Lithium-ion- en nikkel-cadmium-batterijen zijn twee populaire klassen autonome voedingen. Elk van hen heeft bepaalde grenzen van de beste toepassing, en gebruikersfouten worden vaak geassocieerd met onwetendheid over de kenmerken van dergelijke batterijen. Met veel vergelijkbare kenmerken verschillen Li-Ion- en NiCd-batterijen in hun chemische samenstelling, milieu-impact, gebruik en kosten.
Sodrezhanie
Wat hebben Li-Ion- en Ni-Cd-batterijen gemeen
Formulieren en sommige parameters van deze klassen van batterijen worden bepaald door GOST 26692-85. In het bijzonder. Deze norm stelt voor beide typen in:
- Algemene afmetingen
- Acceptatie- en testprocedure.
- Voorwaarden voor veilig gebruik.
- Volledigheid van de levering.
- Etikettering, verpakking en transport naar consumenten.
- Lijst met instructies voor veilig gebruik.
- Fabrieksgarantie.
Belangrijk! Aangezien de toepassingen van batterijen van dit type zich voortdurend uitbreiden, is GOST R IEC 61426-1-2014 onlangs geïntroduceerd en toegepast, waarin de algemene vereisten zijn vastgelegd voor batterijen die worden gebruikt als hernieuwbare energiebronnen (bijvoorbeeld in fotovoltaïsche zonne-energie).
De reeksen batterijcapaciteit zijn ook gebruikelijk: beide kunnen worden geproduceerd met indicatoren van 1,2 tot 3,6 Ah · of meer. Een gemeenschappelijke eigenschap kan ook de efficiëntie van laad- / ontlaadcycli worden genoemd, die, afhankelijk van de specifieke fabrikant, in het bereik van 70 ... 90% ligt.
Verschillen tussen Li-Ion- en Ni-Cd-batterijen
Laten we de volgende kenmerken vergelijken: de essentie van elektrochemische processen, milieu-impact, kosten, bedrijfskenmerken en productiviteit, evenals praktische toepassing.
Nikkel-cadmiumbatterij gebruikt cadmium als anode (negatieve terminal), nikkeloxyhydroxide als kathode (positieve terminal) en kaliumhydroxide in water als elektrolyt.
Lithium-ionbatterij gebruikt grafiet als anode, lithiumoxide voor een kathode en lithiumzout als elektrolyt. Lithiumionen bewegen van de negatieve elektrode naar de positieve tijdens de ontlading en in de tegenovergestelde richting tijdens het opladen.
| naam | Li-ion voedingen | Ni-Cd voedingen |
|---|---|---|
| voltage | 3.6 / 3.7 V | 1,2 V |
| Aantal werkcycli | Tot 1200 | Tot 2000 |
| Laad / ontlaad efficiëntie | 80…90 % | 70…90 % |
| Temperatuurafhankelijkheid van de intensiteit van het zelfontladingsproces (per maand) | Tot 8% bij 21 ° C Tot 15% bij 40 ° C Tot 31% bij 60 ° C | Tot 10% |
| Energiedichtheid | 250 ... 620 W h / l | 50 ... 150 W h / l |
| herstel | Laag gevaarlijk afval | Gevaarlijk afval |
Ni-Cd-batterijen bevatten 6% (voor industriële bronnen) tot 18% (voor consumentenbatterijen) cadmium, een giftig zwaar metaal, en vereisen daarom speciale zorg bij het verwijderen en weggooien van een gebruikte batterij. Dergelijk afval wordt als gevaarlijk voor het milieu beschouwd. Tegelijkertijd zijn alle componenten van lithium-ionbatterijen milieuvriendelijk, omdat lithium geen giftig metaal is.
In termen van kosten is een lithium-ionbatterij ongeveer 40% duurder dan nikkel-cadmium. Dit wordt verklaard door aanzienlijke productiekosten voor het leveren van een extra beveiligingscircuit dat de parameters van spanning, stroom en vermogen regelt.
Dan is lithium-ion beter dan nikkel-cadmium
Het grootste nadeel van nikkel-cadmiumbatterijen is hun toewijding aan het zogenaamde "geheugeneffect", wanneer ze meerdere keren worden ontladen en opnieuw in dezelfde capaciteit worden geladen.De batterij "onthoudt" het punt in de laadcyclus waarop het opladen begon en tijdens daaropvolgend gebruik daalt de spanning op dit punt plotseling, alsof de batterij leeg is.
De batterijcapaciteit neemt echter slechts licht af. Sommige soorten elektronische apparaten zijn speciaal ontworpen om lang genoeg dergelijke onderspanning te weerstaan - zodat de spanning terugkeert naar zijn normale toestand. Sommige apparaten en gadgets zijn echter gedurende deze periode uitgeschakeld, dus de batterij lijkt eerder dan normaal "leeg" te zijn.
Een soortgelijk effect, stressdepressie genoemd, is het resultaat van herhaaldelijk opladen. In dit geval is de batterij volledig opgeladen, maar ontlaadt deze snel na een korte periode van gebruik.
Een ander probleem is het "reverse charge" -effect, dat optreedt als gevolg van een gebruikersfout of wanneer een batterij van meerdere cellen volledig is ontladen. Achterwaarts opladen verkort de levensduur van de batterij. Een bijproduct van reverse charge is waterstofgas, dat gevaarlijk is.
Interessant feit: omgekeerd laden vindt plaats bij onregelmatig gebruik van nikkel-cadmium krachtbronnen. Vervolgens worden dendrieten gevormd en verspreid in de batterijen - dunne geleidende kristallen die kunnen doordringen door het scheidingsmembraan tussen de elektroden. Dit leidt tot een interne kortsluiting en voortijdige batterijfout.
Lithium-ionbatterijen vereisen daarentegen geen hoog serviceniveau. Ze kunnen worden opgeladen voordat ze volledig zijn ontladen (zonder de vorming van een "geheugeneffect") en werken in een breder temperatuurbereik. In vergelijking met Ni-Cd is zelfontlading in een lithium-ionoplossing minder dan de helft van de totale capaciteit, wat de levensduur van een dergelijke batterij verlengt. Daarom kan een lithium-ionbatterij meerdere maanden worden bewaard zonder dat de batterij leeg raakt.
Dan Nikkel-cadmiumbatterij is beter dan Li-ion
NiCd-batterijen kunnen in batterijpakketten worden samengevoegd of afzonderlijk worden gebruikt. Deze batterijen zijn klein en klein, zodat ze in het dagelijks leven kunnen worden gebruikt, bijvoorbeeld in zaklampen, draagbare elektronica, camera's en camcorders, evenals in speelgoed. Voor kleine formaten bieden nikkel-cadmium-batterijen beter een hoge gepulseerde stroom met een relatief lage interne weerstand, waardoor ze de voorkeurskeuze zijn voor op afstand bestuurde elektrisch bestuurde modellen van vliegtuigen, boten, auto's, voor draadloos elektrisch gereedschap, evenals voor het leveren van flitsers tijdens de levensduur en de waarde van capaciteit in mah speelt geen speciale rol.
Grote Ni-Cd-batterijen worden gebruikt voor luchtstarters, elektrische voertuigen en als back-upstroombronnen.
Belangrijk! Een opvallend nadeel van een lithium-ionbatterij is de kwetsbaarheid. Daarom heeft een dergelijke batterij voor een veilige werking een speciaal beveiligingscircuit nodig.
Het beveiligingscircuit is ontworpen om de piekspanning tijdens het opladen van de batterij of batterij te beperken. Het elimineert de mogelijkheid van onderspanning, die kan worden waargenomen wanneer de stroombron wordt ontladen. Om extreme temperaturen te voorkomen en de veiligheid van de toepassing te verbeteren, wordt de temperatuur in de behuizing ook geregeld. Dit alles verhoogt de kosten en vergroot de grootte van de lithium-ionbatterij.
Gezien eigenschappen zoals hoge energiedichtheid, gebrek aan geheugeneffect en langzaam laadverlies, worden lithium-ionbatterijen voornamelijk gebruikt voor militaire doeleinden in ruimtevaarttechnologie, evenals energiebronnen voor moderne elektrische voertuigen (waar lichtgewicht en afmetingen belangrijk zijn) .
Wat beter is: Li-Ion of Ni-Cd
Het is onmogelijk om deze vraag eenduidig te beantwoorden en het is niet nodig. Elk type batterij heeft zijn eigen rationele toepassing.Een Ni-Cd-batterij is goedkoper en heeft een aanzienlijk aantal laad- / ontlaadcycli (wat echter niet vaak moet gebeuren!). De Li-Ion-batterij wordt gekenmerkt door zijn compacte formaat, langere levensduur van de batterij en de afwezigheid van een "geheugeneffect"; hij kan in een breder temperatuurbereik werken.
Heeft u nog vragen? Vraag ze in de reacties!
