Литий-ионные аккумуляторы (Li-ion)

            Если вы сейчас читаете эту статью с ноутбука, то следующее будет именно для вас. Часто ли вы задаёте себе вопрос : какая аккумуляторная батарея находится у меня в ноутбуке? Наверняка именно в вашем ноутбуке стоит литий-ионная батарея, которая обрела свою популярность как питающий элемент для ноутбуков, мобильных телефонов, фотоаппаратов, видеокамер и т.д. Такое признание эти батареи получили вследствие того, что их не нужно обслуживать и эти батареи имеют очень высокую энергетическую плотность.

Из истории этих аккумуляторов, можно сказать, что литий-ионные аккумуляторы имеют 3 поколения развития.

Изначально в качестве отрицательных пластин активно применялся литий, но тем самым они были подвержены взрывному эффекту. Этот эффект возникал вследствие многократного использования, на аноде появлялись образования, которые приводили к замыканию электродов, что в свою очередь вело к воспламенению или взрыву.

Эту проблему пытались решить применяя каменноугольный кокс-2 поколение литий-ионных аккумуляторов, и окончательно это было завершено при замене материала анода на графит.

Литий-ионные аккумуляторы применяются вместе с системой контроля и управления – BMS(СКУ), которая входит в комплект любого литий-ионного аккумулятора. Эта система применяется для того, что бы обеспечить максимальный срок жизни этим батареям, ограничивая ток заряда сверху на уровне 95%, и разряда на 15-20%, ибо если литий-ионный аккумулятор будет полностью разряжен, то он потеряет возможность опять зарядится при подключении номинального зарядного напряжения. Эту проблему можно решить путем приложения импульса напряжения, которое является более высоким по сравнению с номинальным зарядным. Но этот метод очень сильно сказывается на дальнейших характеристиках литий-ионных батарей. То есть, эта система предотвращает перезарядку и перегрев вследствие интенсивного заряда.

Характеристики литий-ионных аккумуляторов 

Литий-ионные аккумуляторы имеют рабочее напряжение равное 3,5-3,7 В. Рабочие температуры могут варьироваться  от -20 до +60 °С, хотя стоит заметить, что в настоящее время разработали аккумуляторы, которые могут работать и при -40 °С, а так же теперь стало возможно расширение температур и до более высоких.

Саморазряд данного типа аккумуляторов составляет 4-6% в первый месяц, затем уменьшается. За год аккумулятор теряет 10-20% емкости. Так же, можно смело сказать, что  Li-ion аккумуляторы имеют потери емкости в разы меньше, чем  потери у никель-кадмиевых аккумуляторов.

Ресурс работы составляет 500-1000 циклов.

Зарядка литий-ионных аккумуляторов

Li-ion аккумуляторы могут заряжаться в комбинированном режиме: с самого начала при постоянном токе (величиной 0.2С до 1С) до напряжения в 4.2 В (это значение зависит от производителя батареи), а далее зарядка будет проходить при постоянном напряжении.

При зарядке литий-ионных батарей током равным 1С время необходимое для заряда будет состовлять 2-3 часа, и по достижению напряжения отсечки, ток будет значительно уменьшаться и будет составлять примерно 3% от начального зарядного тока. Это мы можем наглядно увидеть на рисунке 1.

Зависимость напряжения и тока от времени при заряде литий-ионного (Li-ion) аккумулятора

 Рисунок 1 Зависимость напряжения и тока от времени при заряде литий-ионного (Li-ion) аккумулятора.

            Так же хочу заметить, что заряд батареи невозможен, при отрицательных температурах.

Было обнаружено, что линий-ионные аккумуляторы имеют так называемый эффект памяти, что сводит на нет его достоитсва, но сейчас появились литий-полимерные аккумуляторы на базе литий-ионных, в которых этот эффект памяти отсутствует.

Хранение литий-ионных аккумуляторов

Самыми лучшими условиями для хранения литий-ионных аккумуляторов – это заряд на уровне 40-75% ёмкости, и при довольно низкой температуре в 5 °C. При этом, следует заметить, что при хранение именно в холодном месте, существенно снижает саморазряд. Срок хранение варьируется от 24 до 60 месяцев.

Одной из отличительных особенностей по сравнению с никелевыми и никель-металлогидридными, литий-ионные аккумуляторы снижат ёмкость под воздействием заряда. То есть, чем больше будет заряд аккумлятора, тем меньше будет его срок эксплуатации и службы.

 

Добавить комментарий

Общайтесь культурно

Ваше имя:

Рейтинг@Mail.ru

Яндекс.Метрика