Bateritë e ringarkueshme me jon litium. Bateritë dhe bateritë litium-jon (Li-jon). Matja e kapacitetit të baterisë pa instrumente matëse

Bateritë litium-jon (Li-ion) përdoren më shpesh në pajisjet mobile (laptopë, telefona celularë, PDA dhe të tjera). Kjo është për shkak të avantazheve të tyre ndaj baterive të përdorura gjerësisht më parë të hidridit nikel-metal (Ni-MH) dhe nikel-kadmium (Ni-Cd).

Bateritë Li-jon kanë parametra shumë më të mirë.
Qelizat primare ("bateritë") me një anodë litiumi u shfaqën në fillim të viteve 70 të shekullit të 20-të dhe gjetën aplikim shpejt për shkak të energjisë së tyre të lartë specifike dhe avantazheve të tjera. Kështu, u realizua një dëshirë e gjatë për të krijuar një burim të rrymës kimike me agjentin reduktues më aktiv - një metal alkali, i cili bëri të mundur rritjen e mprehtë të tensionit të funksionimit të baterisë dhe energjisë specifike të tij. Nëse zhvillimi i qelizave primare me një anodë litiumi u kurorëzua me sukses relativisht të shpejtë dhe qeliza të tilla zunë me vendosmëri vendin e tyre si burime energjie për pajisjet portative, atëherë krijimi i baterive të litiumit hasi në vështirësi thelbësore, të cilat u deshën më shumë se 20 vjet për t'u kapërcyer.

Pas shumë testimeve gjatë viteve 1980, rezultoi se problemi i baterive të litiumit rrotullohej rreth elektrodave të litiumit. Më saktësisht, rreth aktivitetit të litiumit: proceset që ndodhën gjatë operimit, në fund çuan në një reagim të dhunshëm, të quajtur "ventilim me lëshimin e një flake". Në vitin 1991, një numër i madh i baterive litium, të cilat u përdorën për herë të parë si burim energjie për telefonat celularë, u tërhoqën te prodhuesit. Arsyeja është se gjatë një bisede, kur rryma e konsumuar është maksimale, nga bateria ka shpërthyer një flakë, duke djegur fytyrën e përdoruesit të celularit.

Për shkak të paqëndrueshmërisë së natyrshme të metalit të litiumit, veçanërisht gjatë procesit të karikimit, kërkimet janë zhvendosur në fushën e krijimit të një baterie pa përdorimin e Li, por duke përdorur jonet e tij. Megjithëse bateritë litium-jon ofrojnë një densitet energjie pak më të ulët se bateritë e litiumit, bateritë litium-jon janë megjithatë të sigurta kur ofrojnë mënyrat e duhura ngarkimi dhe shkarkimi.

Proceset kimike të baterive Li-jon.

Një revolucion në zhvillimin e baterive të ringarkueshme të litiumit u bë nga njoftimi se bateritë me një elektrodë negative të bërë nga materiale karboni janë zhvilluar në Japoni. Karboni doli të ishte një matricë shumë e përshtatshme për ndërthurjen e litiumit.
Në mënyrë që tensioni i baterisë të jetë mjaft i madh, studiuesit japonezë përdorën oksidet e kobaltit si material aktiv të elektrodës pozitive. Oksidi i kobaltit i literuar ka një potencial prej rreth 4 V në krahasim me elektrodën e litiumit, kështu që voltazhi i funksionimit të një baterie Li-jon ka një vlerë karakteristike prej 3 V dhe më të lartë.

Kur një bateri Li-jon shkarkohet, litiumi deinterkalohet nga materiali i karbonit (në elektrodën negative) dhe litiumi ndërthuret në oksid (në elektrodën pozitive). Kur bateria është duke u ngarkuar, proceset shkojnë në drejtim të kundërt. Rrjedhimisht, nuk ka litium metalik (zero-valent) në të gjithë sistemin, dhe proceset e shkarkimit dhe ngarkimit reduktohen në transferimin e joneve të litiumit nga një elektrodë në tjetrën. Prandaj, bateritë e tilla quhen "litium-jon", ose bateri të tipit karrige lëkundëse.

Proceset në elektrodën negative të një baterie Li-jon.

Në të gjitha bateritë Li-jon të sjella në komercializim, elektroda negative është bërë nga materiale karboni. Ndërthurja e litiumit në materialet e karbonit është një proces kompleks, mekanizmi dhe kinetika e të cilit varen kryesisht nga natyra e materialit të karbonit dhe natyra e elektrolitit.

Matrica e karbonit e përdorur si anodë mund të ketë një strukturë shtresore të renditur, si në grafit natyral ose sintetik, amorf të çrregullt ose pjesërisht të renditur (koks, pirolizë ose karbon mezofazë, blozë, etj.). Jonet e litiumit, kur futen, largojnë shtresat e matricës së karbonit dhe ndodhen midis tyre, duke formuar ndërthurje të strukturave të ndryshme. Vëllimi specifik i materialeve të karbonit në procesin e ndërthurjes-deinterkalimit të joneve të litiumit ndryshon në mënyrë të parëndësishme.
Përveç materialeve të karbonit si matricë e elektrodës negative, po studiohen struktura të bazuara në kallaj, argjend dhe lidhjet e tyre, sulfidet e kallajit, fosforidet e kobaltit, përbërjet e karbonit me nanogrimca silikoni.

Proceset në elektrodën pozitive të një baterie Li-jon.

Ndërsa qelizat primare të litiumit përdorin një sërë materialesh aktive për elektrodën pozitive, në bateritë e litiumit zgjedhja e materialit të elektrodës pozitive është e kufizuar. Elektrodat pozitive të baterive litium-jon janë bërë ekskluzivisht nga kobalti i litiuar ose oksidet e nikelit dhe nga spinelet litium-mangan.

Aktualisht, materialet e bazuara në okside ose fosfate të përziera përdoren gjithnjë e më shumë si materiale katodike. Është treguar se me katoda të përziera të oksidit, performanca më e mirë bateri. Gjithashtu po përvetësohen teknologjitë për veshjen e sipërfaqes së katodave me okside të shpërndara imët.

Ndërtimi i baterive Li-jon

Strukturisht, bateritë Li-jon, si ato alkaline (Ni-Cd, Ni-MH), prodhohen në versione cilindrike dhe prizmatike. Në bateritë cilindrike, një paketë e mbështjellë elektrodash dhe një ndarës vendoset në një kuti çeliku ose alumini, me të cilin lidhet elektroda negative. Poli pozitiv i baterisë nxirret jashtë përmes izolatorit në kapak (Fig. 1). Bateritë prizmatike bëhen duke grumbulluar pllaka drejtkëndore njëra mbi tjetrën. Bateritë prizmatike sigurojnë paketim më të ngushtë në bateri, por janë më të vështira se bateritë cilindrike për të mbajtur forcat e shtypjes në elektroda. Në disa akumulatorë prizmatikë, përdoret një montim i mbështjellë i një pakete elektrode, e cila është e përdredhur në një spirale eliptike (Fig. 2). Kjo ju lejon të kombinoni avantazhet e dy modifikimeve të dizajnit të përshkruara më sipër.

Fig.1 Pajisja e një baterie cilindrike Li-Ion.

Fig.2. Pajisja e një baterie prizmatike litium-jon (Li-jon) me një rrotullim të elektrodave.

Zakonisht merren disa masa projektimi për të parandaluar ngrohjen e shpejtë dhe për të siguruar funksionimin e sigurt të baterive Li-ion. Nën mbulesën e baterisë ka një pajisje që reagon ndaj koeficientit pozitiv të temperaturës duke rritur rezistencën, dhe një tjetër që prish lidhjen elektrike midis katodës dhe terminalit pozitiv kur presioni i gazit brenda baterisë rritet mbi kufirin e lejuar.

Për të përmirësuar sigurinë e baterive Li-ion, bateria duhet të përdorë edhe mbrojtje elektronike të jashtme, qëllimi i së cilës është të parandalojë mundësinë e mbingarkimit dhe shkarkimit të çdo baterie, qarkun e shkurtër dhe ngrohjen e tepërt.
Shumica e baterive Li-jon prodhohen në versione prizmatike, pasi qëllimi kryesor i baterive Li-ion është të sigurojë funksionimin e telefonave celularë dhe laptopëve. Si rregull, modelet e baterive prizmatike nuk janë të unifikuara, dhe shumica e prodhuesve të telefonave celularë, laptopëve, etj., nuk lejojnë përdorimin e baterive të palëve të treta në pajisje.

Karakteristikat e baterive Li-jon.

Bateritë moderne Li-jon kanë karakteristika të larta specifike: 100-180 Wh/kg dhe 250-400 Wh/l. Tensioni i funksionimit - 3,5-3,7 V.
Nëse disa vjet më parë, zhvilluesit konsideruan se kapaciteti i arritshëm i baterive Li-ion nuk ishte më i lartë se disa amper-orë, tani shumica e arsyeve që kufizojnë rritjen e kapacitetit janë kapërcyer dhe shumë prodhues filluan të prodhojnë bateri me një kapacitet. prej qindra amperorë.
Bateritë moderne me madhësi të vogël janë efikase në rrymat e shkarkimit deri në 2 C, ato të fuqishme - deri në 10-20 C. Gama e temperaturës së funksionimit: nga -20 në +60 °C. Megjithatë, shumë prodhues kanë zhvilluar tashmë bateri që mund të funksionojnë në -40 °C. Është e mundur të zgjerohet diapazoni i temperaturës në temperatura më të larta.
Vetë-shkarkimi i baterive Li-ion është 4-6% për muajin e parë, pastaj është shumë më pak: në 12 muaj, bateritë humbasin 10-20% të kapacitetit të tyre të ruajtur. Humbja e kapacitetit të baterive Li-jon është disa herë më e vogël se ajo e baterive nikel-kadmium, si në 20 °C ashtu edhe në 40 °C. Burimi-500-1000 cikle.

Ngarkimi i baterive Li-jon.

Bateritë Li-jon janë të karikuara në mënyra e kombinuar: fillimisht në një rrymë konstante (në rangun nga 0,2 C deri në 1 C) deri në një tension prej 4,1-4,2 V (në varësi të rekomandimeve të prodhuesit), pastaj në një tension konstant. Faza e parë e karikimit mund të zgjasë rreth 40 minuta, faza e dytë më shumë. Karikimi më i shpejtë mund të arrihet me modalitetin pulsues.
Në periudhën fillestare, kur u shfaqën vetëm bateritë Li-jon që përdorin një sistem grafiti, kërkohej të kufizohej tensioni i ngarkimit në shkallën 4.1 V për qelizë. Edhe pse përdorimi i më shumë tension të lartë ju lejon të rrisni densitetin e energjisë, reaksionet oksidative, e cila ndodhi në qelizat e këtij lloji në tensione që tejkalojnë pragun prej 4.1 V, çoi në një ulje të jetës së tyre të shërbimit. Me kalimin e kohës, kjo pengesë u eliminua nëpërmjet përdorimit të aditivëve kimikë dhe tani qelizat Li-jon mund të ngarkohen deri në një tension prej 4,20 V. Toleranca e tensionit është vetëm rreth ± 0,05 V për qelizë.
Bateritë Li-jon për përdorim industrial dhe ushtarak duhet të kenë një jetë më të gjatë shërbimi sesa bateritë perdorim komercial. Prandaj, për ta, voltazhi i pragut të fundit të ngarkesës është 3.90 V për qelizë. Megjithëse dendësia e energjisë (kWh/kg) e baterive të tilla është më e ulët, jetëgjatësia e rritur e shërbimit në madhësive të vogla, pesha e ulët dhe dendësia më e lartë e energjisë në krahasim me llojet e tjera të baterive i nxjerrin jashtë konkurrencës bateritë Li-ion.
Kur ngarkoni bateritë Li-jon me një rrymë prej 1C, koha e karikimit është 2-3 orë. Bateria Li-jon arrin një gjendje të ngarkimit të plotë kur voltazhi në të bëhet i barabartë me tensionin e ndërprerjes, dhe rryma zvogëlohet ndjeshëm dhe është afërsisht 3% e rrymës fillestare të ngarkesës (Fig. 3).

Fig.3. Tensioni dhe rryma kundrejt kohës kur karikoni një bateri litium-jon (Li-ion).

Nëse Fig. 3 tregon një grafik tipik ngarkimi për një nga llojet e baterive Li-ion, atëherë Fig. 4 tregon procesin e karikimit më qartë. Me një rritje të rrymës së ngarkimit të një baterie Li-jon, koha e ngarkimit nuk ulet ndjeshëm. Megjithëse tensioni i baterisë rritet më shpejt me rrymë më të lartë të ngarkimit, faza e rikarikimit pas përfundimit të fazës së parë të ciklit të karikimit zgjat më shumë.
Disa lloje karikuesish kërkojnë 1 orë ose më pak për të ngarkuar një bateri litium-jon. Në karikues të tillë, faza 2 hiqet dhe bateria hyn në gjendje gatishmërie menjëherë pas përfundimit të fazës 1. Në këtë pikë, bateria Li-ion do të jetë afërsisht 70% e karikuar dhe pas kësaj është e mundur rimbushje shtesë.

Fig.4. Varësia e tensionit dhe rrymës nga koha kur ngarkoni një bateri Li-jon.

FAZA 1 - Rryma maksimale e lejueshme e ngarkimit rrjedh nëpër bateri derisa voltazhi në të arrijë vlerën e pragut.
FAZA 2 - Tensioni maksimal bateria është arritur, rryma e karikimit zvogëlohet gradualisht derisa të ngarkohet plotësisht. Momenti i përfundimit të ngarkimit ndodh kur vlera e rrymës së ngarkesës bie në një vlerë prej 3% të vlerës fillestare.
HAPI 3 - Ngarkimi periodik i përbërjes gjatë ruajtjes së baterisë, afërsisht çdo 500 orë ruajtje.

Faza e ngarkimit me rrjedhje për bateritë Li-jon nuk është e zbatueshme për faktin se ato nuk mund të thithin energji kur mbingarkohen. Për më tepër, karikimi me rrjedhje mund të shkaktojë veshje me litium, gjë që e bën baterinë të paqëndrueshme. Përkundrazi, një karikim i shkurtër DC është në gjendje të kompensojë vetë-shkarkimin e vogël të baterisë Li-ion dhe të kompensojë humbjet e energjisë të shkaktuara nga funksionimi i pajisjes së saj mbrojtëse. Në varësi të llojit të karikuesit dhe shkallës së vetë-shkarkimit të baterisë Li-ion, një rimbushje e tillë mund të kryhet çdo 500 orë ose 20 ditë. Zakonisht duhet të bëhet kur tensioni i qarkut të hapur bie në 4.05 V/qelizë dhe të ndalet kur të arrijë 4.20 V/qelizë.
Pra, bateritë Li-jon kanë rezistencë të ulët ndaj mbingarkimit. Në elektrodën negative në sipërfaqen e matricës së karbonit, me një mbingarkesë të konsiderueshme, bëhet e mundur depozitimi i litiumit metalik (në formën e sedimentit të myshkut të grimcuar imët), i cili ka një reaktivitet të lartë ndaj elektrolitit dhe evolucioni aktiv i oksigjenit fillon në katodën. Ekziston një kërcënim i arratisjes termike, rritjes së presionit dhe uljes së presionit. Prandaj, bateritë Li-jon mund të ngarkohen vetëm deri në tensionin e rekomanduar nga prodhuesi. Me një rritje të tensionit të karikimit, jetëgjatësia e baterisë zvogëlohet.
Funksionimi i sigurt i baterive Li-ion duhet të merret parasysh seriozisht. Bateritë komerciale Li-ion kanë pajisje të posaçme mbrojtëse që parandalojnë tensionin e ngarkimit të tejkalojë një vlerë të caktuar pragu. Element shtesë mbrojtja siguron që ngarkimi të përfundojë nëse temperatura e baterisë arrin 90 °C. Bateritë më të avancuara kanë një element më shumë mbrojtës - një çelës mekanik, i cili shkaktohet nga një rritje në presionin e brendshëm të baterisë. Sistemi i integruar i kontrollit të tensionit është konfiguruar për dy tensione ndërprerëse - të lartë dhe të ulët.
Ka përjashtime - bateritë Li-jon, në të cilat nuk ka fare pajisje mbrojtëse. Këto janë bateri që përmbajnë mangan. Për shkak të pranisë së tij, gjatë rikarikimit, reaksionet e metalizimit të anodës dhe evolucioni i oksigjenit në katodë ndodhin aq ngadalë sa u bë e mundur të braktiset përdorimi i pajisjeve mbrojtëse.

Siguria e baterive Li-jon.

Të gjitha bateritë e litiumit karakterizohen nga një siguri mjaft e mirë. Humbja e kapacitetit për shkak të vetë-shkarkimit 5-10% në vit.
Treguesit e dhënë duhet të konsiderohen si disa pika referimi nominale. Për çdo bateri të veçantë, për shembull, voltazhi i shkarkimit varet nga rryma e shkarkimit, niveli i shkarkimit, temperatura; burimi varet nga mënyrat (rrymat) e shkarkimit dhe ngarkimit, temperatura, thellësia e shkarkimit; diapazoni i temperaturave të funksionimit varet nga niveli i varfërimit të burimeve, tensionet e lejuara të funksionimit, etj.
Disavantazhet e baterive Li-jon përfshijnë ndjeshmërinë ndaj mbingarkesës dhe shkarkimit të tepërt, për shkak të kësaj ato duhet të kenë kufizues ngarkimi dhe shkarkimi.
Një pamje tipike e karakteristikave të shkarkimit të baterive Li-jon është paraqitur në fig. 5 dhe 6. Nga figurat mund të shihet se me një rritje të rrymës së shkarkimit, kapaciteti i shkarkimit të baterisë zvogëlohet pak, por tensioni i funksionimit zvogëlohet. I njëjti efekt shfaqet kur shkarkohet në temperatura nën 10 °C. Përveç kësaj, në temperatura të ulëta ka një rënie fillestare të tensionit.

Fig.5. Karakteristikat e shkarkimit të një baterie Li-jon në rryma të ndryshme.

Fig.6. Karakteristikat e shkarkimit të një baterie Li-jon në temperatura të ndryshme.

Sa i përket funksionimit të baterive Li-jon në përgjithësi, atëherë, duke pasur parasysh të gjitha konstruktivet dhe metodat kimike Mbrojtja e baterive nga mbinxehja dhe ideja tashmë e krijuar mirë për nevojën për mbrojtje të jashtme elektronike të baterive nga mbingarkesa dhe shkarkimi i tepërt, mund ta konsiderojmë të zgjidhur problemin e funksionimit të sigurt të baterive Li-ion. Dhe materialet e reja katodike shpesh ofrojnë stabilitet termik edhe më të madh për bateritë Li-jon.

Siguria e baterisë Li-jon.

Në zhvillimin e baterive litium dhe litium-jon, si në zhvillimin e qelizave primare të litiumit, vëmendje e veçantë iu kushtua sigurisë së ruajtjes dhe përdorimit. Të gjitha bateritë janë të mbrojtura nga qarqet e shkurtra të brendshme (dhe në disa raste - nga qarqet e shkurtra të jashtme). Mënyrë efektive Një mbrojtje e tillë është përdorimi i një ndarësi me dy shtresa, një nga shtresat e të cilit nuk është prej polipropileni, por nga një material i ngjashëm me polietileni. Në rastet e një qarku të shkurtër (për shembull, për shkak të rritjes së dendriteve të litiumit në elektrodën pozitive), për shkak të ngrohjes lokale, kjo shtresë ndarëse shkrihet dhe bëhet e papërshkueshme, duke parandaluar kështu rritjen e mëtejshme dendritike.

Pajisjet mbrojtëse të baterive li-jon.

Bateritë komerciale Li-ion kanë mbrojtjen më të avancuar nga të gjitha llojet e baterive. Si rregull, në qarkun mbrojtës të baterive Li-jon, përdoret një çelës tranzitor me efekt në terren, i cili, kur arrihet një tension prej 4.30 V në qelizën e baterisë, hapet dhe në këtë mënyrë ndërpret procesin e karikimit. Përveç kësaj, siguresa termike ekzistuese, kur bateria nxehet në 90 ° C, shkëput qarkun e ngarkesës së saj, duke siguruar kështu mbrojtjen e saj termike. Por kjo nuk është e gjitha. Disa bateri kanë një çelës që aktivizohet kur presioni i pragut brenda kutisë arrin 1034 kPa (10,5 kg/m2) dhe prish qarkun e ngarkesës. Ekziston gjithashtu një qark mbrojtës i shkarkimit të thellë që monitoron tensionin e baterisë dhe prish qarkun e ngarkesës nëse voltazhi bie në 2,5 V për qelizë.
Rezistenca e brendshme e qarkut të mbrojtjes së baterisë së telefonit celular në gjendjen e ndezur është 0,05-0,1 ohm. Strukturisht, ai përbëhet nga dy çelësa të lidhur në seri. Njëra prej tyre ndizet kur arrihet pjesa e sipërme, dhe tjetra - pragu i ulët i tensionit në bateri. Rezistenca totale e këtyre ndërprerësve në fakt krijon një dyfishim të rezistencës së saj të brendshme, veçanërisht nëse bateria përbëhet nga vetëm një bateri. Bateritë e telefonave celularë duhet të sigurojnë rryma me ngarkesë të lartë, gjë që është e mundur me rezistencën më të ulët të mundshme të baterisë. Kështu, qarku mbrojtës është një pengesë që kufizon rrymën e funksionimit të një baterie Li-jon.
Në disa lloje të baterive Li-jon që përdorin në të tyre përbërje kimike mangani dhe i përbërë nga 1-2 elementë, nuk zbatohet skema e mbrojtjes. Në vend të kësaj, ata kanë të instaluar vetëm një siguresë. Dhe bateri të tilla janë të sigurta për shkak të madhësisë së tyre të vogël dhe kapacitetit të vogël. Për më tepër, mangani është mjaft tolerant ndaj abuzimit me bateritë Li-jon. Mungesa e një qarku mbrojtës ul koston e një baterie Li-jon, por sjell probleme të reja.
Në veçanti, përdoruesit e telefonave celularë mund të përdorin karikues jo standard për të rimbushur bateritë e tyre. Kur përdorni karikues të lirë të projektuar për rimbushje nga rrjeti elektrik ose nga rrjeti i automjetit në bord, mund të jeni i sigurt se nëse ka një qark mbrojtës në bateri, ai do ta fiket kur të arrihet fundi i tensionit të karikimit. Nëse nuk ka qark mbrojtës, bateria do të mbingarkohet dhe, si rezultat, një dështim i pakthyeshëm i saj. Ky proces zakonisht shoqërohet me ngrohje dhe ënjtje të shtuar të kutisë së baterisë.

Mekanizmat që çojnë në një ulje të kapacitetit të baterive Li-jon

Gjatë çiklizmit të baterive Li-jon, ndër mekanizmat e mundshëm për zvogëlimin e kapacitetit, më shpesh merren parasysh sa vijon:
- shkatërrimi struktura kristalore materiali katodë (veçanërisht LiMn2O4);
- eksfolimi i grafitit;
- ndërtimi i një filmi pasivizues në të dy elektrodat, i cili çon në një ulje të sipërfaqes aktive të elektrodave dhe bllokimin e poreve të vogla;
- depozitimi i litiumit metalik;
- ndryshimet mekanike në strukturën e elektrodës si rezultat i dridhjeve vëllimore të materialit aktiv gjatë çiklizmit.
Studiuesit nuk pajtohen se cila nga elektrodat pëson më shumë ndryshime gjatë çiklizmit. Kjo varet si nga natyra e materialeve të elektrodës së zgjedhur dhe nga pastërtia e tyre. Prandaj, për bateritë Li-jon, është e mundur të përshkruhet vetëm një ndryshim cilësor në parametrat e tyre elektrikë dhe operacionalë gjatë funksionimit.
Në mënyrë tipike, burimi i baterive komerciale Li-ion derisa kapaciteti i shkarkimit të zvogëlohet me 20% është 500-1000 cikle, por kjo varet ndjeshëm nga vlera e tensionit kufizues të karikimit (Fig. 7). Ndërsa thellësia e ciklit zvogëlohet, burimi rritet. Rritja e vrojtuar e jetës së shërbimit shoqërohet me një ulje të stresit mekanik të shkaktuar nga ndryshimet në vëllimin e elektrodave intersticiale, të cilat varen nga shkalla e ngarkimit të tyre.

Fig.7. Ndryshimi në kapacitetin e një baterie Li-jon në tensione të ndryshme të ngarkesës kufitare

Një rritje në temperaturën e funksionimit (brenda intervalit të funksionimit) mund të rrisë shkallën e proceseve anësore që ndikojnë në ndërfaqen elektrodë-elektrolit dhe të rrisë pak shkallën e uljes së kapacitetit të shkarkimit me cikle.

konkluzioni.

Si rezultat i kërkimeve materiali më i mirë për katodën, bateritë moderne Li-ion kthehen në një familje të tërë burimesh të rrymës kimike, të cilat ndryshojnë dukshëm nga njëri-tjetri si në konsumin e energjisë ashtu edhe në parametrat e mënyrave të ngarkimit / shkarkimit. Kjo, nga ana tjetër, kërkon një rritje të konsiderueshme të inteligjencës së qarqeve të kontrollit, të cilat tani janë bërë pjesë integrale e baterive dhe pajisjeve me energji - përndryshe, dëmtimi (përfshirë dëmtimin e pakthyeshëm) si për bateritë ashtu edhe për pajisjet është i mundur. Detyra ndërlikohet më tej nga fakti se zhvilluesit po përpiqen të shfrytëzojnë sa më shumë energjinë e baterive, duke kërkuar të rrisin jetëgjatësinë e baterisë me volumin dhe peshën minimale të zënë nga burimi i energjisë. Kjo ju lejon të arrini avantazhe të rëndësishme konkurruese. Sipas D. Hickok, zëvendëspresident i Texas Instruments i komponentëve të energjisë për sistemet celulare, kur përdorin katoda nga materiale të reja, zhvilluesit e baterive nuk arrijnë menjëherë të njëjtat karakteristika të dizajnit dhe performancës si në rastin e katodave më tradicionale. Si rezultat, bateritë e reja shpesh kanë kufizime të konsiderueshme të gamës së funksionimit. Për më tepër, në vitet e fundit, përveç prodhuesve tradicionalë të qelizave të ruajtjes dhe baterive - Sanyo, Panasonic dhe Sony - prodhues të rinj, kryesisht nga Kina, po bëjnë shumë aktivisht rrugën e tyre në treg. Ndryshe nga prodhuesit tradicionalë, ata furnizojnë produkte me një gamë dukshëm më të gjerë parametrash brenda një teknologjie apo edhe të një grupi. Kjo është për shkak të dëshirës së tyre për të konkurruar kryesisht në bazë të çmimeve të ulëta të produkteve, gjë që shpesh rezulton në kursime në pajtueshmërinë e procesit.
Pra, aktualisht, rëndësia e informacionit të ofruar nga të ashtuquajturat. "bateritë inteligjente": identifikimi i baterisë, temperatura e baterisë, ngarkesa e mbetur dhe mbitensioni i lejueshëm. Sipas Hickok, nëse zhvilluesit pajisje të përfunduara do të hartojë një nënsistem energjie që merr parasysh si kushtet e funksionimit ashtu edhe parametrat e qelizave, kjo do të rrafshojë ndryshimet në parametrat e baterisë dhe do të rrisë shkallën e lirisë për përdoruesit përfundimtarë, gjë që do t'u japë atyre mundësinë të zgjedhin jo vetëm pajisjet e rekomanduara nga prodhuesi , por edhe bateri të kompanive të tjera.

18650 është bërë gjithnjë e më popullor kohët e fundit. Sipas karakteristikave të tyre teknike, ato janë përpara baterive të njohura të tipit gisht. Konceptet e "gishtit" dhe "gishtit të vogël", të përdorura për të mirënjohur nga pikëpamja e terminologjisë së saktë, janë të pasakta. Të gjitha bateritë, pavarësisht nga madhësia, kanë kodet e tyre që tregojnë madhësinë e tyre. Pra, 18650 është gjithashtu një kod. Ky është i gjithë sekreti.

Madhësia e baterisë 18650

Ky kod pesëshifror shpreh gjerësinë dhe gjatësinë e baterisë, ku dy shifrat e para janë gjerësia (diametri) në mm, dhe tre të fundit janë gjatësia në mm me të dhjetat. Ekziston një mendim i gabuar se zeroja në fund të këtij kodi tregon formën cilindrike të baterisë (ka bateri forma të ndryshme). Një përcaktim i tillë i saktë i gjatësisë së baterisë nuk është i nevojshëm. Kur specifikoni madhësinë e tij, shpesh kufizohet në katër shifrat e para (1865). Nga rruga, bateritë e gishtave dhe të gishtave të vegjël gjithashtu kanë kodin e tyre - 14500 dhe 10440. Përveç kodit dixhital, madhësia mund të tregohet edhe me shkronja. Për shembull, dy madhësitë e mësipërme të baterive kanë kode alternative të shkronjave - AA (lloji i gishtit) dhe AAA (lloji i gishtit të vogël). Ka shumë kode alfabetike dhe numerike që tregojnë madhësitë e baterive të ndryshme: CR123 (16340), A (17500), Fat A (18500), 4/3 A (17670), etj.

Për bateritë 18650, ky përcaktim i madhësisë është i pasaktë. Duhet të merren parasysh edhe parametra të tjerë. Madhësia e një baterie 18650 mund të ndikohet, për shembull, nga prania e një bordi të veçantë të integruar (kontrollues karikimi). Disa bateri mund të kenë një gjatësi pak më të gjatë në këtë rast. Shpesh ka raste kur bateria thjesht nuk futet në ndarjen e pajisjes ku duan ta përdorin, pavarësisht se kjo pajisje (për shembull, paketa e baterisë së një cigareje elektronike) është krijuar për të punuar me bateri të kësaj lloji.

Jetëgjatësia e baterisë Li-ion 18650

Koha që një bateri e caktuar është në gjendje të funksionojë varet nga një gjë e tillë si "miliamps në orë" (mAh). Për bateritë e mëdha, të tilla si automobilat, përdoret termi "amp në orë". Për një bateri 18650 mAh, kjo është një vlerë e prejardhur. Një amper është i barabartë me 1000 miliamp. Një miliamp në orë është rryma që mund të prodhojë një bateri gjatë një ore konvencionale përdorimi. Me fjalë të tjera, nëse e ndani këtë vlerë me një numër të caktuar orësh, mund të zbuloni jetëgjatësinë e baterisë. Për shembull, bateria ka një kapacitet prej 3000 mAh. Kjo do të thotë se për dy orë funksionim do të prodhojë 1500 miliamp. Katër - 750. Bateria nga shembulli i mësipërm do të shkarkohet plotësisht pas 10 orësh funksionimi, kur kapaciteti i saj arrin 300 miliamps (kufiri i shkarkimit të thellë).

Llogaritjet e tilla japin vetëm një ide të përafërt të jetëgjatësisë së baterisë. Koha reale e funksionimit të tij varet nga ngarkesa me të cilën duhet të përballet, domethënë nga pajisja që duhet të sigurojë energji.

Rryma, tensioni dhe fuqia

Përpara se të ndalet në përshkrim i përgjithshëm specifikimet 18650 bateritë litium-jon dhe masat paraprake në punën me to, ne do të përcaktojmë shkurtimisht konceptet e mësipërme. Rryma (rryma maksimale e shkarkimit, prodhimi i rrymës) shprehet në amper dhe shënohet në bateri me shkronjën "A". Tensioni shprehet në volt dhe shënohet me shkronjën "V". Në shumë bateri mund të gjeni emërtime të tilla. Për një bateri litium-jon, voltazhi është gjithmonë 3.7 volt, dhe rryma mund të jetë e ndryshme. Fuqia e baterisë si parametër dominues i forcës së saj shprehet si produkt i tensionit dhe rrymës (volt duhet të shumëzohen me amper).

Përshkrimi i të mirat dhe të këqijat e një baterie litium-jon

Disavantazhi kryesor i baterive 18650 të bëra duke përdorur teknologjinë litium-jon është se ato kanë një gamë të vogël të temperaturës së funksionimit. Funksionimi normal i një baterie litium-jon është i mundur vetëm në rangun nga -20 në +20 gradë Celsius. Nëse përdoret ose karikohet në temperatura nën ose mbi ato të treguara, ai e prish atë. Për krahasim, bateritë nikel-kadmium dhe hidridi nikel-metal kanë një gamë më të gjerë të temperaturës - nga -40 në +40. Por, ndryshe nga kjo e fundit, bateritë litium-jon kanë një tension nominal më të lartë - 3.7 volt kundrejt 1.2 volt për bateritë e nikelit.

Gjithashtu, bateritë litium-jon praktikisht nuk i nënshtrohen efekteve të vetë-shkarkimit dhe kujtesës të zakonshme midis shumë llojeve të baterive. Vetë-shkarkimi është humbja e energjisë së ngarkuar kur është në punë. Efekti i kujtesës ndodh në disa lloje baterish si rezultat i karikimit sistematik pas shkarkimit jo të plotë. Kjo do të thotë, ajo zhvillohet në bateri që nuk janë shkarkuar plotësisht.

Me efektin e kujtesës, bateria "kujton" shkallën e shkarkimit pas së cilës fillon të ngarkohet dhe shkarkohet, pasi ka arritur këtë kufi në ciklin tjetër. Kapaciteti i tij i vërtetë në atë kohë është në fakt më i madh. Nëse ka një tabelë ekrani, atëherë do të tregojë gjithashtu një shkarkesë. Ky efekt nuk zhvillohet menjëherë, por gradualisht. Mund të zhvillohet gjithashtu në kushte kur bateria furnizohet vazhdimisht me energji elektrike, domethënë është duke u ngarkuar vazhdimisht.

Vetë-shkarkimi dhe efekti i kujtesës janë jashtëzakonisht të parëndësishëm në bateritë litium-jon.

Ekziston edhe një pikë tjetër që duhet t'i kushtoni vëmendje: bateritë e tilla nuk mund të ruhen në gjendje të shkarkuar, përndryshe ato shpejt do të dështojnë.

Masat paraprake të baterisë li-jon

Shumë prej tyre janë të prirur ndaj zjarrit dhe shpërthimeve. Kjo varet nga përbërja kimike e strukturës së brendshme të baterisë. Për bateritë litium-jon 18650, ky problem është mjaft i mprehtë. Nuk është e pazakontë që përdoruesit e cigareve elektronike të pësojnë djegie të rënda në duar dhe fytyrë, apo edhe lëndime më të rënda. Meqenëse bateritë litium-jon gjenden në laptopë, tableta dhe telefona celularë, nuk është e pazakontë që ato të ndizen.

Në radhë të parë ndër shkaqet e incidenteve të tilla është, natyrisht, montimi i baterisë me cilësi të ulët (të lirë). Megjithatë, në rastin e cigareve elektronike, është e lehtë të provokoni vetë një shpërthim të baterisë litium-jon, edhe nëse bateria nuk është e lirë. Për ta bërë këtë, duhet të kuptoni pak se çfarë është rezistenca elektrike.

Nëse e shpjegojmë më së shumti këtë koncept gjuhë e thjeshtë, atëherë ky është një parametër që përcakton kërkesat e përcjellësit ndaj baterisë. Sa më e ulët të jetë rezistenca e përcjellësit, aq më shumë rrymë (amper) duhet të japë bateria. Nëse rezistenca është shumë e ulët, atëherë bateria do të punojë me një përcjellës të tillë në një ngarkesë të madhe. Rezistenca mund të jetë aq e ulët sa do të provokojë një ngarkesë të tepërt në bateri dhe shpërthimin ose ndezjen e saj të mëvonshme. Me fjalë të tjera, do të jetë një qark i shkurtër. Meqenëse cigaret elektronike funksionojnë në parimin e avullimit, i cili kërkon një element ngrohës (spiralja e filamentit), përdoruesit e paaftë mund të detyrojnë gabimisht baterinë të punojë me element ngrohës me rezistencë jashtëzakonisht të ulët. Duke ditur daljen aktuale të një baterie të veçantë dhe rezistencën e përcjellësit, duke përdorur llogaritjet e thjeshta duke përdorur formulën e ligjit të Ohm-it, mund të përcaktoni nëse kjo bateri mund të trajtojë një përcjellës të veçantë.

Këto rreziqe nuk ndodhin gjithmonë në të gjitha rastet. Teknologjitë e mbrojtjes së baterive po evoluojnë vazhdimisht. Shumë bateri kanë një kontrollues të posaçëm të ngarkimit brenda që mund të çaktivizojë baterinë në kohë kur ndodh një qark i shkurtër. Këto janë bateri të mbrojtura.

Pajisja e baterisë Li-jon

Bateria 18650 bazohet në një elektrolit - një lëng i veçantë në të cilin ndodhin reaksione kimike.

Këto reaksione kimike janë të kthyeshme. Ky është parimi i funksionimit të çdo baterie. Me fjalë të thjeshta, formula për reaksione të tilla mund të vazhdojë si nga e majta në të djathtë (shkarkimi) dhe nga e djathta në të majtë (ngarkesa). Reaksione të tilla ndodhin midis katodës dhe anodës së qelizës. Katoda është elektroda negative (minus), anoda është elektroda pozitive (plus) e furnizimit me energji elektrike. Ndërmjet tyre në momentin e reaksionit formohet elektricitet. reaksionet kimike shkarkimi dhe ngarkesa midis katodës dhe anodës janë proceset e oksidimit dhe reduktimit, por kjo është një histori krejtësisht e ndryshme. Ne nuk do të thellohemi në procesin e elektrolizës. Rryma formohet në momentin kur katoda dhe anoda fillojnë të ndërveprojnë, domethënë, diçka lidhet me plusin dhe minusin e baterisë. Katoda dhe anoda duhet të jenë përçuese elektrike.

Gjatë shkeljes së kushteve të funksionimit, molekulat shfaqen në elektrolit elementet kimike, të cilat mbyllin katodën dhe anodën, e cila çon në qark të shkurtër të brendshëm. Si rezultat i kësaj, temperatura e baterisë rritet dhe shfaqen më shumë molekula, duke mbyllur plusin dhe minusin. I gjithë ky proces, si një top bore, fiton shpejtësi në mënyrë eksponenciale. Pa mundësinë e nxjerrjes së elektrolitit (kështjella e baterisë është e mbyllur), lind një presion i brendshëm në rritje. Ajo që do të ndodhë më pas mund të kuptohet pa koment.

Ngarkimi i baterisë litium-jon

Si një karikues për një bateri 18650, çdo pajisje e krijuar për bateri të këtij formati është e përshtatshme. Gjëja kryesore nuk është të ndryshoni polaritetin e duhur gjatë karikimit. Vendosni bateritë në fole pikërisht sipas simboleve plus dhe minus. Është mirë të lexoni masat e tjera paraprake për përdorimin e karikuesit të baterisë 18650, të cilat janë gjithmonë të listuara në kutinë e baterisë.

Opsioni më i mirë për karikimin e baterive litium-jon është përdorimi i karikuesve më të shtrenjtë me proces karikimi të rregulluar mirë. Shumë prej tyre kanë funksionin e karikimit të baterive duke përdorur metodën CC / CV, e cila nënkupton rrymë konstante, tension konstant. Kjo metodë është e mirë sepse mund të ngarkojë baterinë më shumë se karikuesit konvencionalë. Kjo është për shkak të një koncepti të tillë si rimbushja.

Gjatë karikimit ose shkarkimit të baterisë, tensioni i saj ndryshon. Rritet gjatë karikimit, zvogëlohet kur shkarkohet. Vlera nominale 3.7 volt është vlera mesatare.

Ekzistojnë dy efekte që ndikojnë negativisht në bateri - mbingarkimi dhe shkarkimi i tepërt. Ka pragje për ngarkimin dhe shkarkimin e baterisë. Nëse voltazhi i baterisë shkon përtej këtyre kufijve, atëherë bateria mbingarkohet ose shkarkohet tepër, në varësi të faktit nëse është duke u ngarkuar apo shkarkuar. Në modalitetin normal të karikimit për 18650 Li-ion, karikuesi dhe kontrolluesi i ngarkimit brenda vetë baterisë (nëse ka) lexojnë tensionin e baterisë dhe e ndërprenë ngarkesën kur të arrijë pragun për të shmangur mbingarkimin. Në këtë rast, bateria nuk është plotësisht e ngarkuar. Kapaciteti i tij mund ta lejojë atë të karikojë më shumë, por pragu e pengon atë që ta bëjë këtë.

Parimi i karikimit me metodën CC / CV është krijuar në mënyrë që rryma e furnizuar me ngarkesë të mos ndërpritet, por të zvogëlohet ndjeshëm, duke parandaluar tensioni i brendshëm bateria shkon përtej pragut. Kështu, bateria është plotësisht e ngarkuar pa u mbingarkuar.

Llojet e baterive litium-jon

Llojet e baterive Li-jon 18650:

litium hekur fosfat (LFP);
litium-mangan (IMR);
litium-kobalt (ICR);
polimer litium (LiPo).

Të gjitha llojet përveç të fundit janë cilindrike dhe mund të bëhen në formatin 18650. Bateritë e polimerit të litiumit ndryshojnë në atë që nuk kanë një formë specifike. Kjo për faktin se ato kanë një elektrolit të ngurtë (polimer). Kjo është për shkak të kësaj vetie të pazakontë të elektrolitit që këto bateri përdoren shpesh në tableta dhe telefona celularë.

Aplikimet e baterive litium-jon

Siç është përmendur tashmë, bateritë Li-jon 18650 përdoren gjerësisht në cigare elektronike. Ato mund të futen në paketën e baterisë ose të lëvizshme, d.m.th të instalohen veçmas në të. Mund të ketë gjithashtu disa prej tyre, të lidhur paralelisht ose në seri.

Bateritë litium-jon janë përdorur prej kohësh në ndërtimin e baterive të ndryshme, siç janë bateritë e laptopëve. Bateri të tilla janë një zinxhir i disa baterive 18650 të ndërlidhura brenda një kutie të vetme. Bateritë e tilla mund të gjenden gjithashtu si banka me fuqi të madhe - karikues portativ.

Shtrirja e vetë baterive është shumë e gjerë: nga karikuesit e emërtuar deri te elementët përbërës të mekanizmave të mëdhenj modernë (automobil ose aviacion). Në të njëjtën kohë, numri i 18650 baterive litium-jon që përbëjnë një bateri të vetme mund të ndryshojë nga disa në qindra. Vlen të përmenden bateritë litium-polimer. Edhe pse ato nuk janë të disponueshme në formatin Li-ion 18650, ato janë më të zakonshmet, pasi përdoren në tableta dhe telefona celularë.

Duke lexuar "këshillat për funksionimin" e baterive në forume, padashur pyesni veten nëse njerëzit e kanë anashkaluar fizikën dhe kiminë në shkollë, apo mendojnë se rregullat për funksionimin e baterive të plumbit dhe joneve janë të njëjta.
Le të fillojmë me parimet e baterisë Li-Ion. Gjithçka është jashtëzakonisht e thjeshtë në gishta - ka një elektrodë negative (zakonisht prej bakri), ka një pozitive (prej alumini), midis tyre ka një substancë poroze (ndarës) të ngopur me elektrolit (parandalon "të paautorizuara "Tranzicioni i joneve të litiumit midis elektrodave):

Parimi i funksionimit bazohet në aftësinë e joneve të litiumit për t'u integruar në rrjetën kristalore materiale të ndryshme- zakonisht grafit ose oksid silikoni - me formimin e lidhjeve kimike: në përputhje me rrethanat, kur ngarkohen, jonet ndërtohen në rrjetën kristalore, duke grumbulluar kështu një ngarkesë në një elektrodë, kur shkarkohen, përkatësisht, ato kthehen në një elektrodë tjetër, duke hequr dorë elektroni që na nevojitet (i cili është i interesuar për një shpjegim më të saktë të proceseve në vazhdim - google intercalation). Si elektrolit, përdoren solucione që përmbajnë ujë që nuk përmbajnë një proton të lirë dhe janë të qëndrueshme në një gamë të gjerë tensioni. Siç mund ta shihni, në bateritë moderne gjithçka bëhet mjaft e sigurt - nuk ka litium metalik, nuk ka asgjë për të shpërthyer, vetëm jonet kalojnë nëpër ndarës.
Tani që gjithçka është bërë pak a shumë e qartë me parimin e funksionimit, le të kalojmë te mitet më të zakonshme për bateritë Li-Ion:

Miti i parë. Bateria Li-Ion në pajisje nuk mund të shkarkohet në zero përqind.
Në fakt, gjithçka tingëllon si duhet dhe është në përputhje me fizikën - kur shkarkohet në ~ 2,5 V Li-Ion, bateria fillon të degradohet shumë shpejt, dhe madje një shkarkim i tillë mund të zvogëlojë ndjeshëm (deri në 10%!) kapacitetin e saj. Përveç kësaj, kur të shkarkohet në një tension të tillë, nuk do të jetë më e mundur ta ngarkoni atë me një karikues standard - nëse tensioni i baterisë bie nën ~ 3 V, kontrolluesi "i zgjuar" do ta fikë atë si të dëmtuar, dhe nëse ka janë të gjitha qeliza të tilla, bateria mund të çohet në kosh.
Por ka një shumë të rëndësishme, por që të gjithë e harrojnë: në telefon, tablet dhe pajisje të tjera celulare, diapazoni i tensionit të funksionimit në bateri është 3,5-4,2 V. Kur tensioni bie nën 3,5 V, treguesi tregon karikim zero për qind dhe pajisja fiket, por deri në "kritike" 2.5 V është ende shumë larg. Kjo konfirmohet nga fakti se nëse lidhni një LED me një bateri të tillë "të shkarkuar", atëherë ajo mund të digjet për një kohë të gjatë (mbase dikush kujton se dikur shiteshin telefona me elektrik dore, të cilët ndizeshin me një buton pavarësisht sistemi. Pra aty drita vazhdoi të digjej pas shkarkimit dhe fikjes së telefonit). Kjo do të thotë, siç mund ta shihni, gjatë përdorimit normal, shkarkimi deri në 2.5 V nuk ndodh, që do të thotë se është mjaft e mundur të shkarkohet Akum në zero përqind.
Miti dy. Bateritë Li-Ion shpërthejnë nëse dëmtohen.
Të gjithë e mbajmë mend "shpërthyesin" Samsung Galaxy Note 7. Sidoqoftë, ky është më tepër një përjashtim nga rregulli - po, litiumi është një metal shumë aktiv dhe nuk është e vështirë ta hidhni në ajër (dhe digjet shumë shkëlqyeshëm në ujë). Megjithatë, bateritë moderne nuk përdorin litium, por jonet e tij, të cilat janë shumë më pak aktive. Pra, në mënyrë që të ndodhë një shpërthim, duhet të përpiqeni shumë - ose dëmtoni fizikisht baterinë e karikimit (rregulloni një qark të shkurtër), ose ngarkoni atë me një tension shumë të lartë (atëherë do të dëmtohet, por ka shumë të ngjarë që kontrolluesi thjesht do të digjet vetë dhe nuk do të lejojë karikimin e baterisë). Prandaj, nëse papritmas keni një bateri të dëmtuar ose që pi duhan në duart tuaja - mos e hidhni në tavolinë dhe ikni nga dhoma duke bërtitur "të gjithë do të vdesim" - thjesht vendoseni në një enë metalike dhe nxirreni në ballkon. (për të mos marrë frymë kimie) - bateria do të digjet për një kohë dhe më pas do të fiket. Gjëja kryesore është të mos e mbushni me ujë, jonet janë natyrisht më pak aktive se litiumi, por megjithatë një sasi e hidrogjenit do të lëshohet gjithashtu kur reagon me ujë (dhe atij i pëlqen të shpërthejë).
Miti i tretë. Kur një bateri Li-Ion arrin 300 (500/700/1000/100500) cikle, ajo bëhet e pasigurt dhe duhet ndryshuar urgjentisht.
Një mit, fatmirësisht gjithnjë e më pak duke ecur nëpër forume dhe duke mos pasur fare shpjegim fizik apo kimik. Po, gjatë funksionimit, elektrodat oksidohen dhe gërryhen, gjë që zvogëlon kapacitetin e baterisë, por kjo nuk ju kërcënon asgjë tjetër përveç jetëgjatësisë më të shkurtër të baterisë dhe sjelljes së paqëndrueshme në 10-20% të karikimit.
Miti i katërt. Me bateri Li-Ion, nuk mund të punoni në të ftohtë.
Ky është më shumë një rekomandim sesa një ndalim. Shumë prodhues ndalojnë përdorimin e telefonave në temperatura negative, dhe shumë prej tyre kanë përjetuar shkarkim të shpejtë dhe përgjithësisht fikjen e telefonave në të ftohtë. Shpjegimi për këtë është shumë i thjeshtë: elektroliti është një xhel që përmban ujë dhe çfarë ndodh me ujin kur temperatura negative të gjithë e dinë (po, ngrin nëse ka ndonjë gjë), duke hequr kështu një pjesë të baterisë jashtë funksionit. Kjo çon në një rënie të tensionit, dhe kontrolluesi fillon ta konsiderojë këtë një shkarkesë. Kjo nuk është e dobishme për baterinë, por nuk është as fatale (pas ngrohjes, kapaciteti do të kthehet), kështu që nëse keni nevojë të dëshpëruar ta përdorni telefonin në të ftohtë (vetëm për ta përdorur atë - nxirreni nga një xhep i ngrohtë, shikoni kohën dhe fshihni atë), atëherë është më mirë ta karikoni 100% dhe të aktivizoni çdo proces që ngarkon procesorin - kështu që ftohja do të jetë më e ngadaltë.
Miti i pestë. Një bateri Li-Ion e fryrë është e rrezikshme dhe duhet të hidhet menjëherë jashtë.
Ky nuk është një mit, por më tepër një masë paraprake - një bateri e fryrë thjesht mund të shpërthejë. Nga pikëpamja kimike, gjithçka është e thjeshtë: gjatë procesit të ndërthurjes, elektrodat dhe elektroliti dekompozohen, si rezultat i të cilit lirohet gaz (mund të lirohet edhe gjatë rimbushjes, por më shumë për këtë më poshtë). Por bie në sy shumë pak, dhe në mënyrë që bateria të duket e fryrë, duhet të kalojnë disa qindra (nëse jo mijëra) cikle rimbushjeje (përveç nëse, sigurisht, është me defekt). Nuk ka probleme për të hequr qafe gazin - thjesht shponi valvulën (në disa bateri hapet vetë nën presion të tepërt) dhe derdhni gjakun (nuk rekomandoj ta merrni frymë), pas së cilës mund të mbuloni vrimën rrëshirë epoxy. Sigurisht, kjo nuk do ta kthejë baterinë në kapacitetin e saj të mëparshëm, por të paktën tani definitivisht nuk do të shpërthejë.
Miti i gjashtë. Bateritë Li-Ion janë të dëmshme për mbingarkimin.
Por ky nuk është më një mit, por një realitet i ashpër - gjatë rikarikimit, ekziston një shans i madh që bateria të fryhet, të shpërthejë dhe të marrë flakë - më besoni, ka pak kënaqësi të spërkatesh me elektrolit të valë. Prandaj, në të gjitha bateritë ka kontrollues që thjesht nuk lejojnë ngarkimin e baterisë mbi një tension të caktuar. Por këtu duhet të jeni jashtëzakonisht të kujdesshëm në zgjedhjen e një baterie - kontrollorët e artizanatit kinez shpesh mund të dështojnë, dhe mendoj se fishekzjarrët nga telefoni në orën 3 të mëngjesit nuk do t'ju kënaqin. Sigurisht, i njëjti problem ekziston në bateritë e markës, por së pari, kjo ndodh shumë më rrallë atje, dhe së dyti, i gjithë telefoni do të zëvendësohet me garanci. Zakonisht ky mit lind si më poshtë:
Miti i shtatë. Kur arrini 100%, duhet ta hiqni telefonin nga karikimi.
Nga miti i gjashtë, kjo duket e arsyeshme, por në realitet nuk ka kuptim të ngrihesh në mes të natës dhe të heqësh pajisjen nga karikimi: së pari, dështimet e kontrolluesit janë jashtëzakonisht të rralla, dhe së dyti, edhe kur treguesi është 100%. është arritur, bateria rikarikohet në maksimum shumë, për disa kohë me rryma të ulëta, gjë që shton një kapacitet tjetër 1-3%. Pra, me të vërtetë nuk duhet të jetë aq e vështirë.
Miti i tetë. Pajisja mund të karikohet vetëm me karikuesin origjinal.
Miti zë vend për shkak të cilësisë së dobët të karikuesve kinezë - me tension normal në 5 + - 5% volt, ata mund të prodhojnë si 6 ashtu edhe 7 - kontrolluesi, natyrisht, do të zbusë një tension të tillë për ca kohë, por në të ardhmen do të çojë në djegien e kontrolluesit në rastin më të mirë, në rastin më të keq - në një shpërthim dhe (ose) dështim i motherboard. Ndodh e kundërta - nën ngarkesë, ngarkuesi kinez prodhon 3-4 volt: kjo do të çojë në faktin se bateria nuk mund të ngarkohet plotësisht.

Siç mund të shihet nga një grup i tërë keqkuptimesh, jo të gjithë kanë nën to shpjegim shkencor, dhe aq më pak në fakt e degradojnë performancën e baterisë. Por kjo nuk do të thotë që pasi të keni lexuar artikullin tim, duhet të vraponi me kokë dhe të blini bateri të lira kineze për disa dollarë - megjithatë, për qëndrueshmëri, është më mirë të merrni kopje origjinale ose me cilësi të lartë të atyre origjinale.

Bateritë litium-jon (Li-ion), të cilat përdoren në shumicën e tabletëve, telefonave inteligjentë dhe laptopëve modernë, kërkojnë procedura të ndryshme mirëmbajtjeje dhe funksionimi në krahasim me bateritë e përdorura me nikel-kadmium (Ni-Cd) dhe nikel-metal hidrid (Ni-MH). në pajisjet e mëparshme.

Në fakt, kujdesin e duhur për një bateri litium-jon mund të rrisë jetëgjatësinë e saj me 15 herë në krahasim me rastet e keqpërdorura. Në këtë artikull, ne do të japim këshilla se si të maksimizojmë cikli i jetes bateri të shtrenjta litium-jon në të gjitha pajisjet tuaja portative.

Kohët e fundit, Fred Langa, një gazetar i portalit të internetit "Windows Secrets", iu desh të zëvendësonte një smartphone të dëmtuar - dhe ishte gabim i tij.

Simptoma kryesore nuk ishte e mirë - kutia e telefonit ishte deformuar, sepse vetë trupi i pajisjes filloi të përkulej.

Pas analizimit dhe ekzaminimit të detajuar, rezultoi se bateria e smartfonit ishte e fryrë.

Fillimisht, Fred nuk vuri re ndonjë ndryshim: bateria dukej pak a shumë normale kur shikohej ballë për ballë (Figura 1). Megjithatë, kur bateria u vendos në një sipërfaqe të sheshtë, u bë e qartë se fytyrat e saj të sipërme dhe të poshtme nuk ishin më të sheshta dhe paralele me njëra-tjetrën. Një fryrje e fortë është formuar në njërën anë të baterisë (Figura 2). Kjo fryrje bëri që telefoni të përkulej dhe të deformohej.

Fryrja e baterisë ishte tregues i një problemi serioz: një grumbullim i gazeve toksike me presion të lartë brenda baterisë.

Kutia e baterisë bëri një punë të shkëlqyeshme, por gazrat toksikë e bënë baterinë të dukej si një bombë e vogël tenxhere me presion që po priste të shpërthente.

Në rastin e Fredit, telefoni dhe bateria janë dëmtuar - është koha për të blerë një smartphone të ri.

Gjëja më e trishtueshme është se ky problem mund të ishte parandaluar lehtësisht. Në pjesën e fundit të artikullit do të jepen gabimet e Fredit.

Për të shmangur përsëritjen e gabimeve të së kaluarës me smartfonin e ri dhe pajisje të tjera litium-jon si tabletët, laptopët, Fred filloi të studionte seriozisht funksionimin dhe mirëmbajtjen e duhur të baterive litium-jon.

Fred nuk ishte i interesuar të zgjaste jetën e baterisë - këto teknika janë të njohura. Shumica e pajisjeve ofrojnë mënyra dhe metoda të kursimit manual ose automatik të energjisë për të rregulluar ndriçimin e ekranit, për të ngadalësuar performancën e procesorit dhe për të zvogëluar numrin e aplikacioneve që ekzekutohen.

Fred u përqendrua më tepër në zgjatjen e jetëgjatësisë së baterisë - mënyra për ta mbajtur baterinë në gjendje të mirë pune dhe për të maksimizuar jetëgjatësinë e baterisë.

Ky artikull përfshin konkluzione të shkurtra tezash bazuar në kërkimin e Fredit. Ndiqni këto pesë këshilla të sugjeruara dhe më pas bateritë tuaja litium-jon do të funksionojnë plotësisht, gjatë dhe në mënyrë të sigurt në të gjitha pajisjet tuaja portative.

Këshilla 1: Shikoni temperaturën dhe mos e mbinxehni baterinë

Çuditërisht, nxehtësia është një nga armiqtë kryesorë të baterive litium-jon. Faktorët e keqpërdorimit si shpejtësia dhe kohëzgjatja e cikleve të ngarkimit dhe shkarkimit të baterisë mund të shkaktojnë mbinxehje të baterisë.

Mjedisi i jashtëm fizik gjithashtu ka rëndësi. Thjesht lënia e baterisë suaj litium-jon në diell ose në një makinë të mbyllur mund të zvogëlojë ndjeshëm aftësinë e baterisë për të pranuar dhe mbajtur një karikim.

Ideale kushtet e temperaturës për bateritë litium-jon është një temperaturë dhome prej 20 gradë Celsius. Nëse pajisja nxehet në 30C, aftësia e saj për të ngarkuar reduktohet me 20 për qind. Nëse pajisja përdoret në 45C, gjë që arrihet lehtësisht në diell, ose kur pajisja përdoret intensivisht me aplikacione me burime intensive, kapaciteti i baterisë zvogëlohet me rreth gjysmën.

Kështu, nëse pajisja ose bateria juaj ngrohet dukshëm gjatë përdorimit, provoni të lëvizni në një zonë më të freskët. Nëse kjo nuk është e mundur, përpiquni të zvogëloni sasinë e energjisë që konsumon pajisja juaj duke çaktivizuar aplikacionet, shërbimet dhe veçoritë e panevojshme, duke ulur ndriçimin e ekranit ose duke aktivizuar modalitetin e kursimit të energjisë së pajisjes.

Nëse kjo ende nuk ju ndihmon, fikeni plotësisht pajisjen derisa temperatura të kthehet në normale. Për ftohje edhe më të shpejtë, hiqni baterinë (sigurisht, nëse dizajni i pajisjes e lejon) - në këtë mënyrë pajisja do të ftohet më shpejt për shkak të ndarjes fizike nga burimi i energjisë.

Nga rruga, pavarësisht nga fakti se temperaturat e larta- Kjo problemi kryesor me bateri litium-jon, funksionimi në temperaturë të ulët nuk është një shqetësim i madh. Temperaturat e ulëta nuk shkaktojnë dëmtime afatgjatë të baterisë, megjithëse një bateri e ftohtë nuk do të jetë në gjendje të japë të gjithë fuqinë që mund të japë në temperaturën optimale. Rënia e fuqisë bëhet shumë e dukshme në temperaturat nën 4C. Shumica e baterive litium-jon të kategorisë së konsumatorit në thelb bëhen të padobishme në temperatura afër ose nën pikën e ngrirjes.

Nëse një pajisje me furnizim me energji litium-jon bëhet tepër e ftohtë për ndonjë arsye, mos u përpiqni ta përdorni. Lëreni të shkëputur nga priza dhe vendoseni në një vend të ngrohtë (xhep ose dhomë të nxehtë) derisa pajisja të kthehet në temperaturën normale. Gjithashtu, si me mbinxehjen, hiqni fizikisht baterinë dhe ngrohja e veçantë do të përshpejtojë procesin e ngrohjes. Pasi bateria të ngrohet në temperaturën normale, vetitë e saj elektrolitike do të rikthehen.

Këshillë 2: Hiqeni karikuesin për të kursyer baterinë

Rifresko - d.m.th. Lidhja e baterisë me një burim energjie të tensionit të lartë për një kohë të gjatë mund të zvogëlojë gjithashtu aftësinë e baterisë për të mbajtur një ngarkesë, për të shkurtuar jetëgjatësinë e saj ose për ta vrarë atë plotësisht.

Shumica e baterive litium-jon të kategorisë së konsumatorit janë krijuar për të funksionuar me 3.6 V për qelizë, por funksionojnë me një 4.2 V më të lartë gjatë karikimit. Nëse ngarkuesi është gjithashtu kohe e gjate mbitensioni, bateria e brendshme mund të dëmtohet.

Në raste të rënda, mbingarkesa mund të çojë në ato që inxhinierët i quajnë pasoja "katastrofike". Edhe në raste të moderuara, nxehtësia e tepërt e krijuar nga rikarikimi do të krijojë efektin termik negativ të përshkruar në këshillën e parë.

Ngarkuesit me cilësi të lartë mund të punojnë në harmoni me qarkun modern të baterive litium-jon, duke reduktuar rrezikun e mbingarkimit duke reduktuar rrymën e karikimit në proporcion me ngarkesën e baterisë.

Këto veti ndryshojnë ndjeshëm në varësi të llojit të teknologjisë së përdorur në bateri. Për shembull, kur përdorni bateri nikel-kadmium (Ni-Cd) dhe hidride nikel-metal (Ni-MH), përpiquni t'i lini të lidhura me karikuesin për aq kohë sa të jetë e mundur. Kjo për shkak se llojet e vjetra të baterive kanë nivel të lartë vetë-shkarkimi, d.m.th. ata fillojnë të humbasin një sasi të konsiderueshme të energjisë së ruajtur menjëherë pas shkëputjes nga karikuesi, edhe nëse vetë pajisja portative është e fikur.

Në fakt, një bateri nikel-kadmiumi mund të humbasë deri në 10 për qind të ngarkesës së saj në 24 orët e para pas ngarkimit. Pas kësaj periudhe kohore, kurba e vetëshkarkimit fillon të nivelohet, por bateri nikel kadmiumi vazhdon të humbasë 10-20 për qind në muaj.

Situata me bateritë hidride nikel-metal është edhe më e keqe. Shkalla e tyre e vetë-shkarkimit është 30 për qind më e shpejtë se homologët e tyre nikel-kadmium.

Megjithatë, bateritë litium-jon janë shumë nivel i ulët vetë-shkarkimi. Një bateri që funksionon mirë do të humbasë vetëm 5 për qind të ngarkesës së saj në 24 orët e para pas karikimit dhe 2 për qind të tjera brenda muajit të parë pas kësaj.

Kështu, nuk ka nevojë të lini pajisjen me një bateri litium-jon të lidhur me karikuesin deri në momentin e fundit. Për rezultate më të mira dhe jetëgjatësi të baterisë, hiqeni karikuesin kur shfaqet karikimi i plotë.

Pajisjet e reja të baterive litium-jon nuk kanë nevojë të ngarkohen plotësisht përpara përdorimit të parë (pajisjet e nikelit të kadmiumit dhe hidridit të metalit të nikelit rekomandojnë 8 deri në 24 orë karikim). Bateritë litium-jon janë në kapacitetin e tyre maksimal kur tregojnë ngarkesë 100 përqind. Nuk ka nevojë për karikim të zgjatur.

Jo të gjitha ciklet e shkarkimit ndikojnë në shëndetin e baterisë në të njëjtën mënyrë. Përdorimi i gjatë dhe intensiv gjeneron më shumë nxehtësi, duke e stresuar seriozisht baterinë, ndërsa ciklet më të shkurtra e më të shpeshta të shkarkimit, përkundrazi, zgjasin jetëgjatësinë e baterisë.

Ju mund të mendoni se ciklet e tepërta të ngarkimit/shkarkimit mund të zvogëlojnë seriozisht jetën e një furnizimi me energji elektrike. Kjo ishte e natyrshme vetëm për teknologjitë e vjetëruara, por nuk vlen për bateritë moderne litium-jon.

Specifikimet e baterisë mund të jenë mashtruese sepse Shumë prodhues e konsiderojnë një cikël ngarkimi si kohën që duhet për të arritur ngarkesën 100 për qind. Për shembull, dy ngarkime nga 50 në 100 përqind janë ekuivalente me një cikël ngarkimi të plotë. Në mënyrë të ngjashme, tre cikle prej 33 përqind ose 5 cikle prej 20 përqind janë gjithashtu ekuivalente me një cikël të plotë.

Me pak fjalë, një numër i madh i cikleve të vogla ngarkimi-shkarkimi nuk e zvogëlon vëllimin e përgjithshëm të cikleve. ngarkim i plotë bateri litiumi.

Përsëri, nxehtësia dhe stresi i lartë nga shkarkimet e rënda reduktojnë jetëgjatësinë e baterisë. Kështu, përpiquni të mbani në minimum numrin e shkarkimeve të thella. Mos lejoni që niveli i baterisë të bjerë në vlera afër zeros (kur pajisja fiket vetë). Në vend të kësaj, trajtojeni 15-20 përqind të jetëgjatësisë së baterisë tuaj si një rezervë urgjence - vetëm për raste urgjente. Bëjeni zakon të zëvendësoni baterinë nëse është e mundur ose ta lidhni pajisjen me një burim të jashtëm energjie përpara se bateria të jetë e mbaruar plotësisht.

Siç e dini, shkarkimi i shpejtë dhe karikimi i shpejtë shoqërohen me çlirimin e nxehtësisë së tepërt dhe ndikojnë negativisht në jetëgjatësinë e baterisë.

Nëse e keni përdorur pajisjen intensivisht me ngarkesa të larta, lërini bateritë të ftohen temperatura e dhomës përpara se të lidheni me karikuesin. Bateria nuk do të mund të ngarkohet plotësisht nëse është e ngrohtë.

Gjatë karikimit të pajisjes, monitoroni temperaturën e baterisë - nuk duhet të mbinxehet shumë. Një bateri e nxehtë gjatë karikimit zakonisht tregon se shumë rrymë po rrjedh shpejt.

Mbingarkimi ka shumë të ngjarë me karikues të lirë gjenerikë që përdorin qarqe karikimi i shpejtë ose me karikues pa tela (induktiv).

Një karikues i lirë mund të jetë një transformator i thjeshtë me tela të lidhur me të. "Ngarkesa të heshtura" të tilla thjesht shpërndajnë rrymën dhe praktikisht nuk marrin reagime nga pajisja që ngarkohet. Mbinxehja dhe mbitensioni janë shumë të zakonshme kur përdorni këta karikues, gjë që e shkatërron ngadalë baterinë.

Karikimet "të shpejta" janë krijuar për të ofruar një karikim për një minutë, jo për një orë. Ekzistojnë qasje të ndryshme për teknologjinë e ngarkimit të shpejtë, dhe jo të gjitha janë të pajtueshme me bateritë litium-jon. Nëse karikuesi dhe bateria nuk janë krijuar për të punuar së bashku, karikimi i shpejtë mund të shkaktojë mbitension dhe mbinxehje. Në përgjithësi, është më mirë të mos përdorni karikuesin e një marke për të karikuar pajisjen portative të një marke tjetër.

Ngarkuesit pa tela (induktiv) përdorin një sipërfaqe të veçantë karikimi për të rimbushur baterinë. Në pamje të parë, kjo është shumë e përshtatshme, por fakti është se ngarkesa të tilla gjenerojnë nxehtësi të tepërt edhe në funksionimin normal (Disa soba përdorin fenomenin e induksionit për të ngrohur tenxheret dhe tiganët).

Bateritë e litiumit jo vetëm që vuajnë nga nxehtësia, por edhe harxhojnë energji kur karikohen me valë. Për nga natyra e tij, efikasiteti i një karikuesi induktiv është gjithmonë më i ulët se ai i një karikuesi konvencional. Këtu të gjithë janë të lirë të bëjnë zgjedhjen e tyre, por për Fred, rritja e nxehtësisë dhe efikasiteti më i ulët janë faktorë të mjaftueshëm për të braktisur pajisje të tilla.

Në çdo rast, qasja më e sigurt është përdorimi i karikuesit të furnizuar të rekomanduar nga prodhuesi. Kjo është e vetmja mënyrë e garantuar për të mbajtur temperaturën dhe tensionin brenda kufijve normalë.

Nëse një karikues OEM nuk është i disponueshëm, përdorni një pajisje me rrymë dalëse të ulët për të zvogëluar mundësinë e dëmtimit të baterisë për shkak të furnizimit të shpejtë të fuqisë së lartë.

Një burim energjie me rrymë të ulët është një port USB në një kompjuter tipik. Një port standard USB 2.0 siguron 500 mA (0.5A) për portë, ndërsa USB 3.0 siguron 900 mA (0.9A) për portë. Për krahasim, disa karikues të dedikuar mund të japin 3000-4000 mA (3-4A). Amperazhi i ulët i portave USB në përgjithësi garanton karikim të sigurt me normale regjimi i temperaturës për shumicën e baterive moderne litium-jon.

Këshillë 5: Nëse është e mundur, përdorni një bateri rezervë

Nëse pajisja juaj ju lejon të zëvendësoni shpejt baterinë, të kesh një bateri rezervë është një politikë sigurimi e shkëlqyer. Kjo jo vetëm që dyfishon jetëgjatësinë e baterisë, por gjithashtu eliminon nevojën për të shkarkuar plotësisht baterinë ose për të përdorur një karikim të shpejtë. Kur bateria të arrijë pikën 15-20 për qind, thjesht ndërroni baterinë e varfëruar me një rezervë dhe do të merrni menjëherë një karikim të plotë pa ndonjë problem mbinxehjeje.

Një bateri rezervë ka edhe përfitime të tjera. Për shembull, nëse e gjeni veten në një situatë ku bateria e instaluar është mbinxehur (për shembull, për shkak të përdorimit intensiv të pajisjes ose temperaturës së lartë të ambientit), mund ta ndryshoni baterinë e nxehtë për ta ftohur më shpejt ndërsa ende përdorni pajisjen.

Pasja e dy baterive eliminon nevojën për të përdorur një karikim të shpejtë - mund ta përdorni me siguri pajisjen kur bateria po ngarkohet ngadalë nga një burim i sigurt energjie.

Gabimet fatale të Fredit

Fred sugjeroi se ai mund të ketë dëmtuar baterinë e smartphone gjatë udhëtimit. Ai përdori funksionin GPS të pajisjes për të lundruar në një ditë të pastër me diell. Telefoni inteligjent ishte në diell për një kohë të gjatë në mbajtësen pranë pultit të makinës, ndriçimi i telefonit inteligjent u ndez në maksimum për të dalluar hartën midis të ndritshmeve. rrezet e diellit.

Për më tepër, të gjitha aplikacionet standarde të sfondit - email, mesazher i menjëhershëm, etj. ishin nisur. Pajisja përdori një modul 4G për të shkarkuar këngë muzikore dhe një modul me valë Bluetooth për të transmetuar zërin në njësinë audio të kokës së makinës. Patjetër që telefoni ishte nën stres.

Në mënyrë që telefoni të merrte energji, ai u lidh me një përshtatës 12 V, i blerë sipas kritereve të një çmimi të ulët dhe pranisë së lidhësit të duhur.

Kombinimi i rrezeve të diellit direkte, ngarkesës së lartë të CPU-së, shkëlqimit maksimal të ekranit dhe cilësisë së dyshimtë të përshtatësit çuan në mbinxehje të tepërt të telefonit inteligjent. Fredi kujton me tmerr se sa nxehtë ishte pajisja kur u nxorr nga mbajtësja e saj. Kjo mbinxehje e rëndë ishte katalizatori për vdekjen e baterisë.

Problemi dukej se u përkeqësua gjatë natës, kur Fred e la pajisjen në prizë gjatë gjithë natës duke përdorur një karikues të palës së tretë, pa kontroll kur bateria ishte plotësisht e ngarkuar.

Me smartfonin e tij të ri, Fred do të përdorë vetëm karikuesin e integruar dhe baterinë rezervë. Fredi shpreson për një jetë të gjatë dhe të sigurt si për baterinë ashtu edhe për telefonin, të cilën ai synon ta arrijë me këto këshilla.

Keni gjetur një gabim shkrimi? Zgjidhni dhe shtypni Ctrl + Enter

Në këtë kohë, bateritë li jon dhe bateritë Li-pol (polimer litium) janë të përhapura.

Dallimi midis tyre është në elektrolit. Në versionin e parë, heliumi përdoret si ai, në të dytin, një polimer i ngopur me një zgjidhje që përmban litium. Sot, për shkak të popullaritetit të makinave me motorë elektrikë, çështja e gjetjes së llojit ideal të baterisë li jonike që është optimale për një automjet të tillë është akute.

Ai përbëhet, si bateritë e tjera, nga një anodë (karbon poroz) dhe një katodë (litium), një ndarës që i ndan dhe një përcjellës elektroliti. Procesi i shkarkimit shoqërohet me kalimin e joneve "anodë" në katodë përmes ndarësit dhe elektrolitit. Drejtimi i tyre ndryshon gjatë karikimit (foto më poshtë).

Jonet qarkullojnë në procesin e shkarkimit dhe karikimit të qelizës midis elektrodave të ngarkuara në mënyrë të kundërt.

Bateritë jonike kanë një katodë të bërë nga metale të ndryshme, që është ndryshimi kryesor i tyre. Prodhuesit përdorin për elektroda materiale të ndryshme përmirësojnë performancën e baterisë.

Por, ndodh që përmirësimi i disa karakteristikave të çojë në një përkeqësim të mprehtë tek të tjerët. Për shembull, duke optimizuar kapacitetin e nevojshëm për të rritur kohën e udhëtimit, mund të rrisni fuqinë, sigurinë, të zvogëloni ndikimin negativ në mjedisi. Në të njëjtën kohë, ju mund të zvogëloni rrymën e ngarkesës, të rrisni koston ose madhësinë e baterisë.

Njihuni me parametrat kryesorë tipe te ndryshme Bateritë e litiumit (litium-mangan, litium - kobalt, litium - fosfat dhe nikel-mangan - kobalt) mund të jenë në tabelë:

Rregullat për përdoruesit e transportit elektrik

Kapaciteti i baterive të tilla praktikisht nuk zvogëlohet gjatë ruajtjes afatgjatë. Bateritë Li-jon shkarkohen vetëm me 23% nëse ruhen në një temperaturë prej 60 gradë për 15 vjet. Për shkak të këtyre vetive, ato përdoren gjerësisht në teknologjitë e transportit elektrik.

Bateritë litium-jon janë të përshtatshme për automjetet elektrike, të cilat kanë një sistem të plotë kontrolli të integruar në kasë.

Për këtë arsye, përdoruesit gjatë operimit harrojnë rregullat themelore që mund të zgjasin jetën e tyre të shërbimit:

bateria duhet të ngarkohet plotësisht menjëherë pas blerjes në dyqan, pasi elektrodat ngarkohen me 50% gjatë procesit të prodhimit. Prandaj, kapaciteti i disponueshëm do të ulet, d.m.th. koha e funksionimit nëse nuk ka tarifë fillestare;
bateria nuk duhet të lejohet të shkarkohet plotësisht për të kursyer burimin e saj;
është e nevojshme të ngarkoni baterinë pas çdo nisjeje, edhe nëse ngarkesa ka mbetur ende;
Mos i ngrohni bateritë pasi temperaturat e larta kontribuojnë në procesin e plakjes. Për të përdorur burimin në maksimum, është e nevojshme të kryhet operimi në temperatura optimale, e cila është 20-25 gradë. Prandaj, bateria nuk mund të ruhet pranë një burimi nxehtësie;
në mot të ftohtë, rekomandohet të mbështillni baterinë në një qese plastike me një bllokues vakum për ta ruajtur në 3-4 gradë, d.m.th. në një dhomë të pa ngrohur. Pagesa duhet të jetë së paku 50% e plotë;
pasi bateria të jetë përdorur në temperatura të ulëta, ajo nuk mund të ngarkohet pa e mbajtur për ca kohë në temperaturën e dhomës, d.m.th. duhet të ngrohet;
Ju duhet të karikoni baterinë me karikuesin e dhënë me kompletin.

PU e këtyre baterive ka disa nënspecie - litium - LiFePO4 (hekur - fosfat), duke përdorur një katodë fosfat hekuri. Karakteristikat e tyre na lejojnë të flasim për bateritë si kulmin e teknologjisë së përdorur për prodhimin e baterive.

Përparësitë e tyre kryesore janë:

numri i cikleve ngarkim-shkarkim, i cili arrin në 5000 deri në momentin kur kapaciteti ulet me 20%;
jetë e gjatë shërbimi;
mungon "efekti i kujtesës";
gamë e gjerë temperaturash me performancë të pandryshuar (300-700 gradë Celsius);
qëndrueshmëri kimike dhe termike, të cilat rrisin sigurinë.

Bateritë më të përdorura

Ndër të shumtat, më të zakonshmet janë bateritë li jon 18650 të prodhuara nga pesë kompani: LG, Sony, Panasonic, Samsung, Sanyo, fabrikat e të cilave ndodhen në Japoni, Kinë, Malajzi dhe Korenë e Jugut. Ishte planifikuar që bateritë li ion 18650 të përdoreshin në laptopë. Megjithatë, për shkak të formatit të suksesshëm, ato përdoren në modele të kontrolluara me radio, automjete elektrike, fenerë etj.

Si çdo produkt cilësor, bateritë e tilla kanë shumë falsifikime, prandaj, për të zgjatur jetën e pajisjes, duhet të blini vetëm bateri nga markat e njohura.

Bateri litium-jon të mbrojtura dhe të pambrojtura

Është gjithashtu e rëndësishme për bateritë litium nëse ato janë të mbrojtura apo jo. Gama e funksionimit të të parës është 4.2-2.5V (përdoret në pajisjet e krijuara për të punuar me burime litium-jonesh): dritat LED, pajisjet shtëpiake me fuqi të ulët, etj.

Në veglat elektrike, biçikletat me motorë elektrikë, laptopë, pajisje video dhe foto, përdoren bateri të pambrojtura, të kontrolluara nga kontrollori.

Çfarë duhet të dini për bateritë litium-jon?

Para së gjithash, kufizimet që duhet të respektohen gjatë funksionimit:

Tensioni i rimbushjes (maksimumi) nuk mund të jetë më i lartë se 4.35 V;
vlera minimale e tij nuk mund të jetë më e ulët se 2.3 V;
rryma e shkarkimit nuk duhet të kalojë më shumë se dyfishin e vlerës së kapacitetit. Nëse vlera e kësaj të fundit është 2200 mAh, rryma maksimale është 4400 mA.

Funksionet e kryera nga kontrollori

Pse keni nevojë për një kontrollues të ngarkimit të baterisë li jon? Ai kryen disa funksione:

furnizon një rrymë që kompenson vetë-shkarkimin. Vlera e saj është më e vogël se rryma maksimale e ngarkimit, por më shumë se rryma e vetë-shkarkimit;
zbaton një algoritëm efikas të ciklit të ngarkimit / shkarkimit për një bateri specifike;
kompenson diferencën në rrjedhat e energjisë gjatë ngarkimit dhe sigurimit të energjisë për konsumatorin. Për shembull, kur ngarkoni dhe ndizni një laptop;
mat temperaturën gjatë mbinxehjes ose hipotermisë, duke parandaluar dëmtimin e baterisë.

Një kontrollues i ngarkimit të baterisë li jon është bërë ose në formën e një mikroqarku të integruar në bateri, ose si një pajisje e veçantë.

Për të ngarkuar bateritë, është më mirë të përdorni karikuesin standard për bateritë li jon 18650 të dhëna në komplet. Karikuesi për bateritë litium 18650 zakonisht ka një tregues të nivelit të karikimit. Më shpesh është një LED që tregon kur ngarkimi është në progres dhe përfundimi i tij.

Në pajisjet më të avancuara, mund të gjurmoni kohën e mbetur deri në fund të karikimit, tensionin aktual në ekran. Për një bateri 18650 me një kapacitet 2200 mA, koha e karikimit është 2 orë.

Por, është e rëndësishme të dini se si të ngarkoni një bateri li jon 18650 me çfarë rryme. Duhet të jetë gjysma e kapacitetit nominal, d.m.th., nëse është 2000 mAh, atëherë rryma optimale është 1A. Duke e karikuar baterinë me një rrymë të lartë, degradimi i saj fillon shpejt. Kur përdorni rrymë të ulët, do të duhet më shumë kohë.

Video: Si të ngarkoni një karikues baterie li jon me duart tuaja

Skema e një pajisjeje për karikimin e baterive

Duket kështu:

Qarku dallohet nga besueshmëria dhe përsëritshmëria, dhe pjesët hyrëse janë të lira dhe të disponueshme. Për të rritur jetëgjatësinë e baterisë, kërkohet karikimi kompetent i baterive li jonike: deri në fund të karikimit, voltazhi duhet të ulet.

Pas përfundimit të tij, d.m.th. kur rryma arrin zero, ngarkimi i baterisë li jon duhet të ndalet. Qarku i mësipërm plotëson këto kërkesa: një bateri e shkarkuar e lidhur me karikuesin (VD3 ndizet) përdor një rrymë prej 300 mA.

Procesi në vazhdim tregohet nga ndezja LED VD1. Rryma që zvogëlohet gradualisht në 30 mA tregon që bateria është duke u ngarkuar. Fundi i procesit sinjalizohet nga LED i ndezur VD2.

Qarku përdor një përforcues operacional LM358N (mund ta zëvendësoni me një analog KR1040UD1 ose KR574UD2, i cili ka një rregullim të ndryshëm të kunjave), si dhe një transistor VT1 S8550 9 LED të verdhë, të kuqe dhe jeshile (1.5V).

A mund të ringjallet bateria?

Pas disa vitesh përdorim aktiv, bateritë humbasin në mënyrë katastrofike kapacitetin, duke krijuar probleme kur përdorni pajisjen tuaj të preferuar. A është e mundur dhe si të rivendosni një bateri li jon ndërsa përdoruesi është në kërkim të një zëvendësimi?

Rikuperimi i një baterie li jonike është i mundur përkohësisht në disa mënyra.

Nëse bateria është e fryrë, dmth. ndaloi së mbajturi një ngarkesë, që do të thotë se gazrat janë grumbulluar brenda.

Pastaj veproni si më poshtë:

kutia e baterisë është shkëputur me kujdes nga sensori;
ndarja e sensorit elektronik;
gjeni një kapak me elektronikë kontrolli nën të dhe shpojeni me kujdes me një gjilpërë;
më pas, ata gjejnë një objekt të rëndë të sheshtë, më të madh në sipërfaqe se sipërfaqja e baterisë, e cila do të përdoret si shtypës (mos përdorni ves dhe pajisje të ngjashme);
vendoseni baterinë në një rrafsh horizontal dhe shtypni me një shtypje, duke kujtuar se bateria mund të dëmtohet duke ushtruar forcë të tepërt. Nëse nuk mjafton, rezultati mund të mos arrihet. Ky është momenti më vendimtar;
mbetet të pikojë epoksi në vrimë dhe të bashkohet sensori.

Ka mënyra të tjera për të cilat mund të lexoni në internet.

Ju mund të zgjidhni një karikues në sit http://18650.in.ua/chargers/.

Video: Bateritë Li-jon, këshilla për përdorimin e baterive li-jon