Литијум-јонске батерије

Дуго времена је акумулатор киселине био једини уређај који је способан да аутономним објектима и механизмима омогућава електричну струју. Упркос великој максималној струји и минималном унутрашњем отпору, такве су батерије имале бројне недостатке који су ограничавали њихову употребу у уређајима који троше велику количину електричне енергије или у затвореним просторима. С тим у вези, литијум-јонске батерије су лишене многих негативних квалитета својих претходника, иако имају недостатке.

Шта је литијум-јонска батерија

Прве литијумске батерије појавиле су се пре 50 година. Такви производи су били обична батерија у коју је уграђена литијумска анода ради повећања степена излазне снаге. Такви производи су имали веома високе оперативне карактеристике, али један од најозбиљнијих недостатака била је велика вероватноћа паљења литијума током прегревања катоде. С обзиром на ову особину, научници су временом замијенили чисти елемент металним јонима, што је резултирало значајно повећаном сигурношћу.

Савремене ли-ионске батерије су врло поуздане и могу поднијети велики број циклуса пуњења-пражњења. Имају минималан меморијски ефекат и релативно малу тежину. Због ових својстава, литијумска батерија се широко користи у многим уређајима. Производ се може користити као батерија, у облику батерија за кућанске уређаје, као и високо ефикасан извор енергије вучне снаге.

Данас такви уређаји имају неколико недостатака:

• висока цена;
• не воле дубоке пражњење;
• може умрети на ниским температурама;
• губе капацитет приликом прегревања.

Као напредније аналоге можете наћи литијум-полимер или литијум-титанат батерије, али коштају знатно више.

Како се производи ли-јонска батерија

Литијум-јонске батерије се производе у неколико фаза:

1. Израда електрода.
2. Комбиновање електрода у батерију.
3. Уградња заштитне плоче.
4. Уградите батерију у кућиште.
5. Пуњење електролитом
6. Тестирање и пуњење.

У свим фазама производње морају се поштовати технологије и мере безбедности, што на крају омогућава добијање квалитетног производа.

Као катода у литијум-јонским батеријама користи се фолија са материјом нанесеном на њену површину која садржи литијум.

Следећа једињења литијума се могу користити, у зависности од намене батерије:

• ЛиЦоО2;
• ЛиФеПО4;
• ЛиНиО2;
• ЛиМн2О4.

Код производње цилиндричних извора напајања величине АА и ААА главна електрода се увија у ролу која је од аноде одвојена сепаратором. Са великом површином катоде, чији филм има минималну дебљину, могуће је постићи високу енергетску интензитет производа.

Принцип рада и уређај ли-ионска батерија

Литијум-јонска батерија ради на следећи начин:

1. Када се на контакте акумулатора доводи стална електрична струја, литијум катиони прелазе у материјал аноде.
2. За време пражњења, литијум јони напуштају аноду и продирају у диелектриц на дубину од 50 нм.

У „животу“ литијум-јонске батерије, такви циклуси могу бити и до 3.000, док батерија може да испушта готово сву електричну струју нагомилану током пуњења.Дубоко пражњење не доводи до оксидације плоча, што повољно разликује такве производе у поређењу са киселинама.

Нису све ли-ионске батерије добро подносе дубоко пражњење. Ако је таква батерија уграђена у телефон или камеру (тип ААА), онда када се батерија дубоко испразни, контролна плоча блокира могућност пуњења батерије из безбедносних разлога, дакле, она се не може напунити без посебног пуњача. Ако је ово вучна литијумска батерија за ванбродски мотор, тада је дубоко пражњење неће нимало застрашити.

За разлику од батерија типа прста, сложене батерије се састоје од неколико засебних извора електричне енергије који су спојени паралелно или у низу. Начин повезивања зависи од тога који индикатор електричне енергије треба повећати.

Величине и врсте лијонских батерија

Литијум-јонске батерије су распрострањене. Такви извори електричне струје користе се у разним уређајима за домаћинство, уређајима, па чак и аутомобилима. Поред тога, израђују се индустријске литијум-јонске батерије које имају велики капацитет и велики напон. Најпопуларније су следеће врсте литијумских батерија:

Прве две цифре таквих ознака означавају пречник производа, а други пар - дужину. Последњи "0" се поставља ако су батерије цилиндричне.

Поред цилиндричних батерија, индустрија производи и батерије типа "Кроне"Напон 9в и снажне индустријске батерије са напоном 12в, 24в, 36в и 48в.

Овисно о елементима који се додају производу, на кућишту батерије могу се појавити сљедеће ознаке:

• ИЦР који садржи кобалт;
• ИМР - - - - манган;
• ИНР - - - - никл и манган;
• НЦР - - - - никал и кобалт.

Литијумске батерије се разликују не само по величини и хемијским додацима, већ пре свега по капацитету и напону. Ова два параметра одређују могућност њихове употребе у различитим врстама електричних уређаја.

Где се користе ли-ионске батерије?

Литијум-јонске батерије немају алтернативу где вам је потребна батерија способна да испоручује струју у скоро пуној запремини и правите велики број циклуса пуњења / пражњења без смањења капацитета. Предност таквих уређаја је њихова релативно мала тежина, јер нема потребе за коришћењем оловних мрежа на таквим уређајима.

С обзиром на високе карактеристике перформанси, такви производи се могу користити:

1. Као стартер батерије. Литијумске батерије за аутомобиле из године у годину постају јефтиније захваљујући новим достигнућима која могу смањити трошкове производње. Нажалост, цена таквих батерија може бити веома висока, због чега многи власници аутомобила не могу себи да приуште такву батерију. Недостаци литијум-јонских батерија укључују значајан пад снаге при температурама испод минус 20 степени, тако да је рад таквих производа у северним регионима непрактичан.
2. Као вучне уређаје. Због чињенице да литијум-јонске батерије лако носе дубоко пражњење, често се користе као вуча за бродске електромоторе. Ако снага мотора није превелика, тада је довољно једно пуњење за 5-6 сати непрекидног рада, што је сасвим довољно за риболов или излет бродом. Вучне литијум-јонске батерије се уграђују на разне уређаје за утоваривање (електрични виљушкари, електрични виљушкари) који раде у затвореним просторима.
3. У кућним апаратима Литијум-јонске батерије се користе у разним уређајима за домаћинство уместо стандардних батерија. Такви производи имају напон од 3,6 до 3,7 В, али постоје модели који могу заменити обичну солну или алкалну батерију са 1,5 Волта.Такође можете да нађете 3В батерије (15270, ЦР2), који се може инсталирати уместо 2 стандардне батерије.

Такви производи се углавном користе у моћним уређајима у којима се конвенционалне слане батерије веома брзо празнију.

Упутство за употребу ионске батерије

На живот литијумске батерије утиче много фактора, чије ће знање значајно повећати ресурс. Када користите ову врсту батерије, морате:

1. Покушајте да не пустите да се батерија потпуно испразни. Упркос великој отпорности батерије на такав утицај, препоручљиво је не избацивати све „сокове“ из ње. Посебно треба бити опрезан када радите са таквим батеријама са УПС и електричним моторима велике снаге. Ако је дошло до пуног пражњења батерије, потребно је одмах оживјети, односно спојити га на посебан пуњач. Такође можете да напуните батерију после дужег боравка у стању дубоког пражњења, за шта је потребно направити квалитетно пуњење 12 сати, а затим је испразните.
2. Не прекомерно пуните. Прекомерно пуњење негативно утиче на перформансе производа. Уграђени контролер није увек у стању да на време искључи батерију, посебно када се пуњење врши у хладној просторији.

Поред прекомерног пуњења и прекомерног пражњења, батерију треба заштитити од прекомерних механичких утицаја који могу довести до подтлачења кућишта и пожара на унутрашњим компонентама батерије. Из тог разлога постоји забрана слања батерија у којима садржај чистог литијума прелази 1 г.

Како чувати литијум-јонске батерије

Ако постоји потреба за дугорочним складиштењем литијум-јонских батерија, да бисте умањили негативан утицај на производе, морате се придржавати следећих препорука:

1. Производ чувајте само на хладном и сувом месту.
2. Батерија мора бити извађена из електричног уређаја.
3. Пре конзервирања батерију морате напунити. Минимални напон на коме се неће формирати унутрашња корозијска обрада једнак је 2,5 волти по 1 ћелији.

С обзиром на мало самопражњење таквих батерија, могуће је на тај начин чувати батерију неколико година, али током овог периода капацитет ћелије ће се неминовно смањивати.

Одлагање литијум-јонских батерија

Литијум-јонске батерије садрже супстанце опасне по здравље, па их ни у којем случају не треба раздвајати код куће. Након што се батерија истроши, мора се вратити на даљу обраду. У специјализованим прихватним центрима можете добити новчану надокнаду за стару литијумску батерију, јер такви производи садрже скупе елементе који се могу поново користити.