Bună ziua, dragi cititori! Astăzi vom vorbi despre acumulatorul litiu-ion, pentru a afla ce este și cum să o utilizați corect? Și așa ...
Principiul de funcționare al oricărei baterii electrice este acumularea energiei electrice în cursul unei reacții chimice care apare atunci când un curent electric de încărcare curge prin baterie și generarea de energie electrică în timpul fluxului de curent de descărcare în timpul reacției chimice inverse.
Reversibilitatea reacției chimice din baterie vă permite să descărcați și să încărcați în mod repetat bateria. Acesta este avantajul bateriilor înainte de sursele de curent de unică folosință, bateriile convenționale, în care este posibilă numai curentul de descărcare.
Ca mediu pentru transportul de încărcare de la un electrod baterie la celălalt electrolit, utilizat - soluție specială printr-o reacție chimică, care cu materialul electrodului devine posibilă atât directă, cât și o reacție chimică în baterie inversă, și care face posibilă atât încărcarea bateriei, și rangul său.
Dispozitiv și principiu de funcționare a bateriei litiu-ion
Astăzi, unul dintre cele mai promițătoare tipuri de baterii este o baterie litiu-ion. În aceste baterii, aluminiul acționează ca un electrod negativ (catod), iar cuprul servește ca un electrod pozitiv (anod). Electrozii pot avea o formă diferită, de obicei o folie sub forma unui cilindru sau a unei pungi alungite.
Pe folia de aluminiu este aplicat un material catodic, care poate fi unul dintre cele trei:
- cobaltat de litiu LiCoO2
- ferofosfat de litiu LiFePO4
- litiu mangan spinel LiMn2O4
iar grafitul de cupru este aplicat pe folia de cupru.
Ferofosfatul de litiu LiFePO4 este singurul, în prezent, un material catod sigur în ceea ce privește pericolul exploziei și în general protecția mediului.
Litiu ferofosfat LiFePO4
Electroliții polimerice capabile să introducă în structura de sare de litiu, datorită ductilității sale fac posibilă fabricarea unei baterii litiu-ion cu o suprafață interioară mare și aproape orice formă, iar acest lucru crește foarte mult atât caracteristicile de greutate și mărime tehnologizare și.
În timpul încărcării bateriei, ionii de litiu se deplasează prin electrolit, și introdus în rețeaua cristalină a grafitului la anod pentru a forma un compus LiC6 grafit litiu. Când descărcarea, procesul invers - ionii de litiu din mișcare anod la catod (oxidant) și în circuitul extern la catod, electronii se deplasează, ca rezultat al procesului dobândește neutralitatea electrică.
Dispozitiv și principiu de funcționare a bateriei litiu-ion
Tensiunea nominală a bateriei litiu-ion este de 3,6 volți, însă diferența de potențial la încărcare poate atinge 4,23 volți. În legătură cu acest fapt, încărcarea este produsă la o tensiune maximă admisă care nu depășește 4,2 volți.
Unii compuși de litiu se pot aprinde cu ușurință dacă tensiunea este depășită, prin urmare, bateriile litiu-ion încorporează în mod tradițional regulatoare de nivel de încărcare care nu permit depășirea tensiunii critice. Un alt mod de a asigura siguranța este o supapă integrată pentru a scuti excesul de presiune din interiorul ambalajului.
Baterii litiu-ion
Litiu-ferrofosfat LiFePO4 este considerat materialul catodic cel mai promițătoare datorită ușurinței sale de mediu. Litiu cobaltatului LiCoO2, la rândul său, este toxic și nociv pentru mediu, în timp ce bateria bazată pe ea doar 50% din ionii pot fi extrase din structura compusului, deoarece dacă acestea elimina complet litiu, structura devine instabilă, cobalt intră în starea de oxidare +4 și poate oxida oxigen si prinderea oxigenului atomic se va oxida electrolit, și o explozie. Bateriile cu capacitate crescută (pe bază de LiCoO2) sunt extrem de explozive.
Litiu-ferofosfatul este în scoarța pământului și nu va crea probleme de mediu în viitor. Din aceasta, oxigenul nu poate fi eliberat, deoarece este foarte puternic legat de fosfor pentru a forma un ion fosfat stabil. Cu toate acestea, pentru posibilitatea utilizării acestui material, a trebuit să fie rupt în bucăți mici, altfel ar rămâne un izolator din cauza conductivității foarte scăzute. Particulele au fost făcute ca plăci cu dimensiuni mici în direcția mișcării litiu-ionice, apoi acoperite cu un strat de carbon nanometric.
Baterie litiu-ion pentru mașină
Astfel de nanoparticule de LiFePO4 pot fi încărcate în 10 minute, iar dacă stratul de acoperire este modificat, timpul de încărcare va fi redus la 1-3 minute. În viitor, acest material va putea furniza electricitate vehiculelor electrice timp de 10 ani. Deja, un ciclu de încărcare-descărcare este posibil din punct de vedere tehnologic în 5-10 minute, cu o siguranță completă.
Din punctul de vedere al științei moderne, dezvoltarea și producția chiar a unui nano-acumulator portabil nu va dura mult timp să aștepte, iar cuvântul este doar pentru o introducere tehnologică largă a dezvoltărilor. În ceea ce privește perspectivele vehiculelor electrice, se poate presupune deja că acestea vor deveni principalul mod de transport în orașele din viitorul apropiat.
Funcționarea corectă a bateriilor litiu-ion
În cazul funcționării corecte a bateriilor cu litiu, vom înțelege respectarea condițiilor în care o baterie litiu-ion a unui dispozitiv portabil poate funcționa în siguranță, va dura o lungă perioadă de timp și funcționarea dispozitivului va rămâne completă.
Cu o funcționare corectă, bateria cu litiu-ion va dura 10-15 ori mai mult decât atunci când este utilizată ca produs secundar. Vor fi oferite recomandări pentru utilizatori, respectarea cărora va contribui la menținerea eficienței și a capacității bateriei litiu-ion pe toată durata utilizării dispozitivului portabil, până la momentul potrivit și decizia de a achiziționa o baterie nouă pentru a înlocui bateria veche.
Nu supraîncălziți
Cel mai bine este să păstrați capacitatea bateriei cu litiu dacă temperatura carcasei nu crește peste 20 ° C. Dacă temperatura crește peste 30 ° C, capacitatea de a păstra încărcarea va scădea deja de la 100% la 80%.
Când este încălzit la 45 ° C, capacitatea bateriei de a menține încărcarea va fi redusă la jumătate. Temperatura de 45 ° C, apropo, este ușor de atins dacă lăsați aparatul la soare sau folosiți intensiv aplicații puternice.
Baterie litiu-ion spulberată
Asta este, dacă observați că dispozitivul sau bateria vizibil incalzit, du-te la un loc răcoros (în cazul în care cauza la temperatura mediului ambiant) sau dezactivați aplicații și servicii care nu sunt necesare, pentru a reduce luminozitatea ecranului, activați modul de economisire a energiei - astfel încât să va fi capabil de a reduce puterea de consum a dispozitivului, și Reduceți curentul care trece prin baterie - bateria va începe să se răcească.
Dacă acest lucru nu funcționează, opriți dispozitivul, scoateți bateria (dacă este posibil) și așteptați până se răcește sau până când dispozitivul se răcește, dacă designul nu permite scoaterea bateriei.
Dimpotrivă, o baterie extrem de rece, la temperaturi mai mici de -4 ° C, pur și simplu nu poate da putere completă până când se încălzește, mai bine dacă este la temperatura camerei.
Dar, în general, temperaturile scăzute nu sunt capabile să provoace o baterie de litiu, cum ar fi o deteriorare ireversibilă cauzată de creșterea, astfel că după încălzirea la temperatura camerei, bateria extrem de rece, proprietățile electrolitului său se vor recupera. Scoateți bateria rece din dispozitiv în interior sau încălziți-o în mâini, apoi introduceți-o înapoi.
Deconectați încărcătorul la timp
Dacă bateria este încărcată mai mult decât se așteaptă, adică dacă rămâne conectată la sursa curentului de încărcare chiar și după ce este complet încărcată, aceasta poate distruge bateria, reducând în mod semnificativ capacitatea acesteia.
Linia de jos este că nivelul de funcționare al unei baterii convenționale cu litiu nu trebuie să depășească 3,6 volți pentru o funcționare sigură, dar încărcătoarele sunt alimentate la bornele de 4,2 volți în timpul încărcării. Și dacă încărcătorul nu este deconectat în timp (bine, unele sunt dezactivate automat), apoi în interiorul bateriei vor începe reacțiile dăunătoare. În cel mai rău caz, se va produce supraîncălzire excesivă și o reacție în lanț în electrolit nu va dura mult timp.
Deconectați încărcătorul la timp
încărcătoare originale (care vin cu gadget de către producător) sunt de înaltă calitate, ei sunt capabili de a reduce curentul de încărcare, care interacționează pe algoritmul corect cu baterie și controler de gadget încorporat.
În orice caz, nu este nevoie să lăsați dispozitivul să se reîncarce (chiar și de la un încărcător de marcă) până în ultimul moment, mai bine deconectați imediat, imediat ce afișajul (sau indicatorul) arată încărcarea completă.
Toate dispozitivele mobile moderne pe baterii litiu-ion arată o încărcare de 100%, când bateria este încărcată cu adevărat complet, nu este nevoie să-l păstrați mai mult.
Nu permiteți evacuarea profundă
Există diferite utilizări ale duratei de viață a bateriei. Dacă de fiecare dată pentru a descărca bateria rapid și complet, va fi însoțită în mod regulat de eliberarea unei cantități mari de căldură, deoarece curentul de descărcare prin baterie va curge considerabil și aceasta este o sarcină distructivă a bateriei.
Dacă ciclurile de descărcare mici sunt scurte, chiar și atunci bateria va fi reîncărcată și apoi descărcată din nou în mai multe porțiuni, durata de viață a bateriei va dura mai mult.
Bateriile moderne cu litiu în mod normal rezistă descărcării incomplete și încărcării, nu că primele exemple de litiu!
Și dacă luăm în considerare efectul de descărcare-taxa pe durata totală a ciclurilor de viață a bateriei, este de fapt de trei până la 66% din ciclul de descărcare și apoi încărcat până la 100%, în esență, un efect echivalent cu a purta o pereche de cicluri de descărcare de până la 50% și apoi se încarcă apoi la 100%.
Nu permiteți evacuarea profundă
Multe cicluri scurte de încărcare-descărcare nu sunt mai dăunătoare decât câteva cicluri mai lungi. Încărcarea intensivă este dăunătoare - provoacă încălzirea și duce la procese ireversibile, dacă este adâncă (până la 20% și mai mică).
Descărcați și reîncărcați încet bateria cu litiu
După cum sa menționat mai sus, descărcarea intensivă și încărcarea intensivă sunt însoțite de curenți mari prin electrolitul bateriei, ceea ce duce la supraîncălzirea și, prin urmare, la procesele distructive.
Dar chiar dacă regimul de stres a fost permis și bateria a fost foarte caldă, nu vă grăbiți să o încărcați. Așteptați până se răcește și numai atunci conectați-l la încărcător, atunci va fi capabil să preia încărcarea în mod normal și în siguranță.
În procesul de încărcare, bateria nu ar trebui să se supraîncălzească, dacă se întâmplă acest lucru, atunci curentul trece prin electrolit și acest lucru este dăunător.
Dacă încărcătorul este doar un transformator cu un redresor, este posibil ca bateria să se supraîncălzească din cauza supratensiunii și să se descompună treptat. Nu toate încărcătoarele "rapide" sunt compatibile cu bateriile cu litiu.
Cea mai bună opțiune este încărcătorul original de la același producător ca și dispozitivul încărcat, în mod ideal - încărcătorul din kit. Dar dacă nu există nicio posibilitate de a utiliza încărcătorul original, utilizați cel care oferă mai puțin curent - aceasta va economisi bateria din cauza supraîncălzirii datorită alimentării excesive.
Descărcați și reîncărcați încet bateria cu litiu
O bună alternativă la încărcătorul original este portul USB al computerului. USB 2.0 va da 500mA, USB 3.0 - un maxim de 900mA. Acest lucru este suficient pentru o încărcare sigură.
Unele dintre dispozitivele „rapid“, capabil să pompeze în bateria de 3-4 amperi, dar este devastatoare pentru mici capacitatea bateriei, care este ceea ce bateriile de gadget-uri mobile portabile (a se vedea. Documentația). Un mic curent de la USB - garantează siguranța bateriei litiu-ion.
Aveți la dispoziție o baterie de rezervă
Multe dispozitive permit scoaterea bateriei, astfel încât să aveți o baterie de rezervă nu este deloc o problemă. timpul de operare al dispozitivului se va dubla exclus de descărcare profundă (pre-a instala bateria de rezervă, fără a aștepta descărcarea principală) nu mai este dăunător este tentat să folosească un „rapid“ încărcător. 20% din descărcarea bateriei principale reprezintă un semnal pentru a stabili o baterie de rezervă.
Aveți la dispoziție o baterie de rezervă
În cazul în care prima baterie este fierbinte din sarcina grea sau din cauza încălzirii externe (lăsat accidental în soare) - se introduce de rezervă și în timp ce primul este rece, continuați să utilizați dispozitivul, păstrând atât bateria intactă. Atunci când cel răcit se va răci, poate fi încărcat în încărcătorul original (rețea sau mașină).
Deci, pentru ca bateria litiu-ion sa reziste mult timp si drept, este necesar:
- Nu lăsați acumulatorul să se încălzească peste 30 ° C, cea mai bună temperatură este de 20 ° C
- Excludeți încărcarea excesivă a bateriei și supratensiunea la borne, în mod optim 3,6 V
- Evitați descărcarea adâncă a bateriilor - permiteți 20% să fie limita
- Evitați încărcările curente ridicate în timpul încărcării și descărcării (consultați documentația), utilizați USB
- Aveți o baterie de rezervă
Vom fi bucuroși dacă vă abonați la Blogul nostru!
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: