Lithiumbatterier eller langtidsholdbare strømkilder

Lithium-strømkilder er nødvendige for mange elektroniske enheder. Denne artikel vil diskutere de almindeligt anvendte lithium-ion-batterier.

Sammensætningen af ​​et lithiumbatteri

Et lithiumbatteri fungerer gennem en irreversibel oxidationsreaktion. Metallisk lithium fungerer som anode, mens manganoxid, jerndisulfid eller kobberoxid kan bruges som fast katode. Flydende oxider omfatter svovloxid og thionylchlorid. Aktivt lithium, som effektivt fjerner elektroner, er det anvendte oxidationsmiddel.

Typer af litiumbatterier

Et af klassificeringskriterierne for opbevaringsanordninger er typen af ​​det primære aktive stof:

• Lithium-nikkel-kobolt-aluminiumoxid (NCA) batterier
• Lithium-mangan-batterier
• Lithium-koboltbatterier.
• Lithium-jernfosfat-batterier
• Kilder til litiumtitanat
• Lithium-polymer-batterier
• Lithium-thionylchlorid-batteri

En af de vigtige indikatorer, når man vælger et batteri, er driftsspændingen.

Lad os se på blot et par af dem.

3V lithiumbatterier bruges kun i specialdesignede gadgets; de kan ikke bruges i fjernbetjeninger eller almindelige hjemmeure.

Et 6V lithiumbatteri kan bruges i nødstrømsforsyninger, batteridrevne legetøjsbiler og mange andre anvendelser.

12 volt litiumbatteriet bruges ud over installationen i UPSi selvstændige værktøjer, som f.eks. skruetrækker.

Mærkning

Hvilke mærkninger skal lithium-ion-batterier have? I henhold til IEC-krav skal følgende indikatorer være markeret på batterikassen:

1. Kapacitet litiumbatteri
2. Størrelser på litiumbatterier
3. Forbindelse
4. Klasse
5. Spænding

Litiumbatterier er angivet med bogstaverne "CR". Det næste tal angiver batteriets størrelse. Tabellen nedenfor viser deres kalibrering.

Navn	Mærkning	Spænding, V
Stor rund, D	20	1,5
Lille rund, C	14	1,5
Finger, AA	6	1,5
Mikrofinger, AAA	03	1,5
«Krone», RR3	22/6	9,0

Opladning af energilagringsenheder

Mange spekulerer på, om Li-ion-batterier kan genoplades. Det er tydeligt, at kun specialdesignede batterier, kendt som genopladelige batterier, kan genoplades.

Typiske typer batterikilder ogHvilke batterier er bedre?

Batterityperne omfatter ion- (Li-ion) og polymer- (Li-polymer) batterier. En sammenlignende tabel over litiumbatteriers egenskaber vil hjælpe dig med at analysere disse mere detaljeret.

Karakteristika	Lithium-ion-batterier	Lithiumpolymerbatterier
Designfunktioner	Produktiviteten afhænger af placeringen af ​​elementer i blokken	Tilstedeværelsen af ​​flydende elektrolyt er udelukket
Størrelser på litiumbatterier	Et lille sæt af muligheder	Bredt udvalg uanset celleformat
Energiintensitet	Høj	Lav, antallet af genopladninger er lavere
Vægt	Lidt højere	Kort
Kapacitet	Ikke stor	Dobbelt så meget med samme volumen
Levetid	Har ikke væsentlige afvigelser	Har ikke væsentlige afvigelser
Opladningstid	Langsigtet	Mærkbart mindre
Slid	Sammenligneligt højere	Under
Sikkerhed (brandrisiko)	Lav (eksplosionsrisiko)	Ovenfor (har indbygget beskyttelse)
Pris	Under	Højere

I dag er udviklingen af ​​nye lithium-metal-celler (li-metal) med øget sikkerhed og forlænget levetid i fuld gang.

Lithium-metal-batterier er ret lovende til at erstatte li-ion- og li-pol-kilder.

Funktioner ved opladning af et lithiumpolymerbatteri

For at opretholde strømkildens konstant fulde kapacitet er det nødvendigt at oplade den i henhold til tidsplanen, nemlig efter afladning efter 500 timers drift.

Et polymerbatteri er følsomt over for mekaniske skader, hypotermi samt spændingsudsving og overbelastning, så det bør kun tilsluttes en stabil strømforsyning.

Sådan gendanner du et lithium-ion-batteri

Levetiden for et lithiumbatteri er ret lang, men før eller siden mister det sin oprindelige kapacitet. kapacitetDerfor er mange mennesker bekymrede over batterirenovering.

Lad os se på to måder at gendanne et drev på.

Den første metode virker tvivlsom, men den er den enkleste, og ifølge eksperter virker den ofte. Du skal bruge:

1. Placer strømforsyningen i fryseren i 30-40 minutter
2. Efter at have fjernet den, skal du straks oplade den i et par minutter.
3. lad det derefter udligne til stuetemperatur
4. og først derefter fortsætte opladningen.

Styringen stopper ofte med at blokere elementets drift.

Den anden metode er værd at prøve, hvis standardprocedurer for opladning og frysning ikke hjælper. Denne metode involverer at frakoble beskyttelseskortet ved hjælp af følgende trin:

1. Brug en tester til at måle batterispændingen (hvis aflæsningen er nul, kan du fortsætte)
2. afbryd forsigtigt beskyttelseskortet
3. mål spændingen igen (den skal stige til maksimalt 2,5V)
4. Tilslut til en oplader (med justerbar strømstyrke) og indstil strømmen til 100 mA og spændingen til 4,2 V i 10-15 minutter
5. Sørg for at overvåge spændingen (den bør ikke overstige 3,2 V). Hvis elementet bliver varmt, skal opladningen straks stoppes.
6. Når de nødvendige strøm- og spændingsværdier er nået, skal kortet sættes tilbage på sin oprindelige plads og oplades i normal tilstand.

Hvor lang tid tager det at oplade lithiumbatterier?

Opladere med ladeniveauindikatorer er meget udbredte i disse dage, men hvis du ikke har en, kan du beregne den nødvendige tid ved hjælp af følgende formel:

T (tid) = 1,4*Y(mAh)/X (mA), hvor 1,4 er varmeoverførselskoefficienten.

Hvordan tjekker man strømforsyningen?

Den nemmeste og hurtigste måde at kontrollere opladningen af ​​en strømkilde på er med et multimeter.

Der er to måder at kontrollere:

1. Test uden belastning. Aflæsninger på 1,35 V eller højere indikerer, at elementet er fuldt funktionelt.
2. Belastningstestning muliggør en mere præcis afvisning af lavspændingsdrev. Dette kræver, at målingen udføres, mens batteriet fungerer.

Hvordan udskifter man batteriet?

Det er en betydelig økonomisk byrde at udskifte svage engangsbatterier. Derfor overvejer mange at købe genopladelige batterier. Lithiumbatterier er uden tvivl de mest velegnede til dette formål.

Søgninger på internetsøgemaskiner er særligt populære for at konvertere ældre skruetrækkermodeller til lithiumbatterier. For at gøre dette skal du blot finde de rigtige. skruetrækkerLithium-analoger af samme størrelse og spænding.

Hvor meget koster et litiumbatteri?

Litiumknapbatterier er blandt de billigste batterier. De er almindeligvis kendt som lithium-møntbatterier og bruges til at drive ure, vægte, processorer og andre lavforbrugende gadgets. Priserne på disse batterier starter ved 10 rubler og er kun begrænset af producenternes og distributørernes appetit.

Det er vanskeligt at fastsætte den øvre grænse på grund af det store udvalg. Det er dog tydeligt, at som med alle teknologiske innovationer falder omkostningerne på grund af øget produktionseffektivitet og det stigende antal producenter.

Batteriproduktion

Højkapacitets litiumbatterier bruges i produktionen af ​​elbiler. På grund af elbilers øgede popularitet forventes åbningen af ​​adskillige fabrikker, der producerer disse batterier. Ifølge forskellige konsulentfirmaer vil cirka 26 sådanne store fabrikker snart være i drift. Nogle af disse er allerede i drift, mens resten er planlagt til at blive lanceret i 2021.

Yderligere information om litiumbatterier

Disse batterier er de mest effektive og kan modstå store belastninger. Brugere fremhæver en række fordele: øget energikapacitet, stabil spænding og høj kapacitet. Ligesom andre batterier består litiumbatterier af en anode, katode, separator og membran. De sidste to elementer fungerer som dielektrikum. Denne strømkilde bruger en speciel imprægnering til membranen.

Hovedforskellen mellem lithium-ion-batterier og alkaliske batterier er deres lange levetid. Dette opnås ved hjælp af en speciel teknologi, der eliminerer lithium-ion-batteriers afhængighed af belastningsstrømmen. Dette har de ikke. Derfor kan de opbevares i op til 12 år. På trods af fremstillingsprocessens kompleksitet har producenterne lært at producere forskellige typer lithium-batterier. Disse batterier modstår let temperaturudsving og kan fungere i lang tid under kontinuerlig belastning.

Elektrolyt brugt i litiumbatterier

1. thionylchlorid.
2. mangandioxid;
3. polyfluorcarbonforbindelser;
4. svovldioxid;
5. jod;
6. kobberoxid;
7. jerndisulfid;

Den nominelle spænding for et sådant batteri er 3,7 volt. Lithium producerer celler, der er lette og meget tynde. Det er i bund og grund et blødt og duktilt metal.

Disse strømkilder begyndte at blive produceret i begyndelsen af ​​1970'erne. De første eksperimenter med disse batterier var mislykkede, og de endte ofte med eksplosioner. Efter et stykke tid blev alle defekter dog elimineret. På trods af dette skal lithiumbatterier bruges i overensstemmelse med brugsanvisningen.

For at skabe en sikker strømkilde fra lithium var det nødvendigt at kombinere det med faste organiske elektrolytter. Resultatet var en mere kraftfuld og kompakt battericelle. To 3-volt lithiumbatterier kan nemt erstatte 4-5-volt alkaliske batterier.

Beskyttelse

For at sikre stabil og pålidelig drift af litiumbatterier er der indbygget et specielt beskyttelseskredsløb i deres design. Dette er, hvad det beskytter mod:

1. Stærk opvarmning.
2. Genoplad.
3. Kortslutninger.
4. Overafladning.

Den er loddet fast til terminalerne. Den har en indbygget controller, der overvåger batteriets opladning. Hvis batteriet overoplades til over 4,25 V, afbrydes forbindelsen til opladeren.

Hvordan oplader man lithiumbatterier?

Batterier kan i bund og grund ikke genoplades, især hvis de er mærket med "må ikke genoplades". Hvis dit celle er et genopladeligt batteri, følger genopladningen dette mønster.

Opladning sker i 2 trin.

1. Jævnstrøm med parametre på 0,2-0,5 C. Bogstavet "C" angiver kapacitet. Da batteriet har et indbygget beskyttelseskredsløbskort, bør tomgangsspændingen ikke overstige 7 volt. Når spændingsniveauet stiger til 4,2 V, betyder det, at batteriet er 80% opladet.
2. Genopladning udføres ved en konstant spænding. Strømniveauet skal falde. Opladeren skal opretholde en spænding på 4,1-4,2 V. Den regulerer også strømmen, som gradvist falder. Når den falder til 0,05-0,01 C, er opladningsprocessen færdig. På dette tidspunkt er batteriet fuldt opladet til 100%.

Det anbefales at bruge en oplader med en spændingsklassificering.

Litiumbatterier tåler ikke overopladning, så de skal afbrydes i tide.

Hvor bruges litiumbatterier?

Anvendelsesmulighederne for sådanne strømkilder er forskellige. For eksempel kan de installeres i vækkeure, fjernbetjeninger og elektroniske vægte. Men de er særligt nyttige i enheder med højt strømforbrug, såsom kameraer, blitzer, legetøj, medicinsk udstyr, militært udstyr og computerudstyr.

Fordele og ulemper ved litiumbatterier

Deres største fordel er, at de kan have en stor kapacitet i en lille størrelse.

Liste over fordele

1. Nem at vedligeholde.
2. Stabile parametre sikres med forskellige afladningsstrømdata.
3. Modstandsdygtig over for temperaturændringer på grund af mangel på vand.
4. Konstant spænding.
5. Letvægts.
6. Høj energikapacitet og energitæthed.
7. Kapaciteten afhænger ikke af belastningsstrømmen, egnet til enheder med høj effekt.
8. Lang holdbarhed.

Den største ulempe ved denne type strømlagringsenhed er dens pris. Den kræver dog ikke udskiftning i lang tid.

Typer og størrelser af lithiumbatterier

Følgende muligheder kan findes på udsalg:

• FR
• Li-FeS2.
• CR

De adskiller sig fra hinanden i form og kan være cylindriske, firkantede eller skiveformede.

Klassificering af Amerikas Forenede Stater

• FR6 (AA).CR. Flade tabletceller.
• FR03 (AAA).
• CR-V9 (Lithium PP3). Ni-volts batteri krone.
• CR2 og CR123. Lavet i form af runde tønder.

Nogle parametre kan findes på enhedens kabinet. Disse kan f.eks. omfatte spænding, kapacitet, klasse og produktionsår.

Forskellen mellem lithiumbatterier og saltvands- og alkaliske batterier

• Alkaliske batterier holder i op til 3-5 år. Blandt disse tre typer er de de hårdest ramte. De er også kendt som alkaliske batterier. De har vist sig at være fremragende i fjernbetjeninger, legetøj, lommelygter, radioer og andre enheder med lavt strømforbrug.
• Litiumbatterier holder længere end saltvands- og alkaliske batterier. De er ideelle til fotografisk udstyr og medicinsk udstyr.
• Saltbaserede batterier er de billigste, men også de svageste. De kan opbevares i omkring tre år. De er ideelle til fjernbetjeninger, lommelygter, legetøj, lommeregnere, timere og vægte.

Grundlæggende adskiller de ovennævnte batterier sig fra hinanden med hensyn til levetid og kapacitet.

Sikkerhedsregler

• Lod ikke ledningen til kontakterne.
• Litiumbatterier transporteres i en særlig beholder/kasse.
• Der er ingen grund til at opbevare den i solen.
• Placer ikke batteriet i en lomme med metalgenstande.

Lithiumbatterienhed

Der er to designmuligheder:

1. Spiralformet.
2. Spole.

Spiralceller har et stort lithiumoverfladeareal. De leverer op til 4 A med pulserende strøm og op til 0,1-1,8 A med kontinuerlig strøm. Disse batterier mister 10 % af deres oprindelige kapacitet om året. Prismatiske, knapbatterier eller lignende typer batterier kan købes i butikkerne.

Større producenter:

1. Varta,
2. Minamoto,
3. Tekcell
4. Roboton,
5. SAFT,
6. EVE,

Spolestrømforsyninger kan holde i op til 20 år og bruges i enheder med et strømforbrug på højst 150 mA.