| Ваш IP: 54.196.86.89 | Online(18) - гости: 10, боты: 8 | Загрузка сервера: 4.44 ::::::::::::

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

  • УКВ-ЧМ радиомикрофон с питанием от сетевого адаптера

    Радиомикрофон предстовляет собой моломощный передатчик ч ЧМ модуляцием на фиксированной частоте 88-108МГц. Питетеся передатчик от сетевого адаптера на 9В(шнуры питания этого адаптера и являются антенной). М1- электретный, L1 — L4 — готовые ВЧ дроссели. L5 L6 бескаркасные — сначала на оправке диаметром 8 мм виток к витку наматывают L5 — …Подробнее...
  • Искатель скрытой проводки

    Искатель скрытой проводки работает совместно с цифровым мультиметром (мультиметр должен иметь режим «звуковой прозвонки») который издает сигнал если сопротивление измеряемой цепи не превышает какое-либо фиксированное значение. К мультиметру собирают приставку описанную в этой статье. Основа приставки полевой транзистор VT1 с изолированным затвором. Экранированным проводом его соединяют с входным гнездам прибора …Подробнее...
  • Двухтональная сирена на NE555

    Двухтональная сирена на NE555

    На рисунке показана схема простой двух тональной сирены выполненной на двух таймерах NE555. Работа схемы очень проста, таймеры представляют собой два генератора, низкочастотный генератор (первый слева) управляет работой второго высокочастотного генератора (уменьшая и увеличивая частоту генератора), далее импульсы поступают на усилитель выполненный на транзисторе VT1 к эмиттеру которого подключен 8 …Подробнее...
  • Электронный будильник на КР1016ВИ1

    КР1016ВИ1 — цифровой многопрограммный таймер, предназначенный для работы с индикатором ИЛЦ3-5\7. Она обеспечивает отсчет и отображение на индикаторе текущего времени в часах и минутах, день недели и номер канала управления(9 будильников). Схема будильника показана на рисунке. Тактируется микросхема кв. резонатором Q1 на 32768Гц. питание — отрицательное, общий плюс поступает на …Подробнее...
  • Простой УМЗЧ 50Вт

    Простой УМЗЧ 50Вт

    На рисунке показана схема простого УМЗЧ который развивает максимальную выходную мощность на нагрузке 8 Ом в пределах 50Вт.В усилителе использованы: один ОУ и четыре транзистора 2N3053, 2N4037, 2N3055 и MJ2955. Питание усилителя осуществляется от двух полярного источника питания +/-30В. С помощью резистора R9 установите минимальное выходное напряжение усилителя при замкнутом …Подробнее...