Литијумске батерије или дуготрајни извори напајања

Литијумски извори напајања су потребни за многе електронске уређаје. Овај чланак ће размотрити најчешће коришћене литијум-јонске батерије.

Састав литијумске батерије

Литијумска батерија функционише путем неповратне реакције оксидације. Метални литијум служи као анода, док се манганов оксид, гвожђе дисулфид или бакар оксид могу користити као чврста катода. Течни оксиди укључују сумпор оксид и тионил хлорид. Активни литијум, који ефикасно уклања електроне, је оксидационо средство које се користи.

Врсте литијумских батерија

Један од критеријума за класификацију уређаја за складиштење је врста главне активне супстанце:

• Литијум-никл-кобалт-алуминијум-оксидне (NCA) батерије
• Литијум-манганске батерије
• Литијум-кобалтне батерије.
• Литијум-гвожђе-фосфатне батерије
• Извори литијум титаната
• Литијум-полимерске батерије
• Литијум-тионил хлоридна батерија

Један од важних показатеља при избору батерије је радни напон.

Погледајмо само неколико њих.

Литијумске батерије од 3V се користе само у специјално дизајнираним уређајима; не могу се користити у даљинским управљачима или обичним кућним сатовима.

Литијумска батерија од 6V може се користити у непрекидним изворима напајања, играчкама на батерије и многим другим применама.

Литијумска батерија од 12 волти се користи поред инсталације у УПСу самосталним алатима, као што су одвијач.

Означавање

Које ознаке треба да имају литијум-јонске батерије? Према IEC захтевима, следећи индикатори морају бити означени на кућишту батерије:

1. Капацитет литијумска батерија
2. Величине литијумских батерија
3. Сложени
4. Класа
5. Напон

Литијумске батерије су означене словима „CR“. Следећи број означава величину батерије. Табела испод приказује њихову калибрацију.

Име	Означавање	Напон, V
Велики округли, Д	20	1,5
Мали округли, Ц	14	1,5
Прст, АА	6	1,5
Микро-прст, ААА	03	1,5
«Круна», РР3	22. јун	9.0

Пуњење уређаја за складиштење енергије

Многи људи се питају да ли се литијум-јонске батерије могу пунити. Јасно је да се могу пунити само специјално дизајниране батерије, познате као пуњиве батерије.

Типичне врсте извора батерија иКоје су батерије боље?

Типови батерија укључују јонске (литијум-јонске) и полимерске (литијум-полимерске) батерије. Упоредна табела карактеристика литијумских батерија ће вам помоћи да их детаљније анализирате.

Карактеристике	Литијум-јонске батерије	Литијум-полимерске батерије
Карактеристике дизајна	Продуктивност зависи од распореда елемената унутар блока	Присуство течног електролита је искључено
Величине литијумских батерија	Мали скуп опција	Широк избор без обзира на формат ћелије
Енергетски интензитет	Високо	Ниско, број пуњења је мањи
Тежина	Нешто више	Кратак
Капацитет	Није велико	Двоструко више са истом запремином
Век трајања	Нема значајних одступања	Нема значајних одступања
Време пуњења	Дугорочно	Приметно мање
Носити	Упоредиво више	Испод
Безбедност (ризик од пожара)	Ниско (ризик од експлозије)	Горе (има уграђену заштиту)
Цена	Испод	Више

Данас је развој нових литијум-металних ћелија (li-metal) са повећаном безбедношћу и продуженим веком трајања у пуном јеку.

Литијум-металне батерије су прилично обећавајуће за замену литијум-јонских и литијум-полимерних извора.

Карактеристике пуњења литијум-полимерске батерије

Да би се константно одржао пун капацитет извора напајања, потребно га је пунити према распореду, наиме, након пражњења након 500 сати рада опреме.

Полимерска батерија је осетљива на механичка оштећења, хипотермију, као и на флуктуације напона и преоптерећења, па је треба повезати само са стабилним извором напајања.

Како повратити литијум-јонску батерију

Животни век литијумске батерије је прилично дуг, али пре или касније губи свој првобитни капацитет. капацитетЗато су многи људи забринути због рестаурације батерија.

Хајде да погледамо два начина за враћање диска у првобитно стање.

Прва метода делује сумњиво, али је најједноставнија и, према речима стручњака, често функционише. Потребно вам је:

1. Ставите напајање у замрзивач на 30-40 минута
2. Након што га уклоните, одмах га напуните неколико минута.
3. затим оставити да се температура изједначи са собном температуром
4. и тек онда наставити са пуњењем.

Контролер често престаје да блокира рад елемента.

Други метод вреди покушати ако стандардне процедуре пуњења и замрзавања не помажу. Овај метод подразумева искључивање заштитне плоче помоћу следећих корака:

1. Користите тестер за мерење напона батерије (ако је очитавање нула, можете наставити)
2. пажљиво искључите заштитну плочу
3. поново измерите напон (требало би да се повећа на максимум 2,5 V)
4. повежите се са пуњачем (са подесивом струјом) и подесите струју на 100 mA и напон на 4,2 V током 10-15 минута
5. Обавезно пратите напон (не би требало да пређе 3,2 V). Ако се елемент загреје, одмах прекините пуњење.
6. Након достизања потребних вредности струје и напона, вратите плочу на првобитно место и пуните је у нормалном режиму.

Колико је времена потребно за пуњење литијумских батерија?

Пуњачи са индикаторима нивоа напуњености се данас широко користе, али ако га немате, можете израчунати потребно време користећи следећу формулу:

T (време) = 1,4*Y(mAh)/X (mA), где је 1,4 коефицијент преноса топлоте.

Како проверити напајање?

Најлакши и најбржи начин за проверу напуњености извора напајања је помоћу мултиметра.

Постоје два начина за проверу:

1. Тестирање без оптерећења. Очитавања од 1,35 V или више указују на то да је елемент потпуно функционалан.
2. Тестирање оптерећења омогућава прецизније одбацивање нисконапонских погона. Ово захтева мерење док батерија ради.

Како заменити батерију?

Замена слабих батерија за једнократну употребу представља значајан финансијски терет. Стога многи размишљају о куповини пуњивих батерија. Литијумске батерије су несумњиво најпогодније за ову сврху.

Претраге на интернет претраживачима су посебно популарне за претварање старијих модела одвијача у литијумске батерије. Да бисте то урадили, само треба да пронађете праве. одвијачлитијумски аналози исте величине и напона.

Колико кошта литијумска батерија?

Литијумске батерије дугмасте боје су међу најјефтинијим батеријама. Познате као литијумске батерије типа „coin“, користе се за напајање сатова, вага, процесора и других уређаја са ниском потрошњом енергије. Цене ових батерија почињу од 10 рубаља и ограничене су само жељама произвођача и дистрибутера.

Тешко је одредити горњу границу због огромне разноликости. Међутим, јасно је да, као и код свих технолошких иновација, трошкови падају због повећане ефикасности производње и растућег броја произвођача.

Производња батерија

Литијумске батерије великог капацитета користе се у производњи електричних возила. Због повећане популарности електричних возила, очекује се отварање бројних фабрика које производе ове батерије. Према проценама различитих консултантских фирми, ускоро ће бити оперативно приближно 26 таквих великих фабрика. Неке од њих су већ у функцији, док се планира покретање осталих до 2021. године.

Додатне информације о литијумским батеријама

Ове батерије су најефикасније и могу да издрже велика оптерећења. Корисници истичу низ предности: повећан енергетски капацитет, стабилан напон и висок капацитет. Као и друге батерије, литијумске батерије се састоје од аноде, катоде, сепаратора и дијафрагме. Последња два елемента служе као диелектрик. Овај извор напајања користи посебну импрегнацију за дијафрагму.

Главна разлика између литијум-јонских батерија и алкалних батерија је њихов дуг век трајања. То се постиже употребом посебне технологије која елиминише зависност литијум-јонских батерија од струје оптерећења. Оне то немају. Стога се могу складиштити до 12 година. Упркос сложености производног процеса, произвођачи су научили да производе различите врсте литијумских батерија. Ове батерије лако подносе температурне флуктуације и могу радити дуго времена под континуираним оптерећењем.

Електролит који се користи у литијумским батеријама

1. тионил хлорид.
2. манган диоксид;
3. полифлуороугљенична једињења;
4. сумпор-диоксид;
5. јод;
6. бакар оксид;
7. гвожђе дисулфид;

Номинални напон такве батерије је 3,7 волти. Литијум производи ћелије које су лагане и веома танке. У суштини, то је мекан и дуктилан метал.

Ови извори напајања почели су да се производе почетком 1970-их. Почетни експерименти са овим батеријама били су неуспешни и често су се завршавали експлозијама. Међутим, после неког времена, сви недостаци су отклоњени. Упркос томе, литијумске батерије се морају користити у складу са упутствима за употребу.

Да би се створио безбедан извор напајања од литијума, било је потребно комбиновати га са чврстим органским електролитима. Резултат је била снажнија и компактнија батеријска ћелија. Две литијумске батерије од 3 волта могу лако заменити алкалне батерије од 4-5 волти.

Заштита

Да би се осигурао стабилан и поуздан рад литијумских батерија, у њихов дизајн је уграђено посебно заштитно коло. Ево од чега оно штити:

1. Јако загревање.
2. Допуна.
3. Кратки спојеви.
4. Прекомерно пражњење.

Залемљен је на терминале. Има уграђени контролер који прати напуњеност батерије. Ако се батерија препуни изнад 4,25 V, искључиће је са пуњача.

Како пунити литијумске батерије?

У суштини, батерије се не могу пунити, посебно ако су означене са „не пунити“. Ако је ваша ћелија пуњива батерија, пуњење прати овај образац.

Пуњење се одвија у 2 фазе.

1. Једносмерна струја са параметрима од 0,2-0,5 C. Слово „C“ означава капацитет. Пошто батерија има уграђену заштитну плочу, напон отвореног кола не би требало да пређе 7 волти. Када ниво напона порасте на 4,2 V, то значи да је батерија напуњена 80%.
2. Пуњење се врши константним напоном. Ниво струје треба да се смањује. Пуњач треба да одржава напон од 4,1-4,2 V. Такође регулише струју, која се постепено смањује. Када падне на 0,05-0,01 C, процес пуњења је завршен. У овој фази, батерија се потпуно пуни до 100%.

Препоручљиво је користити пуњач са напоном који одговара.

Литијумске батерије не подносе добро прекомерно пуњење, па их је потребно на време искључити.

Где се користе литијумске батерије?

Примене за такве изворе напајања су разноврсне. На пример, могу се инсталирати у будилнике, даљинске управљаче и електронске ваге. Али су посебно корисни у уређајима са великом потрошњом енергије, као што су камере, блицеви, играчке, медицинска опрема, војна опрема и рачунарска опрема.

Предности и мане литијумских батерија

Њихова главна предност је што могу имати велики капацитет у малој величини.

Листа предности

1. Лако се одржава.
2. Стабилни параметри су обезбеђени са различитим подацима о струји пражњења.
3. Отпоран на температурне промене због недостатка воде.
4. Константан напон.
5. Лагана тежина.
6. Висок енергетски капацитет и густина енергије.
7. Капацитет не зависи од струје оптерећења, погодан за уређаје велике снаге.
8. Дуг рок трајања.

Главни недостатак ове врсте уређаја за складиштење енергије је његова цена. Међутим, неће захтевати замену дуго времена.

Врсте и величине литијумских батерија

Следеће опције се могу наћи на продаји:

• ФР
• Li-FeS2.
• Припремљен одговор

Разликују се једни од других по облику и могу бити цилиндрични, квадратни или дисколики.

Класификација Сједињених Америчких Држава

• FR6 (AA).CR. Равне таблетне ћелије.
• ФР03 (ААА).
• CR-V9 (литијумска PP3). Батерија од девет волти круна.
• CR2 и CR123. Направљени у облику округлих цеви.

Неки параметри се могу наћи на кућишту уређаја. На пример, то могу бити напон, капацитет, класа и година производње.

Разлика између литијумских батерија и сланих и алкалних батерија

• Алкалне батерије трају до 3-5 година. Међу ове три врсте, оне су најиздржљивије. Познате су и као алкалне батерије. Одлично су се показале у даљинским управљачима, играчкама, батеријским лампама, радио-апаратима и другим уређајима мале потрошње енергије.
• Литијумске батерије трају дуже од сланих и алкалних батерија. Идеалне су за фотографску опрему и медицинске уређаје.
• Батерије на бази соли су најјефтиније, али и најслабије. Могу се чувати око три године. Идеалне су за даљинске управљаче, батеријске лампе, играчке, калкулаторе, тајмере и ваге.

У основи, горе наведене батерије се разликују једна од друге по веку трајања и капацитету.

Безбедносна правила

• Не лемите жицу на контакте.
• Литијумске батерије се транспортују у посебном контејнеру/кутији.
• Нема потребе да га држите на сунцу.
• Не стављајте батерију у џеп са металним предметима.

Уређај са литијумском батеријом

Постоје две опције дизајна:

1. Спирала.
2. Бобина.

Спиралне ћелије имају велику површину литијума. Оне испоручују до 4 А са импулсном струјом и до 0,1-1,8 А са континуираном струјом. Ове батерије губе 10% свог почетног капацитета годишње. Призматичне, дугмасте или сличне врсте батерија доступне су у продавницама.

Главни произвођачи:

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

Напајања са бобинама могу трајати до 20 година и користе се у уређајима са потрошњом струје не већом од 150 mA.