЯТОР IFR50/320 ИПЮН.563361.005
Характеристики	Номинальное напряжение, В 3,2 Номинальная емкость, А ч 27 Условия заряда Номинальный ток, А 13,5 Максимальный ток, А 27 Конечное напряжение, В 3,6 Условия разряда Номинальный ток, А 13,5 Максимальный ток, А 270 Конечное напряжение, В 2,5 Гарантийная наработка, циклов 1000 Рабочая температура, С При заряде 15 ~ 25 При разряде -10 ~ 50 Размеры, мм Диаметр 50,8 Длина 362 Максимальная масса, кг 1,55
Разрядные характеристики
АККУМУЛЯТОР ICR50/160 ИПЮН.563361.006
Характеристики	Номинальное напряжение, В 3,6 Номинальная емкость, А ч 20 Условия заряда Номинальный ток, А 10 Максимальный ток, А 20 Конечное напряжение, В 4,2 Условия разряда Номинальный ток, А 10 Максимальный ток, А 200 Конечное напряжение, В 2,75 Гарантийная наработка, циклов 1000 Рабочая температура, С При заряде 15 ~ 25 При разряде -20 ~ 50 Размеры, мм Диаметр 50,8 Длина 239 Максимальная масса, кг 0,9
Разрядные характеристики
АККУМУЛЯТОР ITCR50/260 ИПЮН.563361.029
Характеристики	Номинальное напряжение, В 2,02,3 Номинальная емкость, А ч 25 Условия заряда Номинальный ток, А 25 Максимальный ток, А 125 Конечное напряжение, В 2,8 Условия разряда Номинальный ток, А 25 Максимальный ток, А 125 Конечное напряжение, В 1,5 Гарантийная наработка, циклов 1000 Рабочая температура, С При заряде -40 ~ 60 При разряде -40 ~ 60 Размеры, мм Диаметр 50,8 Длина 301 Максимальная масса, кг 1,24
Разрядные характеристики
АККУМУЛЯТОР ЛИЦ-1,8 ИПЮН.563361.047ТУ
Характеристики	Номинальная емкость, А ч 1,8 Номинальное напряжение, В 3,7 Условия заряда Номинальный ток, А 0,9 Конечное напряжение, В 4,2 Условия разряда Номинальный ток, А 0,9 Максимальный ток, А 4 Конечное напряжение, В 2,75 Гарантийная наработка, циклов 500 Рабочая температура, С При заряде 15 ~ 25 При разряде -40 ~ 60 Размеры, мм Диаметр 18 0,5 Длина 65 0,5 Максимальная масса, кг 0,05
ПРИЗМАТИЧЕСКИЕ АККУМУЛЯТОРЫ
АККУМУЛЯТОР ICP17/60/65 ИПЮН.563361.015
Характеристики	Номинальное напряжение, В 3,6 Номинальная емкость, А ч 6,8 Условия заряда Номинальный ток, А 3,2 Максимальный ток, А 6,8 Конечное напряжение, В 4,3 Условия разряда Номинальный ток, А 3,2 Максимальный продолжительный ток, А 6,8 Конечное напряжение, В 2,75 Гарантийная наработка, циклов 1000 Рабочая температура, С При заряде 15 ~ 25 При разряде -40 ~ 55 Размеры, мм Толщина 19 Длина 60 Высота 70,5 Максимальная масса, кг 0,2
Разрядные характеристики
АККУМУЛЯТОР INMCP18/65/130 ИПЮН.563361.026
Характеристики	Номинальное напряжение, В 3,5 Номинальная емкость, А ч 10 Условия заряда Номинальный ток, А 5 Максимальный ток, А 10 Конечное напряжение, В 4,2 Условия разряда Номинальный ток, А 5 Максимальный ток, А 20 Конечное напряжение, В 2,5 Гарантийная наработка, циклов 1500 Рабочая температура, С При заряде 15 ~ 25 При разряде -20 ~ 50 Размеры, мм Толщина 18 Длина 65 Высота 130 Максимальная масса, кг 0,3
Разрядные характеристики
АККУМУЛЯТОР IFP18/65/130 ИПЮН.563361.018
Характеристики	Номинальное напряжение, В 3,2 Номинальная емкость, А ч 8 Условия заряда Номинальный ток, А 4 Максимальный ток, А 8 Конечное напряжение, В 3,6 Условия разряда Номинальный ток, А 4 Максимальный ток, А 16 Конечное напряжение, В 2,5 Гарантийная наработка, циклов 1000 Рабочая температура, С При заряде 15 ~ 25 При разряде -20 ~ 50 Размеры, мм Толщина 18 Длина 65 Высота 130 Максимальная масса, кг 0,3
Разрядные характеристики
АККУМУЛЯТОР IFP36/230/135 ИПЮН.563361.014
Характеристики	Номинальное напряжение, В 3,2 Номинальная емкость, А ч 60 Условия заряда Номинальный ток, А 30 Максимальный ток, А 60 Конечное напряжение, В 3,6 Условия разряда Номинальный ток, А 30 Максимальный ток, А 300 Конечное напряжение, В 2,5 Гарантийная наработка, циклов 1000 Рабочая температура, С При заряде 15 ~ 25 При разряде -20 ~ 50 Размеры, мм Толщина 36,3 Длина 230,2 Высота 146,1 Максимальная масса, кг 1,9
Разрядные характеристики
АККУМУЛЯТОР INMCP44/147/200 ИПЮН.563361.027
Характеристики	Номинальное напряжение, В 3,5 Номинальная емкость, А ч 95 Условия заряда Номинальный ток, А 20 Максимальный ток, А 70 Конечное напряжение, В 4,3 Условия разряда Номинальный ток, А 33 Максимальный непрерывный ток, А 100 Максимальный импульсный ток (1 мин), А 300 Конечное напряжение, В 2,75 Гарантийная наработка, циклов 1500 Рабочая температура, С При заряде 15 ~ 25 При разряде -40 ~ 50 Размеры, мм Толщина 48 Длина 148 Высота 201 Максимальная масса, кг 2,5
Разрядные характеристики
АККУМУЛЯТОРЫ В ПОЛИМЕРНОЙ УПАКОВКЕ
АККУМУЛЯТОРЫ ЛПП-33 ИПЮН.563361.041, ЛПП-35 ИПЮН.563361.046
Характеристики	Номинальное напряжение, В 3,6 3,6 Номинальная емкость, А ч 33 35 Условия заряда Номинальный ток, А 16,5 17,5   Максимальный ток, А 33 35   Конечное напряжение, В 4,2 4,2 Условия разряда Номинальный ток, А 16,5 17,5   Максимальный ток, А 330 70   Конечное напряжение, В 2,75 2,75 Гарантийная наработка, циклов 1000 1000 Рабочая температура, С При заряде 15 ~ 25 15 ~ 25   При разряде -20 ~ 50 -20 ~ 50 Размеры, мм Толщина 11 11 Длина 215 215 Высота 205 205 Максимальная масса, кг 0,8 0,8
Разрядные характеристики
АККУМУЛЯТОР ЛПП-10,5 ИПЮН.563361.042
Характеристики	Номинальное напряжение, В 3,6 Номинальная емкость, А ч 10,5 Условия заряда Номинальный ток, А 5,25 Максимальный ток, А 10,5 Конечное напряжение, В 4,2 Условия разряда Номинальный ток, А 5,25 Максимальный непрерывный ток, А 100 Конечное напряжение, В 2,75 Гарантийная наработка, циклов 1000 Рабочая температура, С При заряде 15 ~ 25 При разряде -40 ~ 50 Размеры, мм Толщина 6,7 Длина 135 Высота 150 Максимальная масса, кг 0,3
Разрядные характеристики
АККУМУЛЯТОР ЛПП-2,5 ИПЮН.563361.041 ТУ
Характеристики	Номинальное напряжение, В 3,6 Номинальная емкость, А ч 2,5 Условия заряда Номинальный ток, А 1,25 Максимальный ток, А 2,5 Конечное напряжение, В 4,2 Условия разряда Номинальный ток, А 1,25 Максимальный непрерывный ток, А 25 Конечное напряжение, В 2,75 Гарантийная наработка, циклов 1000 Рабочая температура, С При заряде 15 ~ 25 При разряде -40 ~ 50 Размеры, мм Толщина 5,3 Длина 43 Высота 140,5 Максимальная масса, кг 0,1
Разрядные характеристики
АККУМУЛЯТОРНЫЙ МОДУЛЬ
Характеристики	Номинальное напряжение, В 28,8 21,6 Емкость, А ч 240 320 Ток разряда максимальный, А 1700 1700 Продолжительность работы, не менее, мин 7,5 10 Гарантийная наработка, циклов 50 50 Гарантийный срок службы, лет 5 5 Масса, не более, кг 100 100 Габаритные размеры: диаметр, мм высота, мм 470 400 470 400
Главная	История	Продукция	Контакты
20062020 Уралэлемент, [email protected]

Как восстановить емкость Li-ion аккумулятора? Все про Li-ion (литиевые аккумуляторы)

Поэтому у владельцев источников питания нередко возникает вопрос: можно ли восстановить емкость литий-ионного аккумулятора, и как это осуществить? Полностью возвратить исходные характеристики литиевому накопителю энергии невозможно, но есть шанс временно реанимировать устройство и продлить период его эксплуатации.

Прежде чем приниматься за реанимацию источника питания, нужно измерить его емкость на текущий момент. Для этого используется специальный тестер. При его отсутствии можно воспользоваться вольтметром, амперметром и реостатом. К заряженной аккумуляторной батарее подключается резистор необходимого номинала, и далее до момента разряда АКБ записываются значения проходящего через резистор тока и напряжения на нем. По полученным данным строится график разряда, и выясняется емкость прибора.

Как восстановить емкость Li-ion аккумулятора?

На просторах интернета предлагают различные методики восстановления емкости Li-ion аккумулятора. Судить об их эффективности сложно. Единственный проверенный и надежный способ получить аккумуляторную батарею с прежними высокими характеристиками – купить новую! Но если вы твердо решили выжать из своего источника питания все, что можно, предлагаем вашему вниманию несколько советов по реанимации литиевых аккумуляторных батарей:

1. Чтобы временно восстановить работоспособность Li-ion батареи, возьмите вольтметр, блок питания на 5–12 В, резистор на 330–1000 Ом и не меньше 500 мВт. Освободите контакты БП и соедините их с АКБ: аккумулятора с блока питания, с резистором. Посредством мультиметра убедитесь в верной полярности. Подключите блок питания к электросети на 2–3 минуты. Так можно пробить сепаратор между катодом и анодом и вообще потерять элемент.
2. Некоторые счастливые обладатели аккумуляторов советуют поместить АКБ на полчаса в морозилку, затем заряжать 1 минуту, после чего извлечь из устройства и выждать, чтобы источник питания подогрелся до комнатной температуры. После такой «терапии батарею рекомендуют использовать, как обычно. У нас этот метод вызывает массу сомнений.
3. Еще более сомнительный способ – срезать пластик на АКБ, отыскать основные контакты и на мгновение замкнуть их подходящим металлическим предметом. Затем вернуть крышку на место и оставить для просушки.
4. Восстановить элемент после глубокого разряда можно зарядив его малыми токами (0,2С) модельным зарядным устройством. После зарядки разрядить его в хранение (до 40%) и оставить на несколько дней. Периодически контролировать напряжение. Если напряжение падает, то шансов у данного аккумулятора мало, если напряжение стабильно, то через несколько дней можно провести заряд-разрядные тест на емкость. Вначале небольшими токами, затем довести до 1С.

Мы считаем, что в случае отказа аккумуляторной батареи восстановить ее элементы невозможно, и вернуть исходную емкость можно только посредством замены всех элементов, исчерпавших свой ресурс. А чтобы реально продлить срок эксплуатации источника питания, нужно следовать рекомендациям по его зарядке и использованию, беречь от тряски и ударов, перегрева и переохлаждения, избыточного заряда и глубокого разряда.

Если у вас есть проверенные на собственном опыте методики восстановления емкости литий-ионных аккумуляторов, поделитесь ими в комментариях.

Литиевые аккумуляторы — что нужно знать пользователю?

Циллиндрические Li-ion аккумуляторы сейчас становятся все более популярны. Они используются в фонарях, игрушках, страйкбольном оборудовании и электронных сигаретах. В статье мы раскроем наиболее частые вопросы, которые задают покупатели и пользователи техническим специалистам ТМ ROBITON.

Разнообразие литиевых аккумуляторов

На данный момент популярны и широко применяются 5 типов литиевых аккумуляторов. Различаются они катодным материалом – это оксиды кобальта, марганца, никель-марганец-кобальта, железо-фосфата, алюминия. В зависимости от катодного состава аккумуляторы имеют различные характеристики, основные из которых приведены в сравнительной таблице:

	ICR	INR	IMR	NCR	IFR
Материал катода	LiCoO2 «LCO»	Li(NiCoMn)O2 «NCM»	LiMn2O4 «LMO»	Li(NiCoAl)O2 «NCA»	LiFePO4 «LFP»
Температурная безопасность	150*С	210*С	250*С	150*С	270*С
Токоотдача	1С	1С, 2С	10С (продолжительно) -30С (5с)	1С	25С(продолжительно) — 40С (2с)
Циклы	500 — 1000	1000 — 2000	300 — 700	>500	1000-2000
Макс ток заряда	0.7, 1С	0.7, 1С	0.7, 1С, 3С	0.7С	1С-4С
Максимальное напряжение	4.25В	4.25В, 4.35В	4.25В	4.25В	3.65В
Номинальное напряжение	3.6В, 3.7В	3.6В, 3.7В	3.6В, 3.7В, 3.8В	3.6В	3.2В, 3.3В
Минимальное напряжение	2.5В, 2.75В	2.5В	2.5В, допускается до 2.0В	2.5В, 2.75В	2.0В

В ассортименте торговой марки ROBITON представлены литиевые аккумуляторы всех 5 типов.

Плата защиты: защищенные и незащищенные аккумуляторы

Li-ion аккумуляторы чувствительны к глубокому разряду, а также к перезаряду и максимальному току, значения которых не стоит превышать. Пользователю достаточно проблематично соблюсти все условия. Например, если аккумулятор используется в фонаре, аккумулятор легко испортить, забыв выключить фонарь и подвергнув аккумулятор глубокому разряду. Крайне чувствительны они и к конечному  напряжению заряда. Поэтому существуют аккумуляторы с защитной платой. Она сама отключит банку от потребителя при достижении минимального напряжения, при превышении максимального тока или при достижении максимального напряжения. Наличие  защитной платы актуально для никель-кобальтовых аккумуляторов, никель-марганцевые IMR аккумуляторы в защитной плате не нуждаются.

Важные параметры – токоотдача, напряжение и количество циклов.

Токоотдачу, а также ток заряда принято выражать через «С» — емкость аккумулятора. Например, если аккумулятор имеет максимальную токоотдачу 2С, то для аккумулятора емкостью 2500мАч это составляет 5А (2*2500).

Высокотоковые IMR аккумуляторы

Аккумуляторы, которые могут отдавать токи 2С и более, обычно называют «высокотоковыми». Высокотоковые IMR аккумуляторы могут не только отдавать большие токи при сохранении стабильного напряжения, но и как правило имеют «безопасную химию», что означает их взрыво- и пожаробезопасность при значительном нагреве*. Такие аккумуляторы имеют меньшую емкость и меньший ресурс, чем аккумуляторы с «традиционной» химией и обычно не снабжаются защитной платой.  Если из высокотоковых IMR аккумуляторов собирается сборка, то на сборку устанавливается общая плата защиты, которая защищает аккумуляторы от глубокого разряда и перезаряда.

*Температурная безопасность — это максимальная температура, при которой не происходит взрыва, возгорания или деформации аккумулятора.

Температура эксплуатации, при которой аккумулятор сохраняет свои характеристики, как правило, значительно ниже и в среднем составляет  60*С.

Номинальное напряжение 3,6В и 3,7В.

Номинальное напряжение для литиевых аккумуляторов — это напряжение в средней точке разряда при 20-ти часовом разряде (см. график). У большинства аккумуляторов это напряжение составляет 3,6В или 3,7В. Существенной разницы между аккумуляторами с напряжением 3,6В и 3,7В при работе в большинстве устройств не наблюдается.

Количество циклов

Другой важной характеристикой является количество циклов заряд/разряд. Чаще всего под «количеством циклов» подразумевается количество, через которое емкость аккумулятора падает ниже 80% от начальное емкости. После этого аккумулятор конечно не «умирает», а продолжает работать, но емкость и максимальный ток у него снижают свои значения.

Количество циклов обычно указывается для определенных условий: ток заряда 0,2С, ток разряда 0,2С, комнатная температура. Если аккумулятор эксплуатируется при токах 1С и выше (что не редкость), либо при отличной от комнатной температуре, то количество жизненных циклов будет ниже.

Заряд

Литиевые аккумуляторы необходимо заряжать методом CC-CV — сначала постоянным током, затем постоянным напряжением. Если на стадии заряда постоянным напряжением превысить его всего на 4%, то аккумуляторы будут вдвое быстрее терять ёмкость от цикла к циклу. Поэтому важно использовать специальные автоматические зарядные устройства для литиевых аккумуляторов.

Хранение

Аккумуляторы имеют саморазряд — это означает, что при хранении они с некоторой скоростью теряют свой заряд. Оптимальными условиями хранения являются: температура 0*C и уровень заряженности 40%.

Именно поэтому с производства аккумуляторы выходят заряженными на 40%, напряжение аккумулятора без нагрузки при этом находится на уровне 3,7-4,0В.

Литиевые аккумуляторы стареют, даже если не используются. Через 2 года хранения аккумулятор безвозвратно (не путать с саморазрядом) теряет примерно 20% своей ёмкости.

Из этого следует, что нет необходимости покупать аккумулятор «про запас» или чрезмерно увлекаться экономией.

Производители аккумуляторов

Крупные мировые производители аккумуляторов, такие как Panasonic, Samsung, LG и Sony не выпускают их как готовый продукт для розничной торговли, а поставляют их как комплектующие другим производителям. Некоторые из этих производителей добавляют свою защитную плату, некоторые только наклеивают поверх пленку со своим брендом и продают как свой товар — аккумулятор.

Добросовестные производители готовых аккумуляторов, такие как ROBITON использую банки от проверенных производителей, а также перед сборкой аккумулятора или его перепаковкой проверяют все параметры — отбраковывают старые аккумуляторы и на своей этикетке указывают реальную измеренную емкость.

 

Литий-ионные аккумуляторы. Устройство и виды.Работа и применение

Сегодня именно литий-ионные аккумуляторы наиболее часто применяются в различных областях. Особенно широко они используются в мобильной электронике (КПК, мобильные телефоны, ноутбуки и многое другое), электромобилях и так далее. Это связано с их преимуществами в сравнении с ранее широко применявшимися никель-кадмиевыми (Ni-Cd) и никель-металлогидридными (Ni-MH) аккумуляторами. И если последние приблизились вплотную к своему теоретическому пределу, то технологии литий-ионные аккумуляторы находятся в начале пути.

Устройство

В литий-ионных аккумуляторах в качестве отрицательного электрода (катода) работает алюминий, а положительным электродом (анодом) выступает медь. Электроды могут быть выполнены в разной форме, однако, как правило, это фольга в форме продолговатого пакета или цилиндра.

• Анодный материал на медной фольге и катодный материал на алюминиевой фольге разделяются пористым сепаратором, который пропитан электролитом.
• Пакет электродов устанавливаются в герметичный корпус, а аноды и катоды подсоединяются к клеммам-токосъемникам
• Под крышкой аккумулятора могут быть специальные устройства. Одно устройство реагирует увеличением сопротивления на положительный температурный коэффициент. Второе устройство разрывает электрическую связь между положительной клеммой и катодом при повышении давления газов в аккумуляторе сверх допустимого предела. В некоторых случаях корпус оснащается предохранительным клапаном, который сбрасывает внутреннее давление при нарушениях условий эксплуатации или аварийных ситуациях.
• Для повышения безопасности эксплуатации в ряде аккумуляторов применяется и внешняя электронная защита. Она не допускает возможности чрезмерного разогрева, короткого замыкания и перезаряда аккумулятора.
• Конструктивно аккумуляторы производятся в призматическом и цилиндрическом вариантах. Свернутый в виде рулона пакет сепаратора и электродов в цилиндрических аккумуляторах помешен в алюминиевый или стальной корпус, с которым соединяется отрицательный электрод. Через изолятор на крышку выводится положительный полюс аккумулятора. Призматические аккумуляторы создаются складыванием прямоугольных пластин друг на друга.

Подобные литий-ионные аккумуляторы позволяют обеспечить более плотную упаковку, однако в них труднее поддерживать сжимающие усилия на электроды, чем в цилиндрических. В ряде призматических батарей используется рулонная сборка пакета электродов, скрученных в эллиптическую спираль.

Большая часть аккумуляторов производится в призматических вариантах, так как основное их назначение — обеспечение работы ноутбуков и мобильников. Конструкция Li-ion аккумуляторов отличается абсолютной герметичностью. Данное требование продиктовано недопустимостью вытекания жидкого электролита. Если пары воды или кислород попадут внутрь, то происходит реакция с электролитом и материалами электродов, что ведет к полному выводу аккумулятора из строя.

Принцип действия

• В литий-ионных аккумуляторах имеются два электрода в виде анода и катода, между ними находится электролит. На аноде при подключении батареи в замкнутую цепь образуется химическая реакция, которая приводит к образованию свободных электронов.
• Указанные электроны стремятся попасть на катод, где меньше их концентрация. Однако от прямого пути к катоду от анода удерживает их электролит, который находится между электродами. Остается единственный путь – через цепь, куда замыкается батарея. При этом электроны, двигаясь по указанной цепи, питают устройство энергией.
• Положительно заряженные ионы лития, которые были оставлены убежавшими электронами, в то же время через электролит направляются к катоду, дабы удовлетворить потребность в электронах на стороне катода.
• После перемещения всех электронов к катоду наступает «смерть» батарейки. Но литий-ионный аккумулятор является перезаряжаемым, то есть процесс можно обратить вспять.

При помощи зарядного устройства можно впустить энергию в цепь, тем самым будет запущена реакция протекания в обратном направлении. В результате будет получено скопление электронов на аноде. После перезаряда аккумулятора он по большей части будет оставаться таковым до момента приведения его в действие. Однако с течением времени батарея будет утрачивать часть своего заряда даже в режиме ожидания.

• Емкость батареи подразумевает количество ионов лития, которые могут внедриться в кратеры и крошечные поры анода или катода. Со временем, после многочисленных перезарядок катод и анод деградируют. В результате число ионов, которые они могут вместить, уменьшается. При этом аккумулятор более не может удерживать прежнее количество заряда. В конце концов, он полностью утрачивает свои функции.

Литий-ионные аккумуляторы выполнены так, что их зарядку нужно постоянно контролировать. С этой целью в корпус устанавливается специальная плата, она называется контроллер заряда. Чип на плате производит управление процессом зарядки аккумулятора.

Стандартная зарядка аккумулятора выглядит следующим образом:

• Контроллер в начале процесса заряда подает ток величиной 10% от номинального. В данный момент напряжение поднимается до 2,8 В.
• Затем ток заряда повышается до номинального. В данный период напряжение при постоянном токе растет до 4,2 В.
• В завершении процесса заряда ток падает при постоянном напряжении 4,2 В до момент 100% заряда батареи.

Стадийность может отличаться в виду применения разных контроллеров, что ведет к разной скорости зарядки и соответственно суммарной стоимости аккумулятора. Литий-ионные аккумуляторы могут быть без защиты, то есть контроллер находится в зарядном устройстве, либо со встроенной защитой, то есть контроллер располагается внутри батареи. Могут быть устройства, где плата защиты встроена непосредственно в аккумулятор.

Разновидности и применение

Существуют два форм-фактора литий-ионных аккумуляторов:

1. Цилиндрические литий-ионные аккумуляторы.

2. Таблеточные литий-ионные аккумуляторы.

Разные подвиды электрохимической литий-ионной системы называются по типу применяемого активного вещества. Объединяет все эти литий-ионные аккумуляторы то, что все они являются герметичными необслуживаемым аккумуляторам.

Можно привести 6 наиболее распространенных типов литий-ионных аккумуляторов:

1. Литий-кобальтовый аккумулятор. Он является популярным решением для цифровых камер, ноутбуков и мобильных телефонов в виду высокого показателя удельной энергоемкости. Аккумулятор состоит из катода из оксида кобальта и графитового анода. Недостатки литий-кобальтовых аккумуляторов: ограниченные возможности нагрузки, низкая термическая стабильность и относительно короткий срок службы.

Области применения

; мобильная электроника.

2. Литий-марганцевый аккумулятор. Катод из кристаллической литий-марганцевой шпинели выделяется трехмерной каркасной структурой. Шпинель обеспечивает низкое сопротивление, однако отличается более умеренной удельной энергоемкостью, чем кобальт.

Области применения; электрические силовые агрегаты, медицинское оборудование, электроинструмент.

3. Литий-никель-марганец-кобальт-оксидный аккумулятор. В катоде батареи сочетаются кобальт, марганец и никель. Никель славится высокой удельной энергоемкостью, однако низкой стабильностью. Марганец обеспечивает низкое внутреннее сопротивление, однако приводит к низкой удельной энергоемкости. Сочетание металлов позволяет компенсировать их минусы и задействовать сильные стороны.

Области применения; для частного и промышленного использования (источники бесперебойного питания, системы безопасности, солнечные электростанции, аварийное освещение, телекоммуникации, электромобили, электровелосипеды и так далее).

4. Литий-железо-фосфатный аккумулятор. Его основные преимущества: длительный срок службы, высокие показатели силы тока, стойкость к неправильному использованию, повышенная безопасность и хорошая термическая стабильность. Однако у такого аккумулятора небольшая емкость.

Области применения;

 стационарные и портативные специализированные устройства, где нужны выносливость и высокие токи нагрузки.

5. Литий-никель-кобальт-алюминий-оксидный аккумулятор. Его основные преимущества: высокие показатели плотности энергии и энергоемкости, долговечность. Однако показатели безопасности и высокая стоимость ограничивают его применение.

Области применения; электрические силовые агрегаты, промышленность и медицинское оборудование.

6. Литий-титанатный аккумулятор. Его основные преимущества: быстрая зарядка, длительный срок службы, широкий температурный диапазон, отличные показатели производительности и безопасности. Это наиболее безопасная литий-ионная аккумуляторная батарея.

Однако у нее высокая стоимость и низкая удельная энергоемкость. На данный момент ведутся разработки по удешевлению производства и увеличению удельной энергоемкости.

Области применения; уличное освещение на солнечных элементах, электрические силовые агрегаты автомобилей (Honda Fit-EV, Mitsubishi i-MiEV), ИБП.

Типичные характеристики

В целом литий-ионные аккумуляторы имеют следующие типичные характеристики:

• Минимальное напряжение — не ниже 2,2-2,5В.
• Максимальное напряжение – не выше 4,25-4,35В.
• Время заряда: 2-4 часа.
• Саморазряд при комнатной температуре – порядка 7 % в год.
• Диапазон рабочих температур, начиная от −20 °C и заканчивая +60 °C.
• Число циклов заряд/разряд до достижения потери 20% емкости составляет 500-1000.

Достоинства и недостатки

К преимуществам можно отнести:

• Высокая энергетическая плотность при сравнении с щелочными аккумуляторами с применением никеля.
• Достаточно высокое напряжение одного аккумуляторного элемента.
• Отсутствие «эффекта памяти», что обеспечивает простую эксплуатацию.
• Значительное число циклов заряда-разряда.
• Длительный срок эксплуатации.
• Широкий температурный диапазон, обеспечивающий неизменные рабочие характеристики.
• Относительная экологическая безопасность.

Среди недостатков можно выделить:

• Умеренный ток разряда.
• Относительно быстрое старение.
• Сравнительно высокая стоимость.
• Невозможность работы без встроенного контроллера.
• Вероятность самовозгорания при высоких нагрузках и при слишком глубоком разряде.
• Конструкция требует существенных доработок, ведь она не доведена до совершенства.

Похожие темы:

Литий-ионные аккумуляторы: история, конструкция, характеристики

Литий-ионные аккумуляторы по праву можно назвать самыми распространенными в жизни человека в 21-м веке. Наиболее часто мы можем их встретить в портативных электронных устройствах — телефоны, ноутбуки, камеры, и т. д. Также, они встречаются в промышленных сферах — например, источники бесперебойного питания, охранные системы, силовые агрегаты, уличное освещение, медицинское оборудование. Можно смело сказать, что такие батареи используются в каждом современном доме.

История создания

Считается, что первый экспериментатор по созданию аккумулятора на основе лития — Гилберт Ньютон Льюсис, начавший исследования в 1912 г. Но технология оказалась очень прихотливой и опасной. Первые рабочие образцы появились в 1970-х годах, но их не получалось сделать перезаряжаемыми.

В 1980-х было запущено массовое производство таких батарей, но их использование было ограничено вследствие высокой взрывоопасности. Вызвано это было разрастанием дендритов на поверхности лития при взаимодействии электрода с током. Такое явление приводило к короткому замыканию и чрезвычайно высокому повышению температуры химических элементов.

В 1991 году случился технологический прорыв, который стал ключевым в истории создания литиевых батарей. Японская компания Sony выпускает первые в мире перезаряжаемые источники питания. Разработка заключалась в создании матрицы для интеркаляции лития, которая выстраивалась из отрицательных электродов углеродных материалов. Процесс заряда и разряда состоял в переносе ионов лития от положительно заряженного электрода к отрицательному и наоборот.

Конструкция

Литий-ионные батареи выпускают в двух формах — цилиндрические и призматические. Внутренне устройство содержит алюминиевый катод и медный анод, которые разделены пористым сепаратором, он в свою очередь пропитан электролитом. С применением в современности новых материалов, повышается ёмкость производимых аккумуляторов.

 

Для безопасности в батареях используют:

• Клеммы-токосъемники.
• Предохранительный клапан.
• Герметичный корпус.
• Защита от высокой температуры, отключающая подачу заряда в случае перегрева.
• Система предотвращения внешних и внутренних коротких замыканий.
• Плата контроля напряжения, которая регулирует подачу тока для эффективной и безопасной зарядки.

Технические характеристики:

• Напряжение от 2.5 до 4.4 В.
• Энергоемкость 110 — 243 Втч\кг.
• Сопротивление от 5 до 15 мОм\Ач.
• Время заряда варьируется, в среднем от 1 часа до 4.
• Рабочие температуры от -20* до +60*. Оптимальная — комнатная.
• Средний саморазряд около 7% в год.

Основные достоинства

1. Высокое число циклов разряда и заряда.
2. Длительный срок эксплуатации.
3. Отсутствие «эффекта памяти».
4. Достойная устойчивость к температурам.
5. Достаточно высокое напряжение.

К минусам можно отнести чувствительность к перепаду температур и перемене напряжения, а также тот факт, что аккумулятор строго не рекомендуется доводить до полного разряда.

Разновидности и сферы применения

Литиевые аккумуляторы разделяют на 6 видов по используемым химическим элементам:

1. Литий-кобальтовые. Показывают отличную стабильность работы. Используются в портативных устройствах (телефоны и ноутбуки).
2. Литий-марганцевые. Применяются в сфере электроинструмента и силовых агрегатов.
3. Литий-железо-фосфатные. Питают устройства высокого тока.
4. Литий-титанатные. Обладает низкими показателями тока, но высокой безопасностью. Ведутся разработки по увеличению электрических характеристик.
5. Литий-никель-марганец-кобальт-оксидные. Используются в системах безопасности и аварийного освещения, а также при производстве электротранспорта.
6. Литий-никель-кобальт-алюминий-оксидные. Показывают отличную долговечность. Применяются в промышленности и медицине.

Также можно выделить еще один вид аккумуляторов — полимерные. На замену жидких и гелиевых электролитов, используемых в вышеописанных категориях, приходит твердое вещество на основе полимеров. Возможно, в будущем они заменят текущие наработки в сфере производства батарей.

Аккумулятор 18650 — описание и характеристики

Что же представляет из себя аккумуляторная батарея 18650?

  

Что же представляет из себя аккумуляторная батарея 18650? Иногда её еще обозначают 168A.

Чтобы ответить на этот вопрос, необходимо изучить её характеристики и првести примеры использования.

В последнее время именно этот тип батарей набирает популярность, так как обеспечивает необходимое напряжение и емкость. По форме она напоминает «пальчиковые» AA и «мизинчиковые» AAA батарейки. Напряжение на выходе — 3,7V. Типовая емкость: 2200-3000 мАч. У батарей AA и AAA напряжение 1,5V (у аккумуляторов AA и AAA-  1,2V).

 

Чаще всего 18650 является li-ion аккумулятором. К преимуществам можно отнести:

— Высокая энергетическая плотность.
— Низкий саморазряд.
— Отсутствие эффекта памяти.
— Простота обслуживания.
— Низкий удельный вес.

Так же существуют недостатки. Аккумуляторы Li-ion подвержены выходу из строя при перезаряде и/или перегреве. Чтобы решить эту проблему, все бытовые аккумуляторы снабжаются встроенной электронной схемой, которая не дает перезарядиться и/или  перегреться вследствие  заряда.

При небережном обращении аккумуляторы могут выходить из строя чаще, чем другие типы аккумуляторов. Полный разряд «убивает» литий-ионный аккумулятор. После чего аккумулятор восстановить будет невозможно.

Оптимальные условия хранения Li-ion-аккумуляторов достигаются при 40%-ом заряде от ёмкости аккумулятора при температуре около 5 градусов Цельсия. При этом низкая температура является более важным фактором для малых потерь ёмкости при долговременном хранении. Средний срок хранения (службы) литиевого АКБ составляет в среднем 36 месяцев.

Еще одной особенностью данных аккумуляторв является старение. Литиевые аккумуляторы стареют, даже если не используются.

Литий-полимерные и литий-ионные аккумуляторы снижают ёмкость, в отличие от никелевых и никель-металл-гидридных, под воздействием заряда. Чем больше заряд аккумулятора и температура при его хранении, тем меньше срок его службы. Хранить их лучше заряженными на 40-50%, и температуре 0-10 градусов. Перезаряд , как и переразряд, «выжигает» ёмкость аккумулятора. (Wikipedia).

 

И  хотя 18650 и напоминает пальчиковые и мизинчиковые, размер у неё намного больше. Длина 66,5 мм. Оращаем внимание на строку «With Re/Discharging Protection Circuit» (в батареи присутствует защита от полного разряда  перезаряда). При напряжении более 4,25V плата защиты блокирует зарядку, чтобы не испортить батарею. Тоже самое происходит при напряжении менее 2,75V. Небольшое утолщение около плюсового контакта и есть — плата защиты аккумулятора.

 

Диаметр — 18мм. Для сравнения напишем рядом размеры 2х других типов батарей:

AAA:      44*10,5 мм

AA:        50*14    мм

18650: 66,5*18    мм

 

Вот так выглядят AA, AAA и 18650 вместе.

 

Применяется 18650 там, где необходима большая емкость. В нашем примере это — светодиодные фонари. В левом фонаре установлена батарея AAA, в среднем батарея AA, в правом фонаре установлен светодиод CREE SST-50. Для его работы необходима большая мощность. Аккумулятор 18650 идеально подходит, именно поэтому фонарь сделан под него. Некотоые фонари устроены так, что вместо батареи 18650 можно установить переходник на 3 батареи AAA. При этом напряжение практически совпадает: 3,7V и 4,5V (=1,5V*3). При этом, конечно же, происходит потеря емкости аккумуляторной батареи.

Так же необходимо отметить, что именно из этих элементов набирают аккумуляторные батареи ноутбуков.

 

Вам может быть интересна статья о аккумуляторах 16340 (CR123).

 

Также хотим предложить большой выбор светодиодных ламп для автомобилей и не только!

У нас Вы сможете подобрать светодиодные лампы под любой автомобиль, наш ассортимент Вас удивит.

 

 

Спасибо за внимание!

 

Характеристики, Виды, Размеры, особенности производства

В течение длительного времени кислотный аккумулятор был единственным устройством, способным обеспечивать электрическим током автономные объекты и механизмы. Несмотря на большой максимальный ток и минимальное внутреннее сопротивление, такие батареи имели ряд недостатков, которые ограничивали их применения в устройствах потребляющих большое количество электроэнергии или в закрытых помещениях. В этом плане литий-ионные аккумуляторы лишены многих негативных качеств своих предшественников, хотя и недостатки у них имеются.

Что такое литий ионный аккумулятор

Первые литиевые аккумуляторы появились 50 лет назад. Такие изделия представляли собой обычную батарейку, в которой для повышения уровня отдачи электроэнергии был установлен литиевый анод. Такие изделия имели очень высокие эксплуатационные характеристики, но одним из самых серьёзных недостатков являлась высокая вероятность воспламенения лития при перегреве катода. Учитывая эту особенность, учёные со временем заменили чистый элемент ионами металла, вследствие чего значительно увеличилась безопасность.

Современные li-ion аккумуляторы очень надёжны и способны выдерживать большое количество циклов заряда — разряда. Они имеют минимальный эффект памяти и относительно небольшой вес. Благодаря таким свойствам, литиевая батарея нашла широкое применение во многих устройствах. Изделие может применяться в качестве АКБ, в виде батареек для бытовой техники, а также как высокоэффективный тяговый источник электроэнергии.

На сегодняшний день такие устройства обладают несколькими недостатками:

• высокая стоимостью;
• не любят глубокие разряды;
• могут умереть при низких температурах;
• теряют емкость при перегреве.

В качестве более совершенных аналогов можно найти или аккумуляторы, но они стоят заметно дороже.

Как осуществляется производство li-ion АКБ

Литий-ионные аккумуляторы производятся в несколько этапов:

1. Изготовление электродов.
2. Объединение электродов в батарею.
3. Установка платы защиты.
4. Установка батареи в корпус.
5. Заливка электролита.
6. Тестирование и заряд.

На всех этапах производства должна быть соблюдена технология и меры безопасности, что в итоге позволяет получить качественное изделие.

В качестве катода в литий-ионных батареях используется фольга, с нанесённым на её поверхности содержащий литий веществом.

В зависимости от назначения АКБ могут быть использованы следующие соединения лития:

• LiCoO2;
• ;
• LiNiO2;
• LiMn2О4.

При изготовлении цилиндрических источников электроэнергии типоразмера AA и AAA основной электрод скручивается в рулон, который отделяется от анода сепаратором. При большой площади катода, плёнка которого имеет минимальную толщину, удаётся добиться высокой энергоёмкости изделия.

Принцип работы и устройство li-ion аккумулятора

Литий ионный аккумулятор работает следующим образом:

1. При подаче на контакты батареи постоянного электрического тока катионы лития перемещаются в материал анода.
2. В процессе разрядки ионы лития покидают анод и проникают в диэлектрик на глубину до 50 нм.

В «жизни» литий-ионного аккумулятора таких циклов может быть до 3 000 при этом батарея может отдать практически весь электрический ток накопленный в процессе зарядки. Глубокий разряд не приводит к окислению пластин, что выгодно выделяет такие изделия по сравнению с кислотными АКБ.

Не все li-ion АКБ хорошо переносят глубокие разряды. Если подобная батарея установлена в телефоне или фотоаппарате (типа AAA), то при глубоком разряде контроллерная плата в целях безопасности блокирует возможность заряда батареи, поэтому без специального зарядного устройства зарядить ее не получится. Если это тяговая литиевая батарея для лодочного мотора, то ей глубокий разряд будет совсем не страшен.

В отличие от пальчиковых аккумуляторов сложные батареи состоят из нескольких отдельных источников электроэнергии соединённых параллельно или последовательно. Способ соединения зависит от того, какой показатель электричества необходимо увеличить.

Типоразмеры и виды li-ion батарей

Литий-ионные аккумуляторы получили широкое распространение. Такие источники электрического тока используются в различных бытовых устройствах, гаджетах и даже автомобилях. Кроме этого, изготавливаются промышленные литий ионные аккумуляторы, имеющие большую ёмкость и высокое напряжение. Наиболее востребованными являются следующие типы литиевых аккумуляторов:

Название	Диаметр, мм	Длинна, мм	Емкость, мАч
10180	10	18	90
10280	10	28	180
10440 (AAA)	10	44	250
14250 (AA/2)	14	25	250
14500	14	50	700
15270 (CR2)	15	27	750-850
16340 (CR123A)	17	34.5	750-1500
17500 (A)	17	50	1100
17670	17	67	1800
18500	18	50	1400
18650 (168A)	18	65	2200-3400
22650	22	65	2500-4000
25500 (тип C)	25	50	2500-5000
26650	26	50	2300-5000
32600 (тип D)	34	61	3000-6000

Первые две цифры таких обозначений указывают на диаметр изделия, вторая пара – на длину. Последний «0» ставится, если батарейки имеют цилиндрическую форму.

Кроме аккумуляторов цилиндрической формы промышленностью выпускаются батареи типа «» напряжением 9v и мощные промышленные АКБ с напряжением 12v, 24v, 36v и 48v.

Батарея для штабелера

В зависимости от элементов, которые добавляется в изделие, на корпусе батареи может быть следующая маркировка:

• ICR – содержащие кобальт;
• IMR — — — — марганец;
• INR — — — — никель и марганец;
• NCR — — — — никель и кобальт.

Литиевые батареи отличаются не только размером и химическими добавками, но прежде всего по ёмкости и напряжению. Эти два параметра и определяют возможность их использования в тех или иных видах электрических приборов.

Где применяются li-ion АКБ

Литий-ионные батареи не имеют альтернативы там, где необходим аккумулятор способный отдавать электричество практически в полном объёме, и совершать большое количество циклов заряд/разряд без снижения ёмкости. Преимуществом таких устройств является относительно малый вес, ведь использовать свинцовые решётки в таких устройствах нет никакой необходимости.

Учитывая высокие эксплуатационные характеристики, такие изделия могут использоваться:

1. В качестве стартерных батарей. Литиевые аккумуляторы для автомобилей с каждым годом дешевеют, благодаря новым разработкам, которые позволяют снизить издержки производства. К сожалению цена таких батарей может быть очень высокой, поэтому многим владельцам машин такой аккумулятор оказывается не по карману. К недостаткам литий-ионных батарей можно отнести существенное падение мощности при температуре ниже минус 20 градусов, поэтому в северных районах эксплуатация таких изделий будет непрактичной.
2. В качестве тяговых устройств. Благодаря тому, что литий-ионные аккумуляторы легко переносят глубокий разряд их нередко используют как тяговые для лодочных электромоторов. Если мощности двигателя не слишком велика, то одного заряда хватает на 5 – 6 часов непрерывной работы, что вполне достаточно для рыбалки или совершения водной прогулки. Тяговый литий-ионный аккумуляторы устанавливают и на различную погрузочную технику (электроштабелеры, электропогрузчики), работающую в закрытых помещениях.
3. В бытовой технике. Литий-ионные аккумуляторы применяются в различных бытовых устройствах вместо стандартных батареек. У таких изделий напряжение 3,6v — 3,7v, но существуют модели, которые способны заменить обычную солевую или щелочную батарейку на 1,5 Вольта. Также можно встретить батареи напряжением 3v (15270, ), которые можно установить вместо 2 стандартных батареек.

Используются такие изделия в основном в мощных приборах, в которых обычные солевые батарейки очень быстро разряжаются.

Тяговой АКБ

Правила эксплуатации li ion аккумуляторов

На срок службы литиевого аккумулятора влияют многие факторы, знание которых позволит существенно увеличить ресурс. При использовании этого вида батарей необходимо:

1. Стараться не допускать полного разряда батареи. Несмотря на высокую устойчивость батареи к такому воздействию, желательно не выжимать из него все «соки». Особенно следует соблюдать осторожность при эксплуатации таких батарей с ИБП и электрическими двигателями высокой мощности. Если полный разряд батареи произошёл необходимо её незамедлительно оживить, то есть подключить к специальному зарядному устройству. Раскачать аккумулятор можно и после длительного пребывания в состоянии глубокого разряда, для чего необходимо произвести качественную зарядку в течение 12 часов, затем разрядить батарею.
2. Не допускать перезаряда. Перезаряд негативно влияет на характеристики изделия. Встроенный контроллёр не всегда способен вовремя отключить батарею, особенно в том случае, когда зарядка осуществляется в холодном помещении.

Кроме перезаряда и чрезмерного разряда батарею следует оберегать от чрезмерных механических воздействий, которые могут вызвать разгерметизацию корпуса и возгоранию внутренних компонентов аккумулятора. По этой причине существует запрет пересылки почтой батарей, в которых содержание чистого лития превышает 1 г.

Применяется в качестве АКБ для шуруповертов, ноутбуков и телефонов

Как хранить литий ионные аккумуляторы

Если возникает необходимость в длительном хранении литий-ионных аккумуляторов, то для минимизации негативного воздействия на изделия, необходимо придерживаться следующих рекомендаций:

1. Хранить изделие только в сухом, прохладном помещении.
2. Аккумулятор обязательно извлекается из электрического прибора.
3. Батарею необходимо зарядить перед консервацией. Минимальное напряжение, при котором не будут образовываться внутренние коррозионные процессы равно 2,5 Вольт на 1 элемент.

Учитывая малый саморазряд таких батарей, хранить таким образом аккумулятор можно в течение нескольких лет, но в течение этого срока всё равно неминуемо произойдёт уменьшение ёмкости элемента.

Утилизация литий ионных аккумуляторов

Литий-ионные аккумуляторы содержат опасные для здоровья вещества, поэтому ни в коем случае не следует их разбирать в домашних условиях. После того как батарея выработает свой ресурс её необходимо сдать для дальнейшей переработки. В специализированных приёмных пунктах можно получить денежную компенсацию за старый литиевый аккумулятор, ведь такие изделия содержат дорогостоящие элементы, которые могут быть использованы повторно.

Характеристики аккумулятора 18650: техническое описание и свойства

Одним из самых популярных и часто встречающихся элементов в аккумуляторном блоке или источнике питания являются аккумуляторные элементы 18650, здесь мы перечислили все возможные технические характеристики аккумулятора 18650, которые могут быть очень полезны при реализации любых технический дизайн вашего продукта или гаджетов.

Что такое аккумулятор 18650? и спецификации.

Аккумулятор 18650 — это литий-ионный аккумулятор, названный в честь его цилиндрического размера 18 мм × 65 мм (диаметр × высота).По сравнению с размером AA его высота и диаметр больше. Они не заменяют элементы размера AA или AAA.

Батареи типа 18650 популярны в перезаряжаемых устройствах и устройствах с сильноточной разрядкой, учитывая их высокоуровневые возможности, такие как цикл зарядки 250+ и более высокая плотность энергии.

Литий-ионный аккумулятор 18650 благодаря своей универсальности можно найти в различных областях, например, в электромобилях / скутерах, банках питания, коммунальных устройствах, таких как аварийные лампы, фонари и т. Д.
Свойства безопасности, а также высокий выходной ток и энергоемкость делают эту батарею популярной в технологических отраслях.

Спецификация батареи 18650 включает в себя ее свойства, такие как напряжение, емкость, цикл заряда-разряда, выходной ток, выходное напряжение и т. Д.

Это обобщенная спецификация литий-ионного аккумулятора 18650, только свойства, отмеченные пометкой «Стандарт», являются общими для всех аккумуляторов 18650, в противном случае.

Следует отметить, что другие свойства, такие как циклы заряда-разряда емкости и емкость (мАч), являются предметом независимых технологий для увеличения значений емкости для потребителей путем проведения исследований и разработок.Все характеристики 18650 подробно перечислены в таблице. Возможно, вам понравится эта статья о схемах power bank.

Таблица характеристик батареи 18650:

Свойства	Технические характеристики	Примечание
Тип компонента	Батарея / элемент	Источник питания
Тип батареи	Li-ion	Технология
Номер модели	18650	—
Размер / размер	18 ✖ 65 мм	Стандартный (dd ✖ hh)
Напряжение	3.7 В	Номинал
Емкость	1200-3600 мАч	На элемент
Рабочее напряжение	2,5-4,2 В	Диапазон
Напряжение отключения	2 — 2,5 В	Проверка соответствующий лист данных
Вес	от 30 до 55 г	Зависит от емкости и технологии
Плотность заряда (Энергия на элемент)	1.5 — 11,5 Втч	Энергия
Цикл зарядки и разрядки	от 250 до 2000	В количестве ()
Оптимальное / минимальное время зарядки	от 2,5 часов до 3,5 часов	На элемент
Полка срок службы	36+ месяцев	—
Метод зарядки	CC и CV	—
Напряжение зарядки	4,2 В — 5 В	5 В макс
Выходной ток	—	C рейтинг *
Ток зарядки	—	C рейтинг *
Внутреннее сопротивление	—	Высокое
Вариант продукта	Обычный и плоский	—
Собственный разряд	6-10%	В месяц

18650 Размер / размер аккумулятора n:

Стандартный размер батареи 18650 составляет 18 ✖ 65 мм.
Длина аккумулятора 18650 составляет 65 мм.
Диаметр аккумулятора 18650 18 мм.

Чтобы быть более точным, он имеет приблизительную длину 65 мм и приблизительный диаметр 18 мм, но технически допускается размер батареи 18650 с некоторым допуском по длине и диаметру.

Таким образом, вы можете найти спецификацию, записанную как (скажем) 18 ± 0,41 мм ✖ 65 ± 0,25 мм в техническом описании и характеристиках литий-ионного элемента.

Просто помните, что 18 ✖ 65 мм — это стандартный размер, об остальном позаботятся разработчики и производители устройств и аккумуляторов.

Размер батареи 18650 разрешен по той причине, что различные гаджеты или устройства препятствуют использованию различных технологий, разработанных на местном уровне. Это может не обеспечить точной точной длины и диаметра батарей или отсека для батарей, чтобы соответствовать устройству или литиевой батарее 18650 соответственно.

Паспорт батареи 18650:

В спецификации описываются технические параметры и стандартные протестированные выходные данные каждого компонента или модуля.
Здесь мы обсудили технический паспорт батареи 18650, на бумаге это литий-ионный аккумулятор, поставляемый различными компаниями-производителями электроники.

Доступны сотни паспортов аккумуляторов 18650, относящихся к разным моделям аккумуляторов 18650, доступно множество различных моделей, различающихся по номинальному току и удерживающей способности. Также ведущие компании-производители имеют свои модели элементов со встроенной защитой от перезаряда и схемой защиты от короткого замыкания для предотвращения повреждения элемента, а также устройства, в котором он используется.

Список ведущих компаний-производителей аккумуляторов 1650 вместе с техническими данными популярных аккумуляторов 18650:

1. Samsung

Модель аккумулятора: Samsung 25R5 18650

Ссылка на техническое описание: Техническое описание аккумуляторов Samsung

2. Sony

Аккумулятор Модель: аккумулятор Sony VTC6 18650 (US18650VTC6)

Ссылка на техническое описание: Техническое описание Sony vtc6

Модель аккумулятора: Sony VTC5 18650 Аккумулятор (US18650VTC5)

Ссылка на техническое описание: модель Sony vtc5

LG

, техническое описание
LG
Батарея HG2 18650

Ссылка на техническое описание: Техническое описание LG HG2

4. Panasonic

Модель аккумулятора: Panasonic A 18650 Battey (NCR18650A)

Ссылка на техническое описание: анализ данных Panasonic A18650 и их техническое описание

изучить, какие параметры считаются и важны до, во время и после производства g, тестирование и запуск в качестве конечного продукта на рынке.

Мы подробно обсудили эти параметры и свойства 18650 здесь.

18650 зарядное устройство / схема / способ зарядки:

Литий-ионное информационное руководство | Хьюстон, Техас США |

Технологический профиль

Батарейные блоки, изготовленные по спецификациям заказчика с использованием литий-ионных и литий-полимерных элементов, проектировались и разрабатывались в SWE более 20 лет.SWE инвестировала значительные средства в приобретение технологий и создание интеллектуальной собственности, связанной с разработкой аккумуляторных блоков и аккумуляторных систем, в которых используются литий-ионные и литий-полимерные химические вещества. SWE вместе с интеллектуальным сообществом участвует в обмене техническими достижениями через международные конференции по аккумуляторным технологиям и технические журналы. SWE выпустила ряд патентов, непосредственно связанных с контролем за литий-ионными батареями, и имеет различные связанные коммерческие секреты, некоторые из которых рассматриваются для будущих патентных заявок.SWE свела на практике всю эту интеллектуальную собственность в поставляемых продуктах, используемых в наземных, скважинных и подводных приложениях.

Введение в литий-ионный

Литий-ионные батареи

достигли уровня, при котором очень мало приложений не могут воспользоваться преимуществами превосходного срока службы, мощности и плотности энергии, а также широкого диапазона рабочих температур, присущих литий-ионной технологии. Литий-ионные аккумуляторы также экологически безопасны.

Литий-ионные батареи широко используются в бытовой электронике. Это один из самых популярных типов аккумуляторов для портативной электроники с одним из лучших соотношений энергии к весу, без эффекта памяти и очень медленной потерей заряда, когда они не используются. Помимо бытовой электроники, меньшие версии литий-ионных батарей можно найти в специальных приложениях, начиная от имплантируемых в человеке клеток и заканчивая различными спутниками, гибридными автомобилями и военными кораблями. Литий-ионные батареи становятся все популярнее в оборонной, автомобильной и аэрокосмической сферах из-за их высокой плотности энергии.

Последние достижения в электронной технологии системы управления батареями (BMS) для литий-ионных аккумуляторов и новые концепции модульного дизайна для построения сложных аккумуляторных систем привели к созданию аккумуляторных систем, которые являются более безопасными, более прочными, более гибкими, более длительными и простыми в эксплуатации. заряжать и поддерживать. Цепи защиты блока (PTC), разделители отключения и т. Д. (Разработанные для массового использования) обеспечивают несколько уровней безопасности, недоступных в других химических реакторах.

Все элементы, продаваемые SWE, сертифицированы производителем в соответствии с требованиями UL 1642.

Литий-ионный аккумулятор Безопасность при транспортировке

До 2003 года не существовало ограничений DOT на транспортировку литий-ионных элементов или батарей. Однако, начиная с 2003/2004 года, DOT требовал, чтобы аккумуляторные батареи прошли новые тесты DOT. Это требование не распространяется на прототипы аккумуляторных батарей.

Литий-ионная батарея Характеристики

Литий-ионные батареи

могут быть адаптированы к потребностям клиентов по размеру, размеру и производительности.Литий-ионные батареи обладают высокой ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ПЛОТНОСТЬЮ (соотношение веса и размера).

НАПРЯЖЕНИЕ НА ЯЧЕЙКУ: Литий-ионные батареи имеют номинальное напряжение 3,7 В на элемент. При последовательном подключении ячеек аккумуляторная батарея может иметь любое возможное напряжение с шагом 3,7 В. Бывший. В литий-ионных батареях используются 3 элемента, чтобы обеспечить батарею на 11,1 вольт, 4 элемента, чтобы обеспечить батарею на 14,8 вольт, или 10 элементов, чтобы обеспечить батарею на 37 вольт.

ЕМКОСТЬ: Литий-ионные элементы устанавливаются параллельно, чтобы обеспечить необходимое количество ампер-часов (Ач).Ампер может варьироваться от нескольких ампер до сотен ампер, в зависимости от требований приложения. Бывший. В литиево-ионных батареях используются три параллельно подключенных элемента по 2,6 Ач для выработки 7,8 Ач, или при использовании десяти элементов по 2,6 Ач параллельно для производства 26 Ач. Существует ряд ячеек с высоким рейтингом Ач, которые можно использовать для обеспечения ЕМКОСТИ, необходимой для вашего приложения.

МАКСИМАЛЬНАЯ СКОРОСТЬ ЗАРЯДКИ: Литий-ионный аккумулятор имеет номинальную максимальную скорость зарядки 1С, а литий-полимерный — 2С. Есть элементы, которые имеют заряд до 10С.Выбрав правильный элемент, вы получите литий-ионный аккумулятор, который будет соответствовать вашим требованиям.

ТЕХНОЛОГИЯ ЗАРЯДКИ: Литий-ионные батареи , использующие типичную схему Pack Protect, имеют сложный профиль зарядки, и следует использовать только зарядное устройство, предназначенное для этой батареи. Но если вы используете SWE BMS (систему управления батареями) с импульсной зарядкой на борту, вам понадобится только простой источник постоянного тока с постоянной мощностью для зарядки аккумуляторной батареи или подключение его непосредственно к солнечной панели с помощью только изолирующего диода.Другими словами, не требуется специального зарядного устройства Li-Ion, что снижает стоимость системы.

МАКСИМАЛЬНАЯ СКОРОСТЬ РАЗРЯДА: Литий-ионный имеет максимальную скорость разряда 2 ° C, а литий-полимерный — 3 ° C (Примечание: есть выбор литий-полимерных элементов со скоростью разряда выше 30 ° C) .

ДИАПАЗОН ТЕМПЕРАТУР РАЗРЯДА: Литий-ионные и литий-полимерные имеют предел разряда от -20 ° C до 60 ° C. SWE выбрала химические и эмпирические данные с повышенным пределом разряда до -50 ° C.

ХРАНЕНИЕ: Рекомендуемый диапазон температур для хранения: от -20 ° C до 60 ° C (хранение при температурах ниже 20 ° C снижает необратимую потерю емкости). Рекомендуемый диапазон напряжения для кратковременного хранения составляет от 3,0 до 4,2 В на элемент в серии. Длительные периоды хранения: храните литий-ионные батареи с емкостью около 75% (от 3,85 В до 4,0 В) и при низкой температуре, чтобы уменьшить необратимую потерю емкости при длительном хранении.

МЕРЫ ПРЕДОСТОРОЖНОСТИ: Литий-ионные элементы обладают очень высокой мощностью и плотностью энергии.При обращении или тестировании соблюдайте меры предосторожности, основанные на здравом смысле. ЗАПРЕЩАЕТСЯ заменять отдельные элементы или модули, а также комбинировать эту батарею последовательно или параллельно с другими батареями, так как это может представлять опасность пожара или взрыва.

ВНИМАНИЕ: Литий-ионные батареи могут представлять опасность возгорания или химического ожога при неправильном обращении. ЗАПРЕЩАЕТСЯ закоротить, перезарядить, раздавить, повредить гвоздь, не менять полярность, разбирать, подвергать воздействию температур выше 100 ° C (212 ° F) и сжигать.

УТИЛИЗАЦИЯ: Литий-ионные батареи не содержат материалов, наносящих вред окружающей среде; следовательно, нет никаких правил или ограничений по утилизации.Литий-ионные батареи можно переработать, чтобы восстановить относительно дорогой кобальт, содержащийся в катоде. По окончании срока службы безопасно утилизируйте использованную батарею. Держись подальше от детей. Не разбирать и не бросать в огонь.

Система управления литий-ионными аккумуляторами SWE (BMS)

SWE предлагает множество BMS для удовлетворения потребностей клиентов, от упаковки 1 серии до упаковки 10 серий. BMS могут быть объединены последовательно для удовлетворения требований по напряжению и размещены параллельно для обеспечения требований по току.

Защита аккумуляторного блока: BMS обеспечивает следующее: защита от перезарядки аккумулятора (наиболее критичная), — защита от чрезмерного разряда аккумулятора, — защита от перегрузки по току, — защита от перегрузки по току, — защита от короткого замыкания нагрузки и Запретить состояние зарядки 0 В.

Управление зарядкой: Контроль температуры заряда: — Импульсная зарядка на борту и управление зарядкой могут быть установлены в процентах от емкости в соответствии с требованиями заказчика.

Датчик уровня топлива: Точный датчик уровня заряда батареи, — Контроль температуры элемента и стандартные протоколы последовательной шины.SMBus, I2C, RS485 и другие.

Рекомендуемые максимальные токи: 8 ампер непрерывно, до 20 ампер в импульсном режиме в течение 30 мс. (Примечание: BMS серии от 5 до 10 могут быть добавлены дополнительные 4 усилителя тока PCA по 16 ампер на каждую, что в сумме дает 72 ампер на BMS.)

Балансировка ячеек: Каждый модуль содержит схемы балансировки ячеек для балансировки последовательно соединенных секций во время зарядки или непрерывной балансировки.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ: BMS обеспечивает необходимую защиту от перезаряда, переразряда и аномального заряда, тока разряда и короткого замыкания.

Интегрированное управление импульсным зарядом позволяет конечному пользователю использовать простой источник постоянного тока с постоянной мощностью для зарядки аккумуляторной батареи или подключаться напрямую к солнечной панели только с изолирующим диодом. Другими словами, здесь не требуется никакого специального литий-ионного зарядного устройства, что снижает стоимость системы. Зарядка также запрещена за пределами предварительно установленного температурного окна, обычно от 0 ° C до 45 ° C.

Литий-ионные батареи не нужно часто полностью разряжать и заряжать («глубокого цикла»), но это может потребоваться примерно после каждой 30-й перезарядки для повторной калибровки любого электронного «указателя уровня топлива», если он используется.Это предотвращает показание указателя уровня топлива неправильного заряда аккумулятора.

Литий-ионный аккумулятор

Скорость старения литий-ионной батареи зависит от температуры и степени заряда. Литий-ионные батареи следует хранить в прохладном месте. В идеале их хранить в холодильнике. Старение сказывается намного быстрее при высоких температурах.

Рекомендуемая температура хранения аккумуляторных систем — комнатная или ниже. Батареи следует контролировать и при необходимости заряжать.Как правило, батарею следует проверять каждые 90 дней, чтобы определить, нужно ли перезаряжать батарею.

Литий-ионные батареи

никогда не должны разряжаться ниже минимального напряжения, от 2,4 до 3,0 В на элемент.

Как и все аккумуляторные батареи, литий-ионные батареи следует заряжать рано и часто. Однако, если они не используются в течение длительного времени, их следует довести до уровня заряда около 80% или меньше, в зависимости от энергии батареи и продолжительности хранения.

Литий-ионный аккумулятор теряет емкость, если во время хранения его уровень заряда составляет 100%.

Знайте свои литий-ионные элементы, их технические характеристики и рабочие параметры • EVreporter

Приглашенный автор г-н Нирадж Кумар Сингал рассказывает о номенклатуре литий-ионных элементов, параметрах качества, ключевых требованиях к ячейкам и их сегрегации для группировки.

В статье:

1. Технические характеристики литий-ионного элемента и листы данных
2. Важные термины, относящиеся к характеристикам элемента / батареи и их описание
3. Ожидания от хорошего литий-ионного элемента
4. Важность каждого элемента в аккумуляторном блоке
5. Параметры приема ячеек приобретенного лота
6. Сортировка — процесс группировки ячеек, который должен выполняться аналогично
Литий-ионный элемент Технические характеристики и лист данных Цилиндрическая ячейка

обозначена цифрой e.г. 18650, и эта ячейка будет иметь номинальные размеры диаметром «18» мм, длиной «65» мм и обозначена цифрой «0», поскольку она имеет цилиндрическую форму.

Аналогичным образом призматические элементы обозначаются номинальной емкостью в Ач, например: FP55 указывает на то, что стандартная емкость составляет 55 Ач при 1С.

Каждая партия ячеек поставляется с важным «Техническим паспортом» или «Спецификацией». Важная информация может включать:

1. Номинальная емкость в мАч или Ач при 1C — 1C — это скорость разряда, при которой элемент полностью разряжается за 1 час

2. Номинальная емкость в мАч или Ач при -C (например, «3000 мАч при 0,2 C» означает, что при скорости разряда 3000 мАч элемент разряжается за 5 часов)

3. Номинальное, зарядное и разрядное напряжения : рабочее — например, 3,6 В, отсечка по верхнему краю — например, Отсечка 4,2 В и ниже — например, 2,5 В

4. Максимальный ток заряда и разряда : максимально допустимая скорость зарядки и разрядки Постоянный / переменный ток (например, 1C-2750 мАч для зарядки и 2C-5500 мАч для разряда — оба при температуре 25 ^o C)

5. Рекомендуемые температуры хранения — соразмерно продолжительности хранения

6. Температура эксплуатации и испытаний ячейки

7. Расчетное количество продолжительных циклов (жизненный цикл клеток ) : например, 3000 циклов при 80% мощности

8. Пропускная способность при различных прогрессивных циклах

9. Разрядная способность при различных низких и высоких температурах и периодах хранения

10.Безопасность и меры по охране окружающей среды

Важные термины, относящиеся к характеристикам элементов / батарей, и их описание

Состояние заряда (SOC)

Уровень заряда обычно выражается в процентах и ​​представляет собой степень доступной электрической энергии в элементе. Поскольку доступная электрическая энергия изменяется в зависимости от тока заряда и разряда, температуры и старения, состояние заряда также определяется с помощью двух терминов: Абсолютное состояние заряда (ASOC) и Относительное состояние заряда (RSOC). Относительный уровень заряда остается в диапазоне от 0% до 100% (100% при полной зарядке и 0% при полной разрядке). Абсолютный уровень заряда — это эталонное значение, рассчитанное в соответствии с расчетным значением фиксированной емкости при изготовлении элемента. Абсолютный уровень заряда нового полностью заряженного элемента составляет 100%, и даже если стареющий элемент полностью заряжен, он не может достичь 100% при различных условиях зарядки и разрядки.

Взаимосвязь между напряжением и емкостью элемента при различных скоростях разряда представлена ​​на рисунке ниже.Видно, что чем выше скорость разряда, тем меньше емкость элемента. Емкость ячеек также уменьшается при более низких температурах.

б) Максимальное напряжение зарядки

Хотя номинальное напряжение ионно-литиевых элементов с различным химическим составом варьируется от 3,2 до 3,7 В (за исключением элемента из титаната лития с номинальным напряжением 2,4 В), напряжение зарядки литиевых элементов обычно составляет от 4,2 В до 4,35 В, и это значение напряжения может изменяться в зависимости от различных комбинаций материалов катода и анода.

c) Полностью заряжен

Согласно общепринятым нормам, когда разница между напряжением элемента и самым высоким зарядным напряжением составляет менее 100 мВ, а зарядный ток падает до C / 10, элемент можно считать полностью заряженным. На рисунке ниже показана типичная кривая зарядной характеристики литиевого элемента.

d) Минимальное напряжение разряда

Минимальное напряжение разряда — это напряжение разряда отсечки, при котором состояние заряда составляет 0%.Это минимальное значение напряжения разряда не является фиксированным значением и изменяется в зависимости от нагрузки, температуры, старения или других факторов.

e) Напряжение полного разряда

Это напряжение меньше или равно минимальному напряжению разряда.

f) Скорость заряда и разряда (C-Rate)

Скорость заряда и разряда — это выражение тока заряда и разряда относительно емкости элемента, которое указывает период времени, в течение которого элемент будет продолжать подавать энергию во время зарядки, и сколько времени потребуется элементу для полной зарядки.Термин 1C используется для обозначения скорости тока, при которой батарея полностью разряжается за один час. Различная скорость заряда и разряда приведет к разной емкости использования. Как правило, чем выше скорость зарядки и разрядки, тем меньше доступная емкость.

г) Срок службы

Цикл — это процесс полной зарядки и разрядки элемента, который можно оценить по фактической разрядной емкости и проектной емкости. Обычно после 500 циклов заряда-разряда емкость полностью заряженного элемента падает на 10-20%.

ч) Саморазряд

Все элементы саморазряжаются при хранении при высоких температурах или в течение длительного времени. Скорость саморазряда увеличивается с ростом температуры. Возможные причины могут заключаться в порче ингредиентов электродов и электролитов и продолжении химических реакций в медленном темпе (даже если они не используются). Однако неправильное обращение и повреждение во время производственного процесса также могут привести к увеличению саморазряда. Как правило, скорость саморазряда удваивается при повышении температуры элемента на 10 ° C. Ежемесячный уровень саморазряда литий-ионных элементов составляет примерно 1-2% по сравнению с ежемесячным уровнем саморазряда 10-15% для никелевых элементов.

Ожидания от хорошего литий-ионного элемента

Долговечность

Цикл и календарный срок жизни определяют соотношение цены и качества для ячейки. Срок службы гарантирует, что емкость элемента останется выше 80%, когда он уже был подвергнут количеству циклов, гарантированному производителем.Точно так же заявленный календарный срок службы является гарантией того, что, независимо от того, используется он или нет, минимальная остаточная емкость элемента будет составлять 80% в течение периода заявленного жизненного цикла элемента. Чем выше скорость разряда, тем меньше емкость элемента. Точно так же при более низкой скорости разрядного тока из элемента можно извлечь больше энергии, поскольку не происходит глубокого падения напряжения элемента.

Оптимально, срок службы тройного литиевого элемента составляет около 800 циклов, а для элементов из фосфата лития, железа и титаната — около 2000 и 10000 циклов соответственно. Поскольку внутреннее сопротивление и напряжение различаются для каждой из ячеек аккумуляторной батареи, становится очень важным сгруппировать элементы с одинаковой производительностью при изготовлении аккумуляторной батареи, чтобы обеспечить хороший срок службы. Поскольку глубокая зарядка и разрядка могут привести к необратимому повреждению аккумулятора, рекомендуемый диапазон состояния заряда (SOC) для цикла разряд-заряд составляет от 10 до 90%. Кроме того, если разрядка ионно-литиевых элементов выполняется регулярно при высокой скорости и высоких температурах, срок службы может сократиться на 75%.

Низкая стоимость

При покупке новой батареи рассмотрение цены неизменно включает сравнение первоначальной стоимости покупки за киловатт-час. Но логически, стоимость должна также учитывать стоимость полного жизненного цикла, стоимость обслуживания, а также стоимость замены . Проще говоря, стоимость полного жизненного цикла является произведением средней мощности батареи и ее жизненного цикла (количество циклов подачи энергии в желаемом и заявленном диапазоне). Срок службы батареи в значительной степени зависит от срока службы каждой ячейки аккумуляторной батареи и интеллектуальной BMS, которая должна уметь определять слабые элементы, изолировать их и эффективно запускать функцию выравнивания . Точно так же самообслуживание батареи за счет использования механизмов самокоррекции без внешнего вмешательства должно работать долгое время, в то время как внешнее ручное вмешательство, чтобы вручную идентифицировать элементы с низким напряжением и заряжать их по отдельности или заменять их, следует избегать.

Высокая плотность энергии / удельная мощность

Поскольку плотность энергии (энергия, доступная на единицу объема или веса) литий-ионных элементов в 2,5 и 1,8 раза больше, чем у никель-кадмиевых и никель-водородных элементов соответственно, они, несомненно, превосходят в этом и, следовательно, литий-ионные аккумуляторные блоки. занимают меньше места, оставляя больше места для функциональных компонентов устройства. Различные литий-ионные химические составы имеют переменную плотность энергии и должны использоваться в зависимости от требований, а также соображений безопасности.Чем больше концентрация энергии в одном месте или в устройстве / оборудовании и чем больше его близость к людям, тем более строгими будут требования безопасности.

Высокое напряжение

Никель-металлогидридные элементы

имеют диапазон напряжений от 1,4 до 1,6 В, а никель-кадмиевые и никель-водородные элементы имеют типичное напряжение 1,25 В. Скорость разряда в течение периода хранения также высока для этих ячеек. Для сравнения, ионно-литиевые элементы имеют более высокий диапазон напряжений, и их потери при хранении также ниже. Для литий-железо-фосфатных элементов номинальное напряжение составляет 3,6 В, а для трехкомпонентных литий-манганатных литиевых элементов — 4,2 В.

Из-за использования графитовых анодов напряжение литиевых элементов зависит от материалов катода . Напряжение ячейки может быть увеличено за счет выбора материалов, так что катод состоит из материала с высоким положительным потенциалом, а анодный материал — из материала с высоким отрицательным потенциалом. Разработка ячеек из материалов, приводящих к высокому напряжению ячеек, является еще одним способом увеличения плотности энергии и ограничения неиспользуемого мертвого пространства устройства или хранения более высокого кванта энергии в объемных хранилищах энергии.

Высокая энергоэффективность

Энергоэффективность — это разница между потребляемой энергией во время зарядки и выходной энергией во время разрядки. Зарядное напряжение неизменно выше, чем разрядное напряжение из-за кулоновской эффективности (эффективность зарядки — отношение разрядной емкости элемента к зарядной емкости во время набора цикла). Из-за внутреннего сопротивления элемента выделяется небольшое количество тепла как во время зарядки, так и во время разрядки.Входная и выходная электрическая энергия во время зарядки и разрядки в основном преобразуется в тепловую энергию. Лучшие клетки производят меньше тепла. Посредством кулоновского измерения можно измерить разницу между энергетическими емкостями заряда и разряда, чтобы вычислить эффективность, и выбрать для использования элементы более высокого качества.

Хорошие характеристики при высоких температурах

Литиевые элементы должны иметь хорошие характеристики при высоких температурах. Когда сердцевина ячейки имеет более высокую температуру, катод, анод, сепаратор и электролит этих элементов должны иметь возможность сохранять хорошую стабильность и нормально работать при высоких температурах, чтобы обеспечить ожидаемый долгий срок службы.Аномальный перезаряд / чрезмерный разряд элемента, быстрая зарядка / разрядка, короткое замыкание, механическое неправильное обращение / неправильное обращение и высокотемпературные термические удары могут легко вызвать нежелательные реакции внутри элементов с выделением тепла и прямым повреждением поверхностей электродов. Температурная проблема литиевых элементов имеет большое влияние на безопасность литиевых элементов и батарей.

Хорошие низкотемпературные характеристики

Литиевые элементы

хорошо работают при низких температурах, а ионы лития, электролит и электродные материалы поддерживают высокую активность химических реакций, их остаточная емкость высока, разрядная емкость снижается, а скорость зарядки остается высокой.

При понижении температуры оставшаяся емкость литиевого элемента уменьшается быстрее. Принудительная зарядка при низких температурах очень вредна и может привести к тепловому разгоне. За исключением серьезного ухудшения разрядной емкости, литиевые элементы нельзя заряжать при низких температурах. Основными причинами уменьшения срока службы литий-ионных элементов при использовании при низких температурах являются увеличение внутреннего импеданса и ухудшение емкости из-за осаждения ионов лития.

Таким образом, в спецификациях элементов питания в основном указывается диапазон рабочих температур элемента, в котором ожидается, что характеристики элемента / батареи будут соответствовать заявленным параметрам.

Хорошая безопасность

Хорошее качество исходных материалов сердечника и меры безопасности для элементов определяют безопасную работу элементов и получаемых в результате батарей. Материалы электродов, электролитов и сепараторов должны иметь хорошую термическую стабильность, совместимость, а электролит должен быть хорошим проводником с огнестойкими свойствами.Вспомогательные меры безопасности относятся к конструкции предохранительного клапана ячейки, конструкции предохранителя, конструкции термочувствительного сопротивления и чувствительности. После выхода из строя одной ячейки это может предотвратить распространение неисправности и изолировать ее.

Хорошая консистенция

Чтобы аккумуляторная батарея работала стабильно, необходимо обеспечить, чтобы элементы были из одного источника и из одной производственной партии, чтобы их уровни производительности были сопоставимы, а различия в их индивидуальных рабочих параметрах были очень низкими.Параметры производительности, которые должны быть проверены, в основном включают внутреннее сопротивление, емкость, напряжение холостого хода, зависящий от времени саморазряд и повышение температуры. Производительность батареи сильно зависит от самого слабого элемента, и срок службы батареи будет на уровне или меньше, чем фактический срок службы самого слабого элемента.

Простота сборки

Для изготовления аккумуляторных блоков большое количество ячеек скомпоновано и соединено, чтобы сделать их пригодными для использования. Из одиночного элемента формируется модуль с использованием таких процессов, как сварка и обжим, и модуль подключается через высоковольтный провод, образуя аккумуляторный блок . В этом процессе простота пайки отдельных ячеек, дизайн интерфейса подключения для обжима и пригодность системы терморегулирования каждой ячейки батареи влияют на простоту конструкции группы и эффективность группы. Некоторые аккумуляторные элементы могут иметь высокую плотность, но их форма может быть неудобной для пользователя.После переработки в аккумуляторные блоки плотность энергии составляет только половину от общего количества ячеек. Если отдельные элементы плохо соединены, плотность энергии элемента батареи не будет эффективно использоваться.

Важность каждой ячейки в аккумуляторном блоке

Емкость — Во время зарядки элемент с наименьшей емкостью полностью заряжается первым, и BMS прерывает процесс зарядки по достижении условия отключения зарядки. Точно так же во время разряда элемент с небольшой емкостью сначала высвободит доступную энергию, и система прекратит разряжаться, когда будет достигнуто условие более низкого напряжения отключения.Таким образом, в батарее, состоящей из многих ячеек, элементы с небольшой емкостью всегда полностью разряжены, в то время как элементы с большой емкостью всегда используют часть емкости, и в результате часть емкости всей аккумуляторной батареи всегда остается в режиме ожидания.

Потеря срока службы — Срок службы аккумуляторной батареи зависит от элемента с самым коротким сроком службы, и как только элемент с самым коротким сроком службы ухудшается в производительности, выходная мощность аккумулятора резко снижается.

Внутреннее сопротивление и повышение температуры — Сопротивление каждой ячейки разное, и один и тот же ток течет через ячейки с различным внутренним сопротивлением.Ячейки с большим внутренним сопротивлением нагреваются сильнее и увеличивают температуру батареи, что, когда она слишком высока, приводит к ускорению скорости износа батареи. Повышенная температура вызывает дальнейшее повышение внутреннего сопротивления. Внутреннее сопротивление и повышение температуры образуют порочную комбинацию, которая постепенно ухудшает качество и производительность батареи и сокращает ее срок службы.

Управление ячейками в батарее — В настоящее время инженеры в основном рассматривают три аспекта, чтобы справиться с несогласованностью и изменчивостью отдельных ячеек — сортировка ячеек для определения тех, которые имеют схожую производительность, управление температурой после группировки и использование хорошей системы управления батареей (BMS ), чтобы обеспечить выравнивание, когда между ячейками возникает небольшое несоответствие или вариация.

Прием ячеек купленного лота

Обычно литий-ионные элементы импортируются большими партиями напрямую или их можно купить у крупных импортеров элементов. Каким бы способом ни осуществлялась закупка, сначала получите сертификаты испытаний партии ячеек и выясните количество партий в партии. Убедитесь, что элементы заказаны и подходят для желаемого применения (например, солнечная энергия, двухколесная мобильность, накопление энергии и т. Д.).

Чтобы гарантировать качество полученных клеток, разработайте план отбора проб, согласно которому клетки отбираются для тестирования в собственной или зарегистрированной лаборатории. Кроме того, всех импортированных ячеек должны получить одобрение типа Бюро индийских стандартов путем тестирования образцов в лабораториях, зарегистрированных BIS или BIS. Ячейки протестированы в соответствии с IS 16046, часть 2 от 2018 г., и IS 16047, часть 3 от 2018 г., . Ключевые параметры тестирования включают:

• Удаление газа (для нагнетания газа)
• Зарядка при постоянном напряжении
• Емкость при различных температурах
• Внешнее короткое замыкание
• Выносливость
• Свободное падение
• Термическое воздействие
• Раздавливание
• Испытания на принудительный разряд
• Транспортировка

Испытания проводятся в основном в соответствии с заявленными параметрами производителя элемента, а также в соответствии с требованиями, указанными в индийском стандарте.После удовлетворительного завершения типовых испытаний ячейки могут быть испытаны / обработаны и т. Д. В Индии для предполагаемого использования.

Следующий процесс будет заключаться в сортировке ячеек для выявления, разделения и использования ячеек с электрическими рабочими параметрами в пределах указанного диапазона для обеспечения хорошей, безопасной и длительной работы ячеек, используемых в устройстве или батарее.

Сортировка — процесс группировки ячеек, который должен выполняться аналогично

В идеале нельзя использовать разные партии ячеек вместе.Даже элементы из одной партии подвергаются экранированию, а элементы с узким диапазоном свойств группируются вместе и в один и тот же аккумуляторный блок. Цель сортировки — выбрать ячейки с похожими параметрами. Метод сортировки изучается в течение многих лет и в основном делится на статическую сортировку и динамическую сортировку.

Статическая сортировка Процесс проверяет напряжение холостого хода, внутреннее сопротивление, емкость и другие параметры ячеек. Выбираются целевые параметры, вводятся в статистические алгоритмы, устанавливается диапазон критериев отбора и ячейки одной партии разделяются на несколько групп.

Динамическое экранирование основано на характеристиках аккумуляторного элемента в процессе зарядки и разрядки. Некоторые выбирают процесс зарядки постоянным током и постоянным напряжением, некоторые выбирают процесс заряда и разряда импульсным током, а некоторые сравнивают свои собственные зависимости кривых заряда и разряда.

Статический скрининг используется для начальной группировки, а динамический скрининг, который должен быть более точным, выполняется позже, чтобы можно было разделить больше групп с более узким диапазоном параметров, а точность скрининга намного выше.Стоимость возрастает, поскольку мы сужаем диапазон выбора и используем более точное оборудование для измерений.

Пошаговый процесс сортировки

1. Перед сортировкой ячеек необходимо привести к одинаковому значению напряжения. Первоначально они полностью заряжены до верхнего предельного значения, а затем разряжены до глубины разряда (DoD) нижнего предельного значения на машине для испытания заряда-разряда-заряда элементов. После этого уровень заряда элементов составляет 50%.Эти ячейки затем поступают в комбинацию машин для наклеивания и сортировки наклеек.

2. Для предварительной статической сортировки используются сортировочные машины. Эти машины работают по принципу подачи фиксированного напряжения на клеммы ячейки и измерения внутреннего сопротивления ячейки.

На основе диапазонов сопротивления, определенных для различных групп, каждая ячейка выделяется и сохраняется в назначенных каналах. Обычно используются сортировочные машины от 5 до 13 каналов.Исходное напряжение определяется и устанавливается на основе химического состава ячеек и спецификации. Диапазон сопротивления для каждого канала определяется и подается на программный вход оборудования. Ячейки непрерывно движутся, измеряется их внутреннее электрическое сопротивление, и толкатель направляет тестируемые ячейки в нужный канал.

Сортировочная машина Semco

Если отсортированные ячейки должны использоваться в прецизионных устройствах, отсортированные ячейки канала могут быть дополнительно разделены до следующего десятичного значения путем повторения процесса заряда, разряда, достижения SOC 50% и повторной сортировки в более узком диапазоне сопротивления. .

Ключевые факторы при выборе сортировочной машины:

• Размер тестируемого цилиндрического элемента
• Источник переменного тока 220 В
• Диапазон входного напряжения (подходит для литий-ионных элементов различного химического состава)
• Диапазон сопротивления, а также чувствительность для регистрации и сообщения об изменении сопротивления (скажем, диапазон от 0 до 999 Ом и наименьшее количество от 0,1 до 1 миллиом).
• Скорость измерения и вывода в час (в зависимости от производственных требований)
• Варианты настройки диапазона в соответствии с требованиями
• Количество требуемых каналов
• Компьютерная система подачи тестовых данных
• Устройство хранения и извлечения тестовых данных
• Согласование скорости с машина для наклеивания стикеров
• Техническая поддержка и обслуживание

Поскольку большинство ячеек подпадают под диапазон 5 В, верхний диапазон от 8 до 10 В, возможность измерения (разрешение 0.1 мВ) и диапазона измерения внутреннего сопротивления до 50-60 миллиОм с разрешением 0,1 МОм должно быть достаточно для обслуживания всего диапазона цилиндрических литий-ионных элементов. После испытания элементы из одной партии разделяются на основе их внутреннего сопротивления. Ожидается, что элементы с узким диапазоном внутреннего сопротивления будут иметь близкий диапазон рабочих характеристик.

Отображение информации о сортировке зависит от машины. Однако в основном диапазон напряжений, диапазон сопротивления, количество ячеек в каждом диапазоне и% от общего количества сегрегированных ячеек в каждом канале — отображаются на экране оборудования.

3. После разделения подходящие ячейки, попадающие в требуемый диапазон, хранятся вместе и идентифицируются с указанием партии. Такие ячейки отправляются на оборудование для тестирования и оценки ячеек. На оборудовании для тестирования элементов можно оценить заряд, разряд, емкость, повышение температуры, оценку срока службы и потерю емкости из-за хранения или многократного использования.

Также читайте: Проверка емкости литий-ионных элементов

Об авторе

Автором этой статьи является Нирадж Кумар Сингал, основатель и генеральный директор Semco Group.

Он увлечен чистой энергией и работает над различными проектами по созданию надежной литий-ионной экосистемы. Одно из его предприятий, SEMCO Infratech, является поставщиком решений для производства литий-ионных элементов и оборудования для сборки пакетов . С ним можно связаться по телефону [email protected]

.

Подпишитесь и будьте в курсе

Подпишитесь сегодня бесплатно и будьте в курсе последних событий в области электромобилей.

И не волнуйтесь, мы тоже ненавидим спам!

Литиевые батареи Технические характеристики | Инженерное дело360

	Литиевые первичные батареи
	Ваш выбор…
	Диоксид лития / серы		Элементы лития / диоксида серы (Li / SO 2 ) используются почти исключительно в военных / аэрокосмических приложениях и имеют несколько более низкую плотность энергии, чем литиевые элементы на основе диоксида марганца или полифторид углерода. Их срок службы и удельная энергия вдвое меньше, чем у тионилхлоридно-литиевых элементов. В целях безопасности в герметичном корпусе требуется «аварийная» вентиляционная конструкция.
	Хлорид лития / тионила		Литий / тионилхлоридные батареи (Li / SOCl 2 ) имеют номинальное напряжение элемента 3,6 В, очень высокую плотность энергии и хороший диапазон температур. Типичными приложениями являются резервное питание компьютерной памяти, приборы и небольшая электроника. Широкое использование этих батарей в потребительских целях ограничено из-за их высокой стоимости и опасений по поводу безопасности и обращения с ними.После длительного хранения на полке литиевый анод может начать образовывать защитную пленку. Эта пленка сначала вызовет задержку напряжения при первом вводе в эксплуатацию. Литий / тионилхлоридный элемент также производится с добавками BrCl для увеличения напряжения элемента до 3,9 В и увеличения плотности энергии примерно до 1000 Вт · ч / л при более безопасной работе в целом.
	Диоксид лития / марганца		Литий-диоксидные батареи (LiMnO 2 ) доступны в виде цилиндрических или кнопочных элементов.Преимущества включают высокую гравиметрическую и объемную плотности энергии, высокую импульсную способность, длительный срок хранения и работу в широком диапазоне температур.
	Монофторид лития / углерода		Литий-углеродные монофторидные элементы (Li / (CF) n ) представляют собой батареи с высокой плотностью энергии, используемые в устройствах с малым весом и длительным сроком службы. В этих батареях используется твердый катод и органический электролит, и они имеют беспрецедентные показатели безопасности.Типичные области применения включают аэрокосмическую (пригодную для использования в космосе с 1976 г.), наземную, морскую и ракетную.
	Оксид лития / меди		Литий-оксидные (LI / CuO) и литий-медные оксифосфатные элементы производились до середины 1990-х годов. В настоящее время использование этой технологии ограничено.
	Литий / йод		Литий-йодные элементы (LiI 2 ) демонстрируют выдающиеся характеристики (очень низкая скорость саморазряда, отличная надежность, очень высокая герметичность и т. Д.).), но для ограниченной области применения, в частности, для кардиостимуляторов.
	Оксид лития / серебра и ванадия		Литий-серебряно-ванадиевые батареи (Li / SVO) предназначены для медицинских имплантируемых устройств, таких как кардиодефибрилляторы, нейростимуляторы, дефибрилляторы предсердий и инфузоры лекарств.
	Литиевые анодные резервные батареи		Литиевые резервные батареи с анодом, работающие при температуре окружающей среды, доступны трех основных типов: литий / пятиокись ванадия, литий / тионилхлорид и литий / диоксид серы.Резервные батареи с литиевым анодом, работающие при температуре окружающей среды, не снижают выходную мощность даже после периодов хранения более четырнадцати лет.
	Другое		Другие литиевые первичные батареи, не включенные в перечень, специализированные или запатентованные.
	Логика поиска:		Все товары с ЛЮБЫМ из выбранных атрибутов будут возвращены как совпадения. Если все флажки не отмечены, критерии поиска по этому вопросу не ограничиваются; товары со всеми параметрами атрибута будут возвращены как совпадения.
	Литиевые вторичные батареи
	Ваш выбор …
	Сульфид лития / железа		Литий-сульфидные батареи (LiFeS x ) находятся в стадии разработки для использования в электромобилях. Литий-сульфидная батарея, работающая в диапазоне температур 375-500 ° C, обладает высокой мощностью, хорошо работает во многих средах и безопасна, но требует системы терморегулирования для поддержания надлежащей температуры.
	Фосфат лития / железа		Литий-железо-фосфатные батареи производятся с использованием LiFePO4 в качестве катодного материала. Батареи, изготовленные из этого материала, обладают лучшими характеристиками безопасности, чем литий-ионные батареи, изготовленные с другим материалом катода.
	Литий / Марганец Титан		Литий / марганцево-титановые аккумуляторные батареи (LiMnTi) — это компактные аккумуляторные батареи, разработанные для перезаряжаемых часов и источников резервного питания для пейджеров и таймеров.В батареях используется литий-марганец, сложный оксид в качестве катодного материала, и оксид лития-титана в качестве анодного материала. Батареи имеют емкость, более чем в 10 раз превышающую емкость конденсаторов того же размера.
	Литий / полимерный		Литий-полимерный аккумулятор отличается от других аккумуляторных систем типом используемого электролита. В оригинальной конструкции, восходящей к 1970-м годам, используется полимерный электролит.Полимерный электролит заменяет традиционный пористый сепаратор, пропитанный электролитом. Конструкция из сухого полимера упрощает изготовление, надежность, безопасность и тонкий профиль. Нет опасности воспламенения, поскольку не используется жидкий или гелеобразный электролит. Теоретически можно создавать конструкции, которые образуют часть защитного кожуха, имеют форму мата, который можно свернуть, или даже встроить в сумку для переноски или предмет одежды.
	Литий-ионный		Также называется литий-углеродным. Литий-ионный перезаряжаемый элемент (Li-ion) относится к элементу, отрицательным активным материалом которого является углерод, в который катионы лития интеркалируются или деинтеркалируются во время процесса заряда-разряда. Литий-ионные аккумуляторы — одна из новейших технологий. Эти аккумуляторы обладают большей емкостью, чем никель-кадмиевые аккумуляторы сопоставимого размера, и являются одними из самых легких перезаряжаемых аккумуляторов, доступных сегодня.Литий-ионные батареи используются в портативных компьютерах, беспроводных телефонах и многих моделях видеокамер. Они также являются одной из самых дорогих аккумуляторных технологий. Оксид лития / кобальта — Катодная батарея на основе оксида лития / кобальта (LiCoO 2 ) очень легкая и имеет плотность энергии примерно в три раза выше, чем у обычных аккумуляторных батарей. Теперь он незаменим для источника питания различных портативных или мобильных ИТ-инструментов, которые требуют уменьшения веса и объема.Этот литий-ионный аккумулятор будет играть важную роль с точки зрения окружающей среды, поскольку он заменяет аккумуляторные батареи, содержащие вредные элементы, такие как свинец и кадмий. Литий / оксид никеля — Положительный электрод из оксида лития / никеля (LiNiO 2 ) имеет емкость почти на 40% по сравнению с батареями, производимыми в настоящее время массово. Многие выдерживают около 500 циклов зарядки. Литий-оксид марганца — Литий-оксидные батареи (LiMn 2 O 4 ) характеризуются высокой плотностью энергии, высокой удельной мощностью, длительным сроком хранения и разрядными характеристиками.Они имеют большое преимущество перед щелочными батареями и имеют невысокую стоимость.
	Литий-ванадий		Пятиокись ванадия (Li / V 2 O 5 ) представляет собой твердый катодный материал, в который вставлены ионы лития. Плато разряда наблюдается при 3,3 В и 2,4 В. В системе низкое давление, поэтому ячейки с низким током не нуждаются в предохранительном вентиляционном отверстии. Пятиокись ванадия в основном используется в резервных батареях, но в будущем она, вероятно, будет иметь большее значение в перезаряжаемых литиевых батареях.
	Диоксид лития / марганца		Система лития / диоксида марганца (Li / MnO 2 ) предлагает наилучший баланс производительности и безопасности для потребительских сменных батарей. Они содержат жидкий органический электролит и ячейки с твердым катодом.
	Дисульфид лития / титана		Реакция в литий-дисульфидных батареях (Li / TiS 2 ) происходит очень быстро и обратимым образом при температуре окружающей среды в результате структурного удерживания.Дисульфид титана — твердый катодный материал. Он имеет относительно плоский разряд и высокую плотность энергии.
	Другое		Другие не указанные в списке, специализированные или патентованные литиевые вторичные батареи.
	Логика поиска:		Все товары с ЛЮБЫМ из выбранных атрибутов будут возвращены как совпадения. Если все флажки не отмечены, критерии поиска по этому вопросу не ограничиваются; товары со всеми параметрами атрибута будут возвращены как совпадения.

Руководство по литиевым батареям

Руководство по использованию лития или литий-ионного аккумулятора в качестве источника питания

Когда-то считалось «экзотической химией», только для тех, кто знает, металлический литий или литий-ионные элементы в настоящее время являются основным источником энергии. Многие бытовые электрические или электронные устройства будут использовать литий-металлические или литий-ионные батареи. Это благодаря их высокой плотности энергии и выходной мощности. Конечно, это именно те характеристики, которые вам нужны в источнике питания для ваших требований к портативному освещению, поэтому читайте дальше, чтобы узнать больше.

Примечание: Это руководство защищено авторским правом © Torch Direct Limited. В данном руководстве не рассматривается особый случай литиевых AAA, AA и 9 В PP3, которые предназначены для прямой замены стандартных щелочных элементов. В этих литиевых элементах в качестве катодного материала используется дисульфид железа, который дает выходное напряжение от 1,5 до 1,7 В.

Что такое металлический литиевый элемент?

Литий-металлический элемент — это неперезаряжаемый элемент, в котором в качестве анода используется металлический литий или соединение лития.В наиболее распространенных типах литий-металлических элементов, используемых в потребительских приложениях, используется металлический литий в качестве анода и диоксид марганца в качестве катода с солью лития, растворенной в органическом растворителе.

Литий-металлические элементы, которые поставляет Torch Direct, очень высокого качества, произведены Panasonic или Duracell и имеют встроенную тепловую защиту, выходное напряжение этих элементов составляет 3 В.

Что такое литий-ионный элемент?

Литий-ионный элемент (также известный как литий-ионный элемент или батарея) является членом семейства типов перезаряжаемых аккумуляторов, в которых ионы лития перемещаются от отрицательного электрода к положительному во время разряда и обратно при зарядке.В литий-ионных элементах в качестве электродного материала используется интеркалированное соединение лития, по сравнению с металлическим литием, используемым в неперезаряжаемых литий-металлических батареях.

Литий-ионные элементы, которые поставляет Torch Direct, представляют собой высококачественные «защищенные элементы», имеют номинальное напряжение 3,6 / 3,7 В и заряжаются примерно при 4,2 В на элемент.

Какой тип ячейки мне следует использовать и что означают характеристики?

Первичные элементы

Литий-металлические элементы являются одноразовыми (неперезаряжаемыми) и известны как «первичные». НИКОГДА не пытайтесь перезарядить первичный аккумулятор!

Первичные литий-металлические элементы номинально имеют напряжение 3 В и обладают рядом функций, которые делают их хорошим выбором для определенных приложений. У них длительный срок хранения, то есть они могут храниться до 10 лет и при этом хорошо работать. Первичные элементы также будут работать при гораздо более низких и более высоких температурах, чем перезаряжаемые элементы, обычно от -40 ° C до + 85 ° C. Наиболее распространенным первичным металлическим литиевым элементом является CR123A, благодаря его широкому использованию в фотографическом оборудовании.

Основными недостатками первичных ячеек является то, что они относительно дороги в покупке и не могут обеспечивать очень высокие токи.

Литий-ионные перезаряжаемые элементы

Литий-ионные аккумуляторы (или литий-ионные) предоставляют пользователю еще один вариант и множество преимуществ по сравнению с первичными элементами. Более высокая выходная мощность (более высокий ток и напряжение), более высокая емкость и дешевизна в использовании (более дорогая покупка, но стоимость цикла зарядки намного ниже). Они не могут использоваться при экстремальных температурах и требуют осторожности при использовании, но в остальном обеспечивают отличную производительность для большинства пользователей.

Перезаряжаемые литий-ионные элементы могут быть одного из нескольких химических элементов, каждый из которых имеет разные характеристики. Это, начиная с наиболее распространенных, ICR (LiCoO2), заряженных до 4,2 В, IMR (LiMn), также заряженных до 4,2 В, и IFR (LiFePO4), которое является исключением, заряжается только до 3,6 В.

Литий Элементы с ионной защитой

Из-за особых требований к литий-ионным перезаряжаемым элементам в отношении безопасности и условий эксплуатации большинство литий-ионных элементов оснащено схемами защиты.Torch Direct поставляет только «защищенные» элементы.

Схема защиты предотвращает повреждение элемента, ограничивая минимальное и максимальное напряжение элемента (защита от переразряда и перезарядки) и максимального потребления тока / защиты от короткого замыкания. Незащищенные ячейки могут обеспечить немного лучшую производительность, но вам нужно самостоятельно внимательно следить за ячейками и гарантировать безопасное использование голых ячеек. Защита устраняет предположения о безопасности литий-ионных аккумуляторов и помогает предотвратить несчастные случаи.

Литий-металлический и литий-ионный общие меры предосторожности

Всегда используйте батареи одного типа, емкости и марки.Никогда не смешивайте первичные батареи (литий-металлические неперезаряжаемые элементы) с аккумуляторными батареями (литий-ионными элементами). Не используйте в одном фонаре или устройстве полностью заряженные / заряженные батареи и разряженные / незаряженные батареи.

Размеры литий-ионных элементов

Наиболее распространенным литий-ионным элементом является 18650 (числа определяют физические размеры и форму следующим образом: 18 мм в диаметре, 65 мм в длину и 0 означает, что он имеет круглое поперечное сечение), связано с его широким использованием в аккумуляторных батареях для ноутбуков.Как оказалось, один 18650 — хороший размер для фонарика, он похож по размеру на два литий-металлических элемента CR123A, но имеет больше накопленной энергии.

Другие распространенные размеры: 16340 (также известный как RCR123), 14500 (размер AA, но 4,2 В), 17670 (часто используется вместо двух элементов CR123A) и 10440 (размер AAA, но 4,2 В).

При поиске подходящей ячейки первым делом необходимо учитывать выбор правильного размера. Проконсультируйтесь с инструкциями к горелке, которую вы хотите использовать, и выясните, что с ней можно использовать.Например, фонарик обычно может использовать 1 x 18650 (перезаряжаемый литий-ионный 4,2 В) или 2 x CR123A (первичный 3,0 В), но будьте осторожны, поскольку в нем указано, что вы не можете использовать 2 x RCR123 (так как это дает 8,4 В), поэтому в данном случае вы можете выбрать только литий-ионный аккумулятор 1 x 18650.

Технические характеристики литий-ионного элемента и их значение

«Номинальное напряжение», «Емкость / мАч», «Энергия / Wh »,« Мощность / Вт », химический состав, максимальная скорость заряда / разряда« C-rate », плоский верх, верх кнопки, защита, саморазряд, старение и внутреннее сопротивление; Все это показатели жизнедеятельности литий-ионного элемента, но на самом деле в большинстве случаев это не то, о чем вам нужно слишком сильно беспокоиться.

Давайте рассмотрим их один за другим:

Номинальное напряжение: Чтобы рассчитать номинальное напряжение, мы берем полностью заряженный элемент, который измеряет 4,20 В, а затем полностью разряжаем его до 3 В со скоростью 0,5 ° C при построении графика среднее напряжение. Для поставляемых нами ячеек среднее напряжение составляет 3,6 В / элемент.

Защита: Если вы читаете это руководство, купите защищенные элементы. Защита снижает подверженность клетки потенциально опасным условиям (следовательно, и вам).Однако вам следует рассматривать защиту ячеек как дополнительную функцию безопасности, а не замену осторожного и ответственного использования ячеек. Это только подстраховка, и подстраховочные системы тоже могут выйти из строя.

Плоский верх / верх кнопки: Для лучшей совместимости выберите ячейки верха кнопки. Это тип, в котором из положительного вывода выступает короткий металлический штырь (как вы видите на обычных элементах AA). Ячейки с плоским верхом не имеют этого выступа, и положительный и отрицательный полюсы ячейки могут выглядеть очень похожими.

Емкость / мАч (миллиампер-час): Относится к тому, сколько заряда держит элемент. Это буквально относится к ячейке, которая теоретически может обеспечить, например, 3400 мА в течение одного часа (или 1700 мА в течение 2 часов и т. Д.). Чем выше число, тем дольше ячейка будет питать свет. Например, обычный 18650 будет иметь 2600 мАч, но более новый дизайн может быть 3400 мАч. Ячейка на 3400 мАч сможет проработать свет примерно на 30% дольше.

Мощность / Вт (Вт): Это рабочая скорость, на которую способна ячейка, и вычисляется из напряжения x тока.Элементы обычно не указываются в зависимости от мощности, поскольку она меняется в течение цикла разряда.

Энергия / Втч (ватт-час): Энергия может быть выражена как мощность, израсходованная в течение одного часа с использованием Втч. Раньше это редко цитировалось, теперь это часть критерия UN38.3 для литий-ионных элементов, поэтому его все чаще включают в спецификации элементов. Это лучший показатель накопленной энергии, чем емкость ячейки.

Химия: ICR — наиболее распространенный тип и «нормальный» литий-ионный химический состав.IMR часто называют «безопасной» литий-ионной химией, поскольку он гораздо более устойчив к чрезмерному разряду и может поддерживать очень высокий ток благодаря низкому внутреннему сопротивлению. IMR обычно не защищен из-за его «безопасного» химического состава, но он имеет гораздо меньшую емкость по сравнению с элементами ICR. IFR или LiFePO4 — это специальный литий-ионный аккумулятор с более низким номинальным напряжением, который требует других зарядных устройств и встречается гораздо реже.

C-rate (или Charge rate): Используется для выражения тока заряда или разряда (в C) относительно емкости элемента (в Ач).Коэффициент 1С относится к току заряда или разряда, равному номинальному значению А-ч элемента, поэтому для элемента емкостью 3400 мАч C-скорость 1С соответствует току 3400 мА или 3,4 А. Ток в амперах, представленный как 1С. является специфическим для каждой ячейки, поэтому 1С для ячейки 2600 мАч составляет 2,6 А, а для ячейки 3400 мАч — 3,4 А. C может быть выражено как кратное или дробное от 1С. Для ячейки 3400 мАч 1C = 3,4 A, 2C = 6,8 A, 3C = 10,2 A и т. Д. И аналогично C / 2 или 0,5C = 1,7 A, C / 5 или 0,2C = 0,68 A, C / 10 или 0,1C. = 0,34 A и т. Д. Общее практическое правило для литий-ионных элементов — максимум 2C для разряда и 0.5C-1C для зарядки, но вы должны проверить это для приобретаемых вами аккумуляторов.

Саморазряд: Все элементы постепенно теряют питание, это нормально и называется саморазрядом. Думайте об этом как о ведре с водой с небольшим отверстием, в котором медленно вытекает вода. Если вы используете аккумулятор быстро после зарядки, вы получите почти всю его емкость, но если вы оставите его на долгое время, вы можете даже обнаружить, что он пуст. Обычно литий-ионные клетки теряют 5% в первые 24 часа, затем 1-2% в месяц при хранении при 21 ° C.Цепи защиты увеличивают скорость саморазряда примерно на 3% в месяц. Саморазряд существенно увеличивается с повышением температуры, удваиваясь на каждые 10 ° C повышения температуры.

Старение элементов: Литий-ионные элементы со временем разрушаются. Это ухудшение приводит к снижению емкости и вызвано старением клеток. Клетки стареют просто при нормальном использовании, но на старение также влияют условия хранения. Элементы имеют ограниченный срок службы 300-500 циклов (цикл — это одна теоретическая полная разрядка и зарядка), после чего их емкость снижается до такой степени, что становится непригодной для использования.В зависимости от уровня разряда, количество теоретических циклов, которые может обеспечить элемент, изменяется. Например, ячейка, доведенная до 100% глубины разряда (DoD), должна прослужить 300-500 циклов, но ячейка, доведенная только до 50% DoD, сможет обеспечить 1200-1500 циклов. Старение клеток увеличивается из-за высокой DoD, хранения и использования при высоких температурах, а также при хранении элемента с высоким уровнем заряда.

Зарядка литий-ионных элементов

Неправильная зарядка может привести к чему угодно, от простого сокращения срока службы до опасностей, таких как возгорание или даже взрыв элементов, поэтому очень важно использовать правильный тип зарядного устройства для аккумуляторов.Есть много разных зарядных устройств, различающихся функциями и тарифами. Для вашей собственной безопасности вы должны следовать инструкциям, прилагаемым к зарядному устройству, в отношении подходящих размеров элементов и скорости заряда. Если элементы используются регулярно, то не стоит слишком беспокоиться о состоянии заряда, просто храните их полностью заряженными и готовыми к работе, однако, если элементы должны храниться в течение более длительных периодов времени и не используются регулярно, тогда вы можете уменьшить деградацию клеток, храня их только частично заряженными.Ячейки также следует заряжать при комнатной температуре или в холодильнике (но не в морозильной камере). Избегайте дешевых зарядных устройств без названия и используйте только одобренные зарядные устройства от проверенных брендов, таких как поставляемые Torch Direct, и вы не ошибетесь.

Использование литий-ионных элементов

При использовании литий-ионных элементов важно учитывать упомянутые ранее факторы старения элементов и правильной зарядки. В дополнение к этому вам также необходимо понимать, что при работе с осветительными приборами, использующими несколько ячеек, это требует дополнительной подготовки и рассмотрения.

Светильники с одной ячейкой самые простые в подключении, и вы можете использовать любую ячейку независимо от уровня заряда. Однако, если вы перейдете в область освещения с несколькими ячейками, вам необходимо знать конфигурацию ячеек (последовательную или параллельную) и согласование / балансировку ячеек (состояние заряда и емкости).

Конфигурация ячеек указывается с использованием соглашения, чтобы четко показать, как ячейки связаны. Возьмем свет, в котором используются четыре ячейки, они могут быть связаны разными способами. 4S — все четыре ячейки последовательно (4.2 В x 4 = 16,8 В; 3400 мАч x 1 = 3400 мАч), 4P — все четыре ячейки параллельно (4,2 В x 1 = 4,2 В; 3400 мАч x 4 = 13600 мАч), 2S2P — два набора «2 последовательно соединенных элемента» параллельно (4,2 В x 2 = 8,4 В; 3400 мАч x 2 = 6800 мАч). Буква «P» увеличивает емкость, а буква «S» — напряжение.

Критическим фактором является то, что несколько ячеек должны работать вместе, поэтому при последовательном использовании элементы должны быть согласованы по емкости и напряжению / состоянию заряда. Если этого не сделать, одна ячейка будет разряжена первой и может быть «заряжена обратно», если защита не сработает.При параллельном использовании элементы могут иметь разную емкость, но должны иметь одинаковое начальное напряжение / состояние заряда. Самое простое правило, которому следует следовать при использовании нескольких ячеек, — убедиться, что они одного возраста, марки, емкости, состояния и уровня заряда, и никогда не смешивать элементы, в которых вы не уверены.

Меры предосторожности при обращении с металлическим литием и литий-ионными элементами

Первичные литиевые элементы содержат металлический литий, а также накопленный электрический заряд, поэтому их следует хранить вдали от воды. Металлический литий чрезвычайно опасен и горит при контакте с водой.И литий-металлические, и литий-ионные элементы следует считать хрупкими, их нельзя раздавливать, подвергать воздействию огня или чрезмерного тепла. Они могут быть повреждены при падении и могут протекать или страдать от «теплового разгона», если повреждение вызывает внутреннее короткое замыкание. Никогда не используйте поврежденные клетки.

Хранение литий-металлических и литий-ионных элементов

При хранении элементов необходимо учитывать несколько аспектов, а именно предотвращение короткого замыкания, деградацию элементов и саморазряд.При переноске ячеек, если вы поместите их в карман, содержащий монеты или ключи, существует высокая вероятность того, что монеты или ключи вызовут короткое замыкание. Гораздо лучше переносить элементы в изолирующих контейнерах, предназначенных для этой цели.

Правила перевозки

После ряда инцидентов, которые произошли с литий-металлическими и литий-ионными элементами при транспортировке, теперь существует множество ограничений на транспортировку этих типов элементов. Например, если вы путешествуете по воздуху, пожалуйста, свяжитесь с вашим агентом или авиакомпанией до вылета и ознакомьтесь с действующими правилами.Мы соблюдаем все правила, установленные Королевской Почтой или курьерами, которых мы используем, посылки упаковываются в соответствии с действующим законодательством. Если вам нужно отправить нам обратно ячейки, пожалуйста, свяжитесь с нами перед отправкой, вы несете ответственность за то, чтобы товары были отправлены в соответствии с правилами, мы можем проконсультировать вас по этому поводу.

Литий-ионная батарея — обзор

7.2.3 Неводные электролиты

Во вторичных литий-ионных батареях почти исключительно используются неводные электролиты в жидкой, гелеполимерной или твердой полимерной форме.Жидкие электролиты являются наиболее часто используемой формой и основаны на растворе литиевой соли в одном или нескольких типах органических жидких растворителей. Гелевый электролит представляет собой материал с ионной проводимостью, в котором соль лития и растворители растворены в смеси полимеров, образующих гелеобразную матрицу для раствора. Наконец, твердый электролит — это материал электролита, который находится в форме твердого вещества, а не жидкости или геля.

Как отмечалось ранее в этой главе, электролит представляет собой смесь, состоящую из жидкого карбонатного растворителя, в котором растворена соль лития.Гексафторфосфат лития LiPF _6. — это типичная соль лития, которая используется в неводных электролитах и ​​смешивается с одним или несколькими алкилкарбонатами, такими как этиленкарбонат (EC), диметилкарбонат (DMC), диэтилкарбонат (DEC) или этилметил. карбонат (EMC). Семейство алкилкарбонатов чаще всего используется в современных литий-ионных батареях из-за его стабильности с катодами, допускающими напряжения более 4 вольт, приемлемого температурного диапазона, хорошей проводимости и в целом низкой токсичности (Aurbach et al., 2004). Соли, используемые в растворах электролитов, представляют собой анионы или отрицательно заряженные частицы, которые позволяют им образовывать пары с катионами лития. Гексафторфосфат лития используется из-за его высокой проводимости и относительно хороших свойств безопасности. Однако важно отметить, что LiPF ₆ , будучи углеводородом, легко воспламеняется, поэтому, когда элемент выходит из строя и переходит в термическое событие, электролит сгорает.

Как показано в упрощенном примере на рис. 77, молекула LiPF ₆ состоит из атома фосфата (красный), который связан с шестью атомами фтора (зеленый) с образованием молекулы аниона, которая, в свою очередь, может быть связана с катион лития (серебро).LiPF ₆ образует стабильный интерфейс с алюминиевым токосъемником при высоких потенциалах напряжения. Он также образует стабильный интерфейсный слой SEI с электродами на основе графита. Одна из проблем с LiPF ₆ заключается в том, что он имеет тенденцию абсорбировать воду или подвергаться гидролизу при воздействии окружающей среды и имеет относительно низкое окно термостабильности, что ограничивает температурный диапазон большинства литий-ионных элементов. LiPF ₆ может показывать присутствие примесей, таких как гидрофторуглероды (HF), которые оказывают большое влияние на срок службы и производительность элементов (Henderson, 2014).

Рис. 77. Типичная молекула LiPF6.

В настоящее время разрабатываются и другие соли электролитов: тетрафторборат лития или LiBF ₄ , бис-трифторметан лития LiN (CF ₃ SO ₂ ) ₂ , бис-оксальтоборат лития (LiBOB) и литий. дифлоур (оксальто) борат (LiDBOB). LiBF ₆ вызывает большой интерес на протяжении многих лет, поскольку он более термически стабилен и менее подвержен гидролизу, чем LiPF ₆ . Однако он не получил коммерческого использования из-за его гораздо более низкой проводимости, чем LiPF ₆ .Тем не менее, он по-прежнему может иметь преимущества в качестве дополнительной соли. И LiBOB, и LiDBOB предлагают преимущества в улучшении характеристик при высоких температурах и увеличении диапазона верхнего предела напряжения до более 4,5 В для LiBOB и 5,0 В для LiDBOB. Но они также страдают от более низкой проводимости, чем LiPF ₆ , и представляют собой гораздо более сложную молекулу (Dahn & Ehrlich, 2011; Henderson, 2014).

При оценке потенциала новых солей лития они должны не только соответствовать описанным ранее эксплуатационным характеристикам, но и быть простыми в производстве при низких затратах и ​​без токсичных химикатов.Они должны обладать низкими гидролизными свойствами, не вступать в реакцию с водой с образованием HF ни при высоких температурах, ни в процессе производства. Это снижает затраты на весь процесс производства ячеек. У них могут быть двухвалентные анионы, а это значит, что им потребуется меньше соли, чтобы сохранить такое же количество катионов. Они должны продолжать действовать как окислительно-восстановительный шаттл и быть термически стабильными. Они должны обеспечивать улучшенные характеристики при низких температурах и должны образовывать стабильные слои SEI с активными материалами и токосъемниками.Наконец, новые соли также должны работать с новыми растворителями (Henderson, 2014).

Растворители, используемые в неводных литий-ионных элементах, обычно представляют собой циклический карбонат, такой как этиленкарбонат (EC), из-за его высокой диэлектрической проницаемости и стабильного образования SEI или пропиленкарбоната (PC). Циклический карбонат представляет собой сложный эфир, органическое соединение, полученное путем замены водорода кислоты алкилом слабой угольной кислоты. Но EC страдает от высокой вязкости и низкой температуры плавления (36 ° C), что означает, что обычно требуется добавка в качестве разбавителя в форме линейного карбоната, такого как диметилкарбонат (DMC), диэтилкарбонат (DEC) или этилметилкарбонат (EMC) (An et al., 2016). Добавление DMC обеспечивает лучшую электролитическую проводимость, улучшая более высокие энергетические характеристики в приложениях.

Соли лития обычно составляют от примерно 30% до 50% концентрации электролита по объему, с предпочтительной концентрацией примерно 30% по объему. В смеси электролитов часто используется множество различных добавок для достижения различных характеристик. Они могут включать виниленкарбонат (VC), пропенсултон (PES), метиленметандислфонат (MMDS) или трис (триметилсилилфосфит (TTSPi), которые обсуждались ранее.

Сегодня также продолжаются исследования ряда других растворителей, включая фтор, бор, фосфор и серу. Фторирование анионов, по-видимому, уменьшает взаимодействия анионов и катионов лития, что может увеличить проводимость электролита. Это также может улучшить стабильность при высоких потенциалах напряжения и может улучшить стабильность к окислению и диапазон температур, в котором электролит находится в жидкой форме, и может даже добавить электролиту характеристики негорючести, но за счет растворимости солей лития (Henderson, 2014 ; Ue et al., 2014).

Другая область непрерывных исследований и разработок неводных электролитов — это поиск способов сделать электролиты негорючими. Некоторые подходы к снижению воспламеняемости электролитов включают переход на твердый полимерный электролит, использование ионных жидкостей комнатной температуры в качестве растворителей, использование огнезащитных добавок и сорастворителей, добавление добавок алкилфосфатов и использование неорганических твердых электролитов. Каждое возможное решение дает шанс повысить безопасность электролитов, но большинство из них по-прежнему страдают от снижения производительности ячеек и общего срока службы (Ue et al., 2014).

18650 Распиновка литий-ионного элемента, мАч, номинальные значения C и техническое описание

18650 Элементы и технические характеристики ячеек
• Номинальное напряжение: 3,6 В
• Номинальная емкость: 2850 мАч
• Минимальное напряжение разряда: 3 В
• Максимальный ток разряда: 1С
• Напряжение зарядки: 4,2 В (максимум)
• Зарядный ток: 0,5 ° C
• Время зарядки: 3 часа (приблизительно)
• Метод зарядки: CC и CV
• Вес ячейки: 48 г (прибл.)
• Размер ячейки: 18.4 мм (диаметр) и 65 мм (высота)
Где использовать ячейку 18650

1 8650 Cell — это литий-ионный аккумулятор типа , который нашел свое применение во многих областях, таких как портативная электроника, например фонари, электромобили / автомобили, такие как Tesla, и многое другое. Основная причина успеха этой батареи — ее характеристики по сравнению с конкурентами. Эти свойства включают в себя допустимую нагрузку по току, напряжение, срок службы, срок хранения, безопасность, рабочую температуру и многое другое.В таблице ниже представлено сравнение популярных аккумуляторов по основным параметрам.

Свинцово-кислотные, Ni-Cd, Ni-MH, щелочные, литий-ионные, литий-полимерные батареи

Параметр	Свинцово-кислотный	никель-кадмиевый	Ni-MH	Щелочные	Литий-ионный	Литий-полимерный
Напряжение элемента	2 В	1.2В	1,2 В	1,5 В	3,6 В	3,7 В
Стоимость	Низкая	Умеренная	Высокая	Очень низкий	Очень высокий	Очень высокий
Внутреннее сопротивление (IR)	Низкая	Очень низкий	Умеренная	Зависит от	Высокая	Низкая
Саморазряд (% / мес)	от 2% до 4%	от 15% до 30%	от 18% до 20%	0.3%	от 6% до 10%	5%
Цикл зарядки	от 500 до 2000	от 500 до 1000	от 500 до 800	Низкая	от 1000 до 1200	> 1000
Допуск перезарядки	Высокая	Средний	Низкая	Средний	Очень низкий	Очень низкий
Плотность энергии (Втч / кг)	от 30 до 45	от 45 до 50	от 55 до 65	80	от 90 до 110	130 до 200
Эффект памяти	№	Есть	Есть	Есть	№	№
Техническое обслуживание	Очень высокий	Высокая	Низкая	Низкая	Низкая	Низкая
Безопасность	Высокий уровень безопасности	Сейф	Сейф	Сейф	Un-Safe	Un-Safe

Что такое рейтинг C и мАч у аккумулятора?

При работе с аккумуляторами два наиболее распространенных термина, с которыми вы столкнетесь, — это рейтинг мАч и рейтинг C.Ячейка 18650 с номиналом 2850 мАч означает, что когда мы потребляем 2,850 А от аккумулятора, его хватит на 1 час, и аналогично, если мы потребляем только 0,285 А от аккумулятора, его хватит на 10 часов, поэтому мы можем использовать рейтинг Ач. чтобы рассчитать, на сколько хватит вашей батареи для вашего приложения, в зависимости от потребляемого тока.

Рейтинг

C для батареи 18650 обычно составляет 1C, это означает, что мы можем потреблять максимум 2,85 А от батареи. Это потому, что (рейтинг А · ч * рейтинг C) дает нам максимальный ток, который может быть высосан из батареи.Например, если рейтинг C для нашей батареи был 0,5C, то мы должны потреблять максимум 1,42A (2,8 / 2) от батареи.

Как использовать ячейку 18650

Ячейка 18650 относится к литий-ионному типу, поэтому при ее использовании необходимо соблюдать особую осторожность. Это включает в себя как зарядку, так и разрядку аккумуляторов. В то время как разряжает аккумулятор , следует позаботиться о том, чтобы мы никогда не потребляли больше тока с рейтингом C, а также аккумулятор никогда не должен разряжаться ниже 3.0V. Обычно используется схема для контроля тока разряда и значения пониженного напряжения, чтобы отключить аккумулятор от нагрузки, если что-то пойдет не так. Также следует позаботиться о том, чтобы аккумулятор не имел короткого замыкания или обратной полярности. Если вы используете одну ячейку 18650, то для безопасной зарядки и разрядки этого модуля настоятельно рекомендуется использовать модуль защиты батареи, такой как TP4056.

Как зарядить аккумулятор 18650

Зарядное напряжение ячейки 18650 равно 4.2 В, рекомендуемый зарядный ток — 1 А (0,5 C). Опять же, такой модуль, как TP4056, очень пригодится для зарядки этого модуля, а также обеспечит защиту при разрядке.

Обычно для достижения более высокого уровня напряжений более одной ячейки 18650 будут подключены последовательно или параллельно, в этом случае следует позаботиться о том, чтобы все ячейки поддерживались на одном и том же уровне напряжения, этот процесс называется балансировкой ячеек и обычно выполняется использование BMS (системы управления батареями), которая берет на себя ответственность за равномерную зарядку и разрядку батарей.