Litiumbatterier eller långlivade strömkällor

Litiumjonbatterier krävs för många elektroniska enheter. Den här artikeln kommer att diskutera de vanligaste litiumjonbatterierna.

Sammansättningen av ett litiumbatteri

Ett litiumbatteri fungerar genom en irreversibel oxidationsreaktion. Metalliskt litium fungerar som anod, medan manganoxid, järndisulfid eller kopparoxid kan användas som fast katod. Flytande oxider inkluderar svaveloxid och tionylklorid. Aktivt litium, som effektivt avlägsnar elektroner, är det oxidationsmedel som används.

Typer av litiumbatterier

Ett av klassificeringskriterierna för förvaringsanordningar är typen av huvudsaklig aktiv substans:

• Litium-nickel-kobolt-aluminiumoxid (NCA) batterier
• Litium-mangan-batterier
• Litium-koboltbatterier.
• Litiumjärnfosfatbatterier
• Litiumtitanatkällor
• Litiumpolymerbatterier
• Litium-tionylkloridbatteri

En av de viktiga indikatorerna när man väljer ett batteri är driftsspänningen.

Låt oss titta på bara några av dem.

3V litiumbatterier används endast i specialdesignade prylar; de kan inte användas i fjärrkontroller eller vanliga hemklockor.

Ett 6V litiumbatteri kan användas i avbrottsfria strömförsörjningar, batteridrivna leksaksbilar och många andra tillämpningar.

12-volts litiumbatteriet används utöver installationen i UPSi fristående verktyg, som till exempel skruvmejsel.

Märkning

Vilka märkningar ska litiumjonbatterier ha? Enligt IEC-krav måste följande indikatorer vara markerade på batterihöljet:

1. Kapacitet litiumbatteri
2. Litiumbatteristorlekar
3. Förening
4. Klass
5. Spänning

Litiumbatterier betecknas med bokstäverna "CR". Nästa siffra anger batteristorleken. Tabellen nedan visar deras kalibrering.

Namn	Märkning	Spänning, V
Stor rund, D	20	1,5
Liten rund, C	14	1,5
Finger, AA	6	1,5
Mikrofinger, AAA	03	1,5
«Krona», RR3	22/6	9.0

Laddning av energilagringsenheter

Många undrar om litiumjonbatterier kan laddas. Det är uppenbart att endast specialdesignade batterier, så kallade laddningsbara batterier, kan laddas.

Typiska typer av batterikällor ochVilka batterier är bättre?

Batterityperna inkluderar jonbatterier (litiumjonbatterier) och polymerbatterier (litiumpolymerbatterier). En jämförande tabell över litiumbatteriers egenskaper hjälper dig att analysera dessa mer i detalj.

Egenskaper	Litiumjonbatterier	Litiumpolymerbatterier
Designfunktioner	Produktiviteten beror på placeringen av element inom blocket	Närvaron av flytande elektrolyt är utesluten
Litiumbatteristorlekar	En liten uppsättning alternativ	Brett utbud oavsett cellformat
Energiintensitet	Hög	Låg, antalet laddningar är lägre
Vikt	Något högre	Kort
Kapacitet	Inte stor	Dubbelt så mycket med samma volym
Livslängd	Har inga betydande avvikelser	Har inga betydande avvikelser
Laddningstid	Långsiktig	Märkbart mindre
Bära	Jämförbart högre	Nedan
Säkerhet (brandrisk)	Låg (explosionsrisk)	Ovan (har inbyggt skydd)
Pris	Nedan	Högre

Idag pågår utvecklingen av nya litiummetallceller (li-metall) med ökad säkerhet och förlängd livslängd för fullt.

Litiummetallbatterier är ganska lovande för att ersätta litiumjon- och lipolbatterier.

Funktioner för att ladda ett litiumpolymerbatteri

För att bibehålla en konstant full kapacitet hos strömkällan är det nödvändigt att ladda den enligt schemat, nämligen efter urladdning efter 500 timmars drift.

Ett polymerbatteri är känsligt för mekaniska skador, hypotermi, samt spänningsfluktuationer och överbelastningar, så det bör endast anslutas till en stabil strömförsörjning.

Hur man återställer ett litiumjonbatteri

Livslängden för ett litiumbatteri är ganska lång, men förr eller senare förlorar det sin ursprungliga kapacitet. kapacitetDet är därför många är oroliga över batteriåterställning.

Låt oss titta på två sätt att återställa en hårddisk.

Den första metoden verkar tvivelaktig, men den är den enklaste och fungerar, enligt experter, ofta. Du behöver:

1. Placera strömförsörjningen i frysen i 30–40 minuter
2. Ladda den omedelbart i några minuter efter att du tagit bort den.
3. låt sedan jämna ut sig till rumstemperatur
4. och först därefter fortsätta laddningen.

Styrenheten slutar ofta blockera elementets funktion.

Den andra metoden är värd att prova om vanliga laddnings- och frysningsprocedurer inte hjälper. Den här metoden innebär att man kopplar bort skyddskortet med hjälp av följande steg:

1. Använd en testare för att mäta batterispänningen (om avläsningen är noll kan du fortsätta)
2. koppla försiktigt bort skyddskortet
3. mät spänningen igen (den bör öka till maximalt 2,5V)
4. anslut till en laddare (med justerbar ström) och ställ in strömmen till 100 mA och spänningen till 4,2 V i 10–15 minuter
5. Var noga med att övervaka spänningen (den ska inte stiga över 3,2 V). Om elementet blir varmt, avbryt laddningen omedelbart.
6. När du har uppnått önskade ström- och spänningsvärden, lägg tillbaka kortet på sin ursprungliga plats och ladda det i normalt läge.

Hur lång tid tar det att ladda litiumbatterier?

Laddare med laddningsnivåindikatorer används flitigt nuförtiden, men om du inte har en kan du beräkna den erforderliga tiden med hjälp av följande formel:

T (tid) = 1,4*Y(mAh)/X (mA), där 1,4 är värmeöverföringskoefficienten.

Hur kontrollerar man strömförsörjningen?

Det enklaste och snabbaste sättet att kontrollera laddningen på en strömkälla är med en multimeter.

Det finns två sätt att kontrollera:

1. Tomgångstestning. Avläsningar på 1,35 V eller högre indikerar att elementet är fullt funktionellt.
2. Belastningstestning möjliggör mer exakt avvisning av lågspänningsdrivare. Detta kräver att mätningen utförs medan batteriet är i drift.

Hur byter man ut batteriet?

Att byta ut svaga engångsbatterier är en betydande ekonomisk börda. Därför överväger många att köpa laddningsbara batterier. Litiumbatterier är utan tvekan de mest lämpliga för detta ändamål.

Sökningar på internet är särskilt populära för att konvertera äldre skruvmejselmodeller till litiumbatterier. För att göra detta behöver du bara hitta rätt. skruvmejsellitiumanaloger av samma storlek och spänning.

Hur mycket kostar ett litiumbatteri?

Litiumknappbatterier är bland de billigaste batterierna. De är allmänt kända som litiummyntbatterier och används för att driva klockor, vågar, processorer och andra prylar med låg förbrukning. Priserna för dessa batterier börjar på 10 rubel och begränsas endast av tillverkarnas och distributörernas aptit.

Det är svårt att fastställa den övre gränsen på grund av den stora variationen. Det är dock tydligt att, liksom med alla tekniska innovationer, sjunker kostnaderna på grund av ökad produktionseffektivitet och det växande antalet tillverkare.

Batteriproduktion

Litiumbatterier med hög kapacitet används vid tillverkning av elfordon. På grund av elfordons ökade popularitet förväntas öppnandet av ett flertal fabriker som producerar dessa batterier. Enligt olika konsultföretag kommer cirka 26 sådana stora fabriker snart att vara i drift. Några av dessa är redan i drift, medan resten planeras att lanseras senast 2021.

Ytterligare information om litiumbatterier

Dessa batterier är de mest effektiva och tål tunga belastningar. Användare framhåller ett antal fördelar: ökad energikapacitet, stabil spänning och hög kapacitet. Liksom andra batterier består litiumbatterier av en anod, katod, separator och membran. De två sista elementen fungerar som dielektrikum. Denna strömkälla använder en speciell impregnering för membranet.

Den största skillnaden mellan litiumjonbatterier och alkaliska batterier är deras långa livslängd. Detta uppnås genom användning av en speciell teknik som eliminerar litiumjonbatteriers beroende av lastström. Detta saknas. Därför kan de lagras i upp till 12 år. Trots tillverkningsprocessens komplexitet har tillverkare lärt sig att producera olika typer av litiumbatterier. Dessa batterier tål lätt temperaturfluktuationer och kan fungera under lång tid under kontinuerlig belastning.

Elektrolyt som används i litiumbatterier

1. tionylklorid.
2. mangandioxid;
3. polyfluorkolföreningar;
4. svaveldioxid;
5. jod;
6. kopparoxid;
7. järndisulfid;

Den nominella spänningen för ett sådant batteri är 3,7 volt. Litium producerar celler som är lätta och mycket tunna. I grund och botten är det en mjuk och duktil metall.

Dessa strömkällor började tillverkas i början av 1970-talet. De första experimenten med dessa batterier misslyckades och slutade ofta med explosioner. Efter en tid eliminerades dock alla defekter. Trots detta måste litiumbatterier användas i enlighet med bruksanvisningen.

För att skapa en säker kraftkälla från litium var det nödvändigt att kombinera det med fasta organiska elektrolyter. Resultatet blev en kraftfullare och mer kompakt battericell. Två 3-volts litiumbatterier kan enkelt ersätta 4-5-volts alkaliska batterier.

Skydd

För att säkerställa stabil och tillförlitlig drift av litiumbatterier har en speciell skyddskrets integrerats i deras design. Detta är vad den skyddar mot:

1. Stark uppvärmning.
2. Ladda om.
3. Kortslutningar.
4. Överurladdning.

Den är fastlödd på polerna. Den har en inbyggd styrenhet som övervakar batteriets laddning. Om batteriet överladdas till över 4,25 V, kopplas det bort från laddaren.

Hur laddar man litiumbatterier?

I grund och botten kan batterier inte laddas, särskilt om de är märkta med "får ej laddas". Om din cell är ett laddningsbart batteri följer laddningen detta mönster.

Laddning sker i två steg.

1. Likström med parametrar på 0,2-0,5 C. Bokstaven "C" anger kapacitet. Eftersom batteriet har ett inbyggt skyddskretskort bör tomgångsspänningen inte överstiga 7 volt. När spänningsnivån stiger till 4,2 V betyder det att batteriet är 80 % laddat.
2. Laddning sker med konstant spänning. Strömnivån ska minska. Laddaren ska hålla en spänning på 4,1–4,2 V. Den reglerar även strömmen, som gradvis minskar. När den sjunker till 0,05–0,01 C är laddningsprocessen klar. I detta skede är batteriet helt laddat till 100 %.

Det är lämpligt att använda en laddare med spänningsklassificering.

Litiumbatterier tolererar inte överladdning så bra, så de måste kopplas bort i tid.

Var används litiumbatterier?

Användningsområdena för sådana strömkällor är mångsidiga. De kan till exempel installeras i väckarklockor, fjärrkontroller och elektroniska vågar. Men de är särskilt användbara i enheter med hög strömförbrukning, såsom kameror, blixtar, leksaker, medicinsk utrustning, militär utrustning och datorutrustning.

För- och nackdelar med litiumbatterier

Deras största fördel är att de kan ha stor kapacitet i liten storlek.

Lista över fördelar

1. Lätt att underhålla.
2. Stabila parametrar säkerställs med olika urladdningsströmsdata.
3. Resistent mot temperaturförändringar på grund av brist på vatten.
4. Konstant spänning.
5. Lätt vikt.
6. Hög energikapacitet och energitäthet.
7. Kapaciteten är oberoende av belastningsströmmen, lämplig för högeffektsenheter.
8. Lång hållbarhet.

Den största nackdelen med den här typen av strömlagringsenhet är dess kostnad. Den behöver dock inte bytas ut på länge.

Typer och storlekar av litiumbatterier

Följande alternativ finns till salu:

• FR
• Li-FeS2.
• CR

De skiljer sig från varandra i form och kan vara cylindriska, fyrkantiga eller skivformade.

Klassificering av Amerikas förenta stater

• FR6 (AA).CR. Platta tablettceller.
• FR03 (AAA).
• CR-V9 (litium PP3). Nio-voltsbatteri krona.
• CR2 och CR123. Tillverkade i form av runda pipor.

Vissa parametrar finns på enhetens hölje. Dessa kan till exempel inkludera spänning, kapacitet, klass och tillverkningsår.

Skillnaden mellan litiumbatterier och saltlösnings- och alkaliska batterier

• Alkaliska batterier håller i upp till 3–5 år. Bland dessa tre typer är de de hårdaste. De är även kända som alkaliska batterier. De har visat sig vara utmärkta i fjärrkontroller, leksaker, ficklampor, radioapparater och andra apparater med låg energiförbrukning.
• Litiumbatterier håller längre än saltlösnings- och alkaliska batterier. De är idealiska för fotoutrustning och medicintekniska produkter.
• Saltbaserade batterier är de billigaste, men också de svagaste. De kan lagras i ungefär tre år. De är idealiska för fjärrkontroller, ficklampor, leksaker, miniräknare, timers och vågar.

I grund och botten skiljer sig batterierna som listas ovan från varandra vad gäller livslängd och kapacitet.

Säkerhetsregler

• Löd inte fast kabeln i kontakterna.
• Litiumbatterier transporteras i en speciell behållare/låda.
• Det finns ingen anledning att förvara den i solen.
• Placera inte batteriet i en ficka med metallföremål.

Litiumbatterienhet

Det finns två designalternativ:

1. Spiral.
2. Spole.

Spiralceller har en stor litiumyta. De levererar upp till 4 A med pulsad ström och upp till 0,1–1,8 A med kontinuerlig ström. Dessa batterier förlorar 10 % av sin ursprungliga kapacitet per år. Prismatiska batterier, knappbatterier eller liknande typer av batterier finns i butiker.

Stora tillverkare:

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

Spolnätaggregat kan hålla i upp till 20 år och används i enheter med en strömförbrukning på högst 150 mA.