Заряженный «Нобель»
Альфред Нобель писал, что его премия должна вручаться тем, чье открытие принесло наибольшую пользу человечеству. Премия по химии 2019 года как нельзя лучше соответствует завещанию мецената. Литий-ионные аккумуляторы, созданные усилиями лауреатов — Джона Гуденафа, Стенли Виттингхэма и Акиры Ёсино — стали важнейшей частью революции в области портативной электроники. Можно быть уверенным, что у любого человека, читающего этот текст, найдется под рукой хотя бы один литий-ионный аккумулятор — питающий телефон, ноутбук, фитнес-браслет, фотоаппарат или, может, даже электромобиль. В нашем материале мы расскажем о том, как работает литий-ионный аккумулятор, в чем были сложности его создания и каково будущее этих источников питания.
Джон Гуденаф (John B. Goodenough) родился в 1922 году в немецкой Йене. На момент вручения премии химику исполнилось 97 лет, что, кстати, делает его старейшим нобелевским лауреатом — на год старше Артура Эшкина, удостоившемуся премии в 96 лет. Сейчас Гуденаф — сотрудник Университета Техаса в Остине, США.
Стенли Виттингхэм (M. Stanley Whittingham) родился в 1941 году в Великобритании. В настоящее время химик работает в Университете Бингемтона, США.
Акира Ёсино (Akira Yoshino) родился в 1948 году в городе Суйта, Япония. Сегодня он является почетным сотрудником Asahi Kasei Corporation и профессором в японском Университете Мейдзо.
Ну а теперь расскажем о том, за что новоиспеченные лауреаты получили свою премию.
Если б не было гвоздя
Некоторые реакции между молекулами протекают так, что с одной молекулы на другую при этом переносится электрон — носитель элементарного заряда. К таким реакциям относятся все окислительно-восстановительные процессы в химии, от фотосинтеза до реакции щелочных металлов с водой. А как известно, движение электронов — это химический ток.
Если некоторым специальным образом сделать так, чтобы электрон от одной молекулы к другой молекуле переносился не напрямую, а через провод или капилляр с электропроводящим раствором, то можно попытаться заставить этот ток еще и выполнить какую-нибудь полезную работу, например зажечь лампочку.
Примерно таким способом и работают все известные химические источники тока. Например, есть известный опыт, когда в лимон втыкают цинковый и медный гвоздь. Если подключить между ними амперметр, то легко обнаружить протекающий между гвоздями ток. Взяв побольше лимонов и гвоздей, с помощью этого тока можно заставить светиться небольшой светодиод.
При этом внутри лимона происходит следующее: металлический цинк окисляется и выпускает положительно заряженные ионы цинка в лимон. Электроны при этом бегут по проводам к меди, на поверхности которой участвуют в восстановлении катионов водорода (их в лимоне очень много благодаря, в частности, лимонной кислоте) до газообразного водорода.
При этом им настолько «удобнее» протекать через провода, что они не против одновременно с этим еще и зажечь лампочку. Эта степень удобства выражается в напряжении, или, как еще говорят, разности потенциалов между двумя гвоздями, и измеряется в вольтах.
Фактически реакция, протекающая в системе в целом, выглядит так: металлический цинк реагирует с катионами водорода, отдает им электроны и сам становится положительно заряженным, а нейтральные атомы водорода объединяются по двое и всплывают в виде пузырьков газа.
Без медного гвоздя весь этот процесс шел бы только на цинке и никакого электрического тока через лампочку бы не пошло. Но появление медного гвоздя заставляет электроны нестись к нему и разделяет простую химическую реакцию на два процесса, протекающих в разных местах лимона. Цинк, на котором происходит генерация электронов за счет окисления называют анодом, а медь — катодом.
На зарядку становись
Лимонный источник тока прекратит работать, как только весь цинк из цинкового гвоздя прореагирует и растворится (лимон после этого есть, конечно, не стоит). Скорее всего, у вас не получится сделать из лимона перезаряжаемый аккумулятор.
Литий-ионные источники тока устроены так, что в них есть возможность вернуть практически весь растворенный анод. Это возможно благодаря специально подобранным материалам со строго определенными свойствами.
Химическая реакция, протекающая в простейшем литий-ионном аккумуляторе, при разрядке сводится к восстановлению некоторого катодного материала металлическим литием. Например, так:
Li + TiS2 = LiTiS2
Каждый атом металлического лития формально отдает по одному электрону атомам титана в сульфиде титана. Именно на такой химической реакции был построен первый простейший литий-ионный аккумулятор, созданный Виттингхэмом.
Аккумулятор состоял из анода, металлического лития, и катода — сульфида титана, разделенных мембраной. И анод и катод находились при этом в растворе электролита, проводящем электрический ток и содержащем литий.
При разрядке аккумулятора атом лития из анода теряет электрон и в форме катиона движется к катоду. Входя в сульфид титана, катион лития встраивается между его слоями. При этом атом титана получает электрон из электрической цепи, соединяющей катод и анод.
При зарядке литий ионного аккумулятора происходит обратный процесс: под действием приложенного электрического напряжения катионы лития выходят из катода и перемещаются к аноду. При этом катод теряет электроны, и они под действием приложенного напряжения движутся к аноду, соединяясь с катионами лития из катода и восстанавливая их.
Вся история развития литий-ионных аккумуляторов состояла в поиске подходящих материалов для катода, анода и электролита между ними. Дело в том, что в такой простой схеме аккумулятора был целый ряд существенных изъянов.
Во-первых, требовалось добиться того, чтобы катодный материал, в который бы входили катионы лития, мог пережить несколько циклов входа и выхода катионов из него.
Это означает, что в кристаллической решетке катодного материала должны быть достаточно большие поры, куда может войти литий. В противном случае материал «дышит» при зарядке/разрядке и растрескивается, разрушаясь и быстро ухудшая емкость аккумулятора.
Во-вторых, у первых аккумуляторов была существенная проблема, связанная с тем, что литий при зарядке вместо того, чтобы равномерно покрывать анод, образует дендриты — похожие на дерево структуры из металлического лития. С каждым циклом они все ближе и ближе приближались к катоду и в какой-то момент происходило короткое замыкание. Оно могло привести к резкому разогреву, возгоранию и даже взрыву батареи.
В-третьих и далее оставался целый список требований для материалов, определявший возможную скорость зарядки аккумуляторов и другие характеристики: большое количество лития, которое они способны в себя вместить, высокая скорость, с которой литий может входить в структуру катода или анода, хорошая электропроводность, нерастворимость в электролите батареи. Да и саму батарею необходимо было собирать в таких условиях, когда в нее гарантированно не попадет вода или кислород.
Компактнее, еще компактнее
Первые существенные шаги к созданию коммерческих литий-ионных аккумуляторов сделал Стэнли Виттингхэм, работавший тогда в нефтедобывающей компании Exxon. Сам интерес к аккумуляторам был связан с опасениями того, что нефть в скором времени может закончиться и потребуются новые источники энергии.
В 1973 году Виттингхэм выяснил, что сульфид титана TiS2 может интеркалировать, то есть включать в себя, большие количества лития. Это было как раз то, что нужно для аккумуляторов.
Exxon начала разработку и выпуск аккумуляторов на основе предложенного Виттингхэмом сульфида титана — были разработаны ячейки, емкость которых достигала 45 ватт-часов. В качестве растворителя в них использовался диоксолан, а основным электролитом был перхлорат лития.
Литий-ионный аккумулятор Виттингхэма на основе металлического лития и сульфида титана
Nobelprize.org
Но проблему дендритов и риск возгорания решить простым путем не удалось. Постепенно аккумуляторы были сняты с производства, а разработки замедлились из-за падения цен на нефть.
В 1979-1980 годах к развитию литий-ионных аккумуляторов присоединился Джон Гуденаф, заметивший, что не обязательно использовать именно сульфидные материалы для катода. Слоистый сульфид титана химик заменил оксидом кобальта CoO2.
Этот материал в точности повторял структуру сульфида титана, он состоял из гофрированных слоев оксида кобальта, лежащих друг над другом, — в это пространство легко может входить литий, не деформируя при этом кристаллическую решетку.
Но группа Гуденафа подобрала материал, который не просто сравнялся по свойствам с сульдом титана Виттингхэма. Аккумуляторы на основе кобальтита лития выдавали примерно в два раза большее напряжение (4-5 вольт) за счет нового катодного материала, что кратно увеличило и их энергоемкость.
Литий-ионный аккумулятор Гуденафа на основе металлического лития и оксида кобальта
Nobelprize.org
Параллельно с созданием новых катодных материалов шла борьба с образованием литиевых вискеров и дендритов. Лучшим выходом оказалась замена анодного материала аккумулятора. По аналогии с катодом, анодный материал должен был интеркалировать в себя уже металлический литий, тем самым не давая ему вырастать в дендриты.
Поначалу химики использовали чистый графит — этот материал способен включить в себя один атом лития на каждые шесть атомов углерода. Избавившись от металлического лития, ученым удалось сделать аккумуляторы безопаснее, правда, ценой уменьшения их энергоемкости. Кроме того, растворители постепенно разрушали и отслаивали графит, уменьшая срок службы аккумуляторов.
Следующий шаг в 1985 году сделал Акира Ёсино, работавший в тот момент в японской Asahi Kasei Corporation. Он объединил успех Гуденафа с новым анодным материалом, предложив использовать вместо графита кокс, продукт термической обработки нефти.
Дело в том, что кокс содержит в себе сажу — аморфный углерод — и графит. Такая смесь оказалась весьма стабильной в условиях электрохимической интеркаляции лития.
Литий-ионный аккумулятор Ёсино на основе лития, интеркалированного в кокс и оксида кобальта
Nobelprize.org
Благодаря этому в 1991 году компания Sony выпустила на рынок первые коммерческие литий-ионные аккумуляторы. Их электродвижущая сила достигала 4,1 вольта, а плотность энергии была порядка 80 ватт-часов на килограмм или 200 ватт-часов на литр.
Эти величины были значительно лучше, чем у других доступных на рынке аккумуляторов. Со временем благодаря оптимизации состава электролитов емкость литий-ионных аккумуляторов возросла до 400 ватт-часов на литр — аккумуляторы стали еще компактнее.
На этом разработка материалов для литий-ионных аккумуляторов не остановилась. Например, как рассказывает профессор химического факультета МГУ и Сколтеха, член корреспондент РАН Евгений Антипов, через 17 лет после работы по кобальтитам Джон Гуденаф опубликовал статью, в которой предложил новый катодный материал на основе фосфата железа, еще более безопасный и стабильный, чем кобальтит лития, к тому же позволяющий гораздо быстрее заряжать аккумулятор.
Любопытно, что сначала звучали голоса скептиков, говоривших о том, что это интересно только для фундаментальной науки, но не для промышленности. Сейчас материал широко производится коммерчески.
Свинцовые аккумуляторы известны больше ста лет. В чем преимущество литий-ионных аккумуляторов? Литий-ионные аккумуляторы могут запасать существенно больше энергии. Если свинец-кислотный аккумулятор имеет удельную энергоемкость 40 ватт-час на килограмм, то литий-ионные аккумуляторы в шесть раз больше — 250 ватт-час на килограмм.Кроме того, такие аккумуляторы могут заряжаться и разряжаться гораздо больше раз, чем свинец-кислотные, у них срок службы выше. Есть еще целый ряд характеристик, например саморазряд и работоспособность при низких температурах, которые существенно превосходят характеристики прежних аккумуляторов.
Поэтому смартфоны, например, были бы немыслимы без литий-ионных батарей. Представьте себе, что аккумулятор в вашем телефоне весил бы не 50 граммов, а 300. Был бы он таким удобным?
Вспомним еще развитие электромобилей: в начале ХХ века было больше электромобилей, чем автомобилей с двигателями внутреннего сгорания. Первый рекорд скорости выше 100 километров в час поставил именно электромобиль. Но из-за большой массы аккумуляторов электромобили уступили обычным автомобилям.
А сейчас ситуация отыгрывается в обратную сторону. Появляются электромобили, потому что их характеристики стали привлекательными для покупателей — для нас с вами.
Евгений Антипов,
профессор химического факультета МГУ и Сколтеха, член корреспондент РАН
Химическое будущее
Сейчас химические источники тока стремительно развиваются, можно говорить о том, что литий-ионные аккумуляторы близки к своему теоретическому пределу плотности энергии.
Как рассказывает Евгений Антипов, в будущем станут гораздо более распространены индустриальные проекты, полагающиеся на литий-ионные аккумуляторы. «Вы уже через некоторое время пересядете на электромобили», — утверждает ученый.
Кроме того, солнечная и ветровая энергетика нуждаются в накопителях электроэнергии. Они необходимы для того, чтобы запасать энергию в моменты, когда ее потребление минимально и, наоборот, расходовать ее в моменты пикового потребления.
Благодаря развитию технологий цена литий-ионных аккумуляторов постепенно падает и они становятся все более выгодными для этих применений.
Одно из возможных направлений развития химических источников тока — создание натрий-ионных аккумуляторов. Дело в том, что лития в земной коре содержится довольно мало, и его уже даже сравнивают по важности с нефтью. Натрия же в земной коре в 1000 раз больше, чем лития, да и выделять его гораздо проще.
Конечно, натрий-ионные аккумуляторы будут тяжелее, чем литиевые аккумуляторы, но зато они наверняка будут дешевле и доступнее литиевых. Потребность человечества в устройствах для запасания электроэнергии никуда не денется — электричество нужно всем.
Владимир Королёв
Как заряжать и обслуживать литий ионный аккумулятор: 6 простых правил
Если вы интересуетесь как заряжать литий ионный аккумулятор, значит вы попали по адресу.
Современные мобильные устройства требуют автономного источника питания.
Причем это справедливо как для «высоких технологий» вроде смартфонов и ноутбуков, так и для более простых устройств, скажем, электродрелей или мультиметров.
Содержание:
Существует масса типов разнообразных аккумуляторов. Но для портативной техники чаще всего используются Li-Ion.
К столь широкому распространению привела относительная простота производства и невысокая стоимость.
Поспособствовали этому и отличные эксплуатационные характеристики, плюс низкий саморазряд и большой запас циклов зарядки-разрядки.
Важно! Для большего удобства большинство таких батарей снабжается специальным контролирующим устройством, которое не дает заряду переходить критические отметки.
При критической разрядке эта схема просто перестает подавать напряжение на устройство, а во время превышения допустимого уровня заряда отключает поступающий ток.
Телефон или планшет с литий-ионным аккумулятором необходимо ставить на зарядку, когда показатель батареи находится на 10–20%.
При этом после достижения номинальных 100% зарядка должна продлится еще полтора-два часа.
Это необходимо потому что фактически батарея будет заряжена на 70–80%.
Совет! Примерно раз в три месяца необходимо проводить профилактическую разрядку.
При зарядке от ноутбука или стационарного компьютера необходимо учитывать, что USB порт неспособен обеспечить достаточного высокого напряжения, следовательно, процесс отнимет больше времени.
Чередование циклов полной и неполной (80–90%) зарядки продлит срок использования устройства.
Несмотря на столь умную архитектуру и общую неприхотливость, соблюдение некоторых правил использования аккумуляторов поможет продлить срок их использования.
Чтобы батарея устройства не «страдала» достаточно придерживаться простых рекомендаций.
Правило 1. Не нужно полностью разряжать аккумулятор
У литий-ионных аккумуляторов современных конструкций отсутствует «эффект памяти». Поэтому заряжать их лучше до того, как настанет момент полной разрядки.
Некоторые производители отмеряют срок службы своих батарей именно количеством циклов зарядки с нулевого значения.
Наиболее качественная продукция способна переносить до 600 таких циклов. При зарядке батареи с 10–20% остатком количество циклов возрастает до 1700.
к содержанию ↑
Правило 2. Полную разрядку все же необходимо предпринимать раз в три месяца
При нестабильной и нерегулярной зарядке среднестатистические отметки максимального и минимального зарядов в упомянутом ранее контроллере сбиваются.
Это приводит к тому, что устройство получает некорректную информацию о количестве заряда.
Предотвратить это поможет профилактическая разрядка. При полной разрядке аккумулятора, минимальное значение заряда в схеме управления (контроллере) обнулится.
После этого необходимо зарядить батарею «под завязку», продержав от восьми до двенадцати часов в подключенном к сети состоянии.
Это обновит максимальное значение. После такого цикла работа батареи будет стабильнее.
к содержанию ↑
Правило 3. Неиспользуемый аккумулятор необходимо хранить с небольшим количеством заряда
Перед хранением лучше зарядить аккумулятор на 30–50% и хранить при температуре 150С. В таких условиях батарея может храниться довольно долго без особого ущерба.
Полностью заряженный аккумулятор в процессе хранения потеряет существенную часть емкости.
А полностью разряженные после долгого хранения останется только отдать на переработку.
к содержанию ↑
Правило 4. Зарядку необходимо производить только оригинальными устройствами
Примечательно, что непосредственно зарядное устройство встроено в конструкцию мобильного устройства (телефона, планшета и пр).
Внешний адаптер в таком случае выступает в роли выпрямителя и стабилизатора напряжения.
Фотоаппараты и видеокамеры не оснащаются подобным устройством. Именно поэтому их аккумуляторы необходимо вынимать и заряжать во внешнем устройстве.
Использование сторонней «зарядки» может негативно сказаться на их состоянии.
к содержанию ↑
Правило 5. Перегрев губителен для Li-Ion аккумуляторов
Высокие температуры крайне негативно отражаются на конструкции аккумуляторов. Низкие тоже губительны, но в гораздо меньшей степени.
Об этом необходимо помнить при эксплуатации литий-ионных батарей.
Батарею необходимо предохранять от прямых солнечных лучей и использовать на расстоянии от источников тепла.
Допустимый диапазон температур находится между -400С и +500С.
к содержанию ↑
Правило 6. Зарядка батарей при помощи «лягушки»
Использование несертифицированных зарядных устройств небезопасно. В частности, распространенные «лягушки» китайского производства нередко воспламеняются в процессе зарядки.
Поэтому зарядка через лягушку рекомендуется только в крайних случаях.
Прежде чем использовать подобное универсальное зарядное устройство, необходимо сверится с указанными на упаковке максимально допустимыми значениями.
Так, внимание необходимо обратить на максимальную емкость.
Если ограничение меньше чем емкость аккумулятора, то в лучшем случае он полностью не зарядится.
При подключении батареи на корпусе «лягушки» должен засветиться соответствующий индикатор.
Если этого не происходит, значит, заряд критически низок или аккумулятор вышел из строя.
При подключении зарядного к сети должен засветиться индикатор подключения.
За достижение максимального заряда отвечает другой диод, который активируется в соответствующих условиях.
Литий-ионные технологии продления срока службы
Литий-ионные аккумуляторные батареи радикально меняют рынок промышленных электрических погрузчиков. И неудивительно: по своим выдающимся характеристикам эти мощные энергоносители существенно превосходят обычные свинцово-кислотные АКБ, устанавливая мировой рекорд по продолжительности работы и быстроте зарядки и, в дополнение к этому, не требуют технического обслуживания. Наши литий-ионные аккумуляторы обеспечат Вам бесперебойную работу, а благодаря увеличенному сроку службы отличаются непревзойденной выносливостью. Оснастите вашу технику литий-ионными батареями и воспользуйтесь нашей шестимесячной гарантией удовлетворенности. И это еще не все: мы также даем на наши литий-ионные аккумуляторы 5 лет гарантии. Переоборудуйте Вашу технику прямо сейчас и опередите конкурентов.
100%-ная удовлетворенность. Гарантировано.
Мы уверены, что Вы останетесь довольны. Поэтому мы гарантируем Вам, что в течение 6 месяцев после получения новых аккумуляторов Вы легко сможете вернуться к старой технологии без объяснения причин.
5 лет без забот. Гарантировано.
Давая 5 лет гарантии на литий-ионные аккумуляторы, мы подтверждаем их долгую безукоризненную работу независимо от часов эксплуатации.
Данное содержание странички требует вашего согласия
К сожалению это содержание недоступно из-за текущих настроек файлов Cookies
Пожалуйста примите «Маркетинг» Cookies для отображения контента странички
Преимущества литий-ионных аккумуляторов
Высокая мощность, быстрая зарядка, отсутствие потребности в обслуживании и долговечность — узнайте, как литий-ионные АКБ помогут Вам быть впереди конкурентов.
ПодробноБыстрый возврат к работе.
Сверхбыстрая зарядка.
Литий-ионные аккумуляторы всегда заряжены и готовы к работе даже в несколько смен. Промежуточный заряд длительностью всего 30 минут обеспечит батарее на 24 В заряд до 50 % емкости. Технологии ускоренного и промежуточного заряда, например в перерывах и во время спонтанных пауз, гарантируют непрерывную готовность техники в режиме 24/7, что повышает гибкость ежедневных складских операций.
Максимальная мощность в любое время.
Неизменно высокие рабочие характеристики.
Литий-ионные АКБ обладают более высокой производительностью по сравнению со свинцово-кислотными аккумуляторами. Более глубокий разряд и постоянные характеристики напряжения гарантируют, что даже при низком заряде литий-ионная АКБ может выдать больше мощности, чем свинцово-кислотные аккумуляторные батареи. При каждом торможении батарея набирает заряд, а высокая общая эффективность позволяет аккумулировать до 20 % больше энергии. Кроме того, обмен данными между батареей и зарядным устройством гарантирует эффективную и быструю зарядку.
Всегда готовы к работе.
Без вынужденных простоев.
Литий-ионные аккумуляторы всегда готовы к работе. Им не нужен отдых. Они не требуют обслуживания и не выделяют вредных газов. Это значит, что Вам не придется тратить время и деньги на обслуживание аккумуляторных батарей или дополнительную инфраструктуру. С литий-ионными аккумуляторными батареями вынужденные простои останутся в прошлом.
Работают в три раза дольше.
Благодаря продолжительному сроку службы.
Подобно хорошему спринтеру, литий-ионные АКБ эффективны на любом этапе соревнований. Потому что они работают в три раза дольше, чем традиционные аккумуляторы. Выдающаяся выносливость и более высокая общая эффективность защитят Ваши инвестиции за счет сокращения расходов на электроэнергию.
Д-р Ларс Бржоска (Lars Brzoska)Член совета директоров, отвечающий за вопросы технологий
«На сегодняшний день большинство используемой в мире подъемно-погрузочной техники с литий-ионными аккумуляторами выпущены под маркой Jungheinrich».
Максимальный результат с лучшей командой.
Идеально синхронизированная система.
Чтобы спортсмен мирового класса выложился на полную, ему нужна надежная команда. То же самое относится и к литий-ионным АКБ. Полного раскрытия потенциала можно добиться лишь в том случае, если все элементы системы работают согласованно. Компания Jungheinrich — единственный производитель складской техники, который предлагает Вам комплексную взаимосвязанную систему, в которой АКБ, зарядное устройство и погрузчик эффективно взаимодействуют друг с другом, значительно снижая потребности в электроэнергии. Подобный уровень эффективности стал закономерным следствием того, что на сегодняшний день Jungheinrich — единственная в мире компания, занимающаяся разработкой и вводом в эксплуатацию электрических погрузчиков с литий-ионными аккумуляторами собственного производства. Суть нашей командной работы заключается в том, что мы всегда готовы оказать поддержку на каждом этапе Вашего проекта, в котором используются литий-ионные АКБ. Вне зависимости от того, что требуется в данный момент: заменить АКБ на одной машине или перевести на литий-ионные АКБ целый парк техники. Наши консультанты будут рады помочь Вам на любом этапе процесса: от планирования до введения в эксплуатацию.
Обратитесь к нам уже сегодня!
Идеальная согласованность на пути к успеху.
Комплексная система Jungheinrich.
У Jungheinrich есть все, что связано с литий-ионными АКБ:
аккумуляторы (1), зарядные устройства (2), техника (3) и поддержка (4).
Аренда вместо покупки.
Переоснастите Ваш парк погрузочной техники и воспользуйтесь преимуществами литий-ионных АКБ и зарядных устройств в рамках комплексной программы аренды Li-Ion Performance Rental. Это позволит снизить затраты и одновременно быстро и легко повысить производительность Ваших электроштабелеров.
Подробнее о программе аренды литий-ионных аккумуляторов
Универсальное зарядное устройство SLH 300 позволяет легко заряжать литий-ионные и свинцово-кислотные аккумуляторы.
Новатор в сфере технологий литий-ионных АКБ.
Серийное производство готовой к эксплуатации подъемно-погрузочной техники с 2011 года.
В сфере электрической мобильности для складской логистики компания Jungheinrich уверенно завоевала лидерство и добилась непревзойденных успехов в разработке технологий для литий-ионных АКБ. Уже в 2011 году электротележка EJE 112i стала первой в своем роде моделью на литий-ионных батареях, готовой к серийному производству. С тех пор подразделение Jungheinrich Energy and Drive Systems (EDS) последовательно совершенствует эту технологию, непрерывно пополняя линейку складской техники с литий-ионными АКБ. Сегодня практически все модели техники Jungheinrich могут оснащаться литий-ионными АКБ.
Данное содержание странички требует вашего согласия
К сожалению это содержание недоступно из-за текущих настроек файлов Cookies
Пожалуйста примите «Маркетинг» Cookies для отображения контента странички
Безопасность при достижении целей — в любое время.
Литий-ионные АКБ Jungheinrich отличаются высоким уровнем безопасности.
Литий-ионные аккумуляторы Jungheinrich гарантируют безопасность работ в любых условиях. Наши АКБ изготовлены с использованием самых надежных компонентов для аккумуляторов (литий-железо-фосфат). Они нетоксичны и не выделяют вредных газов. Благодаря развитому набору функций разработанная нами система управления АКБ контролирует каждый элемент, плавно выключая АКБ при отклонениях в работе. Транспортировку и утилизацию осуществляет наша собственная сервисная служба. Это означает максимальную безопасность людей и техники.
Новый выносливый профессионал для повышения скорости обработки грузов.
ETV 216i — первый в мире штабелер с выдвижной мачтой, оборудованный литий-ионным аккумулятором.
ETV 216i — наша последняя новинка в линейке техники, оснащенной литий-ионной АКБ. Это первый в мире штабелер с выдвижной мачтой и встроенным литий-ионным аккумулятором. Благодаря высокой мощности и неизменной производительности этот выносливый профессионал заметно повысит эффективность и грузооборот Вашего склада. Революционное обновление дизайна также способствует улучшению эргономики и повышению безопасности при одновременном повышении производительности Вашего склада.
Подробнее о ETV216i
Молодой спортсмен в слаженной команде.
EFG с литий-ионным аккумулятором.
Теперь почти весь парк техники Jungheinrich готов к установке литий-ионных АКБ. В том числе наши штабелеры с противовесом EFG. Теперь они выходят на старт не только с традиционными свинцово-кислотными аккумуляторами, но и с мощными литий-ионными АКБ 80 В (500 Ач). Они долговечны, быстро заряжаются и не требуют технического обслуживания. С литий-ионным аккумулятором EFG легко справится с увеличением грузооборота и повышением энергоэффективности.
Подробнее о EFG
Максимальная производительность комплектования.
EKS с литий-ионным аккумулятором (48 В).
Все больше единиц серийной напольной подъемно-погрузочной техники оборудуется литий-ионными АКБ. Теперь вертикальные комплектовщики заказов EKS серии 3 могут оборудоваться инновационными литий-ионными АКБ 48 В, позволяющими повысить производительность, безопасность и энергоэффективность техники. Это стало возможным благодаря быстрой зарядке, отсутствию необходимости в обслуживании и очень длительному сроку службы.
Подробнее о EKS
Как увеличить пропускную способность склада?
На старт с литий-ионными аккумуляторами.
Новый способ зарядки литий-ионных батарей позволяет за 10 минут зарядить электромобиль / Все новости / Главная
30 октября 2019, 22:52 3341Ученые разработали новый способ зарядки литий-ионных аккумуляторов, который позволяет заряжать их на невероятной скорости. Батареи заряжаются при повышенной температуре, что позволяет увеличить скорость химической реакции. Но при этом они остаются холодными, когда отдают энергию. С новой технологией электромобиль может всего за 10 минут получить объем энергии, которого ему хватит на 200 миль (около 320 километров) пути. По сути, эта разработка решает главную проблему всего электрического транспорта — слишком долгую зарядку батарей. Исследователи Университета Пенсильвании представили свою работу 30 октября в журнале Joul.
Ученые давно признавали необходимость разработки аккумуляторов, способных заряжаться быстро, чтобы удовлетворить потребности водителей. Увы, такая зарядка потребовала бы от батареи способности быстро потребить 400 киловатт энергии. Современные транспортные средства не могут достичь такой скорости, поскольку она приводит к образованию металлического литиевого налета на аноде батареи. Проще говоря, после нескольких таких зарядок традиционный аккумулятор полностью выходит из строя.
Обычные литиевые батареи заряжаются и разряжаются при примерно одинаковой температуре. Тем не менее, исследователи обнаружили, что проблему с образованием налета лития можно обойти, если в течение нескольких минут заряжать батарею при температуре не менее 60 градусов Цельсия.
“Помимо быстрой зарядки, эта технология позволяет ограничить время, в течение которого батарея подвергается повышенной температуре. Это позволяет значительно продлить срок ее жизни”, — говорит ведущий автор исследования Чао-Ян Вон, инженер-механик из Университета Пенсильвании. По его словам, любой аккумулятор греется во время зарядки. Но лучше быстро разогреть батарею до высокой температуры, чем медленно прогревать ее на более низкой. Во втором случае деградация аккумулятора будет происходить намного быстрее.
Чтобы сократить время нагрева и при этом прогреть батарею равномерно, Вон и его коллеги оборудовали литий-ионную батарею конструкцией из никеля, которая разогревается менее чем за тридцать секунд.
В ходе испытаний ученые заряжали большим током три электромобильных аккумулятора при температурах 40, 49 и 60 градусов Цельсия. Четвертый аккумулятор был контрольным. Он также заряжался большим током, но при комнатной температуре в 20 градусов Цельсия. После тестов ученые вскрыли все четыре аккумулятора и изучили их внутренности.
Как выяснилось, батареи, предварительно прогретые до 60 градусов Цельсия, могут поддерживать чрезвычайно быстрый процесс зарядки в течение 1700 циклов, в то время как контрольный аккумулятор пережил всего 60 зарядок в таком режиме. Пока температура удерживается в диапазоне от 49 до 60 градусов Цельсия, литиевый налет в аккумуляторе не выпадает.
“В прошлом повсеместно считалось, что литий-ионные батареи должны избегать работы при высоких температурах. Ученые были обеспокоены возможными ускоренными побочными реакциями. Наше исследование показывает, что повышение температуры на ограниченное время может оказать позитивный эффект, который значительно перевешивает негативное воздействие”, — говорит Вон.
Исследователи отмечают, что технология легко поддается масштабированию. То есть, ее можно применять как в маленькой электронике, так и в больших транспортных средствах. Очевидно, что для электромобилей она окажется наиболее полезной. Ведь с ее помощью электрическая машина сможет заряжаться не намного дольше, чем заправляется обычный бензиновый автомобиль.
Если хотите получать новости через мессенджер, подписывайтесь на новый Telegram-канал iGate
Правильная зарядка литий-ионных аккумуляторов: правила зарядки li-ion АКБ
В большинстве образцов современного оборудования используются литиевые аккумуляторы. Они пользуются популярностью из-за надежности, способности к длительному периоду автономной работы, универсальности и компактных габаритов. Их устанавливают в смартфонах, планшетах, ноутбуках, бытовой и профессиональной технике. Если правильно заряжать li ion аккумуляторы, они могут выдержать не менее 300-400 циклов зарядки и разряда, современные модели выдерживают и 600 таких циклов.
Формы литий-ионных АКБ
Особенности функционирования
Чаще всего такие аккумуляторы изготавливаются в виде призмы или цилиндра. Корпус батареи, как правило, алюминиевый или стальной, для обеспечения защиты источника питания от различных повреждений и длительного срока службы. Под корпусом расположены электроды, на которых накапливается заряд в результате химической реакции, а также специальные сепараторы, предотвращающие смешивание жидкостей, значит, нарушение процесса их зарядки и функционирования. В качестве катода используется один из оксидов лития с добавлением никеля или кобальта. В ряде случаев используются элементы с железом, фосфором или марганцем. Анод изготавливается из графита или другого аналогичного соединения с содержанием углерода.
Заряжаются и разряжаются литий-ионные аккумуляторы примерно так же, как движется кресло-качалка. На протяжении периода времени, когда батарея является источником питания для устройства, электроны перемещаются от отрицательно заряженного катода к аноду с положительным зарядом. В результате образуется электрический ток. При этом происходят извлечение металла из катода и формирование нового соединения на аноде. В процессе зарядки li ion аккумуляторов перемещение частиц происходит в обратном направлении, сопровождаясь извлечением лития с анода и перемещением его на катод. Литиевые и графитовые пластины в призматических АКБ расположены параллельно, между ними размещены сепараторы для предотвращения короткого замыкания. В цилиндрическом корпусе они свернуты в рулон.
Принцип функционирования батареи
Обратите внимание! В паспортах устройств, которые питаются от литий ионных батарей, указывается, что они сохраняют работоспособность при температуре от -40 до +50 градусов по Цельсию. Однако практически всем известно, что при попадании в холод такая АКБ быстро разряжается. Не стоит хранить батарею на солнце или рядом с тепловыми приборами, поскольку это ведет к сокращению периода эксплуатации и ухудшает ее характеристики.
Помимо несоблюдения правил хранения, причинами быстрого выхода литиевого аккумулятора из строя могут быть неправильная зарядка и использование. Кроме того, в процессе эксплуатации следует иметь в виду, что литий ионные аккумуляторы разных производителей могут существенно отличаться, поэтому установка в различные устройства нештатных батарей может привести к непредсказуемым проблемам.
Как сохранить работоспособность батареи на максимальный срок
Для этого рекомендуется соблюдать некоторые правила:
- Заряжать АКБ следует только устройствами, оборудованными специальными контроллерами, которые смогут вовремя прекратить процесс пополнения емкости и предотвратить таким образом перегрев источника питания или короткое замыкание в нем.
- При уровне емкости батареи в 10-20% от максимальной следует сразу ставить устройство на зарядку. Частая полная разрядка может привести к ухудшению характеристик аккумулятора.
- В процессе зарядки, как только устройство покажет, что АКБ заряжено на 100%, рекомендуется оставить его подключенным к сети еще на пару часов, иначе по факту батарея зарядится всего на 70-80%.
Важно! Постоянно полностью заряжать АКБ тоже не рекомендуется. Большинство производителей советует, чтобы аккумуляторы были заряженными на уровне не более 80%. Это объясняется тем, что при регулярной перезарядке на катодах происходит более активное выделение кислорода, а на анодах образуется осадок, что в совокупности создает риск поломки батареи и даже ее возгорания. Пожары происходят редко, но существенное уменьшение ресурса при неправильной эксплуатации литий ионной батареи точно можно ожидать.
Процесс зарядки АКБ
Чтобы устройство служило долго, необходимо его периодически полностью разряжать. Это объясняется тем, что постоянное подключение батареи к сети в момент ее неполного разряда ведет к изменению значений минимального уровня зарядки в контроллерах. В результате устройство перестает корректно определять емкость батареи. В такой ситуации следует его полностью разрядить, затем поставить на зарядку на 8-12 часов. Это позволит обнулить значения и восстановить корректность данных об уровне заряда.
Если планируется неиспользование устройства на протяжении длительного периода, рекомендуется его законсервировать. Для этого емкость батареи следует оставить на уровне 30-50%, само устройство поместить в сухое помещение с температурой около 15 градусов Цельсия. Если оставить на хранение батарею с полной зарядкой, высока вероятность, что она потеряет существенную часть своей емкости, а ее технические характеристики станут существенно хуже.
Дополнительная информация. В случае наличия в АКБ кобальта такие батареи необходимо специальным образом утилизировать, поскольку данный металл опасен для окружающей среды.
Как правильно заряжать литий ионные аккумуляторы
Самое главное требование – применять только те зарядные устройства, которые предусмотрены инструкцией. Это позволит исключить подачу излишнего напряжения или силы тока, поскольку это может привести к выходу батареи из строя. Также необходимо контролировать правильное расположение АКБ в зарядном устройстве: плюс должен быть к плюсу, минус – к минусу. Большинство оборудования для зарядки аккумуляторов имеет индикаторы зарядки, зеленый цвет которых сообщает о том, что емкость батареи пополнена до 100%.
Существует несколько общих принципов, как заряжать литий ионный аккумулятор:
- Не рекомендуется часто полностью разряжать батарею данного типа. Однако следует проводить такую процедуру с определенной периодичностью, чтобы иногда обнулять значения контроллеров (не чаще одного раза в квартал).
- При достижении емкости АКБ в 10-20% следует приступать к процессу зарядки.
- В процессе хранения батареи рекомендуется поддерживать ее емкость на уровне 50%, иначе возможно существенное ухудшение характеристик.
- Не рекомендуется на протяжении длительного времени держать АКБ в жарком или холодном помещении. В первом случае это может привести к снижению длительности эксплуатации, во втором – к резкому падению емкости и прекращению работы оборудования.
Правильная зарядка
Имеются определенные нюансы при зарядке батареи через USB-шнур (поставляется с большинством мобильных устройств) от компьютера. Такой способ пополнения емкости занимает значительно больше времени, поскольку сила тока существенно ниже.
Заряжая устройство в автомобиле, необходимо проверять соответствие адаптера техническим характеристикам смартфона или планшета. В частности, он должен обеспечивать передачу тока силой не менее 1 или 2 ампер, в противном случае зарядка не начнется.
Таким образом, чтобы батарея в устройстве работала как можно дольше, требуется знать, как зарядить ее и как правильно эксплуатировать. Правила эти достаточно простые, но их необходимо соблюдать. В этом случае можно рассчитывать, что АКБ будет функционировать не 400-600 циклов, а все 1500, значит, не придется тратиться на замену батареи. Кроме того, следует помнить, что вышедшие из строя аккумуляторы необходимо специальным образом утилизировать, чтобы не нанести вред окружающей среде.
Видео
Как правильно заряжать литий ионные аккумуляторы: правила зарядки
Литий-ионные батареи, получившие обширное распространение благодаря техническим характеристикам на телефонах, гаджетах и инструментах, требуют особой технологии зарядки. При этом для всех энергоэлементов на основе лития (и литий-ионных, и литий-полимерных) актуальны одни правила. Далее рассмотрено как правильно заряжать литий ионные аккумуляторы.
Как заряжать li-ion аккумулятор
Для li-ion батарей используется особая методика зарядки. К тому же они требуют контроля процесса.
Двухступенчатая схема зарядки
Эта комбинированная технология считается наиболее правильной для литиево-ионных аккумуляторов.
Она включает 2 этапа. На первом (CC) подается максимальный зарядный ток в 20-50% от емкости энергоэлемента. При быстрой зарядке используется 50-100% ток. Он продолжается до достижения напряжения в 4,2 В, когда батарея восполнится на 70-80%. Далее начинается второй этап (CV), предполагающий снижение тока до полной зарядки устройства, когда он достигнет 3% от начального значения или 1-5% от емкости АКБ. То есть на начальной стадии используется постоянный ток, а напряжение возрастает, а на завершающей ток снижается, а напряжение постоянно и составляет 4,15-4,25 В. Причем батарея заряжается не полностью, а до 90-95%. При этом создается повышенная нагрузка на контроллер, но это не сказывается на эксплуатационном сроке.
Существует еще 2 режима зарядки литиево-ионных аккумуляторов. Подзарядка используется при хранении батареи и предполагает подачу энергии с периодичностью в 500 ч. Предзаряд – предварительный режим, применяемый в случае глубокой разрядки (менее 2,5 В). Предполагает подачу постоянного тока малой силы до достижения напряжения в 2,8 В. Это мера предосторожности на случай повреждения батареи вроде короткого замыкания электродов. Подача полной энергии приведет к избыточному нагреву, далее возможны вспучивание, разгерметизация, взрыв. К тому же предзаряд обеспечивает прогрев аккумулятора на случай нахождения его в холоде. Интеллектуальные зарядки способны выявить неисправность батареи в этом режиме на основе отсутствия роста напряжения.
То есть внешние условия и особенности эксплуатации определяют, как правильно зарядить АКБ.
Контроль параметров зарядки
Контроль процесса зарядки для литиево-ионных батарей необходим ввиду узкого диапазона напряжения.
Оптимальным считают интервал от 3 до 4,2 В. Превышение на 0,15 В может повлечь сокращение эксплуатационного срока вдвое. Использование меньшего на 0,1 В напряжения наоборот значительно продляет ресурс, но сокращает емкость примерно на 10%. Показатель полностью заряженной батареи составляет 4,1-4,15 В.
Мониторинг осуществляется двумя блоками: контроллером зарядника и платой защиты аккумулятора, включающей прерыватели и защитные модули. При нарушении параметров зарядки они разрывают цепь и отключают энергоэлемент.
Контроллер многофункционален. В его задачи входят следующие.
- Контроль подачи энергии.
- Переход между режимами CC и CV.
- Контроль температуры.
- Прерывание подачи энергии.
- Дозированная подача энергии для компенсации саморазряда.
Прочие правила
Существует еще несколько правил зарядки li-ion аккумуляторов, определяемых техническими особенностями.
- Для только приобретенного устройства рекомендуется не начинать восполнения энергии в первый раз до достижения полного истощения батареи. Это особо актуально для гаджетов вроде смартфонов и ноутбуков.
- Зарядник следует отключать по завершение процесса. Даже для оснащенных контроллеров аккумуляторов режим поддержания заряда приводит к дополнительным нагрузкам.
- Не рекомендуется доводить батарею до полного разряда, так как это отрицательно сказывается на литиевых вариантах.
- Наиболее оптимально подзаряжать устройство небольшими интервалами, поддерживая заряд li-ion аккумуляторов в пределах 30-80%, вместо того, как заряжать литиевые аккумуляторы непрерывно. Длительное подключение гаджета к сети для восполнения энергии до конца может повлечь перегрев.
- По той же причине не следует интенсивно эксплуатировать заряжаемое устройство, накрывать его, держать под открытым солнцем или подключать к сети разогретым после больших нагрузок.
- Находившееся на морозе устройство перед тем как зарядить рекомендуется нагреть.
- Для устройств, допускающих извлечение аккумулятора, можно приобрести два энергоэлемента для смены при разрядке и нагреве. Это снизит нагрузки на каждый из них.
Длительность зарядки
Продолжительность пополнения батареи определяется соотношением емкости и подаваемого тока.
Используя эту формулу, можно вычислить, как долго заряжать литий-ионный аккумулятор. Желаемая продолжительность процесса определяет, каким током заряжать li-ion аккумулятор (режим быстрой зарядки).
Когда заряд литий-ионных аккумуляторов восполнен рекомендуется отключить устройство от зарядника.
Недолгое нахождение в режиме поддержания энергии не критично, однако если на батарею подается энергия в течение нескольких десятков ч, происходит ускоренная деградация химического состава, ведущая к сокращению емкости. Это объясняется чувствительностью литиево-ионных батарей к продолжительному воздействию повышенного напряжения. Для этого достаточно 4,18-4,24 В, подаваемых зарядным устройством.
Можно ли заряжать литиевый аккумулятор обычной зарядкой
Наблюдаются разногласия относительно того, можно ли заряжать такие энергоэлементы обычной зарядкой. В таком случае придется вручную контролировать значения тока зарядки и напряжения.
Простейший вариант – резистор. Его сопротивление и мощность рассеяния определяются параметрами источника питания. Основной недостаток – необходимость постоянного контроля процесса зарядки и немедленное отключение устройства по его завершении. Такого подхода не требуют только варианты, оснащенные платой защиты. Для них придется следить только за значением тока заряда.
Блок питания с защитой по току любого происхождения можно рассматривать как полноценный зарядник для литиевых аккумуляторов. С его применением можно реализовать двухэтапную технологию. Для этого нужно выставить на блоке питания требуемое ограничение по току и напряжение в 4,2 В. На начальной стадии устройство функционирует в режиме защиты, стабилизируя ток. По достижении 4,2 В оно переходит в режим стабилизации напряжения. Единственное незначительное отличие от фирменных зарядных устройств – невозможность отключения, когда достигнут полный заряд литиевых аккумуляторов.
Использование оригинального зарядника значимо только для энергоэлементами типа батареек. Ими оснащают шуруповерты, камеры и т. д. К тому же существуют внешние АКБ на 24 и 12 вольт. Чтобы заряжать литиевые батарейки нужно вставить их в устройство. Необходимость применения оригинального зарядника определяется отсутствием у них контроллера, отслеживающего параметры процесса.
Видео о том, как правильно заряжать литий ионные аккумуляторы
Как заряжать литий-ионный аккумулятор с помощью USB? _Greenway аккумулятор
Многие пользователи уже сейчас понимают, как лучше всего использовать и максимально эффективно использовать литий-ионный аккумулятор. Однако соответствующая зарядка таких литий-ионных аккумуляторов, по-видимому, является предметом обсуждения. Часто литий-ионный аккумулятор чаще выходит из строя или быстрее разлагается при неправильном обращении во время зарядки.
Способы или методы, которые вы используете для зарядки аккумулятора, определяют уровень или время, в течение которого он будет служить вам.При зарядке литий-ионных аккумуляторов необходимо соблюдать особые правила, особенно в тех случаях, когда оригинальное зарядное устройство не работает.
Можно ли использовать любой USB-кабель для зарядки литий-ионного аккумулятора?
Существует множество способов зарядки литий-ионных аккумуляторов без оригинального зарядного устройства для литий-ионных аккумуляторов во время сеанса. Использование USB-кабеля — один из многих способов лайфхака, который может стать отличной заменой зарядному устройству. Хотя может быть удобно заряжать аккумуляторную батарею с помощью USB-кабеля, не каждый кабель может эффективно соответствовать требованиям, предъявляемым к вашей ячейке.
Несколько лет назад USB-кабели использовались только для зарядки мобильных телефонов. В эту эпоху в настоящее время изобретено много новых устройств с предустановленными портами USB. Вместо того, чтобы прибегать к самостоятельной зарядке аккумуляторных батарей, теперь можно взять их USB-кабель и подключить батареи.
Скажем, например, вы едете за рулем, но вам нужно зарядить телефон. Современные автомобили оснащены разъемом USB, который позволяет быстро заряжать литий-ионный аккумулятор. Другими хорошими примерами способов зарядки литий-ионной батареи с помощью кабеля USB могут быть компьютер или ПК.Поскольку эти машины поставляются с предустановленными многочисленными портами USB, все, что нужно сделать, — это подключить их кабели и подключить их к своим батареям.
Питание для разных поколений USB
1. USB 2.0
USB 2.0 с низким током имеет ограничения при зарядке литий-ионной батареи большего размера. Сохранение устройства, работающего на ярком экране или полной функциональности во время зарядки, может привести к чистой разрядке элемента, поскольку порт USB и кабель не могут удовлетворить оба действия.Для подключения высокоскоростного дисковода к большой аккумуляторной батарее требуется более 500 мА, и это может создать беспорядок с питанием начального USB-порта.
2. USB 3.0
Выпущенный примерно в 2008 году, этот технологический прогресс устранил дефицит мощности, обеспечиваемый USB 2.0, за счет увеличения тока. Это усовершенствование было выбрано для того, чтобы тонкий провод заземления не мешал высокоскоростной передаче данных между источником питания и электронным устройством.
3. USB 3.1
Этот тип USB также известен как разъем типа C. Из-за недостатков, связанных с предыдущими USB-кабелями, USB 3.1 был выпущен для устранения таких недостатков. Вместо использования четырех контактов, как в классических USB 2.0 и 3.0, разъем типа C имеет 24 контакта и является двусторонним. Это означает, что кабель можно подключить к источнику питания и устройству любым способом.
Как зарядить литий-ионный аккумулятор с помощью кабеля USB в экстренных случаях
Авария может возникнуть, если у вас есть только USB-кабель, а на аккумуляторной батарее нет USB-порта.Вот способ выйти из такой ситуации:
1. Найдите дополнительный USB-кабель, которым можно было бы удобно пользоваться.
2. Осторожно снимите один конец USB-кабеля, чтобы обнажить все четыре провода. Открытый провод будет иметь цветовую маркировку: зеленый, красный и черный. В этом случае необходимы красный и черный провода.
3. Отрежьте крошечные кусочки этих красных и черных проводов, чтобы снять изоляцию. Коснитесь медным концом отрезанного красного провода положительной клеммы литий-ионного аккумулятора.Аналогичным образом коснитесь зачищенного медного конца черного провода на отрицательной клемме ячейки. Используйте скотч, чтобы аккуратно закрепить их на терминале, чтобы они приклеились.
4. Подключите другой конец USB-кабеля к компьютеру. Подождите около 20 минут, пока аккумулятор зарядится, а затем вы сможете использовать его на своем электронном устройстве.
Вредит ли зарядка через USB аккумулятор?
Да, в некоторых случаях зарядка через USB может повредить литий-ионный аккумулятор. Заряжая через USB-порты, вы, как правило, подвергаете химический состав повреждению.Это связано с тем, что порты USB не обеспечивают стабильные, быстрые и безопасные методы зарядки.
Зарядка с помощью USB-кабеля также может повредить аккумулятор. Высокие колебания напряжения вполне реальны и могут серьезно повредить ваше электронное устройство. С другой стороны, USB-кабели могут заряжать батареи медленно, и в некоторых случаях это может быть полезно.
Лучше всего постараться как можно больше зарядить аккумулятор с помощью оригинального зарядного устройства, поставляемого при покупке, или зарядного устройства, которое вы должны приобретать отдельно.
Как мне зарядить литий-ионный аккумулятор?
Литий-ионные батареи предлагают образцовые уровни производительности по сравнению со своими предшественниками. Чтобы получить максимальную отдачу от ячеек, нужно убедиться, что они заряжены правильно. Чтобы добиться идеальной зарядки аккумулятора, необходимо соблюдать простые правила зарядки:
1. Выключите устройство. Это гарантирует беспрепятственное падение тока при достижении точки насыщения.
2.Заряжайте при средней комнатной температуре. Избегайте экстремально низких температур во время зарядки.
3.Для литий-ионных аккумуляторов частичная зарядка гораздо больше подходит
4. Отрежьте соединение, если батарея нагревается или становится слишком горячей.
5. Перед хранением частично зарядите разряженный аккумулятор.
Вывод
Для зарядки и разрядки литий-ионных аккумуляторов требуется подходящее зарядное устройство, чтобы ваши элементы могли точно получать необходимое количество энергии.Это необходимо для работы и долгой работы аккумулятора. Современные технологии включают использование микросхем управления аккумулятором, которые позволяют пользователю оставлять аккумулятор заряженным, не беспокоясь о точном времени, чтобы отключить его.
Как создать лучшую батарею с помощью нанотехнологий | Наука
ПАЛО-АЛЬТО, КАЛИФОРНИЯ— Морозным серым апрельским утром И Цуй ткет свою ярко-красную Теслу в пробках Кремниевой долины и обратно.Цуй, ученый-материаловед из Стэнфордского университета, собирается посетить Amprius, компанию по производству аккумуляторов, которую он основал 6 лет назад. Неслучайно он водит машину с батарейным питанием и арендовал ее, а не купил. По его словам, через несколько лет он планирует перейти на новую модель с существенным улучшением: «Надеюсь, наши батареи будут в ней».
Cui и Amprius пытаются вывести литий-ионные батареи — лучшую на сегодняшний день коммерческую технологию — на новый уровень. У них полно компании.Крупные корпорации, такие как Panasonic, Samsung, LG Chem, Apple и Tesla, стремятся сделать батареи меньше, легче и мощнее. Но среди этих влиятельных игроков Цуй остается новаторской силой.
В отличие от других, которые сосредотачиваются на настройке химического состава электродов аккумулятора или его проводящего заряд электролита, Цуй сочетает химию аккумуляторов с нанотехнологиями. Он создает аккумуляторные электроды сложной конструкции, которые могут впитывать и высвобождать ионы, несущие заряд, в больших количествах и быстрее, чем это могут делать стандартные электроды, без вызывающих неприятные побочные реакции.«Он берет инновации в области нанотехнологий и использует их для управления химией», — говорит Вэй Луо, материаловед и эксперт по батареям из Университета Мэриленда в Колледж-Парке.
Я хотел изменить мир, а также разбогатеть, но в основном изменить мир.
И Цуй, Стэнфордский университет,
В серии лабораторных демонстраций Цуй показал, как его архитектурный подход к электродам может приручить множество химических элементов батарей, которые долгое время мучили исследователей, но оставались проблематичными.Среди них: литий-ионные батареи с кремниевыми электродами вместо стандартного графита, батареи с электродом из чистого металлического лития и батареи, основанные на литий-серной химии, которые потенциально более мощные, чем любые литий-ионные батареи. Наноразмерные архитектуры, которые он изучает, включают кремниевые нанопроволоки, которые расширяются и сжимаются, поглощая и выделяя ионы лития, и крошечные яйцеобразные структуры с углеродными оболочками, защищающими богатые литием кремниевые желтки.
Amprius уже поставляет аккумуляторы для телефонов с силиконовыми электродами, которые хранят на 10% больше энергии, чем лучшие традиционные литий-ионные аккумуляторы на рынке.Еще один прототип превосходит стандартные батареи на 40%, и в разработке находятся еще лучшие. Пока что компания не производит аккумуляторы для электромобилей (EV), но если технологии, которые изучает Cui, оправдают свои обещания, компания однажды сможет поставить автомобильные аккумуляторы, способные хранить до 10 раз больше энергии, чем сегодняшние лучшие производители. . Это может дать электромобилям со скромной ценой такой же диапазон, что и у моделей с газом — революционное достижение, которое может помочь странам снабжать свои автопарки электричеством, вырабатываемым солнечной и ветровой энергией, что значительно сокращает выбросы углекислого газа.
Цуй говорит, что, когда он начал свое исследование, «я хотел изменить мир, а также разбогатеть, но в основном изменить мир». Его поиски не ограничиваются батареями. Его лаборатория изучает нанотехнологические инновации, которые порождают новые компании, стремящиеся предоставлять более дешевые и эффективные системы очистки воздуха и воды. Но пока что Цуй оставил свой самый четкий след в отношении батарей. Луо называет свой подход «нетрадиционным и удивительным». Цзюнь Лю, ученый-материаловед из Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории в Ричленде, штат Вашингтон, выразился более прямо: нанотехнологический вклад Цуй в аккумуляторные технологии «огромен.”
Сделать скачок в аккумуляторных технологиях на удивление сложно. Несмотря на то, что основная инновация Кремниевой долины, компьютерный чип, на протяжении десятилетий демонстрировала экспоненциальный прирост производительности, аккумуляторы отставали. Лучшие на сегодняшний день литий-ионные элементы выдерживают около 700 ватт-часов на литр. Это примерно в пять раз больше плотности энергии никель-кадмиевых батарей середины 1980-х годов — неплохо, но не захватывающе. За последнее десятилетие удвоилась плотность энергии лучших коммерческих аккумуляторов.
Пользователи батарей хотят большего.Согласно двум недавним отчетам исследовательских фирм Transparency Market Research и Taiyou Research, рынок только литий-ионных батарей к 2020 году превысит 30 миллиардов долларов в год. Рост производства электромобилей автомобильными компаниями, включая Tesla, General Motors и Nissan, частично объясняет этот рост.
Но современные электромобили оставляют желать лучшего. Для Tesla Model S, в зависимости от конкретной модели, одни только батареи мощностью от 70 до 90 киловатт-часов весят 600 килограммов и составляют около 30 000 долларов от цены автомобиля, которая может превышать 100 000 долларов.Тем не менее, они могут проехать на машине всего около 400 километров без подзарядки, что значительно меньше, чем у многих обычных автомобилей. Nissan Leaf намного дешевле, с ориентировочной ценой около 29 000 долларов. Но с меньшим аккумулятором его диапазон составляет лишь около одной трети от Tesla.
Улучшение аккумуляторов может иметь большое значение. Удвоение плотности энергии аккумулятора позволило бы автомобильным компаниям сохранить запас хода на прежнем уровне, уменьшив вдвое размер и стоимость аккумулятора — или сохранить размер аккумулятора постоянным и удвоить запас хода автомобиля.«Приближается эпоха электромобилей», — говорит Цуй. Но для того, чтобы электромобили взяли верх, «мы должны работать лучше».
Он осознал необходимость в начале своей карьеры. После получения степени бакалавра в своем родном Китае в 1998 году Цуй перешел сначала в Гарвардский университет, а затем в Калифорнийский университет (UC) в Беркли, чтобы получить степень доктора философии. и постдок в лабораториях, которые были первопроходцами в синтезе наноразмерных материалов. Это были первые дни нанотехнологий, когда исследователи изо всех сил пытались понять, как создавать именно те материалы, которые им нужны, а мир приложений только начинал формироваться.
Находясь в Калифорнийском университете в Беркли, Цуй проводил время с коллегами по соседству в Национальной лаборатории Лоуренса Беркли (LBNL). В то время директором LBNL был Стивен Чу, который подтолкнул лабораторию к созданию технологий возобновляемой энергии, которые могли бы бороться с изменением климата, в том числе более совершенных аккумуляторов для хранения чистой энергии. (Позже Чу занимал пост министра энергетики президента Барака Обамы с 2009 по 2013 год.)
«Вначале я не думал об энергии. Я никогда не работал с батареями », — говорит Цуй.Но Чу и другие внушили ему, что нанотехнологии могут дать батареям преимущество. Как сейчас говорит Чу, он предлагает «новую ручку, которую можно повернуть, и очень важную», позволяющую исследователям контролировать не только химический состав материалов в мельчайших масштабах, но и расположение атомов внутри них — и, таким образом, то, как химические реакции с их участием продолжаются.
После переезда в Стэнфорд Цуй быстро заинтересовался связью между нанотехнологиями и электрохимией, которая заставляет батареи работать, и объясняет их ограничения.Возьмите литий-ионные аккумуляторные батареи. В принципе, эти батареи просты: они состоят из двух электродов, разделенных мембранным «сепаратором», и жидкого электролита, который позволяет ионам скользить вперед и назад между электродами. Когда батарея заряжается, ионы лития выделяются из положительного электрода или катода, который состоит из литиевого сплава, обычно оксида лития-кобальта или фосфата лития-железа. Они притягиваются к отрицательно заряженному электроду, называемому анодом, который обычно изготавливается из графита.Там они прижимаются к графитовым слоям атомов углерода. Напряжение от внешнего источника питания управляет всей миграцией ионной массы, сохраняя энергию.
Когда устройство, скажем, электроинструмент или автомобиль, включено и потребляет энергию, батарея разряжается: атомы лития в графите отдают электроны, которые проходят через внешнюю цепь к катоду. Тем временем ионы лития выскальзывают из графита и проникают через электролит и сепаратор к катоду, где встречаются с электронами, которые прошли через цепь (см. Диаграмму ниже).
Графика / Интерактивность: В. Алтунян / Наука
Нано спешит на помощь
Cui и его коллеги применили несколько решений, вдохновленных нанотехнологиями, для предотвращения разрушения кремниевых анодов и побочных реакций, разрушающих аккумулятор.
Графит — это современный анодный материал, потому что он обладает высокой проводимостью и, таким образом, легко передает собранные электроны на металлические провода в цепи.Но графит так себе только собирает ионы лития во время зарядки. В графите требуется шесть атомов углерода, чтобы удержать один ион лития. Этот слабый захват ограничивает количество лития, которое может удерживать электрод, и, следовательно, сколько энергии может хранить аккумулятор.
Кремний может добиться большего. Каждый атом кремния может связываться с четырьмя ионами лития. В принципе, это означает, что анод на основе кремния может хранить в 10 раз больше энергии, чем анод, сделанный из графита. Электрохимики на протяжении десятилетий тщетно пытались задействовать эту огромную мощность.
Сделать аноды из кусков кремния достаточно просто; проблема в том, что аноды недолговечны. Когда аккумулятор заряжается и ионы лития устремляются к атомам кремния, материал анода разбухает на 300%. Затем, когда ионы лития выбегают во время цикла разряда батареи, анод снова быстро сжимается. После всего лишь нескольких циклов таких пыток кремниевые электроды ломаются и в конечном итоге распадаются на крошечные изолированные зерна. Анод — и батарея — крошится и умирает.
Цуй думал, что сможет решить проблему. Его опыт в Гарварде и Калифорнийском университете в Беркли научил его, что наноматериалы часто ведут себя иначе, чем материалы в больших объемах. Во-первых, у них гораздо более высокий процент атомов на поверхности по сравнению с их количеством внутри. А поскольку поверхностные атомы имеют меньшее количество соседей, удерживающих их на месте, они могут легче перемещаться в ответ на напряжения и деформации. Другие типы атомного движения объясняют, почему тонкие листы алюминиевой фольги или бумаги могут сгибаться, не ломаясь, легче, чем куски алюминиевого металла или дерева.
В 2008 году Куи подумал, что изготовление кремниевого анода из кремниевых наноразмерных проволок может уменьшить напряжение и деформацию, которые измельчают массивные кремниевые аноды. Стратегия сработала. В статье, опубликованной в Nature Nanotechnology, Куй и его коллеги показали, что когда ионы лития перемещаются в кремниевые нанопроволоки и выходят из них, нанопроволоки мало повреждаются. Даже после 10 повторных циклов зарядки и разрядки анод сохранил 75% своей теоретической емкости хранения энергии.
К сожалению, кремниевые нанопроволоки гораздо сложнее и дороже создавать, чем массивный кремний.Цуй и его коллеги начали разрабатывать более дешевые кремниевые аноды. Во-первых, они нашли способ изготовить аноды литий-ионных аккумуляторов из сферических наночастиц кремния. Хотя они потенциально дешевле, они столкнулись со второй проблемой: сжатие и набухание наночастиц по мере того, как атомы лития перемещались внутрь и наружу, открывали трещины в клее, которые связывали наночастицы вместе. Жидкий электролит просачивался между частицами, вызывая химическую реакцию, которая покрывала их непроводящим слоем, известным как межфазный слой твердого электролита (SEI), который в конечном итоге стал достаточно толстым, чтобы нарушить способность анода собирать заряд.«Это похоже на рубцовую ткань», — говорит Юйчжан Ли, аспирант лаборатории Цуй.
Несколько лет спустя Цуй и его коллеги нашли еще одно нанотехнологическое решение. Они создали яйцеобразные наночастицы, окружив каждую из своих крошечных кремниевых наночастиц — желток — углеродной оболочкой с высокой проводимостью, через которую могли легко проходить ионы лития. Оболочка давала атомам кремния в желтке достаточно места для набухания и сжатия, одновременно защищая их от электролита и реакций, образующих слой SEI.В статье, опубликованной в 2012 году в Nano Letters, команда Куи сообщила, что после 1000 циклов зарядки и разрядки их анод в виде желточной оболочки сохранил 74% своей емкости.
Спустя 2 года они стали еще лучше. Они собрали пучки наночастиц из желточной оболочки в микрометровые коллекции, напоминающие миниатюрные гранаты. Объединение кремниевых сфер в группы увеличило емкость лития анода и уменьшило нежелательные побочные реакции с электролитом. В февральском выпуске журнала Nature Nanotechnology за 2014 год группа сообщила, что батареи на основе нового материала сохранили 97% своей первоначальной емкости после 1000 циклов зарядки и разрядки.
Создав свою компанию по производству аккумуляторов, Цуй планирует запустить стартапы, которые применяют нанотехнологии для очистки воздуха и воды.
Ной БергерРанее в этом году Цуй и его коллеги сообщили о решении, которое превосходит даже их сложные сборки из граната. Они просто забили крупные частицы кремния до микрометрового размера, а затем обернули их тонкими углеродными пластинами из графена.Забитые частицы намотались больше, чем кремниевые шарики в гранатах — настолько большие, что сломались после нескольких циклов зарядки. Но графеновая упаковка не позволяла соединениям электролита достигать кремния. Он также был достаточно гибким, чтобы поддерживать контакт с раздробленными частицами и, таким образом, переносить их заряды на металлические провода. Более того, как сообщила команда в Nature Energy, более крупные частицы кремния упаковывали больше массы — и, следовательно, больше энергии — в заданный объем, и они были намного дешевле и проще в изготовлении, чем гранаты.«Он действительно направил эту работу в правильном направлении», — говорит Цзюнь Лю.
Опираясь на эти идеи, компания Amprius собрала более 100 миллионов долларов на коммерциализацию литий-ионных батарей с кремниевыми анодами. Компания уже производит аккумуляторы для мобильных телефонов в Китае и продала более 1 миллиона из них, говорит Сун Хан, технический директор компании. Батареи на основе простых кремниевых наночастиц, которые дешевы в производстве, всего на 10% лучше, чем современные литий-ионные элементы.Но в штаб-квартире Amprius Хан продемонстрировал прототипы кремниевых нанопроводов, которые на 40% лучше. И это, по его словам, все еще представляет собой только начало того, насколько хорошими кремниевые аноды в конечном итоге станут.
Теперь Цуй смотрит не только на кремний. Одна из основных задач состоит в том, чтобы сделать аноды из чистого металлического лития, который долгое время считался лучшим анодным материалом, поскольку он может хранить даже больше энергии, чем кремний, и намного легче.
Но и здесь были серьезные проблемы.Во-первых, вокруг металлического литиевого электрода обычно образуется слой SEI. В данном случае это действительно хорошая новость: ионы лития могут проникать через слой, поэтому SEI действует как защитная пленка вокруг литиевого анода. Но во время цикла батареи металл набухает и сжимается так же, как частицы кремния, и пульсация может разрушить слой SEI. Затем ионы лития могут накапливаться в трещине, в результате чего из электрода вырастает металлический шип, известный как дендрит. «Эти дендриты могут проткнуть сепаратор батареи, вызвать короткое замыкание батареи и вызвать возгорание», — говорит Яюань Лю, другой аспирант в группе Цуй.
Обычные подходы не решили проблему. Но нанотехнологии могут. В одном из подходов к предотвращению образования дендритов команда Куи стабилизирует слой SEI, покрывая анод слоем связанных между собой наноуглеродных сфер. В другом они создали новый тип частиц желточной оболочки, состоящий из наночастиц золота внутри гораздо более крупных углеродных оболочек. Когда нанокапсулы образуют анод, золото притягивает ионы лития; Оболочки дают литию пространство для усадки и набухания без растрескивания слоя SEI, поэтому дендриты не образуются.
Улучшение анодов — это только половина дела при создании лучших аккумуляторов. Команда Куи применила аналогичный наноиндуцированный подход к улучшению катодных материалов, в частности серы. Как и кремний на анодной стороне, сера долгое время считалась заманчивым вариантом для катода. Каждый атом серы может содержать пару литий, что в принципе позволяет в несколько раз увеличить накопление энергии по сравнению с обычными катодами. Не менее важно то, что сера очень дешевая. Но и у него есть проблемы.Сера — относительно скромный электрический проводник, и она реагирует с обычными электролитами с образованием химикатов, которые могут убить батареи после нескольких циклов зарядки и разрядки. Серные катоды также имеют тенденцию накапливать заряды, а не отказываться от них во время разряда.
В поисках нанораствора команда Куи заключила частицы серы в оболочки из высокопроводящего диоксида титана, что в пять раз увеличило емкость батареи по сравнению с обычными конструкциями и предотвратило отравление побочных продуктов серы.Исследователи также создали версии своих гранатов на основе серы, и они удерживали серу внутри длинных тонких нановолокон. Эти и другие нововведения не только увеличили емкость батареи, но и подняли показатель, известный как кулоновский КПД, то есть насколько хорошо батарея высвобождает заряд, с 86% до 99%. «Теперь у нас есть большая емкость с обеих сторон электрода», — говорит Цуй.
По словам Цуй, в будущем он намерен объединить оба своих ключевых нововведения. Соединяя кремниевые аноды с серными катодами, он надеется создать дешевые батареи большой емкости, которые могут изменить способ питания устройств в мире.«Мы думаем, что если мы сможем заставить это работать, это окажет большое влияние», — говорит Цуй.
Это может помочь ему изменить мир и стать богатым на стороне.
Зарядка литий-ионных аккумуляторови преимущества — PowerTech Systems
Отличия лития
Свинцово-кислотные батареи сделаны из (что неудивительно) смеси свинцовых пластин и серной кислоты. Это был первый тип аккумуляторной батареи, изобретенный еще в 1859 году.
С другой стороны, ионно-литиевые батареиявляются гораздо более новым изобретением и существуют в коммерчески жизнеспособной форме только с 1980-х годов.
Литиевая технологияхорошо зарекомендовала себя и хорошо изучена для питания небольшой электроники, такой как ноутбуки или аккумуляторные инструменты, и становится все более распространенной в этих приложениях, вытесняя старые никель-кадмиевые (никель-кадмиевые) аккумуляторы благодаря многочисленным преимуществам лития.
Но, как вы, возможно, помните из множества новостей, появившихся несколько лет назад о возгорании неисправных аккумуляторов портативных компьютеров, литий-ионные аккумуляторы также заслужили репутацию очень драматичных источников возгорания.
Обычно используемый литий-ионный аккумулятор представляет собой оксид лития-кобальта (LiCoO2), и этот химический состав аккумулятора склонен к тепловому разгоне, если аккумулятор случайно перезарядится. Это может привести к возгоранию батареи — и литиевый огонь горит быстро и горячо.
Это одна из причин того, что до недавнего времени литий редко использовался для создания больших батарейных блоков.
Но в 1996 году была разработана новая формула смешивания литий-ионных аккумуляторов — литий-железный фосфат e.Эти батареи, известные как LiFePO4 или LFP, имеют немного более низкую плотность энергии, но по своей природе негорючие и, следовательно, намного безопаснее, чем литий-кобальто-оксидные. А если учесть преимущества, то литий-ионные батареи становятся чрезвычайно заманчивыми.
1 / Улучшенная «полезная» емкость
В отличие от свинцово-кислотных аккумуляторов, считается практичным регулярно использовать 90% или более номинальной емкости банка литиевых аккумуляторов, а иногда и больше. Рассмотрим батарею на 100 ампер-часов — если бы это была свинцово-кислотная батарея, было бы разумно использовать от 30 до 50 ампер-часов сока, но с литиевым вы могли бы использовать 90 ампер-часов или даже 100 Ач (100% DoD).
Свинцово-кислотная полезная емкость AGM | Полезная емкость литий-ионных аккумуляторов |
2 / Увеличенный срок службы
Производители и лаборатории сообщают, что от высококачественной батареи LiFePo4 можно ожидать десятков тысяч циклов. Однако это теоретические значения, которые нелегко проверить.
С практической точки зрения и при реальном использовании аккумуляторы LiFePo4 стандартного качества могут обеспечить не менее 2000 циклов заряда / разряда при 80% степени разрядки и разрядке 1С, а оставшаяся емкость остается выше 80%.Эти значения зависят от скорости заряда, глубины разряда, но, что более важно, от качества используемых элементов.
Эти результаты жизненного цикла намного лучше, чем химические составы NMC или NCA, широко используемые в индустрии электромобилей. Напротив, даже самые лучшие свинцово-кислотные батареи глубокого разряда обычно рассчитаны только на 500-1000 циклов.
Для батарей , таких как произведенные PowerTech Systems , с использованием высококачественных элементов, отсортированных и согласованных, От 4000 до 5000 циклов может быть доставлен при 1С и 80% DoD.Это количество циклов можно значительно увеличить за счет уменьшения глубины разряда (DoD).
На диаграмме ниже показано количество циклов в зависимости от глубины разряда для продуктов PowerBrick, PowerRack и PowerModule:
Количество циклов в зависимости от глубины разряда для продуктов PowerBrick, PowerRack и PowerModule3 / Потери Пойкерта и провал напряжения практически не существует
Кривая разряда литиевых батарей (особенно свинцово-кислотных) практически плоская — это означает, что батарея, заряженная на 20%, будет обеспечивать почти такое же выходное напряжение, как и батарея, заряженная на 80%.
Это предотвращает любые проблемы, вызванные «провалом напряжения», обычным для свинцово-кислотных аккумуляторов при их разряде, но означает, что любой монитор аккумуляторной батареи или автоматический запуск генератора, зависящий от уровней напряжения, скорее всего, не будут нормально работать при мониторинге литиевого банка.
Кривые литий-ионного разрядаЕще одно огромное преимущество литиевых батарей состоит в том, что потери Пойкерта практически отсутствуют. . Это означает, что литий-ионные батареи могут работать на полную номинальную емкость даже при высоких токах.В то время как свинцово-кислотная может привести к потере мощности до 40% при высоких нагрузках.
На практике это означает, что литий-ионные аккумуляторные батареи очень хорошо подходят для питания сильноточных нагрузок, таких как кондиционер, микроволновая печь или индукционная плита.
Кривые разряда литий-железо-фосфатных соединений при различных уровнях C4 / Преимущества по размеру и весу
Чтобы подчеркнуть уникальные характеристики литий-ионных аккумуляторов с точки зрения веса и размера, рассмотрим важный пример: свинцово-кислотные и литиевые аккумуляторы.
5 / Быстрая и эффективная зарядка
Литий-ионные аккумуляторыможно «быстро» зарядить до 100% емкости. В отличие от свинцово-кислотной, нет необходимости в фазе абсорбции для хранения оставшихся 20%. И, если ваше зарядное устройство достаточно мощное, литиевые батареи также можно заряжать безумно быстро. Если вы можете обеспечить достаточное количество зарядных усилителей, вы сможете полностью зарядить литий-ионный аккумулятор всего за 30 минут.
Но даже если вам не удастся полностью зарядить аккумулятор до 100%, не беспокойтесь — в отличие от свинцово-кислотных аккумуляторов, регулярная полная зарядка литий-ионных аккумуляторов не приводит к их повреждению.
Это дает вам большую гибкость при подключении к источникам энергии всякий раз, когда вы можете их получить, не беспокоясь о необходимости регулярно выполнять полную зарядку. Несколько дней с небольшой облачностью в вашей солнечной системе? Нет проблем, что вы не можете долить до захода солнца, пока вы учитываете свои потребности. С литием вы можете заряжать все, что можете, и не беспокоиться о том, что ваш аккумулятор постоянно недозаряжен.
6 / Очень мало потраченной энергии
Свинцово-кислотные батареи менее эффективны в хранении энергии, чем литий-ионные батареи.Литиевые батареи заряжаются с КПД почти 100% по сравнению с КПД большинства свинцово-кислотных аккумуляторов 85%.
Это может быть особенно важно при зарядке от солнечной батареи, когда вы пытаетесь выжать из каждого усилителя как можно больше эффективности до того, как солнце сядет или не накроет облака.
Теоретически с литием почти каждая собранная вами капля солнца идет в ваши батареи. Учитывая ограниченность крыши и места для хранения панелей, это становится очень важным для оптимизации каждого квадратного дюйма мощности, которую вы можете установить.
7 / Устойчивость к климатическим изменениям
Свинцово-кислотные батареи и литиевые теряют свою емкость в холодных условиях. Как видно на диаграмме ниже, литий-ионные батареи намного эффективнее при низких температурах. Кроме того, скорость разряда влияет на производительность свинцово-кислотных аккумуляторов. При -20 ° C литиевая батарея, которая выдает ток 1С (в один раз больше своей емкости), может отдавать более 80% своей энергии, когда батарея AGM обеспечивает 30% своей емкости.
Для суровых условий окружающей среды (горячей и холодной) литий-ионный аккумулятор является технологическим выбором.
Зависимость емкости от температуры8 / Меньше проблем с размещением
Литий-ионные батареине нужно хранить в вертикальном положении или в вентилируемом батарейном отсеке. Их также довольно легко собрать в необычные формы — преимущество, если вы пытаетесь втиснуть как можно больше энергии в небольшой отсек.
Это особенно полезно, если у вас есть батарейный отсек ограниченного размера, но вы хотите или нуждаетесь в большей емкости, чем свинцово-кислотная в настоящее время может обеспечить.
9 / Отсутствие необходимости в обслуживании
Литий-ионные батареипрактически не требуют обслуживания. BMS (система управления батареями) автоматически выполняет процесс «балансировки», чтобы гарантировать, что все элементы в блоке батарей одинаково заряжены. Просто зарядите аккумулятор, и все готово.
Этот товар является исключительной собственностью PowerTech Systems.Воспроизведение без разрешения запрещено.
Уход за аккумулятором E-Bike (литий-ионный) и ответы на часто задаваемые вопросы
Ваш электровелосипед — прекрасный инструмент для повседневного использования.Не нужно бояться использования аккумулятора. Возможно, вы даже купили свой велосипед специально из-за его диапазона, так что катайтесь на нем и не переживайте. Качественный литий-ионный аккумулятор окажется надежным, даже если вы будете регулярно выходить за его пределы. Тем не менее, есть вещи, которые могут продлить или сократить срок службы аккумулятора в течение сотен циклов зарядки, поэтому мы провели исследование и свели его к нескольким ключевым привычкам и ситуациям, которых следует избегать, чтобы помочь вам получить максимальную отдачу от своего электронного устройства. -велосипед.
Как лучше всего заряжать (или не заряжать) аккумулятор?Что лучше: разрядить аккумулятор полностью до 0% или подзаряжать его после каждой поездки?
Краткий ответ: Ни то, ни другое. Относитесь к нему как к бензобаку — не позволяйте ему опуститься настолько, что вы нервничаете из-за того, что он закончится, и не пытайтесь долить его выше 50%, если вам не нужно. Тем не менее, делайте то, что вам нужно, чтобы добраться туда, куда вам нужно.
Длинный ответ. Частичная зарядка ионно-литиевой батареи от 20% до 80% — лучший способ сохранить ее полную емкость как можно дольше. Это отличается от времен никель-кадмиевых и никель-металлогидридных аккумуляторов, когда существовал риск потери емкости, если аккумулятор неоднократно перезаряжался после частичной разрядки, но литий-ионные аккумуляторы не имеют эффекта памяти. Несмотря на то, что срок службы аккумулятора часто выражается в количестве циклов зарядки, емкость аккумулятора снижается именно при зарядке. Когда аккумулятор находится на пределе 0% или 100%, процесс зарядки намного более длительный и напряженный, чем в середине его диапазона.
Полностью разряженная батарея (полная разрядка) и ее полная зарядка сократят общее количество циклов зарядки, но также будут означать, что каждый цикл зарядки проходит через две наиболее напряженные части: от 0 до 20% и от 80 до 100%.Это нормально, когда вы максимально эффективно используете велосипед и увеличиваете запас хода батареи, но если ваш распорядок позволяет это, частичная зарядка позволит снизить уровень нагрузки на батарею и повысить ее емкость. Например, если ваша поездка на работу составляет 20 миль в одну сторону, а ваша батарея (в среднем за день) получает 40 миль после полной зарядки, мы рекомендуем купить дополнительное зарядное устройство, чтобы держать его на работе, чтобы каждая поездка в одну сторону занимала ваше батарея между 80 и 30%. С другой стороны, если ваша поездка составляет десять миль туда и обратно, а ваша батарея получает 60 миль после полной зарядки, пополняйте ее в конце пятидневной рабочей недели, а не каждый день, потому что…
Подзарядка аккумулятора после каждого использования сопряжена с несколькими рисками. Первый — это уменьшение емкости в течение срока службы батареи из-за повторяющейся нагрузки при зарядке после ~ 80%, что занимает намного больше времени, чем остальная часть цикла зарядки. Во-вторых, батареи гораздо более уязвимы к тепловому повреждению, когда они полностью заряжены. В крайних случаях повышенное напряжение может убить аккумулятор. Подзарядить аккумулятор при необходимости — это нормально, особенно если вы внимательно следите за температурой зарядки и хранения.Если, однако, ваша ситуация позволяет вам совершить несколько коротких поездок на одной зарядке, ожидание, пока заряд батареи не достигнет уровня от 20 до 40%, чтобы снова разрядиться, может продлить срок службы батареи за счет сокращения общего количества циклов зарядки и количества времени на зарядку около 100%.
Какие температуры безопасны для зарядки, использования и хранения аккумулятора?
Краткий ответ: Комфортно, когда тебе удобно. Как и мы, электровелосипеды могут выдерживать довольно широкий диапазон температур в течение короткого времени, но их лучше всего держать в оптимальном диапазоне в течение длительного времени.
Идеально: от 5 до 20 ° C (от 40 до 70F)
OK: от 30 до 85F (от 0 до 30C)
Extreme: от -10 до 50C (от 15 до 120F)
Температура во время использования: Риск повреждения увеличивается в зависимости от того, насколько серьезна температура и сколько времени проводится при этой температуре. Любое время, проведенное за пределами экстремального диапазона, может быть очень вредным. Если подтолкнуть батарею к краю диапазона «ОК», маловероятно, что это приведет к отказу, но это сократит срок службы батареи быстрее, чем работа в идеальном диапазоне.Имейте в виду, что темный корпус батареи под прямыми солнечными лучами может нагреть батарею до температуры, намного превышающей температуру окружающего воздуха.
Если вы живете в таком городе, как Денвер, где температура регулярно выходит за пределы допустимого диапазона от 30 до 85 градусов, то, как вы храните и заряжаете аккумулятор, более важно, чем какая бы ни была температура, когда вы едете. .
Температура во время хранения: Оптимальное хранение — заряд от 40 до 50%, от 40 до 60 градусов по Фаренгейту, но при комнатной температуре в порядке.Две ситуации особенно разрушительны: хранение ниже 30F при низком заряде и хранение выше 80F, когда батарея заряжена выше 80%. В первом случае аккумулятор может пассивно саморазрядиться до непоправимого уровня. В последнем случае, особенно около 100%, повышенная температура батареи может вызвать чрезмерное напряжение, что может привести к тому, что батарея перейдет в режим защитного отключения, чтобы избежать взрыва. Помните, что темные кожухи аккумуляторных батарей и салон автомобиля могут нагреваться намного выше температуры окружающего воздуха.Помните об этом при движении к месту назначения с полностью заряженным аккумулятором.
Температура во время зарядки: При зарядке предпочтительнее более теплые температуры, чем при хранении, поэтому комнатная температура идеальна. Зарядка холодного аккумулятора может повредить элементы, поэтому лучше всего дать аккумулятору нагреться после зимней поездки, прежде чем подключать его к розетке. Зарядка в теплом (не горячем) состоянии по своей сути не опасна, за исключением вышеуказанных соображений хранения.
Следует ли хранить / заряжать аккумулятор на велосипеде или вне его?
Здесь главное значение имеет температура.Заряжайте аккумулятор в месте, где температура максимально приближается к комнатной. Для длительного хранения, так как заряд 40-50% является идеальным, лучше держать аккумулятор вдали от велосипеда, поскольку фоновый сток может медленно разрядить аккумулятор. Подключайте его (или хотя бы проверяйте уровень заряда) каждые 3-4 месяца, но не оставляйте на зарядном устройстве надолго! При хранении на 100% клетки разлагаются быстрее, чем при хранении на 40%.
В целом, лучше использовать аккумулятор и держать его на среднем уровне заряда (даже в жаркую или холодную погоду), чем хранить его ненадлежащим образом, так что выходите и катайтесь на велосипеде!
Следует ли хранить аккумулятор в зарядном устройстве?
Нет! Оставьте его на велосипеде (отключенным от сети) на короткое время, выключите его на длительный срок.Современные зарядные устройства умны и не «перезаряжают» аккумулятор, но оставление аккумулятора подключенным к сети может быть вредным по другим причинам:
- Зарядка аккумулятора до 100% занимает гораздо больше времени и вызывает больше стрессов, чем остальная часть цикла зарядки.
- Даже частичный заряд считается циклом зарядки, так измеряется срок службы аккумулятора
- Хранение батареи при 100% разлагает элементы быстрее, чем при хранении батареи на 40-50%, даже при комнатной температуре, и может вызвать защитное отключение батареи, если она станет слишком горячей.
Я слышал, что рекомендуется время от времени полностью заряжать, а затем разряжать аккумулятор. Это правда?
Некоторые производители рекомендуют проводить полный цикл зарядки и разрядки аккумулятора примерно каждые 3 месяца. Это метод повторной калибровки вашего расчетного диапазона, который ваш дисплей рассчитывает на основе данных, поступающих от контроллера батареи, и не имеет ничего общего с состоянием батареи или сбросом эффекта памяти батареи (что не является проблемой для литий-ионных). .
Полностью разряжать батарею — это плохо?
Нет, не забудьте потом зарядить. Если бы было вредно использовать весь ваш ассортимент, производители бы вам этого не позволили. Заряд 0%, когда элементы переходят в спящий режим, сильно отличается от того, что элементы полностью лишены напряжения. Однако существует порог, ниже которого батареи не могут восстанавливаться, и поскольку литий-ионные элементы саморазряжаются со скоростью 3-5% в месяц, важно не оставлять батарею пустой на долгое время, особенно в холодную погоду. (ниже 40F) температуры.
Если аккумулятор разрядился из-за низкой температуры, дайте ему нагреться до комнатной температуры, а затем зарядите его минимум до 40%. 100% тоже нормально, если вы планируете использовать его снова в ближайшее время.
Я не получаю диапазон, который оценивает мой электронный велосипед. Означает ли это, что у меня разрядился аккумулятор?
Возможно, и мы можем это проверить. Тем не менее, существует множество факторов, которые влияют на запас хода электронного велосипеда за пределами емкости аккумулятора, включая температуру, местность, используемый уровень помощи, вес водителя и груза, ветер / аэродинамику, эффективность велосипеда, остановку и запуск, выбор передачи и нажатие педали водителя. .Кроме того, вашему дисплею может потребоваться калибровка (см. Выше), или вашей системе может потребоваться обновление прошивки.
Можно ли проверить емкость аккумулятора и при необходимости отремонтировать элементы?Ага! Если у вас есть система Bosch, Shimano, Ebike Motion (Orbea и другие) или Yamaha (Giant), мы можем проверить состояние вашей батареи с помощью бортовой диагностики вашего велосипеда. Если у вас есть аккумулятор другого производителя, мы можем подключить его к нашему собственному диагностическому устройству.Этот процесс занимает 24-48 часов и требует зарядного устройства, но также дает подробный анализ состояния вашей батареи. При необходимости мы можем восстановить батареи (у нас есть технология). Обычный ремонт обходится в 300-500 долларов, и обычно в результате получается батарея лучше, чем новая.
Почему в велосипедах используются литий-ионные батареи?
Несколько вещей делают литий-ионные батареи идеальными для электровелосипедов, пока не появится что-нибудь получше:
- У них более высокая удельная энергия и удельная энергия (энергия на массу и объем, соответственно), чем у других распространенных типов аккумуляторов, которые имеют значение, когда дело доходит до создания гладкого и легкого электронного велосипеда.
- У них низкая скорость саморазряда, поэтому они всегда готовы к работе.
- У них нет эффекта памяти, что означает отсутствие риска потери емкости при многократной подзарядке батареи после частичной разрядки. (Более подробную информацию о циклах зарядки и долговечности можно найти выше)
| Литий-ионный | NiMH | NiCd | Свинцово-кислотный |
Удельная энергия (Втч / кг) | 100–265 | 60-120 | 40-60 | 33-42 |
Плотность энергии (Втч / л) | 250-700 | 140-300 | 50–150 | 60-110 |
Удельная мощность (Вт / кг) | ~ 250-340 | 250–1000 | 150 | 180 |
Циклическая износостойкость (циклы) | 400-1200 | 180-2000 | 2000 | <350 |
Саморазряд (/ мес) | 3-5% | 30% | 15-20% | 4-6% |
Взрывается ли аккумулятор моего электронного велосипеда?
Реально нет.Даже если это самсунг. Батареи от известных производителей (которые мы продаем единственные) тщательно защищены от идиотов. Если вам удастся сделать что-то настолько идиотское, что даже команды инженеров, тестировщиков и правительственных бюрократов, пишущих стандарты, не могут этого предвидеть, что ж … Мои поздравления.
Да, и если ваша батарея находится в нижней трубе, и ваша рама поставляется с проставками, установленными под болтами флягодержателя … используйте их. В качестве альтернативы, прекратите поворачивать гаечный ключ, когда вы достигнете такого крутящего момента, который кажется, будто он может пробить корпус батареи.
Researcher приближается к новому поколению литий-ионных аккумуляторов с быстрой зарядкой
Германиевый композит, разработанный инженером UWM Джунджие Ню, может работать намного лучше, чем современные технологии, при различных температурах, увеличивает срок службы батареи и может производиться с помощью существующих процессов при комнатной температуре. (Фото UWM)
Что, если бы вы могли зарядить свой смартфон за три минуты или свой электромобиль всего за 10?
Такие возможности быстрой зарядки и разрядки находятся в списке желаний перезаряжаемых литий-ионных аккумуляторов следующего поколения.И будущее ближе, чем вы думаете.
Джунджи Ниу, инженер из Университета Висконсин-Милуоки, создал электродный материал для литий-ионных аккумуляторов, который не только обеспечивает быструю зарядку без повреждения аккумулятора, но также обеспечивает значительно большую емкость и гораздо больше энергии, чем современные технологии.
Материал электродовNiu позволит потребителям дольше использовать свои устройства и намного дольше ездить на электромобилях между зарядками. Это также откроет дверь для коммерциализации новых применений силы, создаваемой при одновременном высвобождении энергии — мощности, потенциально достаточной для запуска ракет в космос.
В поисках правильного рецепта
Гибридный композитный материалNiu 2D состоит из ультратонкого слоя оксида германия (GeO) поверх Ti 3 C 2 MXene, керамического материала, который имеет структуру, аналогичную графену, проводящему чудо-материалу, который значительно отличается более дорогой.
Германиевый композит также может работать намного лучше, чем современные технологии, при различных температурах, увеличивает срок службы батареи и может производиться с помощью существующих процессов при комнатной температуре.Исследование было недавно опубликовано в журнале ACS Nano.
Поиск подходящего материала «рецепт» химического состава электродов батарей требует творческого мышления, а также значительных проб и ошибок, — сказал Ниу, доцент, который подал шесть патентов и раскрыл информацию об изобретениях в отношении материалов литий-ионных батарей с тех пор, как присоединился к факультету UWM в 2014.
«Активный материал электродов, анода и катода — это ключ», — сказал он. «Трудно добиться лучших результатов, потому что улучшение одной черты часто происходит за счет другой, но необходимой черты.”
Удвоение емкости аккумулятора
Благодаря своему стартапу Niu Energy и сотрудничеству с производителями аккумуляторов, включая Clarios, и двумя национальными лабораториями, Oak Ridge и Argonne, Ниу документирует фундаментальные свойства молекул в материалах электродов, необходимых для литий-ионных аккумуляторов следующего поколения.
Из-за проводимости компонентов анодный материал Niu GeO почти вдвое увеличивает емкость батареи по сравнению с обычным графитовым материалом и служит в течение тех же 500 циклов.Но он также обеспечивает более чистую мощность, выраженную в ватт-часах на килограмм (Втч / кг).
По словам Ниу, литий-ионные батареидемонстрируют более высокую плотность энергии по сравнению с другими аккумуляторными технологиями. Но большинство из них имеют удельную мощность менее 200 Вт · ч / кг. Материал Niu GeO может обеспечить мощность более 300 Вт · ч / кг, что соответствует целевой плотности, установленной Министерством энергетики США для литий-ионных аккумуляторов следующего поколения.
Германий, однако, поглощает столько лития во время зарядки и разрядки, что физически набухает и сжимается, что приводит к его быстрому ухудшению.Ню и его команда решили проблему, структурировав свой материал GeO, чтобы приспособиться к изменениям расширения.
«Внутренние слои очень тонкие, менее 50 нанометров, что оставляет место для расширения», — сказал Ниу. «Оксид германия на поверхности аморфен, поэтому он более гибок, чем кристаллическая форма».
С использованием кремния
Помимо исследований германиевых анодных материалов, в недавней работе Ниу был задействован другой наиболее многообещающий элемент для достижения более высоких характеристик анодов — кремний.Как и германий, кремний поглощает больше заряда по сравнению с анодами, состоящими только из графита, которые используются в более чем 90% доступных литий-ионных аккумуляторов, и он может удвоить емкость аккумулятора.
«Большинство текущих соотношений кремния в графитовом аноде составляет менее 5%, — сказал Ниу, — мы хотели бы иметь на 30–50% больше».
Причина, по которой можно использовать так мало кремния, заключается в том, что он вызывает ту же проблему расширения объема, что и германий. Однако в недавней работе, опубликованной в ACS Nano в декабре 2019 года, Ню разработал еще одно структурное средство.
Он создал кремниевые скелеты микро-размеров, заключенные в проводящую полимерную «кожу».
Конфигурация полого каркаса обеспечивает достаточно места для резкого увеличения объема, в то время как проводящий полимер служит защитным слоем и быстрым каналом для переноса лития и электронов. Подобно материалу GeO, этот кремниевый материал также может быть произведен по доступным ценам с использованием текущих промышленных процессов.
Niu обнаружил, что кремний, полупроводник, обеспечивает немного большую емкость, чем материал GeO.Но поскольку последний металлический, он быстрее передает электроны, что делает возможными быструю зарядку и разрядку.
Новый свет на зарядку литий-ионных аккумуляторов — ScienceDaily
Воздействие света на катоды сокращает время зарядки литий-ионных аккумуляторов в два раза.
Исследователи Аргоннской национальной лаборатории Министерства энергетики США сообщили о новом механизме ускорения зарядки литий-ионных аккумуляторов для электромобилей.Простое воздействие на катод пучка концентрированного света — например, белого света ксеноновой лампы — сокращает время зарядки аккумулятора в два или более раз. В случае коммерциализации такая технология может изменить правила игры для электромобилей.
Владельцы электромобилей хорошо осведомлены о «беспокойстве по поводу запаса хода», поскольку уровень заряда низкий или ближайшая зарядная станция кажется слишком удаленной. Быстрая зарядка остается серьезной проблемой, если такие автомобили когда-либо захватят большой сегмент рынка транспортных услуг.Зарядка пустого электромобиля обычно занимает около восьми часов.
В настоящее время существуют специальные станции наддува, которые обеспечивают сверхбыструю зарядку электромобилей за счет подачи гораздо более высокого тока к батарее. Однако пропускание слишком большого тока за слишком короткое время снижает производительность батареи.
Обычно литий-ионные аккумуляторы для транспортных средств медленно заряжаются для достижения полной электрохимической реакции. Эта реакция включает удаление лития с оксидного катода и введение его в графитовый анод.
«Мы хотели значительно сократить эту зарядовую реакцию, не повреждая электроды из-за повышенного протекания тока», — сказал Кристофер Джонсон, заслуженный научный сотрудник Аргонны и руководитель группы химических наук и инженерии.
Современные литий-ионные аккумуляторы работают в темноте, а электроды помещены в корпус. В фотоусилителе Argonne будет использоваться прозрачный контейнер, который позволяет концентрированному свету освещать электроды батареи во время зарядки.
Чтобы исследовать процесс зарядки, группа исследователей создала небольшие литий-ионные элементы («монетные элементы») с прозрачными кварцевыми окнами. Затем они проверили эти элементы с белым светом, проходящим через окно на катод, и без него.
«Мы предположили, что во время зарядки белый свет будет благоприятно взаимодействовать с типичным материалом катода, и это подтвердилось в наших испытаниях элементов», — сказал Джонсон. Этот катодный материал представляет собой оксид лития-марганца, сокращенно LiMn 2 O 4 (LMO).
Ключевым ингредиентом этой благоприятной реакции является взаимодействие света с LMO, полупроводниковым материалом, который, как известно, взаимодействует со светом. Поглощая фотоны света во время зарядки, элемент марганец в LMO меняет свое зарядовое состояние с трехвалентного на четырехвалентный (Mn 3+ на Mn 4+ ). В ответ ионы лития выбрасываются из катода быстрее, чем это произошло бы без процесса фотонного возбуждения.
Это условие ускоряет реакцию аккумулятора.Команда обнаружила, что более быстрая реакция привела к более быстрой зарядке без снижения производительности батареи или срока службы. «Наши тесты батареи показали двукратное уменьшение времени зарядки при включенном свете», — сказал Джонсон.
Исследовательская группа выполнила эту работу в рамках Центра электрохимической энергетики (CEES), исследовательского центра DOE Energy Frontier (EFRC), возглавляемого Аргонном.
«Это исследование является прекрасным примером того, как цель CEES по пониманию электродных процессов в литий-ионных батареях обеспечивает решающий прогресс, влияющий на технологии», — сказал Пол Фентер, директор CEES и старший физик отдела химических наук и инженерии.«Это символ трансформирующего воздействия, которого может достичь программа EFRC».
Джонсон добавил: «Это первое в своем роде открытие, в котором технологии света и аккумуляторов объединены, и это пересечение является хорошим предзнаменованием для будущего инновационных концепций зарядки аккумуляторов».
Управление автомобильных технологий Управления энергоэффективности и возобновляемых источников энергии Министерства энергетики США определило быструю зарядку как важнейшую проблему в обеспечении массового внедрения электромобилей с целью 15-минутного использования.время перезарядки, и это исследование может стать ключом к тому, чтобы сделать это возможным.
Это исследование появилось в Nature Communications под названием «Фотоускоренная быстрая зарядка литий-ионных аккумуляторов». В дополнение к Джонсону, другие аргоннские участники — Анна Ли, Мартон Вёрёш, Уэсли М. Дозе, Йенс Никлас, Олег Полуэктов, Ричард Д. Шаллер, Хаким Иддир, Виктор А. Марони, Юндж Ли, Брайан Ингрэм и Ларри А. Кертисс. .
Это исследование финансировалось Управлением фундаментальных энергетических наук Министерства энергетики США и частично проводилось в Центре наноразмерных материалов, США.S. Управление науки Министерства энергетики США.
Советы по зарядке литиевых (LFP) аккумуляторов для оптимального ухода за аккумуляторами
Долгие летние дни дразнят нас, чтобы мы ушли, мечтая о голубом небе и белом песке. С постоянно меняющимися советами о путешествиях и хлопотами отдых на родине внезапно становится довольно привлекательным — это похоже на год «отдыха»! Когда вновь открываются кемпинги, нет лучшего способа безопасно уйти, чем исследовать природу на собственном автомобиле для отдыха.Если вам посчастливилось иметь автодом или даже переделанный фургон, вы должны быть знакомы с аккумуляторами для вспомогательного питания. Итак, если у вас установлен аккумулятор Essential или любой другой литий-ионный аккумулятор, в этой статье будут описаны лучшие методы зарядки для оптимального ухода за аккумулятором.
Мы спросили наших клиентов, что они хотят знать о зарядке аккумуляторов. Взгляните на наши ответы на наиболее часто задаваемые вопросы.
Как ухаживать за аккумулятором перед поездкой
Для увеличения срока службы моих аккумуляторов лучше держать аккумулятор подключенным, если я не использую свой развлекательный автомобиль в течение длительного времени? Что лучше: оставить его подключенным к зарядному устройству или просто заряжать раз в неделю?В общем, вы должны следить за тем, чтобы литиевая батарея оставалась заряженной на 50%.Если аккумуляторы не используются, их следует хранить на полке в сухом прохладном месте — обычно аккумуляторный отсек в вашем автомобиле для отдыха является идеальным местом для хранения аккумулятора. Прежде чем вы будете готовы использовать аккумулятор, вы можете использовать постоянное зарядное устройство, чтобы убедиться, что аккумулятор заряжен на 100%. Простого зарядного устройства на 1 А достаточно для безопасного поддержания заряда аккумулятора Aceleron Essential при хранении.
Рекомендации по зарядке аккумулятора
Какое зарядное устройство можно использовать с литиевым аккумулятором? Есть ли конкретная емкость заряда?Если вы уже вложили средства в оборудование, но думаете о переходе на литий-ионные, вы будете рады узнать, что аккумуляторы Aceleron совместимы со свинцово-кислотными зарядными устройствами.Мы действительно рекомендуем вам выбрать зарядное устройство, разработанное с учетом химического состава вашей батареи, чтобы вы могли пользоваться такими преимуществами, как более быстрая зарядка.
Как часто нужно заряжать аккумулятор?Как часто вы заряжаете литий-ионный аккумулятор, зависит от того, как он используется. Если он интенсивно используется и часто полностью разряжен, его придется часто перезаряжать. Если он используется экономно, он может быть заряжен по аналогичной ставке. Это немного уравновешивает, поскольку обычно батареи не следует оставлять полностью разряженными или полностью заряженными.
Как мне зарядить аккумулятор, чтобы продлить срок его службы?Срок службы батареи, как и у людей, зависит от умеренности; чрезмерно высокая мощность (зарядка или разрядка) или частое воздействие экстремальных температур являются ключевыми примерами поведения, которое сокращает срок службы батареи.
Как зарядное устройство подключается к аккумулятору без солнечных панелей?Аккумулятор Essential можно напрямую подключить к любому зарядному устройству 12 В.Он совместим со свинцово-кислотным зарядным устройством, но заряжается быстрее с помощью рекомендованного литиевого зарядного устройства. Стандартные зажимы типа «крокодил» могут быть прикреплены к клеммам, или проушины M8 могут быть закреплены на батарее болтами для более надежных конфигураций. Обычное зарядное устройство подключается к аккумулятору через сеть.
У меня нет зарядного устройства. Можно ли просто отсоединять двигатель и аккумулятор для досуга, когда они не используются?Свинцово-кислотные аккумуляторы саморазряжаются на 4-5% в неделю, когда они отключены от зарядки.Литий-ионные аккумуляторы для досуга разряжаются примерно на 3-5% в месяц. Если вы хотите отключить свинцово-кислотный аккумулятор для досуга, мы рекомендуем приобрести небольшое автомобильное зарядное устройство на солнечной батарее (5-15 Вт), которое должно подзаряжать его, если на улице солнечно. Если у вас литий-ионный аккумулятор, вы можете оставить его отключенным на 3-5 месяцев без каких-либо проблем.
Короче говоря, с литиевой батареей вы сможете обойтись без минимальной обслуживающей зарядки. Посмотрите, как наша литиевая батарея используется в автодоме.
Для тех из вас, кто является фанатиком аккумуляторов и хочет знать науку, лежащую в основе зарядки аккумулятора, вот некоторые технические детали:Для литиевой батареи структура положительной клеммы изменяется, когда она обеднена электронами для длительные периоды времени, что может привести к необратимой потере мощности.Однако низкая скорость саморазряда лития означает, что его не нужно хранить в состоянии 100% заряда (SoC).