Литий ионные аккумуляторы характеристики: Литий-ионные аккумуляторы: все, что нужно знать

Содержание

Характеристики литий-ионных аккумуляторов | Практическая электроника

Выбор элементов аккумуляторов ноутбуков по техническим характеристикам.


Диапазон напряжений

Первое на нужно обратить внимание это на тип химии элементов, так как от него очень многое зависит. Чаще всего устанавливаются Li-ion аккумуляторы с напряжением 3,6 В, такие аккумуляторы можно заряжать до напряжения 4,2 В и разряжать до 3,0 В. Очень важно обратить внимание на диапазон работы аккумуляторов, нельзя чтобы новые элементы были рассчитаны на более узкий диапазон чем используется в аккумуляторной батареи. Выход напряжения на элементы выше допуска будет вести к его перегреву и возможно даже взрыву, а выход напряжения ниже допустимого приведет к резкой потере емкости.
Элементы с более широким диапазоном напряжений можно применять, правда они могут быть необоснованно дороги.

Токи заряда и разряда

Следующее что стоит отметить это токи заряда/разряда, тут обычно проблем не возникает, для ноутбуков не требуется применение сильноточных аккумуляторов, это не электроинструмент потребляющий десятки Ампер. Величина токов в аккумуляторах ноутбуков исчисляется Амперами, скорее всего проблемы не будет, но уточнить токовую способность стоит.

Емкость аккумуляторов

С емкостью аккумуляторов проще, лучше чтобы она была сопоставима с емкостью оригинальных элементов. Занижение емкости приведет к снижению времени автономной работы ноутбука, а вот завышение емкости без перепрошивки контроллера увеличит время работы незначительно.
Например, я заменил элементы с 2900мАч на 3350мАч, и это должно было привести к 15,5% повышению емкости. А контроллер аккумуляторной батареи ноутбука был запрограммирован на то что в нем были установлены элементы на 2800мАч и их заменили на элементы с емкостью 3000мАч.

Уточню, что сборка из 6-ти литиевых аккумуляторов напряжением 3,6 В. И чтобы перевести есмокость из Ватт часов для батареи, в ампер часы для элементы, первую надо поделить на 6 (батарей) и ещё на 3,6 В (напряжение на элементе).

Если хочется сэкономить, а время автономной работы не важно, то можно поставить элементы на меньшую емкость или уменьшить количество аккумуляторов включенных в параллель (например, вместо двух поставить один). Только уточните токовую нагрузку аккумуляторов, так как аккумуляторы на меньшую емкость обычно имеют меньшую токовую способность.

Размеры

И конечно, на что следует обратить внимание так на габариты аккумуляторов. Самый распространенный типоразмер, применяемый в съемных аккумуляторах ноутбуков – цилиндрические 18650, где первые две цифры обозначают диаметр аккумулятора 18 мм, и 65 мм – длинна. Хотя из-за особенностей конструкции электродов, наличия или отсутствия платы защиты длина может быть больше и такие аккумуляторы могут не влезть в старый корпус.

Стоит уточнить, что в батареях ноутбука используются элементы без плат защит: защиту от выхода напряжения из рабочего диапазона, перегрева, превышения тока осуществляет контроллер батареи. Если в наличии есть только элементы с платами защиты, то нужно удалить эти платы так они могут помешать работе контроллера, да и более длинные элементы вряд ли удастся впихнуть в старый корпус.

Разрядные характеристики литий-ионных аккумуляторов с углеродными электродами Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

M. V. Karaseva, A. V. Datsenko

PROGRAM REALIZATION OF EMPIRICAL SUPPORT OF MULTILINGUAL TECHNOLOGY IN A CORPORATIVE INTELLIGENT SYSTEM

The article considers ways of realization of empirical support of multilingual adaptive-training technology, used in distributed intelligent systems, on the example of program modeling complex КПМ v.1.0.

Keywords: intelligent system, multilingual technology, adaptive training.

© Карасева М. В., Даценко А. В., 2012

УДК 621.355

Т. А. Леонова, А. И. Дудник, А. Е. Михеев, И. В. Осипова, Г. Н. Чурилов

РАЗРЯДНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЛИТИЙ-ИОННЫХ АККУМУЛЯТОРОВ С УГЛЕРОДНЫМИ ЭЛЕКТРОДАМИ*

Исследованы литий-ионные аккумуляторы, в которых в качестве отрицательного электрода использовались фуллерит-литиевые композитные пленки, пластины гексагонального графита и пластины турбострат-ного графита (ТГ). Положительными электродами во всех литий-ионных аккумуляторах служили пластины металлического лития. При использовании в качестве анода турбостратного графита наблюдалось максимальное значение разрядного тока, в 1, 5 раза превышающее максимальный ток для анода из гексагонального графита. По результатам рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии установлено, что толщина активного слоя (слоя анода интеркалированного ионами лития) для турбостратного графита составила 600 нм. Максимальное значение удельной емкости наблюдалось также при использовании турбостратного графита в качестве анода и достигало 244мА-ч/г.

Ключевые слова: литий-ионные аккумуляторы, фуллерит, турбостратный графит, гексагональный графит, удельная емкость.

Углерод является перспективным и популярным на сегодняшний день материалом для литиевых химических источников тока (ЛХИТ). Как известно, ЛХИТ широко используются в электронной технике благодаря высоким удельным характеристикам: емкости (180…400 мАч/г), плотности тока (0,1…100 мА/см2, в зависимости от материала) и доступности в цене, по сравнению с другими химическими источниками тока (ХИТ). Однако во всем мире продолжает рассматриваться маловероятная перспектива применения чистых фуллеренов в ЛИА, поскольку материалы на их основе не обладают ионной проводимостью. Известно, что элементарная ячейка ГЦК-решетки фуллерита содержит 8 тетраэдрических (2,2 А) и 4 октаэдрических пустот (4,2 А), поэтому эти пустоты способны вместить ионы лития (радиус иона 0,68 А) при интеркаляции. По теоретическим расчетам отношение числа ионов лития к числу атомов углерода в фуллерите составляет 1/3, а в графите — 1/6, поэтому использование фуллерита в качестве анода может существенно увеличить емкость ЛХИТ [1].

Решение задачи по увеличению удельных характеристик ЛХИТ осложняется тем, что большинство материалов, имеющих высокие показатели по удельной емкости до 3 000 мАч/г, такие как кремний [2], на-

нотрубки и нановолокна на основе 81, ве, Т1812, 2и0, ТЮ2, 81С [3; 4] и графен [5; 6], при интеркаляции-деинтеркаляции ионов лития увеличивает свой объем это увеличение может составлять 400 %) и постепенно разрушается. Неоспоримым преимуществом углеродных материалов является изменение объема всего на 12 % при внедрении ионов лития. В графите расстояние между атомными плоскостями 3,35 А, что позволяет проникать туда ионам лития. Как известно, в турбостратной структуре графита расстояние между графитовыми слоями больше и составляет 3,42 А [7]. Поэтому интеркаляция ионов лития в ТГ будет приводить к меньшим необратимым изменениях структуры, чем в гексагональном графите, а значит, и количество циклов «заряд-разряд» аккумулятора увеличится. В увеличенную межплоскостную область ТГ может проникнуть больше ионов лития, что означает увеличение удельной емкости ЛИА с электродом из ТГ. В связи с этим использование турбостратного графита в качестве анода может повысить значение удельной емкости и разрядного тока аккумулятора, снизить деградацию емкостных параметров в процессе интер-каляции-деинтеркаляции ионов лития. Исследование анодов для ЛХИТ на основе углеродных материалов является актуальной задачей на сегодняшний день.

*Исследование выполнено при поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации, соглашения 14.B37.21.0163 и 8194, РФФИ в рамках научного проекта № 12-03-31439 проекта фундаментальных исследований НАН Беларуси и СО РАН № 24.

В данной работе фуллерит-литиевая пленка была получена методом индукционного термовакуумного испарения в модифицированной установке на базе ВУП-5. Пленка была пролегирована литием в процессе осаждения для увеличения электропроводности. В вакуумной камере происходило одновременное напыление смеси фуллерита и лития из разных тиглей. Толщина полученной композитной пленки 600 нм.

Турбостратный графит был получен при конденсации углерода из плазмы углеродно-гелиевой дуги на внешнем электроде [8]. В качестве гексагонального графита использовался графит марки ГС-1, ГОСТ 8295-73. Графитовые электроды были изготовлены из монолитных пластин. Диаметр электродов составлял 13 мм, толщина — 1 мм. Конструкция аккумуляторной ячейки представлена на рис. 1.

процессе десяти циклов разряда указывает на сильное воздействие процесса интеркаляции-деинтеркаляции ионов лития на структуру фуллерит-литиевой пленки. Для определения удельной емкости аккумулятора была рассчитана масса пленки на основе ее геометрических размеров и средней плотности фуллеренов (1,7 г/см3). Масса составила 9, 8 10-4 г. Соответственно среднее значение удельной емкости аккумулятора -221 мА ч/г и среднее значение удельной плотности тока — 4,5 мкА/см2.

Рис. 1. Конструкция аккумуляторной ячейки.

Межэлектродное расстояние 1,5 мм

Для исследования электрохимических характеристик была изготовлена фторопластовая ячейка и помещена в атмосферу аргона. Катодом служил металлический литий в виде пластины диаметром 13 мм. Отвод тока от электродов осуществлялся медной фольгой. В качестве электролита использовали одномолярный раствор LiBr в тетрагидрофуране (С4Н8О).

Исследование распределения элементов в образцах выполнено методом рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (РФЭС) на спектрометре фирмы SPECS Gmbh. Поверхность образца подвергалась травлению ионами аргона (время травления — 5 мин, энергия — 5 кэВ). Через определенные промежутки времени проводился рентгеноэлектронный анализ поверхности и получалась зависимость интенсивностей определенных линий от времени травления. Разрядные характеристики были получены с помощью мультиметра АМ-1109, с погрешностью по напряжению ±0,001 5 В, по току ±0,002 А.

После сборки аккумуляторы заряжались при постоянном напряжении 5 В, до тех пор пока ток, протекающий через аккумулятор, не достигал своего максимального значения и его дальнейшее увеличение становилось незначительным. Нагрузкой аккумуляторов при разряде являлся резистор 10 кОм. Расчет емкости аккумуляторов осуществляли по разрядным зависимостям тока от времени.

Разрядные характеристики аккумулятора с анодом из фуллерит-литиевой пленки для первого, пятого и десятого циклов разряда представлены на рис. 2.

При первом разряде величина тока уменьшалась в течение 4 ч, а при последующих разрядах стабилизировалась уже после 30 мин. Уменьшение емкости в

Рис. 2. Зависимости разрядного тока от времени.

Аппроксимация с Яе не менее 0,99:

1 — первый цикл разряда; 2 — пятый цикл разряда;

3 — десятый цикл разряда

Разрядные характеристики аккумуляторов с анодом из гексагонального и турбостратного графита соответственно показаны на рис. 3 и 4.

Рис. 3. Зависимости разрядного тока от времени для гексагонального графита:

1 — первый цикл разряда; 2 — пятый цикл разряда;

3 — десятый цикл разряда

У аккумулятора с анодом из гексагонального графита при последующих разрядах емкость уменьшается в несколько раз. У аккумулятора с анодом из ТГ уменьшения емкости практически не происходит. Среднее значение удельной емкости аккумулятора на основе гексагонального и турбостратного графитов составило 0,043 мА-ч/г и 0,15 мА-ч/г соответственно. Плотность тока для гексагонального графита

0,13 мА/см2, максимальный разрядный ток 150 мкА. Эти же параметры для ТГ составили 0,2 мА/см2 и 230 мкА соответственно.

Концентрация ионов лития в структуре графитовых электродов на разной глубине анода определялась методом РФЭС (рис. 5).

Рис. 4. Зависимости разрядного тока от времени для турбостратного графита:

1 — первый цикл разряда; 2 — пятый цикл разряда; 3 — десятый цикл разряда

Рис. 5. Изменение концентрации элементов по толщине в электроде из турбостратного графита

Травление поверхности анода осуществлялось ионами Аг+ в течение 120 мин, и поверхность стравливалась до 120 нм. Концентрация атомов лития на поверхности 18 ат. %, на глубине 100 нм — 10 ат. %. Аппроксимируя кривую концентрации для лития, установили, что ионы лития при рециклировании электрохимической ячейки интеркалировали в электрод из турбостратного графита на глубину не более 600 нм. Это значит, что всего 0, 1 % объема графитового электрода использовалась для накопления ионов лития в процессе заряда. Таким образом, удельная емкость электрода из ТГ с учетом глубины проникнове-

ния ионов лития составляет 244 мАч/г, а из гексагонального графита — 86 мАч/г.

Таким образом, методом РФЭС установлено, что толщина активного слоя в ТГ не более 600 нм. Рассчитанное значение удельной емкости для данной толщины активного слоя составляет 224 мАч/г. Показано, что турбостратный графит существенно более устойчив к рециклированию, чем гексагональный. Это можно объяснить большей величиной межпло-скостного расстояния (3, 42 А). Полученное значение удельной емкости ТГ при активном слое 600 нм ниже теоретического значения для графита. Мы считаем, что это вызвано в основном высоким сопротивлением электролита и высокой необратимой емкостью. Дальнейшие исследования и поиск новых эффективных электролитов, не растворяющих фуллерены, помогут увеличить емкость данных анодов.

Библиографические ссылки

1. Скундин А. Литий-ионные аккумуляторы: современное состояние, проблемы и перспективы // Письма ЖЭТФ. 2007. Т. 25. С. 46-49.

2. Чо Д. Трехмерный пористый кремний является

эффективным анодом для литиевых аккумуляторов [Электронный ресурс] // Новости хим. науки : электрон. журн. 2008. URL: http://www.chemport.ru/

datenews.php?news = 1336 (дата обращения

01.12.2011).

3. Xie J. Comparing one- and two-dimensional heteronanostructures as silicon-based lithium ion battery anode materials // ACS Nano. 2011. Vol. 5, № 11. P. 9225-9231.

4. Cui L. Crystalline-amorphous core-shell silicon nanowires for high capacity and high current battery electrodes // Nanoletters. 2009. Vol. 9, № 1. P. 491-495.

5. Wang H. Graphene-wrapped sulfur particles as a rechargeable lithium-sulfur battery cathode materials with high capacity and cycling stability // Nanoletters. 2011. № 11, № 7. P. 2644-2647.

6. Yoo E. Large reversible Li storage of grapheme nanosheet families for use in rechargeable lithium ion batteries // Nanoletters. 2008. Vol. 8, № 8. P. 2277-2282.

7. Вяткин С. Е., Деев А. Н., Нагорный В. Г. Ядерный графит. М. : Атомиздат, 1967.

8. Чурилов Г.Н. Плазменный синтез фуллеренов // Приборы и техника эксперимента. 2000. № 1. С. 5-15.

T. A. Leonova, A. I. Dudnik, A. E. Mikheev, I. V. Osipova, G. N. Churilov

DISCHARGE CHARACTERISTICS OF LITHIUM-ION ACCUMULATORS WITH CARBON ELECTRODES

Lithium-ion accumulators in which fulleride-lithium composite films of hexagonal graphite and turbostratic graphite (TG) plates were used as negative electrodes are the subject for research, described in the article. The metallic lithium plates were used as positive electrodes in all the accumulators. Wile using turbostratic graphite as anode, the maximum value of discharge current was observed, which 1,5 times excided the maximum current for hexagonal graphite. By results of X-ray photoelectron spectroscopy it was determined that the thickness of active layer (the layer of anode which was intercalated lithium ions) for turbostratic graphite was 600 nm. The maximum value of the specific capacity was observed underthe use of turbostratic graphite as anode and came up to 244 mA-h/g.

Keywords: lithium-ion accumulator, fullerite, turbostratic graphite, hexagonal graphite, specific capacity.

© Леонова Т. А., Дудник А. И., Михеев А. Е., Осипова И. В., Чурилов Г. Н., 2012

Литий-ионные аккумуляторы: история, конструкция, характеристики

Литий-ионные аккумуляторы по праву можно назвать самыми распространенными в жизни человека в 21-м веке. Наиболее часто мы можем их встретить в портативных электронных устройствах — телефоны, ноутбуки, камеры, и т. д. Также, они встречаются в промышленных сферах — например, источники бесперебойного питания, охранные системы, силовые агрегаты, уличное освещение, медицинское оборудование. Можно смело сказать, что такие батареи используются в каждом современном доме.

История создания

Считается, что первый экспериментатор по созданию аккумулятора на основе лития — Гилберт Ньютон Льюсис, начавший исследования в 1912 г. Но технология оказалась очень прихотливой и опасной. Первые рабочие образцы появились в 1970-х годах, но их не получалось сделать перезаряжаемыми.

В 1980-х было запущено массовое производство таких батарей, но их использование было ограничено вследствие высокой взрывоопасности. Вызвано это было разрастанием дендритов на поверхности лития при взаимодействии электрода с током. Такое явление приводило к короткому замыканию и чрезвычайно высокому повышению температуры химических элементов.

В 1991 году случился технологический прорыв, который стал ключевым в истории создания литиевых батарей. Японская компания Sony выпускает первые в мире перезаряжаемые источники питания. Разработка заключалась в создании матрицы для интеркаляции лития, которая выстраивалась из отрицательных электродов углеродных материалов. Процесс заряда и разряда состоял в переносе ионов лития от положительно заряженного электрода к отрицательному и наоборот.

Конструкция

Литий-ионные батареи выпускают в двух формах — цилиндрические и призматические. Внутренне устройство содержит алюминиевый катод и медный анод, которые разделены пористым сепаратором, он в свою очередь пропитан электролитом. С применением в современности новых материалов, повышается ёмкость производимых аккумуляторов.

 

Для безопасности в батареях используют:

  • Клеммы-токосъемники.
  • Предохранительный клапан.
  • Герметичный корпус.
  • Защита от высокой температуры, отключающая подачу заряда в случае перегрева.
  • Система предотвращения внешних и внутренних коротких замыканий.
  • Плата контроля напряжения, которая регулирует подачу тока для эффективной и безопасной зарядки.

Технические характеристики:

  • Напряжение от 2.5 до 4.4 В.
  • Энергоемкость 110 — 243 Втч\кг.
  • Сопротивление от 5 до 15 мОм\Ач.
  • Время заряда варьируется, в среднем от 1 часа до 4.
  • Рабочие температуры от -20* до +60*. Оптимальная — комнатная.
  • Средний саморазряд около 7% в год.

Основные достоинства

  1. Высокое число циклов разряда и заряда.
  2. Длительный срок эксплуатации.
  3. Отсутствие «эффекта памяти».
  4. Достойная устойчивость к температурам.
  5. Достаточно высокое напряжение.

К минусам можно отнести чувствительность к перепаду температур и перемене напряжения, а также тот факт, что аккумулятор строго не рекомендуется доводить до полного разряда.

Разновидности и сферы применения

Литиевые аккумуляторы разделяют на 6 видов по используемым химическим элементам:

  1. Литий-кобальтовые. Показывают отличную стабильность работы. Используются в портативных устройствах (телефоны и ноутбуки).
  2. Литий-марганцевые. Применяются в сфере электроинструмента и силовых агрегатов.
  3. Литий-железо-фосфатные. Питают устройства высокого тока.
  4. Литий-титанатные. Обладает низкими показателями тока, но высокой безопасностью. Ведутся разработки по увеличению электрических характеристик.
  5. Литий-никель-марганец-кобальт-оксидные. Используются в системах безопасности и аварийного освещения, а также при производстве электротранспорта.
  6. Литий-никель-кобальт-алюминий-оксидные. Показывают отличную долговечность. Применяются в промышленности и медицине.

Также можно выделить еще один вид аккумуляторов — полимерные. На замену жидких и гелиевых электролитов, используемых в вышеописанных категориях, приходит твердое вещество на основе полимеров. Возможно, в будущем они заменят текущие наработки в сфере производства батарей.

Литий-ионные аккумуляторы серии 167 с BOCS

Обратный звонок

Еще оборудование серии: Литий-ионные

Литий-ионные аккумуляторы серии 167 с BOCS

Аккумуляторы серии 167 имеют ёмкость от 20 Ач до 200 Ач с напряжением 12В, 24В, 36В или 48В, с возможностью параллельной работы, и предназначены для электропитания переносных устройств промышленного назначения.

  • Стандартные батареи на 12,24 и 48 Вольт
  • Возможны другие напряжения, например 36 Вольт
  • Электронное управление токами заряда-разряда
  • Контроль общего напряжения
  • Контроль напряжения отдельных элементов
  • Пассивное выравнивание элементов
  • Контроль температуры элементов
  • Интегрированный предохранитель
  • Корпус из полистирена, светло-серый, UL 94-V0

Данная серия применяется:

  • Уборочная и моечная техника
  • Медицинская техника
  • Гольф-машины
  • Маленькие погрузчики
  • Любые устройства с циклической нагрузкой

Технические данные и массогабаритные характеристики 

Тип Напря-
жение,
Емкость, Максимальный
ток,
Максимальная
импульсная
нагрузка (1с),
Максимальный
ток заряда,
Электро-
химическая
система
Длина, Ширина, Высота, Масса,
В Ач А А А мм мм мм кг
167-0120200 12 20 20 40 10 LiFePO4 249 87 130 3
167-0240250 24 25 30 100 12 LiCoMnNiO2 240 170 150 6,5
167-0240300 24 30 30 130 15 LiCoMnNiO2 240 260 130 7,8
167-0240600 24 60 60 180 30 LiCoMnNiO2 300 310 180 16
167-0241000 24 100 80 250 50 LiCoMnNiO2 490 380 160 25
167-0242000 24 200 80 250 50 LiCoMnNiO2 490 380 210 45
167-0481000 48 100 80 250 50 LiCoMnNiO2 490 380 220 43

Lithium Battery Guide

Руководство по использованию лития или литий-ионного аккумулятора в качестве источника питания

Литий-металлические или литий-ионные элементы, которые когда-то считались «экзотической химией», теперь считаются основной источник питания. Многие бытовые электрические или электронные устройства будут использовать литий-металлические или литий-ионные батареи. Это благодаря их высокой плотности энергии и выходной мощности. Конечно, это именно те характеристики, которые вам нужны в источнике питания для ваших требований к портативному освещению, поэтому читайте дальше, чтобы узнать больше.

Примечание: Это руководство защищено авторским правом © Torch Direct Limited. В данном руководстве не рассматривается особый случай литиевых AAA, AA и 9 В PP3, которые предназначены для прямой замены стандартных щелочных элементов. В этих литиевых элементах в качестве материала катода используется дисульфид железа, который дает выходное напряжение от 1,5 до 1,7 В.

Что такое металлический литий?

Литий-металлический элемент — это неперезаряжаемый элемент, в котором в качестве анода используется металлический литий или соединение лития.В наиболее распространенных типах литий-металлических элементов, используемых в потребительских приложениях, используется металлический литий в качестве анода и диоксид марганца в качестве катода с солью лития, растворенной в органическом растворителе.

Литий-металлические элементы, которые поставляет Torch Direct, очень высокого качества, произведены Panasonic или Duracell и имеют встроенную тепловую защиту, выходное напряжение этих элементов составляет 3 В.

Что такое литий-ионный элемент?

Литий-ионный элемент (также известный как литий-ионный элемент или батарея) является членом семейства типов перезаряжаемых аккумуляторов, в которых ионы лития перемещаются от отрицательного электрода к положительному во время разряда и обратно при зарядке.В литий-ионных элементах в качестве электродного материала используется интеркалированное соединение лития, по сравнению с металлическим литием, используемым в неперезаряжаемых литий-металлических батареях.

Литий-ионные элементы, которые поставляет Torch Direct, представляют собой высококачественные «защищенные элементы», имеют номинальное напряжение 3,6 / 3,7 В и заряжаются примерно при 4,2 В на элемент.

Какой тип ячейки мне следует использовать и что означают характеристики?

Первичные элементы

Литий-металлические элементы являются одноразовыми (неперезаряжаемыми) и известны как «первичные». НИКОГДА не пытайтесь перезарядить первичный аккумулятор!

Первичные литий-металлические элементы номинально имеют напряжение 3 В и обладают рядом функций, которые делают их хорошим выбором для определенных приложений. У них длительный срок хранения, то есть они могут храниться до 10 лет и при этом хорошо работать. Первичные элементы также будут работать при гораздо более низких и более высоких температурах, чем перезаряжаемые элементы, обычно от -40 ° C до + 85 ° C. Наиболее распространенным первичным металлическим литиевым элементом является CR123A, благодаря его широкому использованию в фотографическом оборудовании.

Основные недостатки первичных ячеек в том, что они относительно дороги в покупке и не могут обеспечивать очень высокие токи.

Литий-ионные аккумуляторные элементы

Перезаряжаемые литий-ионные элементы (или литий-ионные) предоставляют пользователю еще один вариант и множество преимуществ по сравнению с первичными элементами. Более высокая выходная мощность (более высокий ток и напряжение), более высокая емкость и дешевизна в использовании (более дорогая покупка, но стоимость цикла зарядки намного ниже). Их нельзя использовать при экстремальных температурах, и они требуют осторожности при использовании, но в остальном обеспечивают отличную производительность для большинства пользователей.

Перезаряжаемые литий-ионные элементы могут быть одного из нескольких химических элементов, каждый из которых имеет разные характеристики. Это, начиная с наиболее распространенных, ICR (LiCoO2), заряженных до 4,2 В, IMR (LiMn), также заряженных до 4,2 В, и IFR (LiFePO4), которое является исключением, заряжается только до 3,6 В.

Литий Элементы с ионной защитой

В связи с особыми требованиями к литий-ионным перезаряжаемым элементам в отношении безопасности и условий эксплуатации, большинство литий-ионных элементов оснащено схемами защиты.Torch Direct поставляет только «защищенные» элементы.

Схема защиты предотвращает повреждение элемента, ограничивая минимальное и максимальное напряжение элемента (защита от чрезмерного разряда и чрезмерного заряда), а также максимальная защита от потребления тока / короткого замыкания. Незащищенные ячейки могут обеспечить немного лучшую производительность, но вам нужно самостоятельно внимательно следить за ячейками и гарантировать безопасное использование пустых ячеек. Защита устраняет предположения о безопасности литий-ионных аккумуляторов и помогает предотвратить несчастные случаи.

Литий-металлический и литий-ионный общие меры предосторожности

Всегда используйте батареи одного типа, емкости и марки.Никогда не смешивайте первичные батареи (литий-металлические неперезаряжаемые элементы) с аккумуляторными батареями (литий-ионными элементами). Не используйте в одном фонаре или устройстве полностью заряженные / заряженные батареи и разряженные / незаряженные батареи.

Размеры литий-ионных элементов

Наиболее распространенным литий-ионным элементом является 18650 (числа определяют физические размеры и форму следующим образом: 18 мм в диаметре, 65 мм в длину и 0 означает, что он имеет круглое поперечное сечение), связано с его широким использованием в аккумуляторных батареях для ноутбуков.Как это часто бывает, один 18650 — хороший размер для фонарика, он похож по размеру на два литий-металлических элемента CR123A, но имеет больше накопленной энергии.

Другие распространенные размеры: 16340 (также известный как RCR123), 14500 (размер AA, но 4,2 В), 17670 (часто используется вместо двух элементов CR123A) и 10440 (размер AAA, но 4,2 В).

При поиске подходящей ячейки первым делом необходимо учесть выбор правильного размера. Проконсультируйтесь с инструкциями к горелке, которую вы хотите использовать, и проверьте, что с ней можно использовать.Например, фонарик обычно может использовать 1 x 18650 (перезаряжаемый литий-ионный 4,2 В) или 2 x CR123A (первичный 3,0 В), но будьте осторожны, поскольку в нем указано, что вы не можете использовать 2 x RCR123 (так как это дает 8,4 В), поэтому в данном случае вы можете выбрать только литий-ионный аккумулятор 1 x 18650.

Технические характеристики литий-ионного элемента и их значение

«Номинальное напряжение», «Емкость / мАч», «Энергия / Wh »,« Мощность / Вт », химический состав, максимальная скорость заряда / разряда« C-rate », плоский верх, верх кнопки, защита, саморазряд, старение и внутреннее сопротивление; Все это показатели жизнедеятельности литий-ионного элемента, но на самом деле в большинстве случаев это не то, о чем вам нужно слишком сильно беспокоиться.

Давайте рассмотрим их один за другим:

Номинальное напряжение: Чтобы рассчитать номинальное напряжение, мы берем полностью заряженный элемент, который измеряет 4,20 В, а затем полностью разряжаем его до 3 В со скоростью 0,5 ° C при построении графика среднее напряжение. Для поставляемых нами ячеек среднее напряжение составляет 3,6 В / элемент.

Защита: Если вы читаете это руководство, купите защищенные элементы. Защита снижает подверженность клетки потенциально опасным условиям (следовательно, и вам).Однако вам следует рассматривать защиту ячеек как дополнительную функцию безопасности, а не замену осторожного и ответственного использования ячеек. Это только подстраховка, и подстраховки тоже могут выйти из строя.

Плоский верх / верх кнопки: Для лучшей совместимости выберите ячейки верха кнопки. Это тип, в котором из положительного вывода выступает короткий металлический штырь (как вы видите на обычных элементах AA). Ячейки с плоским верхом не имеют этого выступа, и положительный и отрицательный полюсы ячейки могут выглядеть очень похожими.

Емкость / мАч (миллиампер-час): Относится к тому, сколько заряда держит элемент. Это буквально относится к ячейке, которая теоретически может обеспечить, например, 3400 мА в течение одного часа (или 1700 мА в течение 2 часов и т. Д.). Чем выше число, тем дольше ячейка будет питать свет. Например, обычный 18650 будет иметь 2600 мАч, но более новый дизайн может быть 3400 мАч. Ячейка на 3400 мАч сможет проработать свет примерно на 30% дольше.

Мощность / Вт (Вт): Это рабочая скорость, на которую способна ячейка, рассчитывается из напряжения x тока.Элементы обычно не указываются в зависимости от мощности, поскольку она меняется в течение цикла разряда.

Энергия / Втч (ватт-час): Энергия может быть выражена как мощность, израсходованная в течение одного часа с использованием Втч. Раньше это редко цитировалось, теперь это часть критерия UN38.3 для литий-ионных элементов, поэтому его все чаще включают в спецификации элементов. Это лучший показатель накопленной энергии, чем емкость ячейки.

Химия: ICR — наиболее распространенный тип и «нормальный» литий-ионный химический состав.IMR часто называют «безопасной» литий-ионной химией, поскольку он гораздо более устойчив к чрезмерному разряду и может поддерживать очень высокий ток благодаря низкому внутреннему сопротивлению. IMR обычно не защищен из-за его «безопасного» химического состава, но он имеет гораздо меньшую емкость по сравнению с элементами ICR. IFR или LiFePO4 — это специальный литий-ионный аккумулятор с более низким номинальным напряжением, который требует других зарядных устройств и встречается гораздо реже.

C-rate (или Charge rate): Используется для выражения тока заряда или разряда (в C) относительно емкости элемента (в Ач).Скорость 1С относится к току заряда или разряда, равному номинальному значению А-ч элемента, поэтому для элемента емкостью 3400 мАч C-скорость 1С соответствует току 3400 мА или 3,4 А. Ток в амперах, представленный как 1С. специфичен для каждой ячейки, поэтому 1С для ячейки 2600 мАч составляет 2,6 А, а для ячейки 3400 мАч — 3,4 А. C может быть выражено как кратное или дробное от 1С. Для ячейки 3400 мАч 1C = 3,4 A, 2C = 6,8 A, 3C = 10,2 A и т. Д. И аналогично C / 2 или 0,5C = 1,7 A, C / 5 или 0,2C = 0,68 A, C / 10 или 0,1C. = 0,34 A и т. Д. Общее практическое правило для литий-ионных элементов — максимум 2C для разряда и 0.5C-1C для зарядки, но вы должны проверить это для приобретаемых вами элементов.

Саморазряд: Все элементы постепенно теряют питание, это нормально и называется саморазрядом. Думайте об этом, как о ведре с водой с небольшим отверстием, в котором медленно вытекает вода. Если вы быстро используете аккумулятор после зарядки, вы получите почти всю его емкость, но если вы оставите его на долгое время, вы можете даже обнаружить, что он пуст. Обычно литий-ионные клетки теряют 5% в первые 24 часа, затем 1-2% в месяц при хранении при 21 ° C.Цепи защиты увеличивают скорость саморазряда примерно на 3% в месяц. Саморазряд существенно увеличивается с повышением температуры, удваиваясь на каждые 10 ° C повышения температуры.

Старение элементов: Литий-ионные элементы со временем разрушаются. Это ухудшение приводит к снижению емкости и вызвано старением клеток. Клетки стареют просто при нормальном использовании, но на старение также влияют условия хранения. Ячейки имеют ограниченный срок службы 300-500 циклов (цикл — это одна теоретическая полная разрядка и зарядка), после чего их емкость уменьшается до такой степени, что становится непригодной для использования.В зависимости от уровня разряда, количество теоретических циклов, которые может обеспечить элемент, изменяется. Например, ячейка, доведенная до 100% глубины разряда (DoD), должна прослужить 300-500 циклов, но ячейка, доведенная только до 50% DoD, сможет обеспечить 1200-1500 циклов. Старение клеток увеличивается из-за высокой степени разряда, хранения и использования при высоких температурах, а также при хранении элемента с высоким уровнем заряда.

Зарядка литий-ионных элементов

Неправильная зарядка может привести к чему угодно, от простого сокращения срока службы до опасностей, таких как возгорание или даже взрыв элементов, поэтому очень важно использовать правильный тип зарядного устройства для аккумуляторов.Есть много разных зарядных устройств, различающихся функциями и тарифами. Для вашей собственной безопасности вы должны следовать инструкциям, прилагаемым к зарядному устройству, в отношении подходящих размеров элементов и скорости заряда. Если элементы используются регулярно, то не стоит слишком беспокоиться о состоянии заряда, просто храните их полностью заряженными и готовыми к работе, однако, если элементы должны храниться в течение более длительных периодов времени и не используются регулярно, тогда вы можете уменьшить деградацию клеток, храня их только частично заряженными.Ячейки также следует заряжать при комнатной температуре или в более прохладном месте (но не в морозильной камере). Избегайте дешевых зарядных устройств без названия и используйте только одобренные зарядные устройства от проверенных брендов, таких как поставляемые Torch Direct, и вы не ошибетесь.

Использование литий-ионных элементов

При использовании литий-ионных элементов важно учитывать упомянутые ранее факторы старения элементов и правильной зарядки. В дополнение к этому вам также необходимо понимать, что при работе с осветительными приборами, использующими несколько ячеек, это требует дополнительной подготовки и рассмотрения.

Светильники с одной ячейкой самые простые в подключении, и вы можете использовать любую ячейку независимо от уровня заряда. Однако, если вы перейдете в область освещения с несколькими ячейками, вам необходимо знать конфигурацию ячеек (последовательную или параллельную) и согласование / балансировку ячеек (состояние заряда и емкости).

Конфигурация ячеек указывается с использованием соглашения, чтобы четко показать, как ячейки связаны. Возьмем свет, в котором используются четыре ячейки, они могут быть связаны разными способами. 4S — все четыре ячейки последовательно (4.2 В x 4 = 16,8 В; 3400 мАч x 1 = 3400 мАч), 4P — все четыре ячейки параллельно (4,2 В x 1 = 4,2 В; 3400 мАч x 4 = 13600 мАч), 2S2P — два набора «2 последовательно соединенных элемента» параллельно (4,2 В x 2 = 8,4 В; 3400 мАч x 2 = 6800 мАч). Буква «P» увеличивает емкость, а буква «S» — напряжение.

Критическим фактором является то, что несколько ячеек должны работать вместе, поэтому при последовательном использовании элементы должны быть согласованы по емкости и напряжению / состоянию заряда. Если этого не сделать, одна ячейка будет разряжена первой и может быть «заряжена обратно», если защита не сработает.При параллельном использовании элементы могут иметь разную емкость, но должны иметь одинаковое начальное напряжение / состояние заряда. Самое простое правило, которому следует следовать при использовании нескольких ячеек, — убедиться, что они одного возраста, марки, емкости, состояния и уровня заряда, и никогда не смешивать элементы, в которых вы не уверены.

Меры предосторожности при обращении с металлическим литием и литий-ионными элементами

Первичные литиевые элементы содержат металлический литий, а также накопленный электрический заряд, поэтому их следует хранить вдали от воды. Металлический литий чрезвычайно опасен и горит при контакте с водой.И литий-металлические, и литий-ионные элементы следует считать хрупкими, их нельзя раздавливать, подвергать воздействию огня или чрезмерного тепла. Они могут быть повреждены при падении и могут протекать или страдать от «теплового разгона», если повреждение вызывает внутреннее короткое замыкание. Никогда не используйте поврежденные клетки.

Хранение литий-металлических и литий-ионных элементов

При хранении элементов необходимо учитывать несколько аспектов, а именно предотвращение короткого замыкания, деградацию элементов и саморазряд.При переноске ячеек, если вы поместите их в карман, содержащий монеты или ключи, существует высокая вероятность того, что монеты или ключи вызовут короткое замыкание. Гораздо лучше переносить элементы в изолирующих контейнерах, предназначенных для этой цели.

Правила перевозки

После ряда инцидентов, которые произошли с литий-металлическими и литий-ионными элементами при транспортировке, теперь существует множество ограничений на транспортировку этих типов элементов. Например, если вы путешествуете по воздуху, пожалуйста, свяжитесь с вашим агентом или авиакомпанией до вылета и ознакомьтесь с действующими правилами.Мы соблюдаем все правила, установленные Королевской Почтой или курьерами, которых мы используем, посылки упаковываются в соответствии с действующим законодательством. Если вам нужно отправить нам обратно ячейки, пожалуйста, свяжитесь с нами перед отправкой, вы несете ответственность за то, чтобы товары были отправлены в соответствии с правилами, мы можем проконсультировать вас по этому поводу.

Характеристики литий-ионного элемента: Skill-Lync

Технические характеристики литий-ионного элемента

Литий-ионный элемент: Литий-ионные батареи ежедневно обеспечивают жизнедеятельность миллионов людей.От ноутбуков и сотовых телефонов до гибридных и электромобилей — эта технология становится все популярнее благодаря своему легкому весу. Батарея состоит из анода, катода, сепаратора, электролита и двух токоприемников (положительного и отрицательного). В аноде и катоде хранится литий. Переносит положительные ионы лития с анода на катод и наоборот через положительный электролит. Движение ионов лития формирует свободные электроны на аноде, что создает заряд в положительном коллекторе тока. Затем электрический ток течет от коллектора тока через устройство к коллектору отрицательного тока.Сепаратор блокирует поток электронов внутри аккумуляторов, высокую плотность энергии и возможность подзарядки.

Рис.1. Схема батареи

1. В чем разница между номинальной и максимальной производительностью?

Номинальная мощность

Номинальная емкость (или номинальная емкость) компонента накопителя — это количество энергии, которое может быть отобрано, начиная с полностью заряженного состояния при определенном постоянном токе.Номинальное напряжение батареи зависит от химической реакции за ней. Ключевое слово здесь — «номинальное», фактическое измеренное напряжение на аккумуляторе будет уменьшаться по мере его разряда.

Номинальная емкость (Ач), рассчитывается следующим образом:

Мощность в кВтч = (Емкость в Ач x рабочее напряжение (В)) / 1000

Если батарея имеет номинальную емкость 600 Ач и номинальное напряжение 12 В, общая номинальная емкость в кВтч составляет 500 * 12 = 7200 Втч, или 7,2 кВтч.

Следовательно, мы должны помнить, что только батарея способна работать при номинальном токе разряда.Номинальная емкость батареи указана для этого коэффициента C. После этого разрядный ток может работать с C-скоростью и номинальной мощностью.

Если номинальная емкость принята равной 600 Ач при токе разряда 25 А, это соответствует C-скорости 16 часов (600 Ач делить на 25 А). Другими словами, все ограничения применимы к циклу зарядки в 16 часов.

Важно различать номинальную емкость аккумулятора и полезную емкость аккумулятора, выраженную как номинальная емкость * максимальная глубина разряда.

Естественно, для свинцово-кислотных аккумуляторов полезная емкость = 50% от номинальной емкости.

Максимальная производительность

Они могут удерживать небольшие количества в результате зарядки небольшого количества перед подзарядкой инструмента. Это можно назвать максимальной емкостью батареи, измеряющей емкость батареи, когда она была новой.

2. Обратитесь к инструкциям по обращению и безопасности, в которых мы наблюдаем изменения размеров и веса элемента.

Изменение размеров ячейки

Замена батареи может произойти при определенных условиях, в зависимости от положительной и отрицательной клемм, где она подвержена глубоким царапинам, трещинам, ржавчине, обесцвечиванию и утечкам. Внешний вид также следует проверять перед тем, как использовать камеру.

Рис.2.Демонстрация измерений

Во время циклов толщина батареи меняется по трем причинам:

  1. Расширение и сжатие основных материалов из-за интеркаляции лития.
  2. Увеличение объема электрода из-за необратимых отложений реакции. 2, но этот вес будет незначительным.Энергия эквивалентна массе, а c2, квадрат скорости света, является коэффициентом преобразования.

    • Общая масса аккумулятора увеличивается, когда аккумулятор заряжается, и уменьшается, когда он разряжается.
    • Свинцово-кислотные батареи, используемые в автомобилях внутреннего сгорания и во многих электромобилях, таких как электрические вилочные погрузчики, тележки для гольфа и т. Д., Тяжелые, потому что в них используется свинец, который очень плотный.
    • Аккумулятор заполнен водно-кислотной смесью, которая тоже довольно тяжелая.
    • Повышение температуры может повлиять на вес аккумулятора.
    • Глубокая зарядка может повлиять на вес аккумулятора, поскольку общая масса аккумулятора увеличивается, когда аккумулятор заряжается, и уменьшается, когда он разряжается.

    Рис.3. Температура

    3. Перечислите различные механические испытания и стандарты.

    Механические испытания батареи

    Механические испытания при различных состояниях заряда и условиях окружающей среды зависят от:

    1. Растяжение, кручение (статическое и усталостное)
    2. 3- / 4-точечный изгиб (статический и усталостный)
    3. SOC Инфляция / деформация
    4. Принудительное короткое замыкание (тест на проникновение гвоздя)
    5. Давление:
    • Тестер разрушения батареи моделирование нескольких типов литиевых батарей питания в процессе использования, батарея подверглась сжатию.
    • Машина для испытания на разрушение аккумуляторных батарей используется для моделирования условий сжатия многочисленных аккумуляторных батарей.
    • Отдельная ячейка для образца батареи подвергается давлению только в одном направлении.
    • Цилиндрическая или призматическая ячейка должна иметь продольную ось, параллельную плоскости экструзионного устройства, и подвергаться экструзии.
    • Зажмите аккумулятор между двумя плоскими пластинами. Давление экструзии прикладывается гидравлической головкой поршня.

    Рис.4. Разрушительное испытание

    6. Падение: Испытание батареи на падение (плоской отрицательной стороной вниз) выполняется с некоторой высоты для проверки ее срока службы. Если аккумулятор заряжен, он должен сильно постучать и, скорее всего, останется стоять. Если аккумулятор разряжен, он сразу же отскочит и упадет.

    Рис.5. Испытание на падение

    7.Удар: Испытание на удар — это испытание на механическую нагрузку для наблюдения за реакцией литий-ионного элемента после внезапной и измеренной силы. Целью испытания на удар является определение безопасного предотвращения пожара или взрыва после того, как объект разрушил ячейку. Испытание на удар — это испытание на механическую нагрузку, при котором жесткий объект, например стальной стержень, помещается на образец для испытаний, и на стальной стержень падает нагрузка.

    Рис.6. Испытание на удар

    8. Испытание на вибрацию: Испытание батарей на вибрацию также может быть выполнено как случайное испытание или как испытание синусоидальности. Испытание на случайную вибрацию соответствует испытанию, описанному в SAE J2380. Синусоидальный тест начинается с возбуждения с 2000 циклами при фиксированной частоте от 10 до 30 Гц. Вибрационные испытания необходимы при разработке продукта.

    Рис.7. Испытание на вибрацию

    Стандарты батареи

    Некоторые из наиболее распространенных стандартов аккумуляторов включают:

    1. IEC 62660-2: Стандарт определяет процедуры испытаний для наблюдения за надежностью и неправильным поведением вторичных литий-ионных элементов, используемых для приведения в движение электромобилей, включая аккумуляторные электромобили (BEV) и гибридные электромобили (HEV). .
    2. SAE J2464: Этот стандарт описывает испытания аккумуляторов электрических или гибридных электромобилей для определения реакции таких аккумуляторов на условия или события, выходящие за пределы их нормального рабочего диапазона.
    3. IEC 60086-4: Этот стандарт предусматривает испытания и требования к первичным литиевым батареям, чтобы гарантировать их безопасную работу при использовании по назначению и при разумно предсказуемом неправильном использовании.
    4. Тестирование литиевых батарей ООН: Этот стандарт охватывает объем испытаний, которые все батареи должны пройти в целях безопасности при транспортировке.
    5. IEEE 1725: Этот стандарт предлагает критерии для анализа конструкции для определения квалификации, качества и надежности перезаряжаемых литий-ионных и литий-ионных полимерных батарей для приложений сотовых телефонов.

    Список некоторых стандартов батарей

    • Общие стандарты батарей
    1. IEC 60050 — Международный электротехнический словарь.
    2. ANSI C18.1M — Переносные первичные элементы и батареи с водным электролитом — Общие положения и спецификации
    3. IEEE 1625 — Стандарт аккумуляторных батарей для мобильных компьютеров
    4. USNEC, статья 480 — Аккумуляторы
    • Стандарты литиевых батарей
    1. BS 2G 239: 1992 — Технические условия на первичные активные литиевые батареи для использования в самолетах
    2. BS G 239: 1987 — Технические условия на первичные активные литиевые батареи для использования в самолетах
    3. UL 1642 — Безопасность литий-ионных батарей — Испытания
    • Стандарты никель-металлогидридных батарей
    1. 96/216533 Постоянный ток — IEC 1808.Герметичные никель-металлогидридные кнопочные перезаряжаемые одиночные элементы (документ IEC 21A / 207 / CD)
    2. 00/246138 DC — BS EN 61436 Ed 2. Герметичные никель-металлогидридные перезаряжаемые одиночные элементы (документ IEC 21A / 303 / CD)
    3. BS EN 61951-2: 2003 — Вторичные элементы и батареи, содержащие щелочные или другие некислотные электролиты. Портативные герметичные перезаряжаемые одиночные элементы. Никель-металлогидрид
    • Стандарты никель-кадмиевых батарей
    1. BS EN 1175-1: 1998 — Безопасность промышленных грузовиков.Электрические требования. Общие требования к аккумуляторным грузовым автомобилям
    2. BS EN 60285: 1995, IEC 60285: 1993 — Щелочные вторичные элементы и батареи. Герметичные никель-кадмиевые цилиндрические перезаряжаемые одиночные элементы
    3. BS 3G 205: 1983 — Технические условия для свинцово-кислотных и никель-кадмиевых аккумуляторных батарей

    4. Какая предлагается процедура отмены?

    Утилизация аккумуляторов — это деятельность по переработке, направленная на сокращение количества аккумуляторов, выбрасываемых как твердые бытовые отходы.Утилизация аккумуляторов — это практика повторного использования и переработки аккумуляторов с целью сокращения количества аккумуляторов, выбрасываемых как физические отходы. Батареи содержат много токсичных химикатов и тяжелых металлов, и их сброс вызвал обеспокоенность окружающей средой из-за загрязнения воды и почвы. Таким образом, батареи требуют вторичной переработки, чтобы обеспечить их защиту окружающей среды и здоровья.

    • Для одноразового использования аккумулятор необходимо хранить в пластиковом или картонном контейнере, который не проводит электричество в случае искры.
    • Поместите кусок непроводящей прозрачной ленты на концы, чтобы предотвратить передачу тока.
    • Удалите батареи из их электроники. Закройте клеммы прозрачной лентой из непроводящей ленты.

    Рис.8. Утилизация аккумулятора

    Различные виды работ по утилизации батарей:

    • Свинцово-кислотные батареи: Чаще всего используются свинцово-кислотные батареи, содержащие высококоррозионную серную кислоту и токсичный металлический свинец.Авторитетные производители аккумуляторов, поставщики и агентства по переработке оснащены самыми успешными и эффективными технологиями переработки, при которых перерабатывается каждая батарея и все ее химические компоненты.
    • Литий-ионные батареи: Он может быть переработан, но только в разрешенных службах. В случае утилизации их необходимо утилизировать в пунктах сбора бытовых электронных отходов или в пункте утилизации аккумуляторов.
    • Утилизация аккумуляторов электромобилей: Когда литий-ионные аккумуляторы поступают на завод по переработке, их можно измельчить двумя способами.Если они в комплекте без заряда, их легко отрезать, так что металлические компоненты, такие как медь и сталь, могут быть легко обработаны.
    • В случае, если использованные батареи необходимо утилизировать, организация по утилизации опасных отходов уполномочена Государственным советом по контролю за загрязнением окружающей среды. Эти батареи необходимы для нейтрализации жидкого содержимого перед переработкой металлических и пластиковых компонентов.
    • Самый простой способ утилизировать батареи и электронику / электроприборы — вернуть их в любой магазин, где они продаются.Потребители также могут утилизировать использованные первичные и аккумуляторные батареи, зарядные устройства и PUCS в сети сбора, которая обычно включает пункты сдачи на муниципальных складах, предприятиях, учреждениях и т. Д.
    • Все типы батарей, кроме свинцово-кислотных. Эти батареи содержат токсичные тяжелые металлы. Уполномоченное агентство по утилизации занимается утилизацией опасных веществ / химикатов, содержащихся в таких батареях.
    • Батарейки-пуговицы: Их необходимо утилизировать на местах сбора опасных отходов.Аналогичным образом, перезаряжаемые свинцово-кислотные или никель-кадмиевые батареи также следует утилизировать на местах сбора опасных бытовых отходов. Литиевые или литий-ионные батареи можно оставить в ближайших центрах по переработке батарей.

    % PDF-1.6 % 197 0 объект > эндобдж 124 0 объект > эндобдж 194 0 объект > поток 2013-10-24T21: 09: 57 + 09: 002013-10-24T21: 08: 38 + 09: 002013-10-24T21: 09: 57 + 09: 00Adobe Acrobat 8.3 Combine Filesapplication / pdfuuid: dc83c671-5f35-4ce1- 85e8-cee691d06aabuid: bf1da2b2-f3e5-4644-a308-82ba92a6c992 Adobe Acrobat 8.3 конечный поток эндобдж 198 0 объект > / Кодировка >>>>> эндобдж 188 0 объект > эндобдж 142 0 объект > эндобдж 143 0 объект > эндобдж 144 0 объект > эндобдж 145 0 объект [184 0 R] эндобдж 146 0 объект > эндобдж 147 0 объект > эндобдж 69 0 объект > / Тип / Страница >> эндобдж 193 0 объект > эндобдж 70 0 объект > поток H | WK, _WP.% ă

    Запрошенная страница не найдена!

    Информационная страница> ошибка 404

    AfghanistanAlbaniaAlgeriaAmerican SamoaAndorraAngolaAnguillaAntarcticaAntigua и BarbudaArgentinaArmeniaArubaAustraliaAustriaAzerbaijanBahamasBahrainBangladeshBarbadosBelarusBelgiumBelizeBeninBermudaBhutanBoliviaBosnia и HerzegowinaBotswanaBouvet IslandBrazilBritish Индийский океан TerritoryBrunei DarussalamBulgariaBurkina FasoBurundiCambodiaCameroonCanadaCape VerdeCayman IslandsCentral африканских RepublicChadChileChinaChristmas IslandCocos (Килинг) IslandsColombiaComorosCongoCook IslandsCosta RicaCote D’IvoireCroatiaCubaCyprusCzech RepublicDemocratic Республика CongoDenmarkDjiboutiDominicaDominican RepublicEast TimorEcuadorEgyptEl SalvadorEquatorial GuineaEritreaEstoniaEthiopiaFalkland (Мальвинских) островах Фарерских IslandsFijiFinlandFranceFrance, MetropolitanFrench GuianaFrench PolynesiaFrench Южный TerritoriesGabonGambiaGeorgiaGermanyGhanaGibraltarGreeceGreenlandGrenadaGuadeloupeGuamGuatemalaGuineaGuinea-bissauGuyanaHaitiHeard и Mc Острова ДональдаГондурасГонконгВенгрияИсландияИндияИндо nesiaIran (Исламская Республика) IraqIrelandIsraelItalyJamaicaJapanJordanKazakhstanKenyaKiribatiKorea, Республика ofKuwaitKyrgyzstanLao Народные Демократической RepublicLatviaLebanonLesothoLiberiaLibyan арабских JamahiriyaLiechtensteinLithuaniaLuxembourgMacauMacedoniaMadagascarMalawiMalaysiaMaldivesMaliMaltaMarshall IslandsMartiniqueMauritaniaMauritiusMayotteMexicoMicronesia, Федеративные Штаты ofMoldova, Республика ofMonacoMongoliaMontserratMoroccoMozambiqueMyanmarNamibiaNauruNepalNetherlandsNetherlands AntillesNew CaledoniaNew ZealandNicaraguaNigerNigeriaNiueNorfolk IslandNorth KoreaNorthern Mariana IslandsNorwayOmanPakistanPalauPanamaPapua Нового GuineaParaguayPeruPhilippinesPitcairnPolandPortugalPuerto RicoQatarReunionRomaniaRussian FederationRwandaSaint Киттс и NevisSaint LuciaSaint Винсент и GrenadinesSamoaSan MarinoSao Том и PrincipeSaudi ArabiaSenegalSerbiaSeychellesSierra LeoneSingaporeSlovak RepublicSloveniaSolomon IslandsSomaliaSouth АфрикаЮжная Джорджия и Южные Сандвичевы островаИспания ри-ЛанкаSt.Елена Пьер и MiquelonSudanSurinameSvalbard и Ян Майен IslandsSwazilandSwedenSwitzerlandSyrian Arab RepublicTaiwanTajikistanTanzania, Объединенная Республика ofThailandTogoTokelauTongaTrinidad и TobagoTunisiaTurkeyTurkmenistanTurks и Кайкос IslandsTuvaluUgandaUkraineUnited арабских EmiratesUnited KingdomUnited StatesUnited Штаты Экваторияльная IslandsUruguayUzbekistanVanuatuVatican City State (Святой Престол) VenezuelaViet NamVirgin острова (Британские) Виргинские острова (США) Уоллис и Футуна IslandsWestern SaharaYemenYugoslaviaZambiaZimbabwe

    Nissan LEAF Teardown: конструкция литий-ионного аккумулятора

    Технические характеристики аккумуляторных элементов
    Номинальное напряжение 3.65 В
    Внешние размеры Д x Ш x В 261 х 216 х 7,9 мм
    Вес 914 г
    Удельная масса энергии 224 Втч / кг
    Объемная плотность энергии 460 Втч / л
    Структура Тип ламината
    Материал катода LiNi x Mn y Co z O 2
    Материал анода Графит

    Описание структуры ячеек см. На изображении ниже.Сведения о материале катода см. В таблице ниже «Переход на коммерческие аккумуляторные батареи BEV на автомобили Nissan».


    В графитовом материале анода используется многослойная структура из нескольких слоев атомов углерода. Сила связи каждого слоя мала, что позволяет ионам лития проникать в слои и действовать как электрод.

    Показано, что склеенная ячейка отклеивается. Ячейка имеет компактную и простую структуру, называемую ячейкой ламинатного типа, в которой тонкопленочные катоды, аноды и сепараторы вырезаны, уложены друг на друга и зажаты ламинатной пленкой, а затем запечатаны. Та же ячейка, если смотреть со стороны электрода. Вывод электрода ячейки по-прежнему зажат между внешними электродами.

    В этом полном изменении модели (FMC) самые большие модификации элемента батареи — это изменение материала катода и уменьшение внутреннего сопротивления.

    (1) Структура ламината — использование тройных материалов
    Структура шпинели в старой модели (* Примечание) была серьезным отклонением от материалов типа Mn-Ni.(См. Таблицу ниже «Замена коммерческих аккумуляторов BEV на автомобили Nissan».)
    (* Примечание) Структура шпинели: решетчатая структура, напоминающая структуру «спортзала в джунглях», через которую ионы лития проходят внутрь и наружу.

    (2) Снижение внутреннего сопротивления
    Согласно заявлению Nissan, замена электродов и пересмотр электролита, описанные выше, привели к снижению внутреннего сопротивления на 50% на единицу емкости. Это важное улучшение характеристик для поддержания естественной системы охлаждения при увеличении емкости аккумулятора (* Примечание).
    (* Примечание) Тепло, выделяемое батареей, складывается из тепла от текущего сопротивления и тепла от химических реакций. В литий-ионных батареях тепло химических реакций меньше, а тепло, выделяемое сопротивлением току, является более преобладающим, поэтому снижение внутреннего сопротивления становится эффективным.

    Переход коммерческих батарей BEV на автомобили Nissan
    Аккумулятор
    Название модели / год Напряжение полное Суммарная мощность Вес Плотность энергии
    1 Prairie Joy EV (1997) 345 В 31 кВтч370 кг 85 Втч / кг
    2 Leaf первого поколения (2010) 360 В 24 кВтч 225 кг110 Втч / кг
    3 Лист второго поколения (2017) 350 В 40 кВтч 303 кг 132 Втч / кг
    Батарейный элемент
    Количество ячеек Структура ячейки Материал катода Материал электрода Поставщик элементов
    1 96 (1 параллельная серия 96) Цилиндрический LiCoO 2 Углерод твердый Sony
    2 192 (2 параллельно и 96 последовательно) Ламинат LiMn 2 O 4 + LiNiO 2 Графит AESC
    3 192 (2 параллельно и 96 последовательно) Ламинат LiNi x Mn y Co z O 2 Графит AESC


    В твердоуглеродных электродах углеродные слои не уложены упорядоченным образом, а межслоевые промежутки шире, что идеально подходит для хранения лития.Однако его внедрение было прекращено из-за трудностей, связанных с производством, и больших падений напряжения при разряде мощности.


    Как показано в таблице выше, производительность аккумулятора улучшилась после трех модификаций. В каждой из модификаций материал катода был разным. Эволюция катодного материала подробно поясняется ниже:

    LiCoO
    2 (оксид лития-кобальта, слоистая структура)

    Одновременное внедрение на Prairie Joy EV, Renessa EV и Altra EV
    Модели были первыми, в которых использовалась литий-ионная батарея.Слоистая структура, в терминах непрофессионала, означает структуру тройных соединений, состоящую из слоя O, слоя ионов лития и слоя Co, уложенных вертикально. Эта кристаллическая структура не была прочной, а Co был дорогостоящим, поэтому начались поиски других материалов.

    (Источник: каталог Prairie Joy, май 1997 г.)

    LiNiO
    2 (Испытания по замене оксида лития-кобальта никелем, слоистая структура)

    Nissan не использовал аккумулятор NEC.
    Это была попытка снизить стоимость при сохранении слоистой структуры, но путем замены кобальта никелем. Однако было много производственных проблем, таких как загрязнение литиевого слоя никелем и уменьшение емкости батареи. В конце концов, это закончилось дополнительными этапами, такими как частичная замена (смесь Co-Ni) и дальнейшая замена Mn с добавлением тройных материалов.

    LiMn
    2 O 4 (оксид лития-марганца, структура шпинели)

    Первое в мире коммерческое производство аккумуляторов BEV компанией NEC Tokin.
    Материал имеет более стабильную структуру шпинели по сравнению со слоистой структурой и не меняет размеров, даже если литий проникает во время зарядки. Кроме того, он имеет преимущества по стоимости по сравнению с кобальтом и никелем. NEC выпускает продукт на рынок с 1996 года, но никогда не применялся в автомобильной промышленности.

    LiMn
    2 O 4 + LiNiO 2 (Модификация с добавлением никеля к вышеуказанному материалу, структура шпинели)

    Используется на Leaf первого поколения.
    Батарея, используемая в Leaf, является продуктом AESC, совместного предприятия Nissan и NEC. В результате для разработки батареи AESC была использована технология NEC Tokin. В описанной выше литий-марганцево-оксидной батарее из-за эффективного электролиза электролита проблемой была большая емкость и долгий срок службы. Однако с помощью достаточной дозы добавки никеля было обнаружено, что снижение емкости батареи можно контролировать, что привело к полномасштабному внедрению ее в качестве катодного материала для массового производства БЭВ.

    LiNi
    x Mn y Co z O 2 (Добавление кобальта = известно как тройной материал, слоистая структура)

    Новое использование на Leaf второго поколения
    В текущем Leaf требовалось дальнейшее увеличение емкости батареи, поэтому была использована ламинатная структура, которая может обеспечить высокую плотность хранения литий-ионных аккумуляторов. Материал изготовлен из тройного материала, что позволяет преодолеть проблемы, связанные с конструкцией ламинатной структуры, за счет оптимизации конструкции ячеек для достижения значительного увеличения плотности энергии, что привело к его внедрению в Leaf с 2017 года.

    Международный журнал научных и технологических исследований

    ДОБРО ПОЖАЛОВАТЬ В IJSTR (ISSN 2277-8616) —

    Международный журнал научных и технологических исследований — это международный журнал с открытым доступом из различных областей науки, техники и технологий, в котором особое внимание уделяется новым исследованиям, разработкам и их приложениям.

    Приветствуются все статьи, содержащие оригинальные исследования или расширенные версии уже опубликованных статей конференций / журналов. Статьи для публикации отбираются на основе экспертной оценки, чтобы гарантировать оригинальность, актуальность и удобочитаемость.

    IJSTR обеспечивает широкую политику индексирования, чтобы опубликованные статьи были хорошо заметны для научного сообщества.

    IJSTR является частью экологически чистого сообщества и предпочитает режим электронной публикации, поскольку он является «ЗЕЛЕНЫМ журналом» в Интернете.

    Мы приглашаем вас представить высококачественные статьи для обзора и возможной публикации во всех областях техники, науки и технологий.Все авторы должны согласовать содержание рукописи и ее представление для публикации в этом журнале, прежде чем она будет отправлена ​​нам. Рукописи следует подавать в режиме онлайн


    IJSTR приветствует ученых, заинтересованных в работе в качестве добровольных рецензентов. Рецензенты должны проявить интерес, отправив нам свои полные биографические данные. Рецензенты определяют качественные материалы.Поскольку ожидается, что они будут экспертами в своих областях, они должны прокомментировать значимость рецензируемой рукописи и то, способствует ли исследование развитию знаний и развитию теории и практики в этой области. Заинтересованным рецензентам предлагается отправить свое резюме и краткое изложение конкретных знаний и интересов по адресу [email protected]

    .

    IJSTR публикует статьи, посвященные исследованиям, разработкам и применению в областях инженерии, науки и технологий.Все рукописи проходят предварительное рецензирование редакционной комиссией. Вклады должны быть оригинальными, не публиковаться ранее или одновременно в других местах, и перед публикацией они должны быть подвергнуты критическому анализу. Статьи, которые должны быть написаны на английском языке, должны иметь правильную грамматику и правильную терминологию.


    IJSTR — это международный рецензируемый электронный онлайн-журнал, который выходит ежемесячно. Цель и сфера деятельности журнала — предоставить академическую среду и важную справочную информацию для продвижения и распространения результатов исследований, которые поддерживают высокоуровневое обучение, преподавание и исследования в области инженерии, науки и технологий.Поощряются оригинальные теоретические работы и прикладные исследования, которые способствуют лучшему пониманию инженерных, научных и технологических проблем.

    Что такое рейтинг C батареи и как рассчитать коэффициент C

    Скорость заряда и разряда батареи контролируется параметром C Rates. Рейтинг батареи C — это измерение тока, при котором батарея заряжается и разряжается.Емкость аккумулятора обычно рассчитывается и обозначается как 1С (ток 1С), это означает, что полностью заряженный аккумулятор емкостью 10 Ач должен обеспечивать 10 А в течение одного часа. Та же самая батарея на 10 Ач, разряженная с рейтингом 0,5C, будет обеспечивать 5 ампер в течение двух часов, а при разряде со скоростью 2C она будет обеспечивать 20 ампер в течение 30 минут. Рейтинг батареи C важно знать, так как для большинства батарей доступная накопленная энергия зависит от скорости токов заряда и разряда.

    ТАБЛИЦА ЗАРЯДА БАТАРЕИ

    В приведенной ниже таблице показаны различные номиналы аккумуляторов с указанием времени их обслуживания. Важно знать, что даже несмотря на то, что при разряде батареи при разных скоростях C должны использоваться те же расчеты, что и идентичное количество энергии, в действительности, вероятно, будут некоторые внутренние потери энергии. При более высоких скоростях C некоторая часть энергии может быть потеряна и превращена в тепло, что может привести к снижению мощности на 5% или более.

    Чтобы получить достаточно хорошие показания емкости, производители обычно оценивают щелочные и свинцово-кислотные батареи как очень низкие 0.05C, или 20-часовая разрядка. Даже при такой низкой скорости разряда свинцово-кислотные батареи редко достигают 100-процентной емкости, так как батареи имеют переоценку. Производители предоставляют компенсацию мощности для корректировки несоответствий, если она разряжается с более высокой скоростью, чем указано.

    КАК РАССЧИТАТЬ НОМЕР АККУМУЛЯТОРА

    Рейтинг C батареи определяется скоростью, в течение которой требуется зарядка или разрядка. Вы можете увеличить или уменьшить показатель C Rate, и в результате это повлияет на время, необходимое для зарядки или разрядки аккумулятора.Время заряда или разряда C Rate изменяется в зависимости от номинала. 1С равен 60 минутам, 0,5С — 120 минутам, а рейтинг 2С равен 30 минутам.

    Формула проста.

     t = Время
    Cr = C Скорость
    
    t = 1 / Cr (для просмотра в часах)
    t = 60 минут / Cr (для просмотра в минутах) 

    0.5C Пример скорости

    • 2300 мАч Аккумулятор
    • 2300 мАч / 1000 = 2.3A
    • 0.5C x 2.3A = 1.15A доступно
    • 1 / 0.5C = 2 часа
    • 60/0.5C = 120 минут

    2C Пример скорости

    • 2300 мАч Аккумулятор
    • 2300 мАч / 1000 = 2.3A
    • 2C x 2.3A = 4.6A доступно
    • 1 / 2C = 0,5 часа
    • 60 / 2C = 30 минут

    30C Пример скорости

    • 2300mAh Аккумулятор
    • 2300mAh / 1000 = 2.3A
    • 30C x 2.3A = 69A доступно
    • 60 / 30C = 2 минуты

    Вы можете увидеть пример скорости 30C в таблице данных для Power Sonic 26650 LiFePO4 power cell

    Вы можете использовать приведенную ниже формулу для расчета выходного тока, мощности и энергии батареи на основе ее класса C.

     Er = Номинальная энергия (Ач)
    Cr = C Скорость
    I = ток заряда или разряда (амперы)
    
    I = Cr * Er
    Cr = I / Er 

    КАК УЗНАТЬ РЕЙТИНГ АККУМУЛЯТОРА

    Аккумуляторы меньшего размера обычно имеют рейтинг 1С, который также известен как один час. Например, если ваша батарея имеет маркировку 3000 мАч при одночасовом расходе, то рейтинг 1С составляет 3000 мАч. Обычно вы можете найти показатель C вашей батареи на этикетке и в паспорте батареи. Батареи разного химического состава иногда показывают разную скорость разряда, например свинцово-кислотные батареи обычно имеют очень низкую скорость разряда, часто равную нулю.05C, или 20-часовой тариф. Химический состав и конструкция вашей батареи будут определять максимальную скорость разряда вашей батареи, например, литиевые батареи могут выдерживать гораздо более высокие скорости разряда, чем другие химические вещества, такие как щелочные. Если вы не можете найти номинал батареи C на этикетке или в техническом паспорте, мы рекомендуем обратиться напрямую к производителю батареи.

    Емкость литиевой батареи по сравнению со свинцово-кислотной при различных токах разряда

    ПРИЛОЖЕНИЯ, ТРЕБУЮЩИЕ ВЫСОКИХ СТАВОК

    На рынке появляется все больше приложений и устройств, для которых требуется аккумулятор с высокой скоростью разряда.К ним относятся промышленные и потребительские приложения, такие как радиоуправляемые модели, дроны, робототехника и пусковые устройства транспортных средств. Все эти приложения требуют мощного всплеска энергии за короткий промежуток времени.

    Большинству пусковых устройств может потребоваться разряд до 35 ° C, а в радиоуправляемой промышленности используются батареи с высокой скоростью разряда до 50 ° C! На рынке есть некоторые батареи, которые требуют еще более высоких показателей C, основанных на максимальной скорости импульсного разряда, при которой батарея полностью разряжается всего за несколько секунд.Однако большинству приложений не требуются такие высокие ставки C.

    Если вам нужна помощь в поиске батареи, подходящей для вашего приложения, свяжитесь с одним из инженеров Power Sonic.

    Что такое сульфатированная батарея и как ее предотвратить?

    Категории: Блог, Аккумуляторы

    Сульфатирование — это образование или накопление кристаллов сульфата свинца на поверхности и в порах активного материала батарей »l…

    Читать далее…
    Глоссарий терминов по аккумуляторам

    Категории: Блог, Аккумуляторы

    Этот глоссарий технических терминов разработан, чтобы помочь вам понять часто используемые термины в индустрии аккумуляторных батарей.Активный материал T…

    Читать далее…
    Полное руководство по батареям AGM

    Категории: Блог, Аккумуляторы

    ЧТО ТАКОЕ AGM АККУМУЛЯТОР? Вы слышали термин AGM аккумулятор раньше и, возможно, даже знаете, что он означает Absorbent Glass Mat.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *