Lithiová baterie: přehled, popis, typy, výrobci a recenze. Zařízení, funkce a vlastnosti lithium-iontových baterií

V současné době jsou rozšířené li-ion baterie a Li-pol (lithium-polymerové) baterie.

Rozdíl mezi nimi je v elektrolytu. V první verzi se používá helium jako takové, ve druhé polymer nasycený roztokem obsahujícím lithium. Vzhledem k oblibě automobilů s elektromotory je dnes otázka nalezení ideálního typu li-ion baterie, která je pro takové vozidlo optimální, akutní.

Skládá se, stejně jako ostatní baterie, z anody (porézní uhlík) a katody (lithium), separátoru, který je odděluje, a vodiče elektrolytu. Proces vybíjení je doprovázen přechodem „anodových“ iontů na katodu přes separátor a elektrolyt. Jejich směr je při nabíjení obrácený (obrázek níže).

Ionty cirkulují v procesu vybíjení a nabíjení článku mezi opačně nabitými elektrodami.

Iontové baterie mají katodu vyrobenou z různých kovů, což je jejich hlavní rozdíl. Výrobci, kteří používají různé materiály pro elektrody, zlepšují vlastnosti baterií.

Stává se však, že zlepšení některých vlastností vede k prudkému zhoršení jiných. Například optimalizací kapacity potřebné ke zvýšení doby cestování můžete zvýšit výkon, bezpečnost a snížit dopad na životní prostředí. Zároveň můžete snížit zatěžovací proud, zvýšit cenu nebo velikost baterie.

S hlavními parametry různých typů lithiových baterií (lithium-manganové, lithium-kobaltové, lithium-fosfátové a nikl-mangan-kobaltové) se můžete seznámit v tabulce:

Pravidla pro uživatele elektrické dopravy

Kapacita takových baterií při dlouhodobém skladování prakticky neklesá. Li-ion baterie se při skladování při teplotě 60 stupňů po dobu 15 let vybijí pouze o 23 %. Právě díky těmto vlastnostem nacházejí široké uplatnění v technologiích elektrické dopravy.

Lithium-iontové baterie jsou vhodné pro elektromobily, které mají ve skříni zabudovaný kompletní řídicí systém.

Z tohoto důvodu uživatelé během provozu zapomínají na základní pravidla, která mohou prodloužit jejich životnost:

• baterie musí být plně nabita ihned po zakoupení v obchodě, protože elektrody jsou během výrobního procesu nabity na 50 %. Dostupná kapacita se tedy sníží, tzn. provozní doba, pokud nedojde k počátečnímu nabití;
• baterie se nesmí nechat úplně vybít, aby se šetřil její zdroj;
• je nutné nabít baterii po každém odjezdu, i když nabití ještě zbývá;
• Nezahřívejte baterie, protože vysoké teploty přispívají k procesu stárnutí. Aby bylo možné zdroj co nejvíce využít, je nutné pracovat při optimální teplotě, která je 20-25 stupňů. Baterii proto nelze skladovat v blízkosti zdroje tepla;
• v chladném počasí se doporučuje zabalit baterii do plastového sáčku s vakuovým zámkem pro skladování při 3-4 stupních, tzn. v nevytápěné místnosti. Nabití by mělo být alespoň 50 % plné částky;
• poté, co byla baterie provozována při nízkých teplotách, nelze ji nabíjet, aniž by byla po určitou dobu ponechána při pokojové teplotě, tj. je třeba ji zahřát;
• Baterii musíte nabíjet nabíječkou dodávanou se sadou.

PU těchto baterií má několik poddruhů - lithium - LiFePO4 (železo - fosforečnan), využívající katodu fosforečnanu železa. Jejich vlastnosti nám umožňují hovořit o bateriích jako o vrcholu technologie používané pro výrobu baterií.

Jejich hlavní výhody jsou:

• počet cyklů nabití-vybití, který dosáhne 5000 až do okamžiku, kdy se kapacita sníží o 20%;
• dlouhá životnost;
• chybí "paměťový efekt";
• široký teplotní rozsah s nezměněným výkonem (300-700 stupňů Celsia);
• chemická stabilita a tepelná odolnost, které zvyšují bezpečnost.

Nejpoužívanější baterie

Mezi mnoha nejběžnějšími jsou 18650 li-ion baterie vyráběné pěti společnostmi: LG, Sony, Panasonic, Samsung, Sanyo, jejichž továrny se nacházejí v Japonsku, Číně, Malajsii a Jižní Koreji. Bylo plánováno, že li ion baterie 18650 budou použity v laptopech. Vzhledem k úspěšnému formátu se však používají v rádiem řízených modelech, elektrických vozidlech, lucernách atd.

Jako každý kvalitní výrobek mají i takové baterie mnoho padělků, proto, abyste prodloužili životnost zařízení, musíte zakoupit pouze baterie od známých značek.

Chráněné a nechráněné lithium-iontové baterie

U lithiových baterií je také důležité, zda jsou chráněny nebo ne. Provozní rozsah prvního je 4,2-2,5 V (používá se v zařízeních určených pro práci s lithium-iontovými zdroji): LED světla, nízkoenergetické domácí spotřebiče atd.

U elektrického nářadí, jízdních kol s elektromotory, notebooků, video a fototechniky se používají nechráněné baterie, ovládané ovladačem.

Co potřebujete vědět o lithium-iontových bateriích?

Za prvé, omezení, která je třeba dodržovat během provozu:

• dobíjecí napětí (maximum) nesmí být vyšší než 4,35V;
• jeho minimální hodnota nesmí být nižší než 2,3 V;
• vybíjecí proud by neměl překročit více než dvojnásobek hodnoty kapacity. Pokud je hodnota 2200 mAh, maximální proud je 4400 mA.

Funkce prováděné ovladačem

Proč potřebujete regulátor nabíjení Li-Ion baterie? Plní několik funkcí:

• dodává proud, který kompenzuje samovybíjení. Jeho hodnota je menší než maximální nabíjecí proud, ale větší než samovybíjecí proud;
• implementuje účinný algoritmus cyklu nabíjení/vybíjení pro konkrétní baterii;
• vyrovnává rozdíl v tocích energie při nabíjení a poskytování energie spotřebiteli. Například při nabíjení a napájení notebooku;
• měří teplotu při přehřátí nebo podchlazení, čímž zabraňuje poškození baterie.

Regulátor nabíjení li-ion baterie je vyroben buď ve formě mikroobvodu zabudovaného do baterie, nebo jako samostatné zařízení.

Pro nabíjení baterií je lepší použít standardní nabíječku pro 18650 li-ion baterie dodávané v sadě. Nabíječka pro lithiové baterie 18650 má obvykle indikaci úrovně nabití. Častěji se jedná o LED, která ukazuje, kdy probíhá nabíjení a jeho konec.

Na pokročilejších zařízeních můžete sledovat čas zbývající do konce nabíjení, aktuální napětí na displeji. U baterie 18650 s kapacitou 2200mA je doba nabíjení 2 hodiny.

Je ale důležité vědět, jakým proudem nabíjet li ion baterii 18650. Měla by mít poloviční kapacitu, tedy pokud je 2000 mAh, pak je optimální proud 1A. Nabíjením baterie vysokým proudem rychle nastává její degradace. Při použití nízkého proudu to zabere více času.

Video: Jak nabíjet nabíječku Li-ion baterií vlastníma rukama

Schéma zařízení pro nabíjení baterií

Vypadá to takto:

Obvod se vyznačuje spolehlivostí a opakovatelností a vstupní části jsou levné a snadno dostupné. Aby se prodloužila životnost baterie, je nutné kompetentní nabíjení li-ion baterií: na konci nabíjení by mělo napětí klesnout.

Po jejím dokončení, tzn. když proud dosáhne nuly, nabíjení li-ion baterie by se mělo zastavit. Výše uvedený obvod splňuje tyto požadavky: vybitá baterie připojená k nabíječce (svítí VD3) používá proud 300 mA.

Probíhající proces je indikován svítící LED VD1 Postupně klesající proud na 30 mA signalizuje nabíjení baterie. Ukončení procesu je signalizováno rozsvícením LED VD2.

Obvod využívá operační zesilovač LM358N (můžete jej nahradit analogovým KR1040UD1 nebo KR574UD2, který má jiné uspořádání pinů), dále tranzistor VT1 S8550 9 žlutých, červených a zelených LED (1,5V).

Lze baterii oživit?

Po několika letech aktivního používání baterie katastrofálně ztrácejí kapacitu, což způsobuje problémy při používání vašeho oblíbeného zařízení. Je možné a jak obnovit li-ion baterii, zatímco uživatel hledá náhradu?

Obnova li-ion baterie je dočasně možná několika způsoby.

Pokud je baterie oteklá, tzn. přestal držet náboj, což znamená, že se uvnitř nahromadily plyny.

Poté postupujte následovně:

• pouzdro baterie je opatrně odpojeno od snímače;
• oddělení elektronického snímače;
• najděte pod ním uzávěr s řídicí elektronikou a opatrně jej propíchněte jehlou;
• poté najdou těžký plochý předmět, jehož plocha je větší než plocha baterie, která bude použita jako lis (nepoužívejte svěrák a podobná zařízení);
• položte baterii na vodorovnou rovinu a zatlačte dolů, přičemž pamatujte, že baterie může být poškozena použitím nadměrné síly. Pokud to nestačí, nemusí být výsledek dosažen. Toto je nejdůležitější okamžik;
• zbývá nakapat epoxid na otvor a senzor připájet.

Existují i ​​jiné způsoby, o kterých se můžete dočíst na internetu.

Nabíječku si můžete vybrat na webu http://18650.in.ua/chargers/.

Video: Li-ion baterie, tipy pro používání li-ion baterií

Klíčovým prvkem mobility elektronických zařízení je dobíjecí baterie (ACB). Rostoucí požadavky na zajištění jejich nejdelší autonomie stimulují neustálý výzkum v této oblasti a vedou ke vzniku nových technologických řešení.

Široce používané nikl-kadmiové (Ni-Cd) a nikl-metal hydridové (Ni-MH) baterie nyní mají alternativu – nejprve lithiové baterie a poté pokročilejší lithium-iontové (Li-ion) baterie.

Historie vzhledu

První takové baterie se objevily v 70. letech. minulé století. Okamžitě si získaly poptávku díky pokročilejším vlastnostem. Anoda prvků byla vyrobena z kovového lithia, jehož vlastnosti umožnily zvýšit měrnou energii. Tak se zrodily lithiové baterie.

Nové baterie měly značnou nevýhodu – zvýšené riziko výbuchu a vznícení. Důvod spočíval ve vytvoření lithiového filmu na povrchu elektrody, což vedlo k porušení teplotní stability. V okamžiku maximálního zatížení by baterie mohla explodovat.

Zdokonalení technologie vedlo k opuštění čistého lithia v součástech baterií ve prospěch použití jeho kladně nabitých iontů. Jako dobré řešení se ukázala lithium-iontová baterie.

Tento typ iontové baterie se vyznačuje vyšší bezpečností, která je získána na úkor mírného poklesu energetické hustoty, ale neustálý technologický pokrok umožnil snížit ztráty v tomto ukazateli na minimum.

přístroj

Zavedení lithium-iontových baterií do průmyslu spotřební elektroniky zaznamenalo průlom po vývoji baterie s katodou z uhlíkového materiálu (grafit) a anodou z oxidu kobaltu.

V procesu vybíjení baterie jsou ionty lithia odstraňovány z materiálu katody a jsou obsaženy v oxidu kobaltu opačné elektrody, při nabíjení probíhá proces v opačném směru. Lithné ionty tedy vytvářejí elektrický proud, pohybující se od jedné elektrody ke druhé.

Li-Ion baterie se vyrábí ve válcovém a hranolovém provedení. Ve válcovité struktuře jsou dva pásy plochých elektrod, oddělené materiálem impregnovaným elektrolytem, ​​srolovány a umístěny do utěsněného kovového pouzdra. Katodový materiál je nanesen na hliníkovou fólii a anodový materiál je nanesen na měděnou fólii.

Prizmatický design baterie se získá naskládáním obdélníkových desek na sebe. Tento tvar baterie umožňuje zhustit rozložení elektronického zařízení. Vyrábějí se i prizmatické baterie se svinutými elektrodami stočenými do spirály.

Provoz a životnost

Dlouhý, plný a bezpečný provoz lithium-iontových baterií je možný při dodržení provozních pravidel, jejich zanedbání nejen zkrátí životnost výrobku, ale může vést k negativním důsledkům.

Vykořisťování

Klíčový požadavek pro provoz Li-Ion baterií se týká teploty – přehřívání by nemělo být povoleno. Vysoké teploty mohou způsobit maximální škody a příčinou přehřátí může být jak externí zdroj, tak stresující režimy nabíjení a vybíjení baterie.

Například zahřátí na 45 °C vede ke snížení schopnosti udržet baterii nabitou 2krát. Této teploty lze snadno dosáhnout při dlouhodobém vystavení zařízení slunci nebo při provozování energeticky náročných aplikací.

Pro nejlepší výkon baterie v letních vedrech byste měli používat režim úspory energie, který je k dispozici na většině mobilních zařízení.

Nízké teploty mají negativní vliv i na iontové baterie, při teplotách pod -4°C již baterie nedokáže dodat plný výkon.

Chlad ale Li-Ion bateriím neškodí tak jako vysoké teploty a většinou nezpůsobí trvalé poškození. Navzdory skutečnosti, že po zahřátí na pokojovou teplotu jsou pracovní vlastnosti baterie zcela obnoveny, neměli byste zapomenout na pokles kapacity v chladu.

Dalším doporučením pro použití Li-Ion baterií je nedovolit jejich hluboké vybití. Mnoho baterií starší generace mělo paměťový efekt, který vyžadoval jejich vybití na nulu a následné plné nabití. Li-Ion baterie tento účinek nemají a ojedinělé případy úplného vybití nevedou k negativním důsledkům, ale neustálé hluboké vybíjení je škodlivé. Doporučuje se připojit nabíječku, když je úroveň nabití 30%.

Život

Nesprávný provoz Li-Ion baterií může snížit jejich životnost 10-12krát. Tato doba přímo závisí na počtu nabíjecích cyklů. Předpokládá se, že baterie typu Li-Ion vydrží 500 až 1000 cyklů, s přihlédnutím k úplnému vybití. Vyšší procento zbývajícího nabití před dalším nabitím výrazně prodlužuje životnost baterie.

Vzhledem k tomu, že životnost Li-Ion baterií je do značné míry určena provozními podmínkami, není možné u těchto baterií udat přesnou životnost. V průměru lze očekávat, že baterie tohoto typu vydrží při dodržení požadovaných předpisů 7-10 let.

Proces nabíjení

Při nabíjení se vyhněte příliš dlouhému připojení baterie k nabíječce. Běžný provoz lithium-iontové baterie probíhá při napětí nepřesahujícím 3,6 V. Nabíječky při nabíjení dodávají na vstup baterie 4,2 V. Při překročení doby nabíjení mohou v baterii začít nežádoucí elektrochemické reakce, které povedou k přehřátí se všemi z toho vyplývajícími důsledky.

Vývojáři vzali v úvahu takovou vlastnost - bezpečnost nabíjení moderních Li-Ion baterií je řízena speciálním vestavěným zařízením, které zastaví proces nabíjení, když napětí stoupne nad přípustnou úroveň.

U lithiových baterií je správný způsob dvoufázového nabíjení. V první fázi musí být baterie nabita, poskytující konstantní nabíjecí proud, druhá fáze musí být prováděna s konstantním napětím a postupným snižováním nabíjecího proudu. Takový algoritmus je implementován v hardwaru ve většině nabíječek pro domácnost.

Skladování a likvidace

Lithium-iontová baterie může být skladována po dlouhou dobu, samovybíjení je 10-20% za rok. Zároveň však dochází k postupnému snižování vlastností produktu (degradace).

Proces recyklace lithium-iontových článků musí být prováděn ve specializovaných podnicích, které mají příslušnou licenci. Přibližně 80 % materiálů z recyklovaných baterií lze znovu použít při výrobě nových baterií.

Bezpečnost

Lithium-iontová baterie, i když je miniaturní, je plná rizika explozivního samovznícení. Tato vlastnost tohoto typu baterií vyžaduje dodržování bezpečnostních opatření ve všech fázích, od vývoje až po výrobu a skladování.

Pro zvýšení bezpečnosti Li-Ion baterií při výrobě je v jejich pouzdru umístěna malá elektronická deska - monitorovací a řídicí systém, který je navržen tak, aby eliminoval přetížení a přehřívání. Elektronický mechanismus zvyšuje odpor obvodu, když teplota stoupne nad předem stanovenou mez. Některé modely baterií mají vestavěný mechanický spínač, který přeruší obvod, když se tlak uvnitř baterie zvýší.

V bateriových pouzdrech je také často instalován pojistný ventil pro snížení tlaku v případě nouze.

Výhody a nevýhody lithiových baterií

Výhody tohoto typu baterie jsou:

• vysoká hustota energie;
• žádný paměťový efekt;
• dlouhá životnost;
• nízká míra samovybíjení;
• nevyžaduje údržbu;
• zajišťující konstantní provozní parametry v relativně širokém teplotním rozsahu.

Má lithiovou baterii a její nevýhody jsou:

• nebezpečí samovznícení;
• vyšší náklady než jeho předchůdci;
• potřeba vestavěného ovladače;
• nežádoucí hluboký výboj.

Technologie výroby Li-Ion baterií se neustále zdokonalují, mnohé nedostatky se postupně stávají minulostí.

Oblast použití

Vysoká energetická hustota lithium-iontových baterií určuje jejich hlavní oblast použití - mobilní elektronická zařízení: notebooky, tablety, smartphony, videokamery, fotoaparáty, navigační systémy, různé vestavěné senzory a řada dalších produktů.

Existence válcového tvaru těchto baterií umožňuje jejich použití ve svítilnách, pevných telefonech a dalších zařízeních, která dříve spotřebovávala energii z jednorázových baterií.

Lithium-iontový princip stavby baterie má několik variant, typy se liší typem použitých materiálů (lithium-kobalt, lithium-mangan, lithium-nikl-mangan-kobalt-oxid atd.). Každý z nich má svůj vlastní rozsah.

Kromě mobilní elektroniky se skupina lithium-iontových baterií používá v následujících oblastech:

• ruční elektrické nářadí;
• přenosné lékařské vybavení;
• nepřerušitelné zdroje energie;
• bezpečnostní systémy;
• moduly nouzového osvětlení;
• solární elektrárny;
• elektrická vozidla a elektrická jízdní kola.

Vzhledem k neustálému zlepšování lithium-iontové technologie a úspěchu při vytváření vysokokapacitních baterií v malých velikostech je možné předvídat rozšíření aplikací pro takové baterie.

Označení

Lithium-iontové parametry jsou vytištěny na těle produktu, přičemž použité kódování se může pro různé velikosti výrazně lišit. Jednotný standard označování baterií pro všechny výrobce ještě nebyl vyvinut, ale i tak je možné se s nejdůležitějšími parametry vypořádat vlastními silami.

Písmena v řádku označení označují typ článku a použité materiály: první písmeno I znamená lithium-iontovou technologii, další písmeno (C, M, F nebo N) udává chemické složení, třetí písmeno R znamená, že článek je dobíjecí (Rechargeable).

Čísla v názvu velikosti udávají velikost baterie v milimetrech: první dvě čísla jsou průměr a další dvě jsou délka. Například 18650 označuje, že průměr je 18 mm a délka je 65 mm, 0 označuje válcový tvarový faktor.

Poslední písmena a čísla v řadě představují označení kontejneru specifické pro každého výrobce. Neexistují ani jednotné normy pro uvádění data výroby.

Jaké jsou typy lithiových baterií a jejich konstrukční vlastnosti?

Lithiové baterie na moderním trhu pevně obsadily několik různých míst. Používají se především ve všech druzích spotřební elektroniky, přenosných nástrojích a mobilních zařízeních, domácích spotřebičích atd. Existují dokonce 12voltové lithiové baterie pro automobily. I když se v automobilovém průmyslu ještě nedočkaly široké distribuce. Použití lithiových baterií v různých odvětvích hospodářství vedlo k tomu, že se na trhu objevilo mnoho druhů těchto baterií. V dnešním článku budeme zvažovat hlavní typy lithiových baterií.

O principu fungování Li baterií a historii jejich výskytu zde psát nebudeme. Více si o tom můžete přečíst v článku na uvedeném odkazu. Můžete si také přečíst materiály samostatně o a. A v tomto materiálu bych rád zvážil přesně různé typy Li baterií v závislosti na jejich vlastnostech a účelu.

Tedy s ohledem na výkon a kapacitu lithiových baterií. Rozdělení je zde spíše libovolné. Aby výrobci mohli vyrábět baterie různých kapacit, s různými vybíjecími proudy, mění řadu parametrů. Například regulují tloušťku vrstvy elektrodové hmoty na fólii (v případě role struktury). Ve většině případů je tato elektrodová vrstva nanesena měděnou (negativní elektroda) a hliníkovou (pozitivní) fólií. Díky tomuto nárůstu elektrodové vrstvy se zvyšují specifické parametry baterie.

Při zvětšování aktivní hmoty je však nutné zmenšit tloušťku vodivé podložky (fólie). Výsledkem je, že baterie může procházet méně proudu, aniž by se přehřívala. Navíc zvýšení vrstvy hmoty elektrody vede ke zvýšení odporu prvku. Pro snížení odolnosti se pro aktivní hmotu často používají aktivnější a dispergovanější látky. S těmito parametry si výrobci „hrají“, když uvolňují baterie s určitými parametry. Bateriový článek s tenkou fólií a silnou aktivní hmotou vykazuje vysoké hodnoty akumulované energie. A jeho síla bude nízká a naopak. A lze jej upravit bez změny velikosti produktu.

Baterie s různou kapacitou a vybíjecím proudem získáte změnou následujících parametrů:

• tloušťka fólie;
• tloušťka separátoru;
• Materiál kladné a záporné elektrody;
• velikost částic aktivní hmoty;
• Tloušťka elektrody.

Bateriové modely určené pro vyšší výkon jsou přitom vybaveny proudovými přívody velkých rozměrů a hmotnosti. To se provádí, aby se zabránilo přehřátí. Také se pro zvýšení vybíjecího proudu používají různé látky, které se přidávají do elektrolytu nebo do hmoty elektrody. U baterií s velkou kapacitou jsou proudové vývody obvykle malé. Počítají se pro vybíjecí proud do 2C (obvykle se nabíjecí-vybíjecí proud baterie udává z její kapacity) a nabíjecí proud do 0,5C. U velkokapacitních lithiových baterií jsou tyto hodnoty až 20C a až 40C.

Modely lithiových baterií s vysokým výkonem jsou určeny k napájení startérů s vysokou kapacitou - k napájení různých přenosných zařízení. Pokud jde o vývoj lithiových baterií, výrobci všech druhů elektroniky je objednávají u speciálních firem. Ti je vyvinou s ohledem na navržené podmínky a poté je zavedou do sériové výroby. Při vývoji moderních lithiových baterií se berou v úvahu následující parametry:

• Kapacita;
• Pravidelný a maximální vybíjecí proud;
• Rozměry;
• Podmínky umístění uvnitř zařízení;
• Pracovní teplota;
• Zdroj (počet cyklů nabití-vybití) a další.

Různé konstrukce lithiových baterií

Podle konstrukčních prvků lze lithiové baterie rozdělit do dvou kategorií:

• Konstrukce trupu;
• Struktura elektrod.

Konstrukce elektrody

Typ role

Na obrázku níže můžete vidět Li─Ion baterii v rolovém provedení.

Prvky konstrukce role jsou vyrobeny ze dvou typů:

• Váleček elektrody je zkroucený kolem virtuální desky. Jedno pouzdro může pojmout několik válců spojených paralelně;
• Válcový. Různé výšky a průměry.

Konstrukce role se používá tam, kde je vyžadována baterie s malou kapacitou a výkonem. Tato technologie je pracná, protože kroucení elektrodových pásků a separátoru je plně automatizované. Nevýhodou této konstrukce je špatný odvod tepla z elektrod. Ve skutečnosti je teplo odváděno pouze přes čelní plochu prvku.

Ze sady elektrod

Při výrobě prizmatických baterií se používají lithiové baterie se sestavou jednotlivých elektrod.

Teplo je zde také odváděno z konce elektrody. Výrobci se snaží zlepšit odvod tepla úpravou složení a rozptylu aktivní hmoty.

Design trupu

Válcový

Stojí za to věnovat pozornost válcovým lithiovým bateriím. Jsou široce používány v různých domácích spotřebičích a elektronice. Obzvláště oblíbené jsou bateriové články.

Za přednosti válcového tělesa odborníci označují absenci změny objemu při dlouhodobém provozu. To je způsobeno tím, že baterie během procesu nabíjení-vybíjení mírně mění objem. Konstrukce elektrod je v takovém případě vždy válcového typu. Mezi nevýhody patří špatný odvod tepla.

Válcové lithiové baterie mohou mít následující proudové výstupy:

• Šroubové bóry;
• Obyčejné kontaktní podložky.

Tam, kde jsou vyšší požadavky na proud, se používají šroubové frézy. Jedná se o baterii s velkým vybíjecím proudem a velkou kapacitou (více než 20 Ah). Četné testy ukazují, že válcové lithiové baterie se šroubovými závity vydrží proudy maximálně 10-15C. A to jsou hodnoty krátkodobé zátěže, při které se prvek rychle přehřívá. Při dlouhodobém provozu odolávají vybíjecím proudům 2-3C. Používá se hlavně v přenosném elektrickém nářadí.

Bateriové články s kontaktními ploškami se běžně používají ke spojování do baterií. K tomu jsou svařeny páskou pomocí odporového svařování. Někdy výrobci již vyrábějí prvky s okvětními lístky pro vlastní pájení. Kromě toho se typ okvětních lístků může lišit v závislosti na typu pájení.

Velikostní označení válcových lithiových baterií obvykle obsahuje jejich rozměry. Například lithium-iontové články 18650 jsou 65 mm vysoké a 18 mm v průměru.

Testování funkcí

Hlavním problémem experimentů je nesoulad mezi deklarovanou kapacitou a skutečnou. Všechny baterie mají kapacitu vyšší, než je uvedeno, od 0,1 % do 5 %, což představuje další prvek nepředvídatelnosti.

Nejčastěji používané baterie byly NCA a NMC, ale testovány byly také lithium-kobaltové a lithium-fosfátové baterie.

Několik termínů:
DoD - Depth of Discharge - hloubka vybití.
SoC - State of Charge - úroveň nabití.

Využití baterie

Počet cyklů

Tato křivka se nazývá Wöhlerova křivka. Základní myšlenka přišla z mechaniků o závislosti počtu natažení pružiny na míře natažení. Počáteční hodnota 3000 cyklů při 100% vybití baterie je vážený průměr vybití 0,1C. Některé baterie vykazují lepší výsledky, některé horší. Při proudu 1C klesá počet úplných cyklů při 100% vybití z 3000 na 1000-1500 v závislosti na výrobci.

Obecně byl tento poměr, prezentovaný v grafech, potvrzen výsledky experimentů, protože doporučuje se nabíjet baterii, kdykoli je to možné.

Výpočet superpozice cyklu

Podle výsledků experimentů vykazoval kombinovaný cyklus výsledky, oba ze sečtení plně ekvivalentních cyklů dvou nezávislých cyklů. Tito. relativní kapacita baterie v kombinovaném cyklu klesla podle součtu vybití v malém a velkém cyklu (linearizovaný graf je uveden níže).


Výraznější je vliv dlouhých vybíjecích cyklů, což znamená, že se baterie při každé příležitosti lépe nabíjí.

paměťový efekt

Bateriové úložiště

Skladovací teploty

Úroveň nabití

Hlavní problémy experimentálních výsledků

Výsledky experimentů

Prameny

První pokusy o vytvoření lithiových galvanických článků byly zaznamenány již v roce 1012. Skutečný funkční model vznikl v roce 1940, první sériové exempláře (nenabíjecí!), se objevily v 70. letech a triumfální pochod tohoto typu baterií začal na počátku 90. let, kdy japonská společnost Sony dokázala ovládnout své komerční produkce.

V současné době se má za to, že se jedná o jednu z nejslibnějších oblastí pro vytváření autonomních zdrojů elektrické energie, a to i přes jejich poměrně vysoké (na současné úrovni) náklady.

Hlavní výhodou tohoto typu akumulátoru je jeho vysoká hustota energie (cca 100 W/h na 1 kg hmotnosti) a schopnost provést velký nabíjecí/vybíjecí cyklus.

Nově vytvořené baterie se také vyznačují tak vynikajícím ukazatelem, jako je nízká míra samovybíjení (pouze od 3 do 5 % v prvním měsíci s následným poklesem tohoto ukazatele). To umožňuje

A to není vše – ve srovnání s rozšířeným Ni-Cd poskytuje nový obvod se stejnými rozměry trojnásobný výkon prakticky bez negativního paměťového efektu.

Negativní vlastnosti

lithium-iontové baterie.

Především vysoká cena, nutnost udržovat baterii v nabitém stavu a tzv. „efekt stárnutí“, který se projevuje i v době, kdy galvanický článek nebyl v provozu. Poslední nepříjemná vlastnost se projevuje neustálým snižováním kapacity, což po dvou letech může vést k úplnému selhání výrobku.