Литиевые аккумуляторы

30.05.2018

Для создания наиболее емких источников энергии в виде гальванических элементов, в прошлом веке был задекларирован легкий активный металл — литий. Однако прошли десятки лет, прежде чем конструкцию заставили работать без саморазряда и разрушения токопроводящей пластины. В настоящее время литиевые батарейки и аккумуляторы используются в ноутбуках, телефонах, питают энергией другие гаджеты. Основными характеристиками источника энергии является напряжение, емкость и рабочий ресурс.

Виды литиевых батарей

Использовать в качестве электрода чистый литий оказалось невозможно по многим причинам. Основная – быстрый саморазряд, связанный даже с возгоранием. Итогом стало изготовление катода из алюминиевой или медной фольги, на которую нано слоем наносилась дисперсная соль, включающая ионы Li. Емкость литий-ионных батарей несколько меньше, зато саморазряд приближается к нулю, безопасность высокая.

В зависимости от места применения аккумуляторов используются различные составы электролита:

  • Литий-ионные, электролит жидкий, катод LiCoO2 с номинальным напряжением 3,6 В.
  • Литий-полимерные –электролит в форме геля, номинальное напряжение 3,7 В.
  • Литий-железо-фосфатные – тяговые, катод LiFePO4номинальное напряжение 3,3 В. Литиевые тяговые аккумуляторы работают на морозе, не пожароопасны.

Так как система чувствительна к колебанию заряд/разряд, каждый элемент снабжен контроллером. Если в батарее несколько элементов, в зарядном устройстве есть балансир, служащий для равномерной зарядки каждого элемента.

ЗУ для Ли-Ион Акомуляторов

К недостаткам литиевых батарей относят:

  • опасность возгорания всех, кроме тяговых аккумуляторов;
  • Li-ion, Li-Po аккумуляторы боятся минусовых температур и жары, теряют емкость, не заряжаются;
  • необходимость использования контроллера в батарейке и балансира в ЗУ;
  • аккумуляторы боятся глубокого разряда.

Именно по этим причинам нужно подумать, прежде чем купить для авто литиевый аккумулятор.

В чем отличие литиевых аккумуляторов и батареек АА, ААА от солевых

Виды батарей

Маркировка на круглых батарейках АА означает размер гнезда по американскому стандарту, в России называют их пальчиковыми. Литиевые аккумуляторы АА или батарейки имеют такой же размер, но большую емкость и срок службы.

По стоимости источник питания с аккумулятором поднимает цену устройства на треть, работает без подзарядки около 20 часов. Недорогие одноразовые батарейки удобны в походе, но нет гарантии, что их качество соответствует заявленному производителем. Литий-ионные аккумуляторы удобнее – они подзаряжаются в любой момент, долго работают, но их нужно беречь от холода и сильной жары. Литиевые аккумуляторы ААА, крошечные, такие батарейки называют мизинчиковые, равны мизинцу.

Тяговые литиевые батареи

Литий-ионные аккумуляторы используют для обеспечения энергией погрузчиков, другой складской техники. Это большие литиевые аккумуляторы, где активный элемент находится в сложной соли LiFePO4, нанесенной на алюминиевую фольгу почти молекулярным слоем. Применение этих АКБ оптимально, характеризуется длительной работой батареи, достаточной мощностью и безопасностью. Конструкции аккумулятора модульные, можно выбрать под любые параметры. В комплекте получается батарея необслуживаемая, но с возможностью быстрого заряда и подзарядки в любое время.

Тяговые Li-ion АКБ

Напряжение литиевого аккумулятора

Рабочий диапазон напряжения литиевого аккумулятора от 2,7 до 4,2 В. Перезарядка также губительна для батареи, как и глубокий разряд. Чтобы увеличить срок службы устройства рабочий диапазон устанавливают 3,3-4,1 В. Уровень напряжения – зона ответственности контроллера прибора.

Любое зарядное устройство после преобразования сетевого питания имеет постоянный ток 5В. Подается на гаджет ток, силой 0,1 от емкости гаджета, примерно 1 А в течение часа. Затем в течение часа на батарее поддерживается напряжение 4,2 В равномерной подпиткой, еще час напряжение на батарее 4,2, а параметры питания снижаются. После устройство отключит потребителя, не допуская перезарядки. Разрядить аккумулятор до 2,0 В, значит, привести его в негодность.

Сборка батареи

 Емкость литиевого аккумулятора

Способность аккумулятора отдать определенное количество энергии при снижении напряжения от 4,2 В до 2,7 В называется полной емкостью. На практике напряжение снижается только до 3,1 В, что составит до 70 % от первоначального теоретического значения. Но с момента выпуска начинается деградация батареи, потеря емкости. Поэтому важно купить свежий аккумулятор. Потеря емкости в нормальных условиях составляет 10 % в год, независимо, загружена ли она. Лучшие условия для неработающего устройства – температура 0-10 0, отсутствие прямых солнечных лучей.

Какие литиевые аккумуляторы хорошие для авто

Авто АКБ мифы и реальность

Возникает вопрос, почему литий-ионные аккумуляторы не получили признания у автовладельцев? Какие условия необходимо обеспечить для нормальной работы литиевого автомобильного аккумулятора?

Современные усовершенствованные литиевые АКБ устанавливают флагманы машиностроения – Toyota, Ford на машинах премиум. Они оборудуют свои детища лучшими литиевыми аккумуляторами из серии тяговых. Неоспоримыми достоинствами «лития» считают:

  • меньший вес батареи, что облегчает авто;
  • большой ресурс хранения заряда;
  • большое количество циклов зарядки.

Но если в бортовой системе напряжение выше 14,4 В, аккумулятор выйдет из строя. Возникают проблемы с запуском мотора, если на улице мороз. Чем ниже температура, тем слабее работает АКБ. Очень высокая цена и моторесурс всего 3 года добавляют причин для отказа от перехода на современные, лучшие литиевые аккумуляторы.

Поставить на машину, не приспособленную под литиевый аккумулятор, батарею не просто. Потребуется модернизация бортовой цепи, замена электроники с дополнениями. Но при снижении стоимости на прибор ( сейчас он стоит 1500$), все можно реконструировать.

Вывод

Литий-ионные аккумуляторы и одноразовые батарейки уже заслужили отличные отзывы. Однако правильно эксплуатировать аккумуляторы пользователи не научились. Часто в ноутбуках портится батарея по причине постоянного полной потери емкости. Нет циклов, нет перезарядки. Необходимо все гаджеты доводить до полного разряда хотя бы раз в 3 месяца.

Видео

Видеосоветы, как правильно заряжать литиевый аккумуляторов будут полезны для всех.

 

Комментариев нет

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *