Litiumbatterier eller strømkilder med lang levetid

Litiumstrømkilder er nødvendige for mange elektroniske enheter. Denne artikkelen vil diskutere de vanlig brukte litiumionbatteriene.

Sammensetningen av et litiumbatteri

Et litiumbatteri opererer gjennom en irreversibel oksidasjonsreaksjon. Metallisk litium fungerer som anode, mens manganoksid, jerndisulfid eller kobberoksid kan brukes som fast katode. Flytende oksider inkluderer svoveloksid og tionylklorid. Aktivt litium, som effektivt fjerner elektroner, er oksidasjonsmiddelet som brukes.

Typer litiumbatterier

Et av klassifiseringskriteriene for oppbevaringsenheter er typen hovedaktiv substans:

• Litium-nikkel-kobolt-aluminiumoksid (NCA) batterier
• Litium-mangan-batterier
• Litium-koboltbatterier.
• Litiumjernfosfatbatterier
• Litiumtitanatkilder
• Litiumpolymerbatterier
• Litium-tionylkloridbatteri

En av de viktigste indikatorene når du velger et batteri er driftsspenningen.

La oss se på bare noen få av dem.

3V litiumbatterier brukes kun i spesialdesignede dingser; de kan ikke brukes i fjernkontroller eller vanlige hjemmeklokker.

Et 6V litiumbatteri kan brukes i avbruddsfri strømforsyning, batteridrevne lekebiler og mange andre bruksområder.

12-volts litiumbatteriet brukes i tillegg til installasjon i UPSi frittstående verktøy, som for eksempel skrujern.

Merking

Hvilke merkinger skal litiumionbatterier ha? I henhold til IEC-kravene må følgende indikatorer være merket på batterikassen:

1. Kapasitet litiumbatteri
2. Størrelser på litiumbatterier
3. Forbindelse
4. Klasse
5. Spenning

Litiumbatterier er merket med bokstavene «CR». Det neste tallet angir batteristørrelsen. Tabellen nedenfor viser kalibreringen deres.

Navn	Merking	Spenning, V
Stor rund, D	20	1,5
Liten rund, C	14	1,5
Finger, AA	6	1,5
Mikrofinger, AAA	03	1,5
«Krone», RR3	22. juni	9.0

Lading av energilagringsenheter

Mange lurer på om litiumionbatterier kan lades opp. Det er tydelig at bare spesialdesignede batterier, såkalte oppladbare batterier, kan lades opp.

Typiske typer batterikilder ogHvilke batterier er bedre?

Batterityper inkluderer ionbatterier (Li-ion) og polymerbatterier (Li-polymer). En sammenlignende tabell over litiumbatteriers egenskaper vil hjelpe deg med å analysere disse mer detaljert.

Kjennetegn	Litiumionbatterier	Litiumpolymerbatterier
Designfunksjoner	Produktiviteten avhenger av plasseringen av elementer i blokken	Tilstedeværelsen av flytende elektrolytt er utelukket
Størrelser på litiumbatterier	Et lite sett med alternativer	Bredt utvalg uavhengig av celleformat
Energiintensitet	Høy	Lav, antall oppladinger er lavere
Vekt	Litt høyere	Kort
Kapasitet	Ikke stor	Dobbelt så mye med samme volum
Levetid	Har ikke vesentlige avvik	Har ikke vesentlige avvik
Ladetid	Langsiktig	Merkbart mindre
Bruk	Sammenlignbart høyere	Under
Sikkerhet (brannfare)	Lav (eksplosjonsrisiko)	Over (har innebygd beskyttelse)
Pris	Under	Høyere

I dag er utviklingen av nye litiummetallceller (li-metall) med økt sikkerhet og forlenget levetid i full gang.

Litiummetallbatterier er ganske lovende for å erstatte li-ion- og li-pol-kilder.

Funksjoner ved lading av et litiumpolymerbatteri

For å opprettholde en konstant full kapasitet på strømkilden, er det nødvendig å lade den i henhold til planen, nemlig etter utlading etter 500 timers drift av utstyr.

Et polymerbatteri er følsomt for mekanisk skade, hypotermi, samt spenningssvingninger og overbelastning, så det bør kun kobles til en stabil strømforsyning.

Slik gjenoppretter du et litiumionbatteri

Levetiden til et litiumbatteri er ganske lang, men før eller siden mister det sin opprinnelige kapasitet. kapasitetDerfor er mange bekymret for batterireparasjon.

La oss se på to måter å gjenopprette en disk på.

Den første metoden virker tvilsom, men den er den enkleste, og ifølge eksperter fungerer den ofte. Du trenger:

1. Sett strømforsyningen i fryseren i 30–40 minutter
2. Etter at du har fjernet den, må du umiddelbart lade den i noen minutter.
3. la det deretter jevne seg ut til romtemperatur
4. og bare deretter fortsette ladingen.

Kontrolleren slutter ofte å blokkere elementets drift.

Den andre metoden er verdt å prøve hvis standard lade- og fryseprosedyrer ikke hjelper. Denne metoden innebærer å koble fra beskyttelseskortet ved å følge disse trinnene:

1. Bruk en tester til å måle batterispenningen (hvis avlesningen er null, kan du fortsette)
2. koble forsiktig fra beskyttelseskortet
3. mål spenningen på nytt (den skal øke til maksimalt 2,5 V)
4. Koble til en lader (med justerbar strøm) og sett strømmen til 100 mA og spenningen til 4,2 V i 10–15 minutter
5. Sørg for å overvåke spenningen (den skal ikke overstige 3,2 V). Hvis elementet blir varmt, må du stoppe ladingen umiddelbart.
6. Etter at du har nådd de nødvendige strøm- og spenningsverdiene, sett kortet tilbake på sin opprinnelige plass og lad det i normal modus.

Hvor lang tid tar det å lade litiumbatterier?

Ladere med ladenivåindikatorer er mye brukt i disse dager, men hvis du ikke har en, kan du beregne den nødvendige tiden ved hjelp av følgende formel:

T (tid) = 1,4*Y(mAh)/X (mA), hvor 1,4 er varmeoverføringskoeffisienten.

Hvordan sjekke strømforsyningen?

Den enkleste og raskeste måten å sjekke ladningen på en strømkilde på er med et multimeter.

Det er to måter å sjekke på:

1. Testing uten belastning. Avlesninger på 1,35 V eller høyere indikerer at elementet er fullt funksjonelt.
2. Lasttesting muliggjør mer nøyaktig avvisning av lavspenningsdrivere. Dette krever at målingen utføres mens batteriet er i drift.

Hvordan bytter man batteriet?

Å bytte ut svake engangsbatterier er en betydelig økonomisk byrde. Derfor vurderer mange å kjøpe oppladbare batterier. Litiumbatterier er utvilsomt de mest passende for dette formålet.

Søk på internettsøkemotorer er spesielt populære for å konvertere eldre skrutrekkermodeller til litiumbatterier. For å gjøre dette trenger du bare å finne de riktige. skrujernlitiumanaloger av samme størrelse og spenning.

Hvor mye koster et litiumbatteri?

Litiumknappbatterier er blant de billigste batteriene. De er ofte kjent som litiummyntbatterier, og brukes til å drive klokker, vekter, prosessorer og andre små dingser med lavt strømforbruk. Prisene på disse batteriene starter på 10 rubler og er kun begrenset av produsentenes og distributørenes appetitt.

Det er vanskelig å bestemme den øvre grensen på grunn av det store utvalget. Det er imidlertid tydelig at, som med alle teknologiske innovasjoner, faller kostnadene på grunn av økt produksjonseffektivitet og det økende antallet produsenter.

Batteriproduksjon

Høykapasitets litiumbatterier brukes i produksjonen av elektriske kjøretøy. På grunn av den økte populariteten til elektriske kjøretøy forventes det åpning av en rekke fabrikker som produserer disse batteriene. Ifølge diverse konsulentfirmaer vil omtrent 26 slike store fabrikker snart være i drift. Noen av disse er allerede i drift, mens resten er planlagt lansert innen 2021.

Tilleggsinformasjon om litiumbatterier

Disse batteriene er de mest effektive og tåler tunge belastninger. Brukere fremhever en rekke fordeler: økt energikapasitet, stabil spenning og høy kapasitet. Som andre batterier består litiumbatterier av en anode, katode, separator og membran. De to siste elementene fungerer som dielektrikum. Denne strømkilden bruker en spesiell impregnering for membranen.

Hovedforskjellen mellom litiumionbatterier og alkaliske batterier er deres lange levetid. Dette oppnås ved bruk av en spesiell teknologi som eliminerer avhengigheten av laststrøm hos litiumionbatterier. Dette har de ikke. Derfor kan de lagres i opptil 12 år. Til tross for kompleksiteten i produksjonsprosessen har produsenter lært å produsere forskjellige typer litiumbatterier. Disse batteriene tåler lett temperatursvingninger og kan fungere i lang tid under kontinuerlig belastning.

Elektrolytt brukt i litiumbatterier

1. tionylklorid.
2. mangandioksid;
3. polyfluorkarbonforbindelser;
4. svoveldioksid;
5. jod;
6. kobberoksid;
7. jerndisulfid;

Den nominelle spenningen til et slikt batteri er 3,7 volt. Litium produserer celler som er lette og svært tynne. I hovedsak er det et mykt og duktilt metall.

Disse strømkildene begynte å bli produsert tidlig på 1970-tallet. De første eksperimentene med disse batteriene var mislykkede, og de endte ofte med eksplosjoner. Etter en tid ble imidlertid alle feilene eliminert. Til tross for dette må litiumbatterier brukes i samsvar med bruksanvisningen.

For å lage en trygg strømkilde fra litium, var det nødvendig å kombinere det med faste organiske elektrolytter. Resultatet ble en kraftigere og mer kompakt battericelle. To 3-volts litiumbatterier kan enkelt erstatte 4-5-volts alkaliske batterier.

Beskyttelse

For å sikre stabil og pålitelig drift av litiumbatterier, ble en spesiell beskyttelseskrets innlemmet i designet deres. Dette er hva den beskytter mot:

1. Sterk oppvarming.
2. Lad opp.
3. Kortslutninger.
4. Overutladning.

Den er loddet til terminalene. Den har en innebygd kontroller som overvåker batteriets lading. Hvis batteriet overlader til over 4,25 V, vil den koble det fra laderen.

Hvordan lader man litiumbatterier?

I hovedsak kan ikke batterier lades opp, spesielt hvis de er merket med «må ikke lades opp». Hvis cellen din er et oppladbart batteri, følger ladingen dette mønsteret.

Lading skjer i to trinn.

1. Likestrøm med parametere på 0,2–0,5 C. Bokstaven «C» angir kapasitet. Siden batteriet har et innebygd beskyttelseskretskort, bør ikke tomgangsspenningen overstige 7 volt. Når spenningsnivået stiger til 4,2 V, betyr dette at batteriet er 80 % ladet.
2. Ladingen utføres med konstant spenning. Strømnivået skal avta. Laderen skal opprettholde en spenning på 4,1–4,2 V. Den regulerer også strømmen, som gradvis avtar. Når den faller til 0,05–0,01 C, er ladeprosessen fullført. På dette stadiet lades batteriet helt opp til 100 %.

Det anbefales å bruke en lader med spenningsklassifisering.

Litiumbatterier tåler ikke overlading godt, så de må kobles fra i tide.

Hvor brukes litiumbatterier?

Bruksområdene for slike strømkilder er varierte. De kan for eksempel installeres i vekkerklokker, fjernkontroller og elektroniske vekter. Men de er spesielt nyttige i enheter med høyt strømforbruk, som kameraer, blitser, leker, medisinsk utstyr, militært utstyr og datautstyr.

Fordeler og ulemper med litiumbatterier

Deres største fordel er at de kan ha stor kapasitet i liten størrelse.

Liste over fordeler

1. Lett å vedlikeholde.
2. Stabile parametere sikres med forskjellige utladningsstrømdata.
3. Motstandsdyktig mot temperaturendringer på grunn av mangel på vann.
4. Konstant spenning.
5. Lett vekt.
6. Høy energikapasitet og energitetthet.
7. Kapasiteten er ikke avhengig av laststrømmen, egnet for enheter med høy effekt.
8. Lang holdbarhet.

Den største ulempen med denne typen strømlagringsenhet er kostnaden. Den vil imidlertid ikke trenge utskifting på lenge.

Typer og størrelser på litiumbatterier

Følgende alternativer finnes på salg:

• FR
• Li-FeS2.
• CR

De skiller seg fra hverandre i form og kan være sylindriske, firkantede eller skiveformede.

Klassifisering av Amerikas forente stater

• FR6 (AA).CR. Flate tablettceller.
• FR03 (AAA).
• CR-V9 (litium PP3). Ni-volts batteri krone.
• CR2 og CR123. Laget i form av runde fat.

Noen parametere finnes på enhetens kropp. Disse kan for eksempel inkludere spenning, kapasitet, klasse og produksjonsår.

Forskjellen mellom litiumbatterier og saltvanns- og alkaliske batterier

• Alkaliske batterier varer i opptil 3–5 år. Blant disse tre typene er de de hardeste. De er også kjent som alkaliske batterier. De har vist seg å være utmerkede i fjernkontroller, leker, lommelykter, radioer og andre enheter med lavt strømforbruk.
• Litiumbatterier varer lenger enn saltvanns- og alkaliske batterier. De er ideelle for fotografisk utstyr og medisinsk utstyr.
• Saltbaserte batterier er de billigste, men også de svakeste. De kan lagres i omtrent tre år. De er ideelle for fjernkontroller, lommelykter, leker, kalkulatorer, timere og vekter.

I bunn og grunn skiller batteriene som er oppført ovenfor seg fra hverandre når det gjelder levetid og kapasitet.

Sikkerhetsregler

• Ikke lodd ledningen til kontaktene.
• Litiumbatterier transporteres i en spesiell beholder/eske.
• Det er ikke nødvendig å oppbevare den i solen.
• Ikke legg batteriet i en lomme med metallgjenstander.

Litiumbatterienhet

Det finnes to designalternativer:

1. Spiral.
2. Spole.

Spiralceller har et stort litiumoverflateareal. De leverer opptil 4 A med pulserende strøm og opptil 0,1–1,8 A med kontinuerlig strøm. Disse batteriene mister 10 % av sin opprinnelige kapasitet per år. Prismatiske, knappebatterier eller lignende typer batterier er tilgjengelige i butikker.

Store produsenter:

1. Varta,
2. Minamoto,
3. Tekcell
4. Roboton,
5. SAFT,
6. EVE,

Spolestrømforsyninger kan vare i opptil 20 år og brukes i enheter med et strømforbruk på ikke mer enn 150 mA.