Una dintre cele mai largi domenii de aplicare a surselor de alimentare este automatizarea industrială. Articolul analizează soluțiile din acest domeniu oferite de compania taiwaneză Mean Well.
Dispozitivele deschise de alimentare sunt special concepute pentru montarea în interiorul carcasei a unei lămpi LED cu o putere de 20 W cu o corecție a factorului de putere și un interval de temperatură de -30 ... 70 ° C.
Introducerea tehnologiilor, sistemelor și dispozitivelor de economisire a energiei cu consum redus de energie, dispozitive portabile și portabile cu acumulator stimulează interesul dezvoltatorilor pentru baterii și baterii cu capacitate specificată, curent descărcat și durată de funcționare. Materialul oferit cititorului conține o scurtă trecere în revistă a bateriilor și bateriilor EEMB și recomandări pentru activarea bateriilor cu clorură de litiu-tionil.
EEMB și produsele sale
EEMB - eficient și flexibil de afaceri specializate în producția de surse primare chimice curente (CCS) - litiu și alcaline baterii, dar, de asemenea, HIT secundar - nichel și baterii cu litiu. Bateriile vor fi denumite primar (fără posibilitatea încărcării) HIT, baterii - HIT secundar (reîncărcabil).
Produsele companiei sunt exportate peste tot în lume și s-au dovedit a fi bine atît în viața cotidiană, cît și în industrie. Firma EEMB are birouri în SUA, China și Hong Kong. Producția are aproximativ 1600 de persoane. Producția se realizează sub control continuu și riguros al calității. Produsele sunt aprobate prin certificate internaționale și certificate conform standardelor ISO 9001.
Datorită instruirii constante a personalului, designul de produs, materialele de înaltă calitate, respectarea strictă a tehnologiei, controlul constant al calității în procesele de producție, modernizarea și managementul echipamentelor, asigurarea calității produselor și serviciilor.
Cele mai populare dintre dezvoltatorii noștri sunt sursele chimice de curent ale următoarelor sisteme electrochimice (sistemele sunt de obicei denumite materiale de electrod):
- bateriile sistemului de clorură de litiu-tionil (Li-SOCL2) din seria ER;
- baterii de sistem cu dioxid de carbon litiu-mangan (Li-MnO2) din seria CR;
- acumulatoare din seria NH-hidrură de nichel-metal (Ni-MH);
- bateriile litiu-ion (Li-Ion) din seria LIR;
- baterii cu litiu polimer (Li-Polymer) LP.
Primele curenți de clorură de litiu-tionil curenți
Tensiunea nominală a surselor curente de clorură de litiu-tionil clorură este de 3,6 V. Capacitatea maximă este de 36 A h într-un caz DD standard. Elementele sistemului Li / SOCl2 au cea mai bună densitate de energie per caracter unitate de volum dintre sursele de curent primar de litiu.
Parametrii principali ai celor mai populare baterii clorură de litiu-tionil (Li-SOCL2) din seria ER sunt prezentate în tabelul 1.
Tabelul 1. Parametrii bateriilor populare din seria ER (clorură de litiu / tionil = Li-SOCL2)
Atunci când alegeți o baterie, trebuie să luați în considerare curenții și modurile de descărcare admise. În cele mai multe cazuri, curentul pulsului admis este de aproximativ două ori mai mare decât pentru un curent constant. Temperatura de funcționare a bateriilor cu litiu din seria ER: -55 ... 85 ° С. Aceste baterii permit stocarea pe termen lung (mai mult de 10 ani). În același timp, reducerea capacității nu este mai mare de 1% pe an. Pentru a crește durata de viață, producătorul recomandă utilizarea bateriilor seriale la curenți redus de descărcare. Trebuie reținut faptul că, la o temperatură scăzută (de ordinul -50 ° C), celulele dau capacitatea de câteva ori mai mică decât capacitatea nominală. Serii de temperaturi ridicate ale bateriilor primare de litiu-tionil clorură EEMB au un interval de temperatură de lucru de -20 ... 150 ° C.
Baterii tip tabletă pe bază de dioxid de litiu-mangan
Tensiunea nominală a acestor baterii este de 3,0 V. De asemenea, acestea au o durată mare de depozitare (5-10 ani). Pierderea capacității nominale este mai mică de 2% pe an la depozitarea la temperatura camerei. Domeniul temperaturii de funcționare a bateriilor CR este -20 ... 60 ° С.
Parametrii principali ai celor mai populare baterii de litiu tip litiu (litiu) tip litiu de dioxid de mangan de litiu sunt enumerați în Tabelul 2.
Tabelul 2. Parametrii bateriilor populare din seria CR (dioxid de mangan litiu = Li-MnO2)
Max. capacitate, mA ∙ h
Curent de descărcare, mA, standard.
Curent de descărcare max. mA
Bateriile litiu cilindrice și push-button sunt produse în dimensiunile elementelor sistemelor electrochimice tradiționale. Având în vedere acest lucru, este necesar să fiți foarte atenți să nu permiteți înlocuirea accidentală a elementelor cu o tensiune de lucru de 1,5 V la litiu cu o tensiune de 3,0 sau 3,6 V, ceea ce poate duce la defectarea dispozitivului alimentat.
Baterii reîncărcabile cu nichel-metal hidrură
Cele mai populare baterii de nichel-metal hidrură (Ni-MH) în cazul standard AA și AAA. Capacitatea maximă pentru carcasa AA este de 2500 mAh, pentru cazul AAA - 850 mAh. Intervalul de temperatură de funcționare: -10 ... 50 ° С. Producătorul garantează un minim de 500 de cicluri de încărcare / descărcare pentru aceste baterii. De asemenea, este prezentat în tabelul 3, compania EEMB produce baterii Ni-MH într-o carcasă C, D și F. Capacitatea maximă pentru corpul F este de 13 ore la ∙ O greutate a bateriei de aproximativ 220 g creștere a capacității de 40% sau mai mult în comparație cu nikelevo- cadmiu baterii (Ni-Cd), absența aproape completă a „efect de memorie“ și respectarea mediului (fără cadmiu) da avantaje suplimentare în baterii Ni-Cd pentru a înlocui hidrură de nichel-metal.
Parametrii principali ai bateriilor cu hidrură de nichel-metal EEMB sunt rezumați în tabelul 3.
Tabelul 3. Bateriile Ni-MH (hidrură de nichel-metal) EEMB în pachetele AA și AAA
Litiu-ion baterii serie LIR
Ca urmare a căutării celui mai bun material pentru catod, bateriile moderne Li-Ion devin o întreagă familie de surse chimice de curent, care diferă semnificativ una de cealaltă, atât de intensitatea energetică, cât și de parametrii modurilor de încărcare / descărcare. Aceasta, la rândul său, necesită o creștere substanțială a inteligenței circuitelor controlorului de încărcare. În caz contrar, este posibil să se deterioreze (inclusiv ireversibil) atât bateriile, cât și dispozitivele alimentate.
Bateriile Li-Ion LEM seria EEMB sunt disponibile în două tipuri de carcase: comprimat (numit și buton) și cilindric. Parametrii principali și aspectul bateriilor din această serie sunt prezentate în tabelele 4, 5.
Tabelul 4. Parametrii bateriilor EEMB Li-Ion în carcase de tip tabletă
Valoarea maximă capacitate de Li-Ion acumulatori tip prismatic este de 1800 mA ∙ ore la tensiunea nominală de 3,7 V și greutatea corporală de aproximativ 41,2 g capacitate baterie cu celule ajunge la 200 mA ∙ h la diametru corp de 30 mm și o înălțime de 4,8 mm . Capacitatea maximă de 2100 mA ∙ h între cilindrice bateriile Li-Ion sunt populare LIR18650 EEMB cântărește aproximativ 45,0 g Tensiune nominală cilindrică baterie Li-Ion are o valoare de 3,7 V.
Litiu Polymer (Li-Pol) baterii
Bateriile cu litiu polimer (Li-Pol) sunt cele mai noi în tehnologia litiului. Având aproximativ aceeași densitate de energie ca bateriile convenționale Li-Ion, dispozitive litiu-polimer permit producerea de diferite forme geometrice din plastic, alternativa la bateriile convenționale, suficient de grosime subțire și capabil să umple orice spațiu gol. În acest caz, eficiența utilizării spațiului este mărită cu aproximativ 20%.
Acumulatorul Li-Pol este similar cu Li-Ion, dar are un electrolit gel. Ca rezultat, a devenit posibilă simplificarea designului elementului, deoarece scurgerea electrolitului gel este practic imposibilă.
Cu aceeași capacitate, acumulatorul cu litiu polimer este mai ușor decât bateria litiu-ion. Acesta este un alt avantaj foarte important al bateriilor Li-Pol.
În ciuda diferenței dintre sistemele electrochimice, metoda de încărcare a bateriilor litiu-ion și litiu-polimer este aceeași. Pentru a obține performanțe optime ale bateriilor Li-Ion / Li-Pol, trebuie să utilizați un algoritm special de încărcare. Unul dintre algoritmii de încărcare posibili este prezentat în Figura 1.
În algoritmul de încărcare a bateriilor prezentat în Figura 1, întregul ciclu este împărțit în trei părți: preîncărcarea, limitarea curentului și limitarea tensiunii. Culoarea roșie indică tensiunea bateriei la încărcare, curentul de încărcare albastră. Prima etapă se caracterizează prin faptul că vă permite să începeți fără probleme încărcarea bateriilor profund descărcate. A doua etapă a acuzației este cea principală. Încărcarea cu un curent maxim se produce până când tensiunea pe baterie atinge 4,2 V pe o celulă. La sfârșitul celei de-a doua etape, bateria va fi încărcată numai cu 70%. În a treia etapă, sarcina este produsă la o tensiune stabilizată. Deoarece tensiunea pe baterie în timpul încărcării este fixată la 4,2 V, curentul de încărcare scade treptat. Când curentul de încărcare atinge aproximativ 3% din valoarea nominală, se consideră că bateria este încărcată complet. Nu uitați că bateriile cu litiu sunt sensibile la temperatura ambiantă, deci atunci când încărcați aceste baterii, trebuie să vă amintiți regimul de temperatură.
Până în prezent, EEMB are o listă foarte mare de baterii Li-Ion și Li-Pol produse. Printre bateriile Li-Pol, LP052030-PCB-LD (capacitate 230 mAh) și LP383454-PCB-LD (capacitate 750 mAh) sunt foarte populare. Acestea nu au caracteristicile cele mai limitative dintre bateriile Li-Pol produse. Cu toate acestea, combinația parametrilor lor sa dovedit a fi cea mai solicitată pentru piața internă. Pentru bateriile LP05230-PCB-LD, sunt garantate mai mult de 400 de cicluri de încărcare / descărcare, mai mult de 500 de cicluri pentru LP383454-PCB-LD. Numărul de cicluri este dat cu condiția ca curentul să fie încărcat cu 1C (unde C este capacitatea bateriei) și descărcarea la temperatura camerei.
Bateriile și opțiunile terminalului bateriei
Bateriile și bateriile din EEMB sunt disponibile în versiuni diferite pentru diferite opțiuni de montare pe PCB. Fiecare versiune a ieșirilor are propriile denumiri de litere. Cele mai populare sunt prezentate în figurile 2 și 3. Figura 2 prezintă variantele terminalelor bateriilor tip tabletă (pushbutton); în figura 3 - tipul cilindric. Dacă numele nu conține codificarea terminalelor, înseamnă că bateriile sunt destinate instalării în suporturi pentru baterii.
Fig. 2. Opțiunile terminalelor bateriilor tipului de tablete (buton)
Fig. 3. Variații ale terminalelor celulelor de tip cilindric
Activarea bateriilor cu clorură de litiu-tionil și caracteristicile funcționării lor
Datorită curentului scăzut de auto-descărcare, bateriile cu clorură de litiu-tionil au o durată foarte mare de depozitare. Această proprietate este asigurată de o peliculă izolatoare subțire de clorură de litiu, care apare pe suprafața electrodului de litiu. Pelicula este formată în timpul asamblării elementului de pe banda transportoare a producătorului, deoarece litiul reacționează chimic cu clorura de tionil. Filmul rezultat oprește reacția și interacțiunea reactivilor, reducând substanțial curentul de auto-descărcare. Dar există și o parte negativă a acestui proces - când se conectează sarcina medie sau maximă admisă la elementul de alimentare, există o tensiune scăzută la contactele bateriei. Tensiunea nominală la celulele clorură de litiu tionil, cu un standard de curent de evacuare trebuie să fie puțin mai mică de 3,6 V. Cu toate acestea, datorită filmului izolant format pe bornele de tensiune a bateriei poate fi redus la 2,3 ... 2,7 V sau mai jos, pe un termen de valabilitate foarte lung baterii. În timpul depozitării crește grosimea filmului izolator, ceea ce reduce tensiunea de ieșire și reduce curentul de descărcare. Acest proces se numește pasivarea unei celule de litiu. Pasivarea este prezentă în produsele tuturor producătorilor de surse curente de litiu, fără excepție, dar nu toți producătorii îi avertizează pe clienți. Disponibilitate în celule primare cu litiu ale filmului izolator păstrează în mod eficient taxa pentru o lungă perioadă de timp, dar tensiunea de ieșire redus poate perturba funcționarea normală a dispozitivului din cauza incapacității de a asigura o funcționare normală, la un consum ridicat de putere medie și de HIT. Ca urmare, bateria nu poate da puterea maximă la sarcină, în ciuda faptului că această rezervă de energie este disponibilă în ea. Pentru unii dezvoltatori, acest comportament al sursei de alimentare este o catastrofă neașteptată. Nu este clar cum să fii și ce să faci! Înlocuirea bateriilor cu "noi", adică luate din depozit și nu în serviciu pentru o oră, un rezultat pozitiv nu poate da. Și verificarea funcționalității dispozitivului arată că totul este în regulă cu circuitul.
Rata la care se formează o peliculă pe suprafața unui electrod de litiu depinde de temperatură. Cu cât temperatura de stocare a HIT este mai mare, cu cât crește grosimea filmului mai rapid, cu atât mai mult va fi pasivată sursa de curent de litiu. Mai mult, mai bateria este stocată într-un depozit, filmul mai gros este format pe o suprafață de litiu electrod într-o măsură mai mare și impedanța de ieșire mai evident pasivizare HIT. Din fericire, un impuls puternic curent permite distruge complet clorura de litiu format, dar dispozitive cu consum redus de energie, cu un consum de curent de mai multe miliamperi (astfel de dispozitive sunt foarte mult, dacă nu majoritatea) nu va fi, în procesul de a distruge filmul de izolare și pentru a aduce bateria regimului pasivare . Prin urmare, bateriile cu clorură de litiu-tionil trebuie eliminate din modul de pasivare înainte de operare. Procesul de scoatere din modul pasivare se numește activare sau depasivare.
Figura 4 ilustrează procesul de depasivare a celulelor primare clorură de litiu-tionil. Trebuie menționat faptul că pasivarea este caracteristică pentru alte tipuri de surse curente de litiu, dar pentru elementele de clorură de litiu-tionil este cel mai pronunțat. În plus, aceste surse primare de curent sunt cele mai solicitate datorită capacității lor specifice specifice. În figura 4, culoarea verde indică tensiunea pe celulă în absența unei sarcini. La un moment t0, o anumită sarcină este conectată pentru o anumită perioadă de timp. Aceasta generează un curent pulsatoriu, ceea ce duce la o scădere bruscă a tensiunii la sursa de curent la un nivel de 2,4 V și chiar mai scăzut. Creșterea curentului distruge filmul de protecție de pe suprafața electrodului de litiu. După aceea, reacția chimică din element poate să apară mult mai activ. Sfârșitul procesului de activare este momentul în care tensiunea la HIT devine mai mare de 3,0 V. În nici un caz nu poate fi activat scurtcircuitul terminalelor bateriei pentru activare. O astfel de metodă barbară de influență reduce drastic durata de viață a surselor curente sau le dezactivează pur și simplu. Există un curent de activare maxim admisibil recomandat de producător pentru bateriile cu clorură de litiu-tionil.
Fig. 4. Natura variației de tensiune la contactele celulei litiului în timpul activării
Tabelul 6 enumeră valorile maxime admise de curent de activare pentru unele baterii EEMB Li-SOCL2. Valoarea acestui curent este egală cu dublul curentului de descărcare maxim admisibil de lucru. Nu trebuie să depășească valoarea curentului maxim de impuls (ambii parametri sunt specificați în documentația producătorului). Cititorul poate calcula cu ușurință valorile de orientare ale curenților de activare pentru alte baterii de clorură de litiu-tionil, ale căror denumiri lipsesc în tabelul 6.
Tabelul 6. Parametri pentru activarea bateriilor cu clorură de litiu-tionil EEMB
În figura 5 sunt prezentate grafice tipice ale densității volumetrice de energie a bateriilor cu diferite tipuri de sisteme electrochimice pentru compararea vizuală. Zona de sub grafice caracterizează energia fiecărui tip de baterie. Se poate vedea clar că bateriile cu clorură de litiu-tionil au cea mai mare capacitate specifică. De aceea, aceste baterii câștigă din ce în ce mai multă popularitate printre dezvoltatori.
Fig. 5. Compararea densității volumetrice de energie a bateriilor din diferite sisteme electrochimice
concluzie
În ciuda diferențelor semnificative în densitatea în vrac a energiei, fiecare sistem electrochimic are avantajele și dezavantajele sale. Pentru unele aplicații, este necesară o gamă largă de temperaturi de funcționare, pentru altele - prețul minim, iar pentru al treilea - dimensiunea minimă a HIT. Și pentru fiecare aplicație, EEMB oferă bateriile sale și bateriile de înaltă calitate la prețuri competitive.
Site-ul producătorului www.eemb.com oferă o listă completă de produse. Orice baterie sau baterie EEMB poate fi achiziționată de la distribuitorul oficial Compal Compal. Cele mai populare produse EEMB sunt păstrate în depozitul Compel din Moscova în cantități industriale, iar seriile promițătoare sunt folosite ca eșantioane pentru noile evoluții.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: