Литиеви батерии или дълготрайни източници на енергия

Литиево-йонните батерии са необходими за много електронни устройства. Тази статия ще обсъди често използваните литиево-йонни батерии.

Състав на литиева батерия

Литиевата батерия работи чрез необратима окислителна реакция. Металният литий служи като анод, докато манганов оксид, железен дисулфид или меден оксид могат да се използват като твърд катод. Течните оксиди включват серен оксид и тионилхлорид. Активният литий, който ефективно отстранява електрони, е използваният окислител.

Видове литиеви батерии

Един от критериите за класификация на устройствата за съхранение е видът на основното активно вещество:

• Литиево-никел-кобалт-алуминиев оксид (NCA) батерии
• Литиево-манганови батерии
• Литиево-кобалтови батерии.
• Литиево-железни фосфатни батерии
• Източници на литиев титанат
• Литиево-полимерни батерии
• Литиево-тионилхлоридна батерия

Един от важните показатели при избора на батерия е работното напрежение.

Нека разгледаме само няколко от тях.

3V литиеви батерии се използват само в специално проектирани устройства; те не могат да се използват в дистанционни управления или обикновени домашни часовници.

6V литиева батерия може да се използва в непрекъсваеми захранвания, колички за играчки, захранвани с батерии, и много други приложения.

12-волтовата литиева батерия се използва в допълнение към инсталацията в UPSв самостоятелни инструменти, като например отвертка.

Маркиране

Какви маркировки трябва да имат литиево-йонните батерии? Съгласно изискванията на IEC, следните индикатори трябва да бъдат маркирани върху корпуса на батерията:

1. Капацитет литиева батерия
2. Размери на литиеви батерии
3. Съединение
4. Клас
5. Напрежение

Литиевите батерии са обозначени с буквите "CR". Следващото число показва размера на батерията. Таблицата по-долу показва тяхното калибриране.

Име	Маркиране	Напрежение, V
Голям кръгъл, D	20	1.5
Малък кръгъл, C	14	1.5
Пръст, АА	6	1.5
Микропръст, ААА	03	1.5
«Корона», RR3	22.06.	9.0

Зареждане на устройства за съхранение на енергия

Много хора се чудят дали литиево-йонните батерии могат да се презареждат. Очевидно е, че само специално проектирани батерии, известни като акумулаторни батерии, могат да се презареждат.

Типични видове батерийни източници иКои батерии са по-добри?

Видовете батерии включват йонни (литиево-йонни) и полимерни (литиево-полимерни) батерии. Сравнителна таблица с характеристиките на литиевите батерии ще ви помогне да ги анализирате по-подробно.

Характеристики	Литиево-йонни батерии	Литиево-полимерни батерии
Характеристики на дизайна	Производителността зависи от разположението на елементите в блока	Наличието на течен електролит е изключено
Размери на литиеви батерии	Малък набор от опции	Широк избор, независимо от формата на клетката
Енергийна интензивност	Високо	Ниско, броят на презарежданията е по-малък
Тегло	Малко по-високо	Кратко
Капацитет	Не е голям	Два пъти повече със същия обем
Срок на експлоатация	Няма съществени отклонения	Няма съществени отклонения
Време за зареждане	Дългосрочно	Забележимо по-малко
Носете	Сравнително по-високи	По-долу
Безопасност (риск от пожар)	Ниско (риск от експлозия)	По-горе (има вградена защита)
Цена	По-долу	По-високо

Днес разработването на нови литиево-метални клетки (li-metal) с повишена безопасност и удължен експлоатационен живот е в разгара си.

Литиево-металните батерии са доста обещаващи за заместване на литиево-йонните и литиево-полимерните източници.

Характеристики на зареждането на литиево-полимерна батерия

За да се поддържа постоянно пълен капацитет на захранващия източник, е необходимо той да се зарежда според графика, а именно след разреждане след 500 часа работа на оборудването.

Полимерната батерия е чувствителна към механични повреди, хипотермия, както и колебания на напрежението и претоварвания, така че трябва да се свързва само към стабилно захранване.

Как да възстановим литиево-йонна батерия

Животът на литиево-йонната батерия е доста дълъг, но рано или късно тя губи първоначалния си капацитет. капацитетЕто защо много хора са загрижени за възстановяването на батериите.

Нека разгледаме два начина за възстановяване на устройство.

Първият метод изглежда съмнителен, но е най-простият и според експертите често работи. Трябва ви:

1. Поставете захранването във фризера за 30-40 минути
2. След като го извадите, веднага го заредете за няколко минути.
3. след това оставете да се изравни със стайна температура
4. и едва след това продължете със зареждането.

Контролерът често спира, блокирайки работата на елемента.

Вторият метод си струва да се опита, ако стандартните процедури за зареждане и замразяване не помогнат. Този метод включва разкачване на защитната платка, като се изпълнят следните стъпки:

1. Използвайте тестер, за да измерите напрежението на батерията (ако показанието е нула, можете да продължите)
2. внимателно изключете защитната платка
3. Измерете отново напрежението (то трябва да се увеличи до максимум 2,5 V)
4. свържете към зарядно устройство (с регулируем ток) и настройте тока на 100 mA и напрежението на 4,2 V за 10-15 минути
5. Не забравяйте да следите напрежението (то не трябва да се повишава над 3,2 V). Ако елементът се нагрее, незабавно спрете зареждането.
6. След достигане на необходимите стойности на тока и напрежението, върнете платката на първоначалното ѝ място и заредете в нормален режим.

Колко време отнема зареждането на литиеви батерии?

Зарядните устройства с индикатори за нивото на зареждане са широко използвани в днешно време, но ако нямате такъв, можете да изчислите необходимото време, като използвате следната формула:

T (време) = 1,4*Y(mAh)/X (mA), където 1,4 е коефициентът на топлопреминаване.

Как да проверя захранването?

Най-лесният и бърз начин за проверка на заряда на източник на захранване е с мултицет.

Има два начина за проверка:

1. Тестване без товар. Показания от 1,35 V или по-високи показват, че елементът е напълно функционален.
2. Тестването с натоварване позволява по-точно отхвърляне на нисковолтови задвижвания. Това изисква извършване на измерването, докато батерията работи.

Как да сменя батерията?

Подмяната на слаби батерии за еднократна употреба е значителна финансова тежест. Затова мнозина обмислят закупуването на акумулаторни батерии. Литиевите батерии несъмнено са най-подходящи за тази цел.

Търсенията в интернет търсачките са особено популярни за преобразуване на по-стари модели отвертки в литиеви батерии. За да направите това, трябва само да намерите правилните. отверткалитиеви аналози със същия размер и напрежение.

Колко струва една литиева батерия?

Литиевите батерии тип „копче“ са сред най-евтините батерии. Известни още като литиеви батерии тип „монета“, те се използват за захранване на часовници, везни, процесори и други устройства с ниско потребление на енергия. Цените на тези батерии започват от 10 рубли и са ограничени само от апетитите на производителите и дистрибуторите.

Трудно е да се определи горната граница поради огромното разнообразие. Ясно е обаче, че както при всички технологични иновации, разходите намаляват поради повишената ефективност на производството и нарастващия брой производители.

Производство на батерии

Литиево-йонните батерии с висок капацитет се използват в производството на електрически превозни средства. Поради нарастващата популярност на електрическите превозни средства се очаква откриването на множество фабрики, произвеждащи тези батерии. Според различни консултантски фирми, приблизително 26 такива големи фабрики скоро ще заработят. Някои от тях вече работят, докато останалите се планират да бъдат пуснати в експлоатация до 2021 г.

Допълнителна информация за литиевите батерии

Тези батерии са най-ефективни и могат да издържат на големи натоварвания. Потребителите открояват редица предимства: повишен енергиен капацитет, стабилно напрежение и висок капацитет. Подобно на другите батерии, литиевите батерии се състоят от анод, катод, сепаратор и диафрагма. Последните два елемента служат като диелектрик. Този източник на захранване използва специално импрегниране за диафрагмата.

Основната разлика между литиево-йонните батерии и алкалните батерии е дългият им експлоатационен живот. Това се постига чрез използването на специална технология, която елиминира зависимостта от тока на натоварване на литиево-йонните батерии. При тях това не е така. Следователно, те могат да се съхраняват до 12 години. Въпреки сложността на производствения процес, производителите са се научили да произвеждат различни видове литиеви батерии. Тези батерии лесно издържат на температурни колебания и могат да работят дълго време при непрекъснати натоварвания.

Електролит, използван в литиеви батерии

1. тионил хлорид.
2. манганов диоксид;
3. полифлуоровъглеродни съединения;
4. серен диоксид;
5. йод;
6. меден оксид;
7. железен дисулфид;

Номиналното напрежение на такава батерия е 3,7 волта. Литият произвежда клетки, които са леки и много тънки. По същество това е мек и пластичен метал.

Тези източници на енергия започват да се произвеждат в началото на 70-те години на миналия век. Първоначалните експерименти с тези батерии са неуспешни и често завършват с експлозии. След известно време обаче всички дефекти са отстранени. Въпреки това, литиевите батерии трябва да се използват в съответствие с инструкциите за експлоатация.

За да се създаде безопасен източник на енергия от литий, беше необходимо той да се комбинира с твърди органични електролити. Резултатът беше по-мощна и компактна батерия. Две 3-волтови литиеви батерии могат лесно да заменят 4-5-волтови алкални батерии.

Защита

За да се осигури стабилна и надеждна работа на литиевите батерии, в техния дизайн е вградена специална защитна схема. Ето от какво тя предпазва:

1. Силно нагряване.
2. Презареждане.
3. Къси съединения.
4. Преразреждане.

Запоен е към клемите. Има вграден контролер, който следи зареждането на батерията. Ако батерията се презареди над 4,25 V, тя ще се изключи от зарядното устройство.

Как да зареждаме литиеви батерии?

По същество батериите не могат да се презареждат, особено ако са обозначени с надпис „не презареждайте“. Ако клетката ви е акумулаторна батерия, презареждането следва този модел.

Зареждането се извършва на 2 етапа.

1. Постоянен ток с параметри 0,2-0,5 C. Буквата "C" обозначава капацитет. Тъй като батерията има вградена защитна платка, напрежението на отворена верига не трябва да надвишава 7 волта. Когато нивото на напрежение се повиши до 4,2 V, това означава, че батерията е заредена на 80%.
2. Презареждането се извършва при постоянно напрежение. Нивото на тока трябва да намалява. Зарядното устройство трябва да поддържа напрежение от 4,1-4,2 V. То също така регулира тока, който постепенно намалява. Когато падне до 0,05-0,01 C, процесът на зареждане е завършен. На този етап батерията се зарежда напълно до 100%.

Препоръчително е да използвате зарядно устройство с номинално напрежение.

Литиевите батерии не понасят добре презареждането, така че трябва да се изключват навреме.

Къде се използват литиеви батерии?

Приложенията на такива източници на захранване са разнообразни. Например, те могат да бъдат инсталирани в будилници, дистанционни управления и електронни везни. Но те са особено полезни в устройства с висока консумация на енергия, като фотоапарати, светкавици, играчки, медицинско оборудване, военна техника и компютърна техника.

Плюсове и минуси на литиевите батерии

Основното им предимство е, че могат да имат голям капацитет в малък размер.

Списък с предимства

1. Лесен за поддръжка.
2. Стабилни параметри се осигуряват при различни данни за тока на разреждане.
3. Устойчив на температурни промени поради липса на вода.
4. Постоянно напрежение.
5. Леко тегло.
6. Висок енергиен капацитет и енергийна плътност.
7. Капацитетът не зависи от тока на натоварване, подходящ за устройства с висока мощност.
8. Дълъг срок на годност.

Основният недостатък на този тип устройство за съхранение на енергия е цената му. Въпреки това, то няма да се нуждае от подмяна за дълго време.

Видове и размери на литиеви батерии

Следните опции могат да бъдат намерени в продажба:

• ФР
• Li-FeS2.
• Готовност

Те се различават помежду си по форма и могат да бъдат цилиндрични, квадратни или дисковидни.

Класификация на Съединените американски щати

• FR6 (AA).CR. Плоски таблетни клетки.
• FR03 (ААА).
• CR-V9 (литиева PP3). Деветволтова батерия корона.
• CR2 и CR123. Изработени във формата на кръгли бъчви.

Някои параметри могат да бъдат намерени на корпуса на устройството. Например, те могат да включват напрежение, капацитет, клас и година на производство.

Разликата между литиеви батерии и солеви и алкални батерии

• Алкалните батерии издържат до 3-5 години. Сред тези три вида те са най-издръжливите. Известни са още като алкални батерии. Те са се доказали отлично в дистанционни управления, играчки, фенерчета, радиостанции и други устройства с ниска консумация на енергия.
• Литиевите батерии издържат по-дълго от солените и алкалните батерии. Те са идеални за фотографско оборудване и медицински изделия.
• Батериите на солна основа са най-евтините, но и най-слабите. Могат да се съхраняват около три години. Идеални са за дистанционни управления, фенерчета, играчки, калкулатори, таймери и везни.

По принцип, батериите, изброени по-горе, се различават една от друга по отношение на експлоатационния живот и капацитета.

Правила за безопасност

• Не запоявайте проводника към контактите.
• Литиевите батерии се транспортират в специален контейнер/куфар.
• Няма нужда да се държи на слънце.
• Не поставяйте батерията в джоб с метални предмети.

Устройство с литиева батерия

Има два варианта за дизайн:

1. Спирала.
2. Бобина.

Спиралните клетки имат голяма литиева повърхност. Те доставят до 4 A с импулсен ток и до 0,1-1,8 A с непрекъснат ток. Тези батерии губят 10% от първоначалния си капацитет годишно. Призматични, копчевидни или подобни видове батерии се предлагат в магазините.

Основни производители:

1. Варта,
2. Минамото,
3. Тексел
4. Робитън,
5. САФТ,
6. ЕВА,

Захранванията на бобините могат да издържат до 20 години и се използват в устройства с консумиран ток не повече от 150 mA.