Літій-іонні акумулятори (Li-ion) - Help for engineer

Наши партнеры ArtmMisto

Якщо ви зараз читаєте цю статтю з ноутбука, то наступне буде саме для вас. Чи часто ви задаєте собі питання: яка акумуляторна батарея знаходиться у мене в ноутбуці? Напевно саме в вашому ноутбуці стоїть літій-іонна батарея, яка знайшла свою популярність як живильний елемент для ноутбуків, мобільних телефонів, фотоапаратів, відеокамер і т.д. Таке визнання ці батареї отримали внаслідок того, що їх не потрібно обслуговувати і ці батареї мають дуже високу енергетичну щільність.

З історії цих акумуляторів, можна сказати, що літій-іонні акумулятори мають 3 покоління розвитку.

Спочатку в якості негативних пластин активно застосовувався літій, але тим самим вони були схильні до вибухового ефекту. Цей ефект виникав внаслідок багаторазового використання, на аноді з'являлися освіти, які приводили до замикання електродів, що в свою чергу вело до займання або вибуху.

Цю проблему намагалися вирішити застосовуючи кам'яновугільний кокс-2 покоління літій-іонних акумуляторів, і остаточно це було завершено при заміні матеріалу анода на графіт.

Літій-іонні акумулятори застосовуються разом з системою контролю і управління - BMS (СКУ), яка входить в комплект будь-якого літій-іонного акумулятора. Ця система застосовується для того, що б забезпечити максимальний термін життя цим батареям, обмежуючи струм заряду зверху на рівні 95%, і розряду на 15-20%, бо якщо літій-іонний акумулятор буде повністю розряджений, то він втратить можливість знову зарядиться при підключенні номінального зарядного напруги. Цю проблему можна вирішити шляхом застосування імпульсу напруги, яке є вищими порівняно з номінальним зарядним. Але цей метод дуже сильно позначається на подальших характеристиках літій-іонних батарей. Тобто, ця система запобігає перезарядку і перегрів внаслідок інтенсивного заряду.

Характеристики літій-іонних акумуляторів

Літій-іонні акумулятори мають робоча напруга рівне 3,5-3,7 В. Робочі температури можуть варьіроватьсяот -20 до +60 ° С, хоча варто зауважити, що в даний час розробили акумулятори, які можуть працювати і при -40 ° С, а так же тепер стало можливе розширення температур і до більш високих.

Саморозряд даного типу акумуляторів становить 4-6% в перший місяць, потім зменшується. За рік акумулятор втрачає 10-20% ємності. Так само, можна сміливо сказати, що Li-ion акумулятори мають втрати ємності в рази менше, ніж втрати у нікель-кадмієвих акумуляторів .

Ресурс роботи складає 500-1000 циклів.

Зарядка літій-іонних акумуляторів

Li-ion акумулятори можуть заряджатися в комбінованому режимі: з самого початку при постійному струмі (величиною 0.2С до 1С) до напруги в 4.2 В (це значення залежить від виробника батареї), а далі зарядка буде проходити при постійній напрузі.

При зарядці літій-іонних батарей струмом рівним 1С час необхідне для заряду буде становити 2-3 години, і по досягненню напруги відсічення, струм буде значно зменшуватись і становитиме приблизно 3% від початкового зарядного струму. Це ми можемо наочно побачити на малюнку 1.

Малюнок 1 - Залежність напруги і струму від часу при заряді літій-іонного (Li-ion) акумулятора.

Так само хочу зауважити, що заряд батареї неможливий, при негативних температурах.

Було виявлено, що ліній-іонні акумулятори мають так званий ефект пам'яті , Що зводить нанівець його достоітсва, але зараз з'явилися літій-полімерні акумулятори на базі літій-іонних, в яких цей ефект пам'яті відсутній.

Зберігання літій-іонних акумуляторів

Найкращими умовами для зберігання літій-іонних акумуляторів - це заряд на рівні 40-75% ємності, і при досить низькій температурі в 5 ° C. При цьому, слід зауважити, що при зберігання саме в холодному місці, істотно знижує саморозряд. Термін зберігання варіюється від 24 до 60 місяців.

Однією з відмінних рис у порівнянні з нікелевими і нікель-металогідридними , Літій-іонні акумулятори сніжатся ємність під впливом заряду. Тобто, чим більше буде заряд аккумлятора, тим менше буде його термін експлуатації і служби.

Додати коментар