نحوه شارژ صحیح باتری های لیتیوم یون: نکات. انواع باتری های لیتیومی مدرن

باتری‌های لیتیوم یونی به اندازه همتایان نیکل-فلز هیدرید خود سخت نیستند، اما همچنان نیاز به مراقبت دارند. چسبیدن به پنج قانون ساده، نه تنها می توانید چرخه عمر باتری های لیتیوم یون را افزایش دهید، بلکه زمان کار دستگاه های تلفن همراه را بدون شارژ مجدد نیز افزایش دهید.

اجازه تخلیه کامل ندهید.باتری‌های لیتیوم یونی به اصطلاح اثر حافظه ندارند، بنابراین می‌توانند و علاوه بر این، بدون منتظر ماندن برای تخلیه به صفر شارژ شوند. بسیاری از سازندگان عمر باتری لیتیوم یونی را با تعداد چرخه های تخلیه کامل (تا 0٪) محاسبه می کنند. برای باتری های با کیفیت این 400-600 سیکل. برای افزایش عمر باتری لیتیوم یونی خود، تلفن خود را بیشتر شارژ کنید. در حالت بهینه، به محض اینکه شارژ باتری به زیر 10-20 درصد رسید، می توانید گوشی را شارژ کنید. این باعث افزایش تعداد چرخه های تخلیه به 1000-1100 .
کارشناسان این فرآیند را با شاخصی مانند Depth Of Discharge توصیف می کنند. اگر گوشی شما تا 20 درصد دشارژ شده باشد، عمق دشارژ 80 درصد است. جدول زیر وابستگی تعداد چرخه های دشارژ یک باتری لیتیوم یونی به عمق دشارژ را نشان می دهد:

هر 3 ماه یکبار ترخیص کنید.شارژ کامل برای مدت طولانی به همان اندازه برای باتری های لیتیوم یون مضر است که دشارژ دائمی آن به صفر می رسد.
با توجه به فرآیند شارژ بسیار ناپایدار (ما اغلب گوشی را در صورت نیاز و در صورت امکان از USB، سوکت، باتری خارجی و غیره شارژ می کنیم)، کارشناسان توصیه می کنند هر 3 ماه یک بار باتری را کاملاً تخلیه کرده و سپس آن را شارژ کنید. به 100٪ و نگه داشتن آن در شارژ 8-12 ساعت. این به بازنشانی به اصطلاح پرچم های باتری کم و زیاد کمک می کند. می توانید در این مورد بیشتر بخوانید.

فروشگاه با شارژ جزئی. شرایط بهینه برای نگهداری طولانی مدت باتری لیتیوم یونی بین 30 تا 50 درصد شارژ در دمای 15 درجه سانتی گراد است. اگر باتری را به طور کامل شارژ کنید، ظرفیت آن در طول زمان به میزان قابل توجهی کاهش می یابد. اما باتری که برای مدت طولانی گرد و غبار را در قفسه جمع می کند و به صفر می رسد، به احتمال زیاد دیگر زنده نیست - زمان ارسال آن برای بازیافت فرا رسیده است.
جدول زیر نشان می‌دهد که باتری لیتیوم یونی بسته به دمای ذخیره‌سازی و میزان شارژ در زمانی که به مدت ۱ سال نگهداری می‌شود، چقدر ظرفیت باقی می‌ماند.

از شارژر اصلی استفاده کنید.تعداد کمی از مردم می دانند که در بیشتر موارد شارژر مستقیماً در دستگاه های تلفن همراه ساخته می شود و آداپتور شبکه خارجی فقط ولتاژ را کاهش می دهد و جریان شبکه برق خانگی را اصلاح می کند ، یعنی مستقیماً روی باتری تأثیر نمی گذارد. برخی از گجت‌ها، مانند دوربین‌های دیجیتال، شارژر داخلی ندارند و بنابراین باتری‌های لیتیوم یون آن‌ها در یک «شارژر» خارجی قرار می‌گیرند. اینجاست که استفاده از یک شارژر خارجی با کیفیت مشکوک به جای شارژر اصلی می تواند بر عملکرد باتری تأثیر منفی بگذارد.

از گرمای بیش از حد خودداری کنید.خب، بدترین دشمن باتری های لیتیوم یون دمای بالا است - آنها مطلقا نمی توانند گرمای بیش از حد را تحمل کنند. بنابراین، دستگاه های تلفن همراه خود را در معرض نور مستقیم خورشید قرار ندهید و آنها را در نزدیکی منابع گرما مانند بخاری برقی قرار ندهید. حداکثر دمای مجاز برای استفاده از باتری های لیتیوم یونی: از -40 درجه سانتیگراد تا +50 درجه سانتیگراد

همچنین، می توانید نگاه کنید

که به طور گسترده در لوازم الکترونیکی مصرفی مدرن استفاده می شود و به عنوان منبع انرژی در وسایل نقلیه الکتریکی و دستگاه های ذخیره انرژی در سیستم های انرژی کاربرد دارد. این محبوب ترین نوع باتری در دستگاه هایی مانند تلفن های همراه، لپ تاپ، وسایل نقلیه الکتریکی، دوربین های دیجیتال و دوربین های فیلمبرداری است. اولین باتری لیتیوم یونی توسط سونی در سال 1991 عرضه شد.

مشخصات

بسته به مدار الکتروشیمیایی، باتری های لیتیوم یون ویژگی های زیر را نشان می دهند:

• ولتاژ یک عنصر 3.6 ولت است.
• حداکثر ولتاژ 4.2 V، حداقل 2.5-3.0 V. دستگاه های شارژ ولتاژ را در محدوده 4.05-4.2 V پشتیبانی می کنند
• چگالی انرژی: 110 … 230 W*h/kg
• مقاومت داخلی: 5 ... 15 mOhm/1Ah
• تعداد چرخه های شارژ/دشارژ تا زمانی که 20 درصد ظرفیت از بین برود: 1000-5000
• زمان شارژ سریع: 15 دقیقه - 1 ساعت
• خود تخلیه در دمای اتاق: 3% در ماه
• جریان بار نسبت به ظرفیت (C):
  • ثابت - تا 65 درجه سانتیگراد، پالس - تا 500 درجه سانتیگراد
  • قابل قبول ترین: تا 1C
• محدوده دمای عملیاتی: -0 ... +60 درجه سانتیگراد (در دمای زیر صفر، شارژ باتری ها امکان پذیر نیست)

دستگاه

یک باتری لیتیوم یونی شامل الکترودهایی (مواد کاتد روی فویل آلومینیوم و مواد آند روی فویل مس) است که توسط جداکننده‌های متخلخل آغشته به الکترولیت از هم جدا شده‌اند. بسته الکترود در یک محفظه مهر و موم شده قرار می گیرد، کاتدها و آندها به پایانه های کلکتور جریان متصل می شوند. محفظه دارای یک سوپاپ اطمینان است که فشار داخلی را در مواقع اضطراری و نقض شرایط عملیاتی کاهش می دهد. باتری های لیتیوم یونی از نظر نوع مواد کاتدی مورد استفاده متفاوت هستند. حامل جریان در یک باتری لیتیوم یونی یک یون لیتیوم با بار مثبت است که توانایی نفوذ (میانگین شدن) به شبکه کریستالی مواد دیگر (به عنوان مثال به گرافیت، اکسیدهای فلزی و نمک) را دارد تا پیوند شیمیایی ایجاد کند. به عنوان مثال: به گرافیت با تشکیل LiC6، اکسید (LiMO 2) و نمک (LiM R O N) فلزات. در ابتدا از فلز لیتیوم به عنوان صفحات منفی و سپس از زغال سنگ استفاده می شد. بعداً گرافیت شروع به استفاده کرد. تا همین اواخر، اکسیدهای لیتیوم با کبالت یا منگنز به عنوان صفحات مثبت استفاده می شد، اما به طور فزاینده ای با لیتیوم فرو فسفات جایگزین می شوند، که ثابت شده است که ایمن، ارزان و غیرسمی هستند و می توانند به روشی سازگار با محیط زیست بازیافت شوند. باتری های لیتیوم یون همراه با یک سیستم نظارت و کنترل - SKU یا BMS (سیستم مدیریت باتری) و یک دستگاه شارژ/دشارژ ویژه استفاده می شوند. در حال حاضر در تولید انبوه باتری‌های لیتیوم یونی از سه دسته مواد کاتدی استفاده می‌شود: - لیتیوم کبالتات LiCoO 2 و محلول‌های جامد مبتنی بر لیتیوم نیکلات هم‌ساختاری آن - لیتیوم منگنز اسپینل LiMn 2 O 4 - لیتیوم فرو فسفات LiFePO 4. مدارهای الکتروشیمیایی باتری های لیتیوم یون: لیتیوم-کبالت LiCoO2 + 6xC → Li1-xCoO2 + xLi+C6 لیتیوم-فروفسفات LiFePO4 + 6xC → Li1-xFePO4 + xLi+C6

با توجه به خود تخلیه کم و تعداد زیادی چرخه شارژ-دشارژ، باتری های لیتیوم یونی برای استفاده در انرژی های جایگزین ترجیح داده می شوند. علاوه بر این، آنها علاوه بر سیستم BMS (SKU)، به اینورتر (مبدل ولتاژ) مجهز هستند.

مزایای

• چگالی انرژی بالا.
• خود تخلیه کم.
• بدون اثر حافظه
• بدون نیاز به نگهداری

ایرادات

نسل اول باتری های لیتیوم یونی در معرض اثرات انفجاری قرار گرفتند. این با این واقعیت توضیح داده شد که آنها از یک آند فلزی لیتیوم استفاده کردند که در طی چرخه های شارژ / تخلیه چندگانه، تشکیلات فضایی (دندریت ها) بوجود آمدند که منجر به اتصال کوتاه الکترودها و در نتیجه آتش سوزی یا انفجار شد. این مشکل در نهایت با جایگزینی ماده آند با گرافیت حل شد. فرآیندهای مشابهی در کاتدهای باتری‌های لیتیوم یون مبتنی بر اکسید کبالت هنگام نقض شرایط عملیاتی (شارژ بیش از حد) رخ داد. باتری های لیتیوم فرو فسفات کاملاً عاری از این معایب هستند. علاوه بر این، تمام باتری های لیتیوم یون مدرن دارای مدارهای الکترونیکی داخلی هستند که از شارژ بیش از حد و گرم شدن بیش از حد به دلیل شارژ بیش از حد جلوگیری می کند.

باتری‌های لیتیوم یونی ممکن است در مقایسه با انواع دیگر باتری‌ها، چرخه عمر کوتاه‌تری داشته باشند که به‌طور کنترل نشده تخلیه شوند. هنگامی که به طور کامل تخلیه می شود، باتری های لیتیوم یونی توانایی شارژ شدن را با اتصال ولتاژ شارژ از دست می دهند. این مشکل را می توان با اعمال یک پالس ولتاژ بالاتر حل کرد، اما این امر بر عملکرد بیشتر باتری های لیتیوم یون تأثیر منفی می گذارد. حداکثر "عمر" باتری لیتیوم یون زمانی حاصل می شود که شارژ از بالا به 95٪ و تخلیه به 15-20٪ محدود شود. این حالت عملیاتی توسط سیستم نظارت و کنترل BMS (SKU) پشتیبانی می شود که با هر باتری لیتیوم یونی همراه است.

شرایط ذخیره سازی بهینه برای باتری های لیتیوم یون زمانی حاصل می شود که در سطح 40 تا 70 درصد ظرفیت باتری و در دمای حدود 5 درجه سانتی گراد شارژ شوند. در عین حال، دمای پایین عامل مهم تری برای تلفات کوچک ظرفیت در طول ذخیره سازی طولانی مدت است. میانگین عمر مفید (سرویس) یک باتری لیتیوم یونی به طور متوسط ​​36 ماه است، اگرچه می تواند بین 24 تا 60 ماه باشد.

از دست دادن ظرفیت در حین ذخیره سازی:

با توجه به تمام مقررات فعلی برای ذخیره سازی و عملکرد باتری های لیتیوم یون، برای اطمینان از ذخیره سازی طولانی مدت، لازم است آنها را تا 70 درصد ظرفیت هر 6 تا 9 ماه یک بار شارژ کنید.

همچنین ببینید

یادداشت

ادبیات

• باتری های Khrustalev D. A. م: ایزومرود، ۱۳۸۲.
• یوری فیلیپوفسکیغذای سیار. قسمت 2. (RU). ComputerLab (26 مه 2009). - مقاله مفصل در مورد باتری های لیتیوم یونی بازیابی شده در 26 مه 2009.

پیوندها

• GOST 15596-82 شرایط و تعاریف.
• GOST 61960-2007 باتری های قابل شارژ و باتری های لیتیومی
• باتری های لیتیوم یون و لیتیوم پلیمر. iXBT (2001)
• باتری های لیتیوم یون داخلی

باتری‌های لیتیوم یونی (Li-ion) که در اکثر تبلت‌ها، تلفن‌های هوشمند و لپ‌تاپ‌های مدرن استفاده می‌شوند، در مقایسه با باتری‌های نیکل-کادمیم (Ni-Cd) و نیکل-فلز هیدرید (Ni-MH) که در دستگاه‌های قبلی استفاده می‌شد، نیاز به نگهداری و عملکرد متفاوتی دارند.

در واقع، مراقبت صحیح از باتری لیتیوم یونی شما می تواند در مقایسه با استفاده نادرست، عمر آن را 15 برابر افزایش دهد. این مقاله نکاتی را در مورد چگونگی به حداکثر رساندن چرخه عمر باتری های لیتیوم یونی گران قیمت در همه دستگاه های قابل حمل ارائه می دهد.

اخیراً، فرد لانگا، روزنامه نگار پورتال اینترنتی Windows Secrets، مجبور شد گوشی هوشمند آسیب دیده را جایگزین کند - و این اشتباه او بود.

علامت اصلی خبر خوبی نداشت - قاب گوشی تغییر شکل داده بود زیرا بدنه خود دستگاه شروع به خم شدن کرد.

پس از جداسازی قطعات و بررسی دقیق، مشخص شد که باتری گوشی هوشمند متورم شده است.

در ابتدا، فرد متوجه هیچ تغییری نشد: باتری وقتی به صورت رو به رو نگاه می کرد، کم و بیش عادی به نظر می رسید (شکل 1). با این حال، هنگامی که باتری روی یک سطح صاف قرار گرفت، مشخص شد که لبه های بالا و پایین آن دیگر صاف و موازی با یکدیگر نیستند. یک برآمدگی جدی در یک طرف باتری وجود داشت (شکل 2). این برآمدگی باعث خم شدن و تغییر شکل گوشی شد.

برآمدگی باتری نشان دهنده یک مشکل جدی بود: تجمع گازهای سمی تحت فشار بالا در داخل باتری.

جعبه باتری کار خود را به خوبی انجام داد، اما گازهای سمی باتری را شبیه یک بمب زودپز کوچک کرد که منتظر انفجار بود.

در مورد فرد، هم گوشی و هم باتری آسیب دیده بودند - زمان خرید یک گوشی هوشمند جدید فرا رسیده بود.

نکته غم انگیز این است که می شد به راحتی از این مشکل جلوگیری کرد. قسمت پایانی مقاله اشتباهات فرد را برجسته خواهد کرد.

برای جلوگیری از تکرار اشتباهات گذشته با گوشی های هوشمند جدید و سایر دستگاه های لیتیوم یونی مانند تبلت ها، لپ تاپ ها، فرد شروع به تحقیق جدی در مورد عملکرد و نگهداری صحیح باتری های لیتیوم یونی کرد.

فرد علاقه ای به افزایش عمر باتری نداشت - این تکنیک ها آشنا هستند. اکثر دستگاه‌ها حالت‌ها و روش‌های صرفه‌جویی انرژی دستی یا خودکار را برای تنظیم روشنایی صفحه، کاهش سرعت عملکرد پردازنده و کاهش تعداد برنامه‌های در حال اجرا ارائه می‌کنند.

فرد بیشتر روی مسائل افزایش طول عمر باتری تمرکز کرده است - راه هایی برای حفظ باتری در حالت کار خوب و افزایش عمر باتری تا حداکثر سطح آن.

این مقاله شامل بیانیه مختصری از پایان نامه بر اساس تحقیقات فرد است. برای اطمینان از عملکرد خوب، ماندگاری و ایمن باتری‌های لیتیوم یون در همه دستگاه‌های قابل حمل، این پنج نکته را دنبال کنید.

نکته 1: دما را کنترل کنید و باتری را بیش از حد گرم نکنید

با کمال تعجب، گرما یکی از دشمنان اصلی باتری های لیتیوم یونی است. علل داغ شدن بیش از حد باتری ممکن است شامل عوامل استفاده نادرست مانند سرعت و مدت چرخه شارژ و دشارژ باتری باشد.

محیط فیزیکی خارجی نیز مهم است. تنها گذاشتن دستگاهی با باتری لیتیوم یونی در زیر نور خورشید یا در خودروی بسته می تواند توانایی باتری در پذیرش و نگهداری شارژ را به میزان قابل توجهی کاهش دهد.

شرایط دمایی ایده آل برای باتری های لیتیوم یون دمای اتاق 20 درجه سانتیگراد است. اگر دستگاه تا دمای 30 درجه سانتیگراد گرم شود، قابلیت حمل شارژ تا 20 درصد کاهش می یابد. اگر دستگاه در دمای 45 درجه سانتیگراد استفاده شود، که به راحتی در زیر نور خورشید قابل دستیابی است یا زمانی که دستگاه به شدت توسط برنامه های کاربردی پرمصرف استفاده می شود، ظرفیت باتری تقریباً به نصف کاهش می یابد.

بنابراین، اگر دستگاه یا باتری شما در حین استفاده به طور محسوسی گرم شد، سعی کنید به مکان خنک‌تری بروید. اگر این گزینه نیست، سعی کنید با غیرفعال کردن برنامه‌ها، سرویس‌ها و ویژگی‌های غیرضروری، کاهش روشنایی صفحه یا فعال کردن حالت صرفه‌جویی در مصرف انرژی، میزان برق مصرفی دستگاه را کاهش دهید.

اگر باز هم کمکی نکرد، دستگاه را کاملا خاموش کنید تا دما به حالت عادی بازگردد. برای خنک شدن سریعتر، باتری را خارج کنید (البته اگر طراحی دستگاه اجازه می دهد) - به این ترتیب دستگاه به دلیل جدا شدن فیزیکی از منبع تغذیه سریعتر خنک می شود.

به هر حال، اگرچه دمای بالا مشکل اصلی باتری‌های لیتیوم یونی است، اما شرایط عملکرد دمای پایین نگرانی جدی ایجاد نمی‌کند. دمای سرد باعث آسیب طولانی مدت به باتری نمی شود، اگرچه یک باتری سرد نمی تواند تمام توانی را که به طور بالقوه می تواند در دمای بهینه خود تولید کند، تولید کند. افت قدرت در دمای کمتر از 4 درجه سانتیگراد بسیار محسوس می شود. اکثر باتری های لیتیوم یون درجه مصرف کننده اساساً در دماهای نزدیک یا زیر صفر بی استفاده می شوند.

اگر دستگاهی با منبع تغذیه لیتیوم یونی به هر دلیلی بیش از حد سرد شد، سعی نکنید از آن استفاده کنید. آن را از برق جدا کنید و آن را به یک مکان گرم (جیب یا اتاق گرم) منتقل کنید تا دستگاه به دمای معمولی برسد. مانند گرمای بیش از حد، باتری را به صورت فیزیکی خارج کنید و گرمایش جداگانه فرآیند گرم کردن را سرعت می بخشد. پس از گرم شدن باتری تا دمای معمولی، خواص الکترولیتی آن بازیابی می شود.

نکته 2: برای صرفه جویی در مصرف باتری، شارژر را از برق بکشید

شارژ مجدد - یعنی اتصال طولانی مدت باتری به یک منبع ولتاژ بالا نیز می تواند توانایی باتری را برای نگه داشتن شارژ کاهش دهد، عمر مفید آن را کوتاه کند یا آنچه که "آن را کاملاً بکشید" نامیده می شود.

بیشتر باتری‌های لیتیوم یون درجه مصرف‌کننده برای کار در سطح ولتاژ 3.6 ولت در هر سلول طراحی شده‌اند، اما در هنگام شارژ با ولتاژ 4.2 ولت بالاتر کار می‌کنند. اگر شارژر برای مدت طولانی ولتاژ بالا را تامین کند، ممکن است باتری داخلی آسیب ببیند.

در موارد شدید، شارژ بیش از حد می تواند منجر به پیامدهای "فاجعه بار" شود. حتی در موارد متوسط، گرمای بیش از حد تولید شده در طول شارژ مجدد، اثر دمای منفی را که در اولین نکته توضیح داده شد ایجاد می کند.

شارژرهای باکیفیت می توانند با مدار باتری های لیتیوم یونی مدرن کار کنند و با کاهش جریان شارژ متناسب با شارژ باتری، خطر شارژ بیش از حد را کاهش دهند.

این ویژگی ها بسته به نوع فناوری به کار رفته در باتری به طور قابل توجهی متفاوت است. به عنوان مثال، هنگام استفاده از باتری های نیکل-کادمیم (Ni-Cd) و نیکل-فلز هیدرید (Ni-MH)، سعی کنید تا زمانی که ممکن است آنها را به شارژر متصل نگه دارید. این به این دلیل است که انواع قدیمی‌تر باتری‌ها میزان خود تخلیه بالایی دارند، یعنی. آنها بلافاصله پس از جدا شدن از شارژر شروع به از دست دادن مقدار قابل توجهی از انرژی ذخیره شده خود می کنند، حتی اگر خود دستگاه قابل حمل خاموش باشد.

در واقع، یک باتری نیکل کادمیوم می تواند تا 10 درصد از شارژ خود را در 24 ساعت اول پس از شارژ از دست بدهد. پس از این مدت زمان، منحنی خود تخلیه شروع به تراز شدن می کند، اما باتری نیکل-کادمیم همچنان 10 تا 20 درصد در ماه از دست می دهد.

وضعیت باتری های نیکل هیدرید فلزی حتی بدتر است. نرخ خود تخلیه آنها 30 درصد بیشتر از همتایان نیکل-کادمیم است.

با این حال، باتری های لیتیوم یونی نرخ خود تخلیه بسیار پایینی دارند. یک باتری کارآمد فقط 5 درصد از شارژ خود را در 24 ساعت اول پس از شارژ و 2 درصد دیگر در ماه اول پس از آن از دست می دهد.

بنابراین نیازی به ترک دستگاه با باتری لیتیوم یون متصل به شارژر تا آخرین لحظه نیست. برای بهترین نتایج و عمر باتری بیشتر، هنگامی که شارژ کامل نشان داده شد، شارژر را از برق بکشید.

دستگاه های جدید باتری لیتیوم یونی نیازی به شارژ زیاد قبل از اولین استفاده ندارند (8 تا 24 ساعت شارژ برای دستگاه هایی با باتری های نیکل کادمیوم و نیکل هیدرید فلز توصیه می شود). باتری‌های لیتیوم یون زمانی حداکثر شارژ می‌شوند که 100 درصد شارژ را نشان دهند. شارژ طولانی مدت لازم نیست.

همه چرخه های دشارژ تاثیر یکسانی بر وضعیت باتری ندارند. استفاده طولانی‌مدت و فشرده، گرمای بیشتری تولید می‌کند، به طور جدی باتری را خسته می‌کند، و چرخه‌های تخلیه کوتاه‌تر و مکرر، برعکس، عمر باتری را افزایش می‌دهد.

ممکن است فکر کنید که افزایش چرخه های تخلیه/شارژ کوچک می تواند به طور جدی عمر منبع تغذیه را کاهش دهد. این فقط برای فناوری های قدیمی طبیعی بود، اما در مورد باتری های لیتیوم یون مدرن صدق نمی کند.

مشخصات باتری می تواند گمراه کننده باشد زیرا ... بسیاری از تولیدکنندگان، چرخه شارژ را زمان مورد نیاز برای رسیدن به سطح شارژ 100 درصد می دانند. به عنوان مثال، دو بار شارژ از 50 تا 100 درصد معادل یک چرخه شارژ کامل است. به همین ترتیب، سه چرخه 33 درصدی یا 5 چرخه 20 درصدی نیز معادل یک چرخه کامل است.

به طور خلاصه، تعداد زیادی از چرخه‌های شارژ-دشارژ کوچک، تعداد کل چرخه‌های شارژ کامل باتری لیتیومی را کاهش نمی‌دهند.

مجدداً، گرما و بار زیاد ناشی از تخلیه های سنگین عمر باتری را کاهش می دهد. بنابراین سعی کنید تعداد ترشحات عمیق را به حداقل برسانید. اجازه ندهید سطح شارژ باتری به مقادیر نزدیک به صفر کاهش یابد (زمانی که دستگاه خود را خاموش می کند). در عوض، 15 تا 20 درصد پایین شارژ باتری خود را به عنوان ذخیره اضطراری در نظر بگیرید — فقط برای مواقع اضطراری. در صورت امکان به تعویض باتری یا اتصال دستگاه به منبع برق خارجی قبل از تخلیه کامل باتری عادت کنید.

همانطور که می دانید تخلیه سریع و شارژ سریع با آزاد شدن گرمای اضافی همراه بوده و بر عمر باتری تاثیر منفی می گذارد.

اگر از دستگاه به شدت تحت بارهای زیاد استفاده کرده اید، قبل از اتصال به شارژر، اجازه دهید باتری ها تا دمای اتاق خنک شوند. باتری اگر گرم شود نمی تواند شارژ کامل را بپذیرد.

هنگام شارژ کردن دستگاه، دمای باتری را کنترل کنید - نباید بیش از حد گرم شود. گرم شدن باتری در حین شارژ معمولاً نشان می دهد که جریان بیش از حد به سرعت در حال جریان است.

شارژ بیش از حد به احتمال زیاد با شارژرهای ارزان قیمت و بدون مارکی که از مدارهای شارژ سریع استفاده می کنند یا با شارژرهای بی سیم (القایی) انجام می شود.

یک شارژر ارزان می تواند یک ترانسفورماتور معمولی باشد که سیم هایی به آن متصل است. چنین "شارژهای بی صدا" به سادگی جریان را توزیع می کنند و عملاً بازخوردی از دستگاه در حال شارژ دریافت نمی کنند. گرمای بیش از حد و ولتاژ بیش از حد در هنگام استفاده از شارژرهایی مانند این بسیار رایج است که به آرامی باتری را از بین می برد.

شارژهای "سریع" برای شارژ دقیقه ای طراحی شده اند، نه شارژ طولانی مدت یک ساعته. روش های مختلفی برای فناوری شارژ سریع وجود دارد و همه آنها با باتری های لیتیوم یون سازگار نیستند. اگر شارژر و باتری طوری طراحی نشده باشند که با هم کار کنند، شارژ سریع می تواند باعث افزایش ولتاژ و گرمای بیش از حد شود. به طور کلی بهتر است از شارژر یک برند برای شارژ دستگاه قابل حمل برند دیگر استفاده نکنید.

شارژرهای بی سیم (القایی) از یک سطح مخصوص شارژ برای بازیابی شارژ باتری استفاده می کنند. در نگاه اول، این بسیار راحت است، اما واقعیت این است که چنین شارژهایی حتی در حالت عادی نیز گرمای اضافی را منتشر می کنند (برخی اجاق های آشپزخانه از القایی برای گرم کردن قابلمه ها و تابه ها استفاده می کنند).

باتری‌های لیتیومی نه تنها از گرما رنج می‌برند، بلکه در هنگام شارژ بی‌سیم انرژی را نیز هدر می‌دهند. با توجه به ماهیت خود، راندمان یک شارژر القایی همیشه کمتر از همتای معمولی آن است. در اینجا همه آزادند که خودشان انتخاب کنند، اما برای فرد، افزایش گرمایش و راندمان پایین تر عوامل کافی برای امتناع از چنین وسایلی هستند.

در هر صورت، ایمن ترین روش استفاده از شارژر همراه توصیه شده توسط سازنده است. این تنها راه تضمین شده برای حفظ دما و ولتاژ در محدوده طبیعی است.

اگر شارژر OEM در دسترس نیست، از شارژر کم خروجی استفاده کنید تا احتمال آسیب باتری به دلیل استفاده سریع از توان بالا را کاهش دهید.

یکی از منابع برق خروجی جریان کم، پورت USB در یک کامپیوتر معمولی است. یک پورت استاندارد USB 2.0 جریان 500 میلی آمپر (0.5 آمپر) در هر پورت را ارائه می دهد، در حالی که USB 3.0 جریان 900 میلی آمپر (0.9 آمپر) را در هر پورت ارائه می دهد. برای مقایسه، برخی از شارژرهای اختصاصی می توانند خروجی 3000-4000 میلی آمپر (3-4A) داشته باشند. رتبه‌بندی جریان پایین پورت‌های USB به طور کلی شارژ دمای طبیعی و ایمن را برای اکثر باتری‌های لیتیوم یون مدرن تضمین می‌کند.

نکته 5: در صورت امکان از باتری یدکی استفاده کنید

اگر دستگاه شما امکان تعویض سریع باتری را می دهد، داشتن باتری یدکی یک بیمه نامه عالی است. این کار نه تنها زمان کارکرد دستگاه را دو برابر می کند، بلکه نیاز به تخلیه کامل باتری یا استفاده از شارژ سریع را نیز از بین می برد. هنگامی که شارژ باتری به 15 تا 20 درصد رسید، به سادگی باتری مرده را با یک باتری یدکی تعویض کنید و بلافاصله بدون هیچ مشکل گرمای بیش از حد، دستگاه را به طور کامل شارژ خواهید کرد.

باتری یدکی مزایای دیگری نیز دارد. به عنوان مثال، اگر در شرایطی قرار گرفتید که باتری نصب شده بیش از حد گرم می شود (مثلاً به دلیل استفاده زیاد از دستگاه یا دمای بالای محیط)، می توانید باتری داغ را تعویض کنید تا در حین ادامه استفاده از دستگاه، سریعتر خنک شود. .

داشتن دو باتری نیاز به شارژ سریع را از بین می برد - می توانید با خیال راحت از دستگاه استفاده کنید در حالی که باتری به آرامی از یک منبع برق ایمن شارژ می شود.

اشتباهات مرگبار فرد

فرد پیشنهاد کرد که ممکن است در طول یک سفر جاده ای به باتری گوشی هوشمند خود آسیب رسانده باشد. او از ویژگی GPS دستگاه برای پیمایش در یک روز روشن و آفتابی استفاده کرد. گوشی هوشمند برای مدت طولانی در یک نگهدارنده نزدیک داشبورد ماشین زیر نور خورشید رها شد؛ روشنایی گوشی هوشمند به حداکثر روشن شد تا نقشه را از بین پرتوهای درخشان خورشید تشخیص دهد.

علاوه بر این، تمام برنامه های پس زمینه استاندارد - ایمیل، پیام رسان فوری و غیره. راه اندازی شدند. این دستگاه از یک ماژول 4G برای دانلود آهنگ های موسیقی و یک ماژول بی سیم Bluetoorth برای انتقال صدا به یونیت سر خودرو استفاده می کرد. گوشی قطعا تحت استرس کار می کرد.

برای اینکه گوشی برق دریافت کند، به یک آداپتور 12 ولتی متصل شد که بر اساس معیارهای قیمت پایین و در دسترس بودن کانکتور صحیح خریداری شده بود.

ترکیب نور مستقیم خورشید، بار بالای پردازنده، روشن شدن صفحه نمایش با حداکثر روشنایی و کیفیت مشکوک آداپتور منجر به داغ شدن بیش از حد گوشی هوشمند شد. فرد با وحشت به یاد می آورد که دستگاه هنگام بیرون کشیدن از نگهدارنده چقدر داغ بود. این گرمای بیش از حد شدید دقیقاً کاتالیزور مرگ باتری بود.

ظاهراً مشکل در شب بدتر شد، زمانی که فرد دستگاه را در تمام شب با استفاده از یک شارژر شخص ثالث بدون بررسی اینکه باتری کاملاً شارژ شده است، به برق وصل کرد.

فرد با گوشی هوشمند جدید خود فقط از شارژر و باتری یدکی موجود در آن استفاده خواهد کرد. فرد به عمر طولانی و ایمن هم برای باتری و هم برای تلفن امیدوار است که قصد دارد با کمک نکات ذکر شده به آن برسد.

اشتباه تایپی پیدا کردید؟ Ctrl + Enter را فشار دهید

بازار مصرف باتری های لیتیوم یون (Li-ion) بسیار بزرگ است - حدود 10 میلیارد دلار، اما کاملاً پایدار است و نرخ رشد آن تنها 2٪ در سال است. می‌پرسید در مورد خودروهای الکتریکی چطور؟ در واقع، در سال‌های آینده، با توجه به توسعه خودروهای الکتریکی، نرخ رشد سالانه باتری‌های لیتیوم یونی 10 درصد پیش‌بینی می‌شود. با کمال تعجب، بزرگترین حوزه رشد برای بازار باتری لیتیوم یونی همچنان «هر چیز دیگری» است، از تلفن های همراه تا لیفتراک.

کاربردهای «سایر» باتری‌های لیتیوم یون معمولاً یک چیز مشترک دارند - آنها دستگاه‌هایی هستند که توسط باتری‌های اسید سرب مهر و موم شده (SLA) تغذیه می‌شوند. باتری های سرب اسیدی نزدیک به 200 سال است که بر بازار الکترونیک تسلط داشته اند، اما چندین سال است که با باتری های لیتیوم یونی جایگزین شده اند. از آنجایی که در بسیاری از موارد باتری‌های لیتیوم یونی جایگزین باتری‌های سرب اسیدی (باتری‌ها) شده‌اند، ارزش مقایسه این دو نوع دستگاه ذخیره‌سازی انرژی را دارد و بر ویژگی‌های فنی اصلی و امکان اقتصادی استفاده از Li-ion به جای دستگاه‌های SLA سنتی تاکید می‌شود. .

تاریخچه استفاده از باتری های قابل شارژ

باتری سرب اسید اولین باتری قابل شارژ بود که در دهه 1850 برای استفاده تجاری ساخته شد. علیرغم سن نسبتا قابل احترام آنها که بیش از 150 سال است، هنوز به طور فعال در دستگاه های مدرن استفاده می شود. علاوه بر این، آنها به طور فعال در برنامه هایی استفاده می شوند که به نظر می رسد با فناوری های مدرن کاملاً ممکن است. برخی از دستگاه‌های رایج به طور کاملاً فعال از SKB استفاده می‌کنند، مانند منابع تغذیه بدون وقفه (UPS)، چرخ دستی‌های گلف یا لیفتراک. با کمال تعجب، بازار باتری‌های سرب اسیدی برای پروژه‌ها و سوله‌های خاص همچنان در حال رشد است.

اولین نوآوری کاملاً قابل توجه در فناوری سرب-اسید در دهه 1970 رخ داد، زمانی که SKB مهر و موم شده یا SKB بدون نیاز به تعمیر و نگهداری اختراع شد. این مدرن‌سازی شامل ظهور دریچه‌های مخصوص برای گازهای خون‌ریز هنگام شارژ/دشارژ باتری‌ها بود. علاوه بر این، استفاده از جداکننده مرطوب، کارکرد باتری را در موقعیت شیبدار بدون نشت الکترولیت ممکن می‌سازد.

SKB یا انگلیسی. SLA ها اغلب بر اساس نوع یا کاربرد طبقه بندی می شوند. در حال حاضر، دو نوع متداول عبارتند از ژل، همچنین به عنوان اسید سرب تنظیم شده با شیر (VRLA) و حصیر شیشه ای جاذب AGM شناخته می شود. باتری‌های AGM برای UPS‌های کوچک، روشنایی اضطراری و کاربردهای ویلچر استفاده می‌شوند، در حالی که باتری‌های VRLA برای برنامه‌های با فرمت بزرگ‌تر مانند برق پشتیبان برای برج‌های رله سلولی، هاب‌های اینترنت و لیفتراک‌ها در نظر گرفته شده‌اند. باتری های سرب اسیدی را نیز می توان بر اساس معیارهای زیر طبقه بندی کرد: خودرو (استارت یا SLI - راه اندازی، روشنایی، احتراق). کشش (کشش یا چرخه عمیق)؛ ثابت (منبع تغذیه بدون وقفه). نقطه ضعف اصلی SLA ها در همه این برنامه ها چرخه عمر است - اگر آنها به طور مکرر تخلیه شوند، به شدت آسیب می بینند.

با کمال تعجب، باتری‌های سرب اسید رهبران بلامنازع بازار باتری برای چندین دهه تا زمان ظهور باتری‌های لیتیوم یونی در دهه 1980 بودند. باتری لیتیوم یونی یک سلول قابل شارژ است که در آن یون های لیتیوم از یک الکترود منفی به یک الکترود مثبت در هنگام تخلیه و برعکس در هنگام شارژ حرکت می کنند. باتری‌های لیتیوم یونی از ترکیبات لیتیومی استفاده می‌کنند اما حاوی فلز لیتیوم نیستند که در باتری‌های یکبار مصرف استفاده می‌شود.

باتری لیتیوم یونی اولین بار در دهه 1970 اختراع شد. در دهه 1980، اولین نسخه تجاری باتری با کاتد اکسید کبالت به بازار عرضه شد. این نوع دستگاه در مقایسه با سیستم های مبتنی بر نیکل، وزن و ظرفیت به طور قابل توجهی بیشتری داشت. باتری‌های لیتیوم یونی جدید باعث رشد زیادی در بازار تلفن همراه و لپ‌تاپ شده‌اند. در ابتدا، به دلیل نگرانی‌های ایمنی، گزینه‌های امن‌تری معرفی شدند که شامل افزودنی‌های مبتنی بر نیکل و منگنز در مواد کاتد اکسید کبالت، علاوه بر نوآوری‌ها در ساخت سلول بود.

اولین سلول‌های لیتیوم یونی که به بازار عرضه شد در قوطی‌های آلومینیومی یا فولادی سفت و سخت بودند و معمولاً فقط به چند شکل، استوانه‌ای یا منشوری (آجری شکل) عرضه می‌شدند. با این حال، با گسترش دامنه کاربردهای فناوری لیتیوم یون، ابعاد کلی آنها شروع به تغییر کرد.

برای مثال، نسخه‌های ارزان‌تر فناوری قدیمی‌تر در لپ‌تاپ‌ها و تلفن‌های همراه استفاده می‌شوند. سلول های نازک لیتیوم پلیمری امروزی در گوشی های هوشمند، تبلت ها و دستگاه های پوشیدنی استفاده می شوند. در حال حاضر باتری‌های لیتیوم یونی در ابزارهای برقی، دوچرخه‌های برقی و سایر دستگاه‌ها استفاده می‌شوند. این تغییر نوید دهنده جایگزینی کامل دستگاه های اسید سرب در کاربردهای بیشتر و بیشتر با هدف بهبود اندازه کلی و عملکرد قدرت است.

ویژگی های شیمیایی

اصول شیمی سلولی به دستگاه‌های اسید سرب و لیتیوم یون ویژگی‌های خاص و درجات مختلفی از عملکرد می‌دهد. در زیر برخی از مزایای باتری‌های سرب اسیدی که آن را برای دهه‌ها به یکی از لوازم اصلی تبدیل کرده‌اند و معایبی که اکنون منجر به جایگزینی آن می‌شود، و همچنین ملاحظات مشابه برای دستگاه‌های لیتیوم یون آورده شده است.

باتری سربی - اسیدی

• SKB ساده، قابل اعتماد و ارزان است. می توان از آن در محدوده دمایی وسیعی استفاده کرد.
• باتری ها باید در حالت شارژ (SoC) ذخیره شوند و نمی توان آنها را به سرعت شارژ کرد.
• SKB ها سنگین هستند. چگالی انرژی گرانشی آنها بسیار کم است.
• چرخه عمر معمولاً 200 تا 300 دشارژ/شارژ است که بسیار کوتاه است.
• منحنی شارژ/دشارژ امکان اندازه گیری SOC را با کنترل ساده ولتاژ فراهم می کند.

باتری لیتیوم یون

• از نظر اندازه و وزن دارای حداکثر چگالی انرژی هستند.
• چرخه زندگی معمولاً بین 300 تا 500 است، اما برای سلول های لیتیوم فسفات می تواند هزاران عدد باشد.
• محدوده دمای عملیاتی بسیار کوچک است.
• اندازه های مختلف سلول، اشکال و گزینه های دیگر در دسترس هستند.
• بدون نیاز به نگهداری سطح خود تخلیه بسیار پایین است.
• اجرای طرح های ایمنی عملیاتی الزامی است. الگوریتم شارژ پیچیده
• اندازه گیری SoC به دلیل غیر خطی بودن منحنی ولتاژ به راه حل های پیچیده نیاز دارد.

الکترونیک

درک تفاوت بین بسته باتری و باتری قابل شارژ بسیار مهم است. سلول جزء اصلی بسته است. علاوه بر این، این بسته شامل لوازم الکترونیکی، اتصالات و مسکن نیز می شود. شکل بالا نمونه هایی از این دستگاه ها را نشان می دهد. یک باتری لیتیوم یونی باید حداقل دارای مدارهای حفاظتی و کنترل سلولی باشد و شارژر و سیستم سنجش ولتاژ بسیار پیچیده تر از دستگاه های اسید سرب هستند.

هنگام استفاده از باتری های لیتیوم یون و سرب اسید، تفاوت های اصلی در الکترونیک به شرح زیر خواهد بود:

شارژر

تا زمانی که آستانه ولتاژ مشخصی رعایت شود، شارژ باتری سرب اسیدی بسیار ساده است. باتری‌های لیتیوم یون از الگوریتم پیچیده‌تری استفاده می‌کنند، به استثنای بسته‌های مبتنی بر فسفات آهن. روش استاندارد شارژ برای چنین دستگاه هایی روش جریان ثابت/ولتاژ ثابت (CC/CV) است. این شامل یک فرآیند شارژ دو مرحله ای است. در مرحله اول، شارژ با جریان ثابت اتفاق می افتد. این تا زمانی ادامه می یابد که ولتاژ روی سلول به آستانه مشخصی برسد، پس از آن ولتاژ ثابت می ماند و جریان به صورت تصاعدی کاهش می یابد تا زمانی که به مقدار قطع برسد.

شمارش شارژ و ارتباط

همانطور که قبلا ذکر شد، شارژ SCB را می توان با اندازه گیری های ساده ولتاژ اندازه گیری کرد. هنگام استفاده از باتری‌های لیتیوم یونی، کنترل سطح شارژ سلول‌ها ضروری است که این امر مستلزم اجرای الگوریتم‌های پیچیده و چرخه‌های یادگیری است.

I 2 C رایج ترین و مقرون به صرفه ترین پروتکل ارتباطی است که در باتری های لیتیوم یونی استفاده می شود، اما از نظر ایمنی در برابر نویز، یکپارچگی سیگنال در فاصله و پهنای باند کلی محدودیت هایی دارد. SMBus (System Management Bus)، مشتق شده از I 2 C، در باتری های کوچکتر بسیار رایج است، اما در حال حاضر هیچ پشتیبانی موثری برای بسته های پرقدرت یا بزرگتر ندارد. CAN برای محیط‌های با نویز بالا یا جاهایی که به اجرای طولانی‌مدت نیاز است، مانند بسیاری از برنامه‌های SKB، عالی است، اما بسیار گران است.

جایگزین های مستقیم

باید تاکید کرد که در حال حاضر چندین فرمت استاندارد باتری سرب اسید وجود دارد. به عنوان مثال - U1، یک فرم فاکتور استاندارد که در کاربردهای برق پشتیبان تجهیزات پزشکی استفاده می شود. باتری لیتیوم آهن فسفات ثابت کرده است که جایگزین مناسبی برای اسید سرب است. فسفات آهن دارای چرخه عمر عالی، هدایت شارژ خوب، ایمنی بهبود یافته و امپدانس کم است. ولتاژ باتری فسفات آهن لیتیوم نیز به خوبی با ولتاژ باتری اسید سرب (12 ولت و 24 ولت) مطابقت دارد و امکان استفاده از شارژرهای مشابه را فراهم می کند. بسته‌های نرم‌افزاری نگهداری و مانیتورینگ باتری شامل ویژگی‌های هوشمندی مانند ردیابی شارژ، شمارنده چرخه شارژ/دشارژ و غیره است.

باتری‌های فسفات آهن لیتیوم 100% ظرفیت خود را در طول ذخیره‌سازی حفظ می‌کنند، برخلاف باتری‌های SKB که ظرف چند ماه ذخیره‌سازی ظرفیت خود را از دست می‌دهند. شکل بالا دو محصول و انواع پیشرفت های حاصل از انتقال از SKB به Li-ion را با هم مقایسه می کند.

نتیجه گیری

باتری های بسیار کمی وجود دارند که می توانند به اندازه باتری های سرب اسید انرژی ذخیره کنند، که این نوع باتری را برای بسیاری از دستگاه های پرمصرف مقرون به صرفه می کند. فناوری لیتیوم یون به طور مداوم در حال کاهش قیمت است، همچنین بهبودهای مداوم در ساختار شیمیایی و سیستم های ایمنی آنها، آنها را به رقیبی شایسته برای فناوری سرب-اسید تبدیل می کند. دستگاه‌هایی که برای استفاده از آن‌ها استفاده می‌شوند می‌توانند بسیار متفاوت باشند، از دستگاه‌های منبع تغذیه بدون وقفه گرفته تا وسایل نقلیه الکتریکی و هواپیماهای بدون سرنشین.

علاقه روزافزون مصرف کنندگان به گجت های موبایل و به طور کلی تجهیزات قابل حمل با تکنولوژی پیشرفته، تولیدکنندگان را مجبور می کند تا محصولات خود را در جهات مختلف بهبود بخشند. در عین حال، تعدادی پارامتر کلی وجود دارد که کار بر روی آنها در همان جهت انجام می شود. اینها شامل روش تامین انرژی است. همین چند سال پیش، فعالان فعال بازار می‌توانستند فرآیند جابجایی توسط عناصر پیشرفته‌تر با منشا نیکل-فلز هیدرید (NiMH) را مشاهده کنند. امروزه نسل های جدید باتری ها در حال رقابت با یکدیگر هستند. استفاده گسترده از فناوری لیتیوم یون در برخی بخش ها با موفقیت با باتری لیتیوم پلیمری جایگزین شده است. تفاوت یونی در واحد جدید برای کاربر معمولی چندان محسوس نیست، اما از برخی جنبه ها قابل توجه است. در عین حال، مانند رقابت بین عناصر NiCd و NiMH، فناوری جایگزینی بی عیب و نقص نیست و از برخی جهات نسبت به آنالوگ خود پایین تر است.

دستگاه باتری لیتیوم یونی

اولین مدل‌های باتری‌های سریالی مبتنی بر لیتیوم در اوایل دهه 1990 ظاهر شدند. با این حال، کبالت و منگنز سپس به عنوان الکترولیت فعال استفاده شد. در موارد مدرن، این ماده مهم نیست، بلکه پیکربندی قرارگیری آن در بلوک است. چنین باتری هایی از الکترودهایی تشکیل شده اند که توسط یک جداکننده با منافذ از هم جدا می شوند. جرم جداکننده به نوبه خود با الکترولیت آغشته می شود. در مورد الکترودها، آنها با یک پایه کاتدی روی فویل آلومینیومی و یک آند مسی نشان داده می شوند. در داخل بلوک توسط پایانه های جمع کننده جریان به یکدیگر متصل می شوند. نگهداری شارژ توسط بار مثبت یون لیتیوم انجام می شود. این ماده از این جهت مفید است که توانایی نفوذ آسان به شبکه‌های کریستالی مواد دیگر را دارد و پیوندهای شیمیایی تشکیل می‌دهد. با این حال، ویژگی های مثبت چنین باتری هایی به طور فزاینده ای برای کارهای مدرن ناکافی است، که منجر به ظهور سلول های Li-pol شد که دارای ویژگی های بسیاری هستند. به طور کلی، شایان ذکر است که شباهت منابع تغذیه لیتیوم یون با باتری های هلیوم با اندازه کامل برای اتومبیل ها وجود دارد. در هر دو مورد، باتری ها به گونه ای طراحی شده اند که استفاده از آنها از نظر فیزیکی کاربردی باشد. تا حدی، این جهت توسعه توسط عناصر پلیمری ادامه یافت.

طراحی باتری لیتیوم پلیمری

انگیزه بهبود باتری های لیتیومی نیاز به مبارزه با دو نقص باتری های لیتیوم یون موجود بود. اولاً، استفاده از آنها ایمن نیست و ثانیاً بسیار گران هستند. فناوران تصمیم گرفتند با تغییر الکترولیت از شر این معایب خلاص شوند. در نتیجه، جداکننده متخلخل آغشته به الکترولیت پلیمری جایگزین شد. لازم به ذکر است که پلیمر قبلاً برای نیازهای الکتریکی به عنوان یک فیلم پلاستیکی که جریان را هدایت می کند استفاده می شده است. در یک باتری مدرن، ضخامت عنصر Li-pol به 1 میلی متر می رسد، که همچنین محدودیت های استفاده از اشکال و اندازه های مختلف را از توسعه دهندگان حذف می کند. اما نکته اصلی عدم وجود الکترولیت مایع است که خطر اشتعال را از بین می برد. اکنون ارزش نگاهی دقیق تر به تفاوت های سلول های لیتیوم یونی را دارد.

تفاوت اصلی با باتری یونی چیست؟

تفاوت اساسی در کنار گذاشتن هلیوم و الکترولیت های مایع است. برای درک کامل تر از این تفاوت، ارزش آن را دارد که به مدل های مدرن باتری خودرو مراجعه کنید. نیاز به جایگزینی الکترولیت مایع، دوباره، به دلیل منافع ایمنی بود. اما اگر در مورد باتری های خودرو پیشرفت در همان الکترولیت های متخلخل با اشباع متوقف شود، مدل های لیتیومی یک پایه جامد کامل دریافت کردند. چه چیزی در مورد باتری لیتیوم پلیمری حالت جامد خوب است؟ تفاوت آن با یونی این است که ماده فعال به شکل صفحه در ناحیه تماس با لیتیوم از تشکیل دندریت در حین چرخه جلوگیری می کند. این عامل امکان انفجار و آتش سوزی اینگونه باتری ها را از بین می برد. این فقط در مورد مزایا است، اما در باتری های جدید نقاط ضعفی نیز وجود دارد.

عمر باتری لیتیوم پلیمری

به طور متوسط، چنین باتری هایی می توانند حدود 800-900 چرخه شارژ را تحمل کنند. این شاخص در مقایسه با آنالوگ های مدرن متوسط ​​است، اما حتی این عامل را نمی توان به عنوان تعیین کننده منبع یک عنصر در نظر گرفت. واقعیت این است که چنین باتری هایی بدون در نظر گرفتن ماهیت استفاده در معرض پیری شدید هستند. یعنی حتی اگر باتری اصلا استفاده نشود عمر آن کم می شود. فرقی نمی کند که باتری لیتیوم یونی باشد یا سلول لیتیوم پلیمری. تمام منابع تغذیه مبتنی بر لیتیوم با این فرآیند مشخص می شوند. کاهش قابل توجهی در حجم را می توان ظرف یک سال پس از خرید مشاهده کرد. پس از 2-3 سال، برخی از باتری ها به طور کامل از کار می افتند. اما خیلی به سازنده بستگی دارد، زیرا در داخل بخش نیز تفاوت هایی در کیفیت باتری وجود دارد. مشکلات مشابهی در مورد سلول های NiMH رخ می دهد که به دلیل نوسانات ناگهانی دما در معرض پیری قرار دارند.

ایرادات

علاوه بر مشکلات پیری سریع، چنین باتری هایی به یک سیستم حفاظتی اضافی نیاز دارند. این به این دلیل است که تنش داخلی در مناطق مختلف می تواند منجر به فرسودگی شغلی شود. بنابراین برای جلوگیری از گرمای بیش از حد و شارژ بیش از حد از مدار تثبیت کننده خاصی استفاده می شود. همین سیستم دارای معایب دیگری نیز می باشد. اصلی ترین محدودیت فعلی است. اما، از سوی دیگر، مدارهای محافظ اضافی باتری لیتیوم پلیمری را ایمن تر می کند. از نظر هزینه نیز با یونی تفاوت دارد. باتری های پلیمری ارزان تر هستند، اما نه چندان. قیمت آنها نیز به دلیل ارائه مدارهای حفاظتی الکترونیکی افزایش می یابد.

ویژگی های عملیاتی تغییرات ژل مانند

به منظور افزایش رسانایی الکتریکی، تکنولوژیست ها هنوز یک الکترولیت ژل مانند به عناصر پلیمری اضافه می کنند. هیچ صحبتی در مورد انتقال کامل به چنین موادی وجود ندارد، زیرا این با مفهوم این فناوری در تضاد است. اما در فناوری قابل حمل، اغلب از باتری های هیبریدی استفاده می شود. ویژگی آنها حساسیت به دما است. سازندگان استفاده از این مدل های باتری را در شرایطی از 60 درجه سانتیگراد تا 100 درجه سانتیگراد توصیه می کنند. این نیاز همچنین یک طاقچه خاص از کاربرد را تعیین کرد. مدل های ژل را فقط می توان در مکان هایی با آب و هوای گرم استفاده کرد، البته نیازی به غوطه ور شدن در یک محفظه عایق حرارتی نیست. با این وجود، این سوال که کدام باتری را انتخاب کنید - Li-pol یا Li-ion - در شرکت ها چندان مهم نیست. در جایی که دما تأثیر خاصی دارد، اغلب از محلول های ترکیبی استفاده می شود. در چنین مواردی معمولاً از عناصر پلیمری به عنوان عناصر ذخیره استفاده می شود.

روش شارژ بهینه

زمان معمول شارژ باتری های لیتیومی به طور متوسط ​​3 ساعت است و در طول فرآیند شارژ دستگاه سرد می ماند. پر کردن در دو مرحله انجام می شود. در ابتدا، ولتاژ به مقادیر اوج می رسد و این حالت تا رسیدن به 70٪ حفظ می شود. 30 درصد باقیمانده در شرایط استرس عادی به دست می آید. سوال جالب دیگر این است که چگونه یک باتری لیتیوم پلیمری را شارژ کنیم اگر به طور مداوم نیاز به حفظ ظرفیت کامل آن دارید؟ در این صورت باید برنامه شارژ را رعایت کنید. انجام این روش تقریباً هر 500 ساعت کار با تخلیه کامل توصیه می شود.

اقدامات پیشگیرانه

در حین کار، فقط باید از شارژری استفاده کنید که با مشخصات مطابقت داشته باشد و آن را به شبکه ای با ولتاژ پایدار متصل کنید. همچنین لازم است وضعیت کانکتورها را بررسی کنید تا باتری باز نشود. توجه به این نکته مهم است که با وجود درجه بالایی از ایمنی، این باتری هنوز یک نوع باتری حساس به اضافه بار است. سلول لیتیوم پلیمر جریان بیش از حد، خنک شدن بیش از حد محیط خارجی و شوک مکانیکی را تحمل نمی کند. با این حال، با توجه به همه این شاخص‌ها، بلوک‌های پلیمری هنوز از بلوک‌های لیتیوم یون قابل اعتمادتر هستند. با این حال، جنبه اصلی ایمنی در بی ضرر بودن منابع تغذیه حالت جامد نهفته است - البته به شرطی که مهر و موم شده باشند.

کدام باتری بهتر است - Li-pol یا Li-ion؟

این موضوع تا حد زیادی توسط شرایط عملیاتی و تاسیسات تامین انرژی مورد نظر تعیین می شود. مزایای اصلی دستگاه های پلیمری بیشتر توسط خود سازنده ها احساس می شود که می توانند آزادانه تر از فناوری های جدید استفاده کنند. برای کاربر، تفاوت به سختی قابل توجه خواهد بود. به عنوان مثال، در مورد نحوه شارژ باتری لیتیوم پلیمری، مالک باید توجه بیشتری به کیفیت منبع تغذیه داشته باشد. از نظر زمان شارژ، این عناصر یکسان هستند. در مورد دوام، وضعیت در این پارامتر نیز مبهم است. اثر پیری عناصر پلیمری را به میزان بیشتری مشخص می کند، اما تمرین نمونه های متفاوتی را نشان می دهد. به عنوان مثال، بررسی هایی در مورد سلول های لیتیوم یونی وجود دارد که تنها پس از یک سال استفاده غیرقابل استفاده می شوند. و پلیمری در برخی دستگاه ها به مدت 6-7 سال استفاده می شود.

نتیجه

هنوز افسانه ها و نظرات نادرست زیادی در مورد باتری ها وجود دارد که به تفاوت های ظریف مختلف در عملکرد مربوط می شود. برعکس، برخی از ویژگی های باتری توسط سازندگان خاموش می شوند. در مورد افسانه ها، یکی از آنها توسط باتری لیتیوم پلیمری رد شده است. تفاوت با آنالوگ یونی این است که مدل های پلیمری استرس داخلی کمتری را تجربه می کنند. به همین دلیل، جلسات شارژ باتری هایی که هنوز تمام نشده اند، تأثیر مضری بر ویژگی های الکترودها ندارد. اگر در مورد حقایق پنهان شده توسط تولید کنندگان صحبت کنیم، یکی از آنها به دوام مربوط می شود. همانطور که قبلا ذکر شد، عمر باتری نه تنها با نرخ متوسط ​​چرخه شارژ مشخص می شود، بلکه با از دست دادن اجتناب ناپذیر حجم مفید باتری نیز مشخص می شود.