| Ваш IP: 23.20.166.68 | Online(31) - гости: 17, боты: 14 | Загрузка сервера: 3.54 ::::::::::::

Литий-ионный аккумулятор (Li-ion)

60589389279832798234Литий-ионный аккумуляторы (Li-ion)  широко распространены в современной бытовой технике и электронике. Особенно популярен этот тип аккумуляторов в сотовых телефонах, ноутбуках, цифровых фотоаппаратах и другой малогабаритной технике.

Современные Li-ion аккумуляторы имеют высокие удельные характеристики: 100-180 Втч/кг и 250-400 Втч/л. Рабочее напряжение — 3,5-3,7 В.

Характеристики литий-ионных аккумуляторов зависят от химического состава составляющих компонентов, это может отражаться в напряжении элемента, емкости, кол-ве циклов заряда/разряда и т.д. Литий-ионный аккумулятор очень чувствительный к превышению напряжения при заряде, поэтому его как правило оснащают контроллером заряда, который защищает аккумулятор от превышения напряжения заряда. Но все же имеются литий-ионные аккумуляторы без контроллера, которые имеют как правило более низкую цену.

Литий-ионный аккумулятор состоит из электродов (катодного материала на алюминиевой фольге и анодного материала на медной фольге), разделённых пропитанными электролитом пористыми сепараторами. Пакет электродов помещён в герметичный корпус, катоды и аноды подсоединены к клеммам-токосъёмникам. Корпус имеет предохранительный клапан, сбрасывающий внутреннее давление при аварийных ситуациях и нарушении условий эксплуатации. Литий-ионные аккумуляторы различаются по типу используемого катодного материала. Переносчиком заряда в литий-ионном аккумуляторе является положительно заряженный ион лития, который имеет способность внедряться (интеркалироваться) в кристаллическую решётку других материалов (например, в графит, окислы и соли металлов) с образованием химической связи, например: в графит с образованием LiC6, оксиды (LiMnO2) и соли (LiMnRON) металлов.

Первоначально в качестве отрицательных пластин применялся металлический литий, затем — каменноугольный кокс. В дальнейшем стал применяться графит. Применение оксидов кобальта позволяет аккумуляторам работать на значительно более низких температурах, повышает количество циклов разряда/заряда одного аккумулятора. Распространение литий-феррум-фосфатных аккумуляторов обусловлено их относительно низкой стоимостью. Литий-ионные аккумуляторы применяются в комплекте с системой контроля и управления — СКУ или BMS (battery management system) и специальным устройством заряда/разряда.

Основным преимуществом Li-ion аккумуляторов является высокая энергетическая плотность, низкий саморазряд.

Основным недостатком является эффект памяти. Частые циклы неполной зарядки и последующего разряда приводят к возникновению отдельных  «микроэффектов памяти», которые затем суммируются. Это происходит потому, что основой работы батареи являются процессы высвобождения и обратного захвата ионов лития, динамика которых становится далека от оптимальной в случае неполной зарядки.

Во время процесса заряда ионы лития один за другим покидают частицы литий-феррофосфата, размер которых составляет десятки микрометров. Катодный материал начинает разделяться на частицы с разным содержанием лития. Заряд батареи происходит на фоне возрастания электрохимического потенциала. В определённый момент он достигает предельного значения. Это приводит к ускорению высвобождения оставшихся ионов лития из катодного материала, но они уже не меняют суммарное напряжение батареи.

Если батарея не будет полностью заряжена, то на катоде останется некоторое число частиц, близких к пограничному состоянию. Они практически достигли барьера высвобождения ионов лития, но не успели его преодолеть. При разряде свободные ионы лития стремятся вернуться на место и рекомбинировать с ионами феррофосфата. Однако на поверхности катода их также встречают частицы в пограничном состоянии, уже содержащие литий. Обратный захват затрудняется, и нарушается микроструктура электрода.

Так же на емкость заряда аккумуляторов влияет температура при которой их заряжали, холод и жара уменьшают их емкость. Так же глубокий разряд может вообще вывести из строя литий-ионный аккумулятор.

Как говорилось ранее, Li-ion аккумуляторы очень чувствительны к превышению напряжения заряда, если оно выше всего на 4 %, то батарея будет терять емкость в два раза быстрей при каждом цикле заряда, это связано с тем, что ток заряда при этом может увеличится до 10 раз, что приводит к перегреву батареи.

Помимо всего пониженная или повышенная температура хранения аккумулятора вызывают его преждевременное старение. Даже при соблюдении температуры хранения аккумулятор теряет 20% емкости за два года, поэтому необходимо обращать внимание на дату выпуска аккумулятора при его покупке. Если с момента изготовления аккумулятора прошло более 2 лет, то такой аккумулятор лучше не покупать.

Добавить комментарий

Случайные статьи

  • Hi-Fi усилитель для наушников

    Hi-Fi усилитель для наушников

    На рисунке показана схема Hi-Fi усилителя для наушников (моно) с выходной мощность 1 Вт. КНИ усилителя не более 0,1%. Частота пропускания от 10 до 30000 Гц. Усилитель обеспечивает выходную мощность 1 Вт на нагрузке 8 Ом при входном сигнале 500 мВ. Выходные транзисторы усилителя должны быть установлены на небольшие радиаторы. Источник …Подробнее...
  • К1055ХВ7Р — ИС УПРАВЛЕНИЯ РЕЛЕ ВКЛЮЧЕНИЯ ЛАМП АВТОМОБИЛЯ

    К1055ХВ7Р — ИС УПРАВЛЕНИЯ РЕЛЕ ВКЛЮЧЕНИЯ ЛАМП АВТОМОБИЛЯ

    Микросхема К1055ХВ7Р является интегральной схемой управления реле включения ламп автомобиля. Она изготовлена по уникальной биполярной технологии, разработанной для класса ИС, ориентированных на применение в бортовой сети автомобилей. ИС предназначена для работы в качестве мощного счетного триггера в составе реле включения задних противотуманных огней, реле включения передних противотуманных огней, реле включения / переключения ближнего и дальнего света автомобиля с …Подробнее...
  • Трансформаторный источник питания с гасящим конденсатором 3 В/0,5 А

    Простой ИП с гасящим конденсатором и доступным для изготовления трансформатором с небольшим числом витков, обеспечивающим гальваническую развязку от сети, а значит, электробезопасность. Трансформатор становится простым в изготовлении, если напряжение на его первичной обмотке ограничить значением около 30 В. Для этого достаточно 600…650 витков сравнительно толстого, удобного при намотке провода. Излишек …Подробнее...
  • Индикатор 220В — мигающий светодиод

    Индикатор сетевого напряжения основан на таймере TLC555 и светодиоде который мигает при наличии сетевого напряжения. Схема питается непосредственно по сети питания 230VAC через емкостной делитель. Этот миниатюрный индикатор может быть легко поместиться в корпусе выключателя освещения, может быть использован как индикатор питания любого прибора работающего от сети переменного тока 220В. …Подробнее...
  • Электронный стетоскоп

    Электронный стетоскоп

    Стандартные стетоскоп не всегда обеспечивает необходимо усиление, поэтому его можно заменить электронным стетоскопом, который включает в себя фильтр низких частот для подавления ненужного шума. TL072 (1) выполняет функцию малошумящего микрофонного усилителя. На TL072 (2) собран фильтр низких частот с частотой среза 103 Гц. На LM386 собран простой усилитель звуковой частоты, к …Подробнее...