Litija baterijas vai ilgstošas ​​barošanas avoti

Litija barošanas avoti ir nepieciešami daudzām elektroniskām ierīcēm. Šajā rakstā tiks aplūkotas visbiežāk izmantotās litija jonu baterijas.

Litija akumulatora sastāvs

Litija akumulators darbojas, izmantojot neatgriezenisku oksidēšanās reakciju. Metālisks litijs kalpo kā anods, bet mangāna oksīds, dzelzs disulfīds vai vara oksīds var tikt izmantots kā cietais katods. Šķidrie oksīdi ir sēra oksīds un tionilhlorīds. Kā oksidētājs tiek izmantots aktīvais litijs, kas efektīvi noņem elektronus.

Litija bateriju veidi

Viens no uzglabāšanas ierīču klasifikācijas kritērijiem ir galvenās aktīvās vielas veids:

• Litija-niķeļa-kobalta-alumīnija oksīda (NCA) akumulatori
• Litija-mangāna baterijas
• Litija-kobalta baterijas.
• Litija dzelzs fosfāta baterijas
• Litija titanāta avoti
• Litija polimēru akumulatori
• Litija-tionilhlorīda akumulators

Viens no svarīgākajiem rādītājiem, izvēloties akumulatoru, ir darba spriegums.

Apskatīsim tikai dažus no tiem.

3 V litija baterijas tiek izmantotas tikai speciāli izstrādātās ierīcēs; tās nevar izmantot tālvadības pultīm vai parastajiem mājas pulksteņiem.

6 V litija akumulatoru var izmantot nepārtrauktās barošanas avotos, ar baterijām darbināmās rotaļu automašīnās un daudzās citās lietojumprogrammās.

12 voltu litija akumulators tiek izmantots papildus uzstādīšanai UPSatsevišķos rīkos, piemēram, skrūvgriezis.

Marķēšana

Kādiem marķējumiem jābūt litija jonu akumulatoriem? Saskaņā ar IEC prasībām uz akumulatora korpusa jābūt norādītiem šādiem indikatoriem:

1. Ietilpība litija akumulators
2. Litija akumulatoru izmēri
3. Savienojums
4. Klase
5. Spriegums

Litija baterijas ir apzīmētas ar burtiem "CR". Nākamais skaitlis norāda baterijas izmēru. Zemāk esošajā tabulā ir parādīta to kalibrēšana.

Vārds	Marķēšana	Spriegums, V
Liela apaļa, D	20	1.5
Maza apaļa, C	14	1.5
Pirksts, AA	6	1.5
Mikropirksts, AAA	03	1.5
«Kronis», RR3	22. jūnijs	9.0

Enerģijas uzkrāšanas ierīču uzlāde

Daudzi cilvēki prāto, vai litija jonu akumulatorus var uzlādēt. Ir skaidrs, ka uzlādēt var tikai speciāli izstrādātus akumulatorus, kas pazīstami kā uzlādējamie akumulatori.

Tipiski akumulatoru avotu veidi unKuras baterijas ir labākas?

Bateriju veidi ietver jonu (litija jonu) un polimēru (litija polimēru) baterijas. Litija bateriju raksturlielumu salīdzinošā tabula palīdzēs jums tās analizēt detalizētāk.

Raksturojums	Litija jonu akumulatori	Litija polimēru baterijas
Dizaina iezīmes	Produktivitāte ir atkarīga no elementu izvietojuma blokā	Šķidra elektrolīta klātbūtne nav iespējama.
Litija akumulatoru izmēri	Neliels opciju komplekts	Plaša izvēle neatkarīgi no šūnu formāta
Enerģijas intensitāte	Augsts	Zems, uzlādēšanas reižu skaits ir mazāks
Svars	Nedaudz augstāk	Īss
Ietilpība	Nav liels	Divreiz vairāk ar tādu pašu tilpumu
Kalpošanas laiks	Nav būtisku noviržu	Nav būtisku noviržu
Uzlādes laiks	Ilgtermiņa	Ievērojami mazāk
Valkāt	Salīdzinoši augstāks	Zemāk
Drošība (ugunsbīstamība)	Zems (sprādziena risks)	Augšpusē (ar iebūvētu aizsardzību)
Cena	Zemāk	Augstāks

Mūsdienās pilnā sparā rit jaunu litija metāla elementu (li-metāla) izstrāde ar paaugstinātu drošību un pagarinātu kalpošanas laiku.

Litija metāla akumulatori ir diezgan daudzsološi litija jonu un litija polu avotu aizstāšanai.

Litija polimēru akumulatora uzlādes iezīmes

Lai uzturētu barošanas avota pastāvīgu pilnu jaudu, tas ir jāuzlādē saskaņā ar grafiku, proti, pēc izlādes pēc 500 iekārtas darbības stundām.

Polimēru akumulators ir jutīgs pret mehāniskiem bojājumiem, hipotermiju, kā arī sprieguma svārstībām un pārslodzēm, tāpēc to drīkst pieslēgt tikai stabilam barošanas avotam.

Kā atgūt litija jonu akumulatoru

Litija akumulatora kalpošanas laiks ir diezgan ilgs, taču agrāk vai vēlāk tas zaudē savu sākotnējo ietilpību. ietilpībaTāpēc daudzi cilvēki ir noraizējušies par akumulatora atjaunošanu.

Apskatīsim divus veidus, kā atjaunot disku.

Pirmā metode šķiet apšaubāma, taču tā ir vienkāršākā un, pēc ekspertu domām, bieži vien darbojas. Jums ir nepieciešams:

1. Ievietojiet barošanas bloku saldētavā uz 30–40 minūtēm
2. Pēc noņemšanas nekavējoties uzlādējiet to dažas minūtes.
3. pēc tam ļaujiet tai izlīdzināties līdz istabas temperatūrai
4. un tikai tad turpiniet uzlādi.

Kontrolieris bieži pārstāj bloķēt elementa darbību.

Otro metodi ir vērts izmēģināt, ja standarta uzlādes un iesaldēšanas procedūras nepalīdz. Šī metode ietver aizsargplates atvienošanu, veicot šādas darbības:

1. Izmantojiet testeri, lai izmērītu akumulatora spriegumu (ja rādījums ir nulle, varat turpināt).
2. uzmanīgi atvienojiet aizsargplāksni
3. atkārtoti izmēriet spriegumu (tam vajadzētu palielināties līdz maksimāli 2,5 V)
4. pievienojiet lādētājam (ar regulējamu strāvu) un iestatiet strāvu uz 100 mA un spriegumu uz 4,2 V uz 10–15 minūtēm
5. Noteikti sekojiet līdzi spriegumam (tam nevajadzētu paaugstināties virs 3,2 V). Ja elements uzkarst, nekavējoties pārtrauciet uzlādi.
6. Pēc nepieciešamo strāvas un sprieguma vērtību sasniegšanas atgrieziet plati sākotnējā vietā un uzlādējiet to normālā režīmā.

Cik ilgs laiks nepieciešams litija akumulatoru uzlādēšanai?

Mūsdienās plaši tiek izmantoti lādētāji ar uzlādes līmeņa indikatoriem, taču, ja jums tāda nav, nepieciešamo laiku varat aprēķināt, izmantojot šādu formulu:

T (laiks) = 1,4*Y(mAh)/X (mA), kur 1,4 ir siltuma pārneses koeficients.

Kā pārbaudīt barošanas avotu?

Vienkāršākais un ātrākais veids, kā pārbaudīt barošanas avota uzlādi, ir ar multimetru.

Ir divi veidi, kā pārbaudīt:

1. Tukšgaitas testēšana. Rādījumi 1,35 V vai augstāki norāda, ka elements ir pilnībā funkcionāls.
2. Slodzes pārbaude ļauj precīzāk noraidīt zemsprieguma piedziņas. Tas prasa veikt mērījumu, kamēr akumulators darbojas.

Kā nomainīt akumulatoru?

Vāju vienreizlietojamo bateriju nomaiņa ir ievērojams finansiāls slogs. Tāpēc daudzi apsver iespēju iegādāties uzlādējamas baterijas. Litija baterijas neapšaubāmi ir vispiemērotākās šim nolūkam.

Īpaši populāras ir meklēšanas vaicājumi interneta meklētājprogrammās par vecāku skrūvgriežu modeļu pārveidošanu litija baterijām. Lai to izdarītu, jums tikai jāatrod īstie. skrūvgriezistāda paša izmēra un sprieguma litija analogi.

Cik maksā litija akumulators?

Litija pogas baterijas ir vienas no lētākajām baterijām. Plaši pazīstamas kā litija monētu baterijas, tās tiek izmantotas pulksteņu, svaru, procesoru un citu mazjaudas ierīču darbināšanai. Šo bateriju cenas sākas no 10 rubļiem, un tās ierobežo tikai ražotāju un izplatītāju apetīte.

Lielās daudzveidības dēļ ir grūti noteikt augšējo robežu. Tomēr ir skaidrs, ka, tāpat kā ar visām tehnoloģiskajām inovācijām, izmaksas samazinās, pateicoties paaugstinātai ražošanas efektivitātei un pieaugošajam ražotāju skaitam.

Bateriju ražošana

Elektrotransportlīdzekļu ražošanā tiek izmantotas lielas ietilpības litija baterijas. Sakarā ar elektrotransportlīdzekļu pieaugošo popularitāti ir paredzams atvērt daudzu rūpnīcu, kas ražos šīs baterijas. Pēc dažādu konsultāciju firmu datiem, drīzumā sāks darboties aptuveni 26 šādas lielas rūpnīcas. Dažas no tām jau darbojas, bet pārējās plānots atvērt līdz 2021. gadam.

Papildinformācija par litija baterijām

Šīs baterijas ir visefektīvākās un var izturēt lielas slodzes. Lietotāji izceļ vairākas priekšrocības: palielinātu enerģijas ietilpību, stabilu spriegumu un lielu ietilpību. Tāpat kā citas baterijas, litija baterijas sastāv no anoda, katoda, separatora un diafragmas. Pēdējie divi elementi kalpo kā dielektriķis. Šajā barošanas avotā diafragmai tiek izmantota īpaša impregnēšana.

Galvenā atšķirība starp litija jonu akumulatoriem un sārma akumulatoriem ir to ilgais kalpošanas laiks. Tas tiek panākts, izmantojot īpašu tehnoloģiju, kas novērš litija jonu akumulatoru atkarību no slodzes strāvas. Tiem tas nepiemīt. Tāpēc tos var uzglabāt līdz pat 12 gadiem. Neskatoties uz ražošanas procesa sarežģītību, ražotāji ir iemācījušies ražot dažāda veida litija akumulatorus. Šie akumulatori viegli iztur temperatūras svārstības un var darboties ilgu laiku nepārtrauktas slodzes apstākļos.

Elektrolīts, ko izmanto litija baterijās

1. tionilhlorīds.
2. mangāna dioksīds;
3. polifluorogļūdeņraža savienojumi;
4. sēra dioksīds;
5. jods;
6. vara oksīds;
7. dzelzs disulfīds;

Šāda akumulatora nominālais spriegums ir 3,7 volti. Litijs rada vieglas un ļoti plānas šūnas. Būtībā tas ir mīksts un elastīgs metāls.

Šos barošanas avotus sāka ražot 20. gs. septiņdesmito gadu sākumā. Sākotnējie eksperimenti ar šīm baterijām bija neveiksmīgi, un tie bieži beidzās ar sprādzieniem. Tomēr pēc kāda laika visi defekti tika novērsti. Neskatoties uz to, litija baterijas jālieto saskaņā ar lietošanas instrukciju.

Lai izveidotu drošu litija enerģijas avotu, tas bija jāapvieno ar cietiem organiskiem elektrolītiem. Rezultāts bija jaudīgāks un kompaktāks akumulatora elements. Divas 3 voltu litija baterijas var viegli aizstāt 4–5 voltu sārma baterijas.

Aizsardzība

Lai nodrošinātu litija akumulatoru stabilu un uzticamu darbību, to konstrukcijā ir iekļauta īpaša aizsargķēde. Tā aizsargā pret:

1. Spēcīga sasilšana.
2. Uzlādēt.
3. Īsslēgumi.
4. Pārmērīga izlāde.

Tas ir pielodēts pie spailēm. Tam ir iebūvēts kontrolieris, kas uzrauga akumulatora uzlādi. Ja akumulatora uzlādes spriegums pārsniedz 4,25 V, tas to atvienos no lādētāja.

Kā uzlādēt litija baterijas?

Būtībā baterijas nevar uzlādēt, it īpaši, ja uz tām ir marķējums "neuzlādēt". Ja jūsu akumulators ir uzlādējams, uzlāde notiek pēc šāda modeļa.

Uzlāde notiek divos posmos.

1. Līdzstrāva ar parametriem 0,2–0,5 C. Burts "C" apzīmē ietilpību. Tā kā akumulatoram ir iebūvēta aizsargshēmas plate, tukšgaitas spriegums nedrīkst pārsniegt 7 voltus. Kad sprieguma līmenis paaugstinās līdz 4,2 V, tas nozīmē, ka akumulators ir uzlādēts par 80%.
2. Uzlāde tiek veikta ar nemainīgu spriegumu. Strāvas līmenim ir jāsamazinās. Lādētājam jāuztur spriegums 4,1–4,2 V. Tas arī regulē strāvu, kas pakāpeniski samazinās. Kad tā nokrītas līdz 0,05–0,01 C, uzlādes process ir pabeigts. Šajā posmā akumulators pilnībā uzlādējas līdz 100%.

Ieteicams izmantot lādētāju ar sprieguma nominālvērtībām.

Litija baterijas slikti panes pārlādēšanu, tāpēc tās ir savlaicīgi jāatvieno.

Kur tiek izmantotas litija baterijas?

Šādu barošanas avotu pielietojums ir daudzveidīgs. Piemēram, tos var uzstādīt modinātājpulksteņos, tālvadības pultīm un elektroniskajiem svariem. Taču tie ir īpaši noderīgi ierīcēs ar lielu enerģijas patēriņu, piemēram, kamerās, zibspuldzēs, rotaļlietās, medicīnas iekārtās, militārajā aprīkojumā un datortehnikā.

Litija bateriju plusi un mīnusi

To galvenā priekšrocība ir tā, ka tiem var būt liela ietilpība nelielā izmērā.

Priekšrocību saraksts

1. Viegli kopjams.
2. Stabili parametri tiek nodrošināti ar dažādiem izlādes strāvas datiem.
3. Izturīgs pret temperatūras izmaiņām ūdens trūkuma dēļ.
4. Pastāvīgs spriegums.
5. Viegls svars.
6. Augsta enerģijas ietilpība un enerģijas blīvums.
7. Jauda nav atkarīga no slodzes strāvas, piemērota lieljaudas ierīcēm.
8. Ilgs glabāšanas laiks.

Šāda veida enerģijas uzkrāšanas ierīces galvenais trūkums ir tās izmaksas. Tomēr tā ilgu laiku nebūs jānomaina.

Litija bateriju veidi un izmēri

Pārdošanā var atrast šādas iespējas:

• FR
• Li-FeS2.
• CR

Tie atšķiras viens no otra pēc formas un var būt cilindriski, kvadrātveida vai diska formas.

Amerikas Savienoto Valstu klasifikācija

• FR6 (AA).CR. Plakano tablešu šūnas.
• FR03 (AAA).
• CR-V9 (litija PP3). Deviņu voltu akumulators kronis.
• CR2 un CR123. Izgatavoti apaļu mucu formā.

Daži parametri ir atrodami uz ierīces korpusa. Piemēram, tie var ietvert spriegumu, jaudu, klasi un ražošanas gadu.

Atšķirība starp litija baterijām un sālsūdens un sārma baterijām

• Sārma baterijas kalpo līdz 3–5 gadiem. Starp šiem trim veidiem tās ir visizturīgākās. Tās sauc arī par sārma baterijām. Tās ir pierādījušas savu izcilību tālvadības pultīm, rotaļlietām, lukturīšiem, radioaparātiem un citām mazjaudas ierīcēm.
• Litija baterijas kalpo ilgāk nekā sālsūdens un sārma baterijas. Tās ir ideāli piemērotas fotoiekārtām un medicīnas ierīcēm.
• Sāls bāzes baterijas ir vislētākās, bet arī vājākās. Tās var uzglabāt apmēram trīs gadus. Tās ir ideāli piemērotas tālvadības pultīm, lukturīšiem, rotaļlietām, kalkulatoriem, taimeriem un svariem.

Būtībā iepriekš uzskaitītās baterijas atšķiras viena no otras pēc kalpošanas laika un ietilpības.

Drošības noteikumi

• Nelodējiet vadu pie kontaktiem.
• Litija baterijas tiek transportētas speciālā konteinerā/kastē.
• Nav nepieciešams to turēt saulē.
• Neievietojiet akumulatoru kabatā kopā ar metāla priekšmetiem.

Litija akumulatora ierīce

Ir divas dizaina iespējas:

1. Spirāle.
2. Spole.

Spirālveida elementiem ir liela litija virsmas platība. Tie piegādā līdz 4 A ar impulsstrāvu un līdz 0,1–1,8 A ar nepārtrauktu strāvu. Šīs baterijas zaudē 10% no savas sākotnējās ietilpības gadā. Veikalos ir pieejamas prizmatiskas, pogas vai līdzīga veida baterijas.

Galvenie ražotāji:

1. Varta,
2. Minamoto,
3. Tekcell
4. Robitons,
5. SAFT,
6. IEVA,

Spoles barošanas avoti var kalpot līdz 20 gadiem un tiek izmantoti ierīcēs ar strāvas patēriņu ne vairāk kā 150 mA.