Onko korkea suorituskyky kapasiteetti ja kestää paljon pidempään kuin muut akut, mutta niillä on myös omat erityispiirteensä, jotka tulee ottaa huomioon sekä käytön että latauksen aikana.
Tärkeimmät indikaattorit ja erot alkaliparistoista
IN yleinen hahmotelma, Li-Ion-akkujen pääominaisuudet ovat jänniteindikaattoreiden pysyvyys, korkea kapasiteetti ja suuri energiaresurssi niiden kemiallisen koostumuksen erityispiirteiden vuoksi. Kaikki litiumparistot koostuvat katodista ja anodista, ne on erotettu toisistaan kalvolla ja erottimella. Kalvossa on erityinen orgaaninen kyllästys (kuva alla).
Lisäksi kapasiteetti Li Ioni akut ei riipu kuormitusvirrasta, ja tämä takaa niiden maksimin pitkällä aikavälillä palvelu - paljon pidempi kuin alkaliset, joilla on samat kapasiteettiominaisuudet. Akut ovat erilaisia pitkiä ajanjaksoja varastointi ja käyttö (sis paras tapaus, jopa 12 vuotta), kestävyys korkeille ja matalille lämpötiloille ja mahdollisuus valmistaa niitä eri muodoissa.
Halvempia ja yhtä suosittuja kuluttajien keskuudessa ovat Li-Ion-akkujen "edeltäjät" - tavalliset alkaliparistot, jotka on nimetty (tuotujen mallien merkintöjen perusteella). Niitä käytetään edelleen lasten leluissa, joissakin soitinmalleissa ja kotitalouksien taskulampuissa. Ne kestävät kuitenkin huonommin suurempia kuormia, ja kamerassa tai kannettavassa tietokoneessa alkaliset elementit eivät enää ole tehokkaita, koska ne räjähtävät hyvin nopeasti.
Litiumparistot pystyvät toimimaan jatkuvalla ja suurella kuormituksella: ihmiskunnan rakastamat laitteet ovat moderni näyttämö käytössä lähes jatkuvasti.
Litiumioniakkujen varastoinnista on monia esimerkkejä pitkään aikaan ilman intensiivistä käyttöä, eikä heidän työnsä laatu käyttäjille heikentynyt. Esimerkiksi vanha Li-Ion-akulla varustettu matkapuhelin, joka on ollut laatikossa pari vuotta, saattaa vielä toimia, jos akku on hyvin ladattu. Tietenkin ajan myötä näiden elementtien kapasiteetti laskee huomattavasti. Mutta koska niillä on erittäin voimakas energialähde, ei ole ihme, että niiden ominaisuudet ovat pitkään ylittäneet suositut emäksiset kollegansa.
Litiumakkujen tyypit
Pääelementin (litium) lisäksi nämä akut voivat sisältää muita kemikaaleja.
Litiumionikennon "täyttö" voi sisältää:
- mangaanidioksidi;
- kuparioksidi;
- rikkidioksidi;
- jodi;
- rauta disulfidi;
- polyfluorihiiliyhdisteet;
- tionyylikloridi.
Laajassa käytössä näillä sähkökemiallisilla eroilla ei ole ratkaisevaa merkitystä. Tärkeintä on, että mikä tahansa näistä yhdisteistä voi tarjota optimaalinen suorituskyky elektro kemiallinen lähde ravitsemus.
Myös litiumioniakuissa voi olla erilaisia ulkonäkö, riippuen niiden suunnittelusta ja käyttötarkoituksista. Esimerkiksi 18650-akuilla on tavallinen kotelon muoto metallisten "tölkkien" muodossa. Niitä käytetään laajalti ruuvimeisselissä ja kannettavissa tietokoneissa. On suorakaiteen muotoisia elementtejä, jotka voivat olla täysin tasaisia (ne asennetaan sisään modernit näkymätälypuhelimet ja iPhonet), ja siellä on myös geelipolymeeriakkuja, jotka on valmistettu kiiltävien pussien muodossa kohonnut taso tiivistys (ne voidaan nähdä tableteissa ja iPadeissa).
Minkä tahansa litiumioniakun nimellisjännite sen kemiasta riippumatta on 3,7 volttia.
Hieman litiumia
Litium itsessään on metalli, jolla on erittäin korkea pehmeys ja sitkeys. Tämä teki lopulta mahdolliseksi valmistaa ohuita ja kevyitä elementtejä, jotka ovat niin helppokäyttöisiä ja tehokkaita.
Litiumpohjaisten akkujen valmistus aloitettiin 1900-luvun 70-luvulla. Tiedetään, että tällaisen tuotannon ensimmäiset kokeet olivat usein täynnä vaaraa - monet akut räjähtivät usein ylikuumenemisen tai muiden akkuihin liittyvien tapahtumien vuoksi. väärästä käytöstä. Ajan myötä asiantuntijat ovat oppineet valmistamaan akkuja, joiden ominaisuudet ovat parempia. Tällaisia akkuja tulee kuitenkin käsitellä erittäin huolellisesti.
Siellä on verkko suuri määrä valokuvia ja videoita, joissa jännityksen etsijät vangisivat räjähdyksen hetket matkapuhelimia tai tabletteja. Tällaisten kokeiden toistamista ei tietenkään suositella.
"Turvallinen litium" luotettavan ja tilavat akut saatu yhdistämällä litiumia kiinteisiin orgaanisiin elektrolyytteihin. Lisäksi idea täydellinen kieltäytyminen vesipohjaisesta elektrolyytistä mahdollisti tilavimman ja tehokkaita malleja. Esimerkiksi kaksi 3V litiumparistoa korvaa onnistuneesti neljä tai viisi alkaliparistoa, mikä helpottaa monien kodin laitteiden käyttöä. Tietenkin litiumin korkea kemiallinen reaktiivisuus on edelleen mahdollinen "räjähtävä seos". Varsinkin jos kyseessä on huolimaton asenne tällaisia akkuja kohtaan. Mutta kaiken kaikkiaan tuotteet ovat melko turvallisia ja silti erittäin luotettavia.
Suojalautakunnan rooli
Kunkin elementin sisään rakennetulla akulla on suuri rooli akun ylikuumenemisen ja syttymisen estämisessä. suojalevy. Se estää oikosulkuja, ylipurkauksia ja ylilatauksia, mutta mikä tärkeintä - mahdollista ylikuumenemista. Tietenkin kaikki luotettavien ja luotettavien valmistajien litiumkennot on varustettu sellaisella levyllä, johon kennoliittimet sijaitsevat.
Kuvassa: litiumioniakun suojalevy.
Jokaisessa kortissa on kuusitasoinen lataus-purkausohjain, joka irrottaa aina akun kuormasta, jos se on täysin tyhjä tai päinvastoin, jos sen lataustaso saavuttaa 4,25 volttia.
Parhaat akut
Joskus he kysyvät, mitkä Li Ion -akut ovat nykyaikaisimpia. IN viime aikoina Energizerin Ultimate litiumakkuja mainostetaan laajasti uusimman sukupolven parhaina litiumakkuina. Ne on kehitetty kodinkoneille korkea taso energiankulutus ( tehokkaat taskulamput, kamerat, isot puhuvat lelut lapsille). Mainostajat väittävät, että Ultimate litium ei ole edes akku, vaan "kennoja, joita ei koskaan tarvitse ladata" - koska niiden teho kestää yli 12 vuotta.
- kyky kestää suuria lämpötilan muutoksia;
- työskennellä alhaisissa lämpötiloissa - -40-60 °C;
- kevyin muiden litiumanalogien joukossa;
- suuri kapasiteetti - 3000 A;
- väitetään, että niiden käyttöikä voi olla 15 vuotta.
Kuvassa on Ultimate-litiumparisto.
Oikea lataus
Useimmat oikea tapa, joka maksimoi ja parantaa niiden suorituskykyä, on litiumakkujen kaksivaiheinen lataus. Vain tällä tavalla akku voidaan ladata täyteen ja sen kapasiteettia käyttää täysimääräisesti ilman, että sen potentiaali pienenee pitkällä aikavälillä.
Kuinka ladata litiumakkuja ensimmäisessä vaiheessa? Vain tasavirralla, joka ei saa ylittää 0,2-0,5 C (jossa C on akun kapasiteetti). Viimeisenä keinona voit nopeuttaa prosessia hieman nostamalla virtaa enintään 1,0 C:een. Esimerkiksi jos akun kapasiteetti on 3000 mAh ja alkuvirta 600-1500 milliampeeria, kiihdytetyn virran tulisi olla olla välillä 1,5-3 ampeeria. Tietysti sisään tässä tapauksessa On käytettävä laturia, jossa on jännitteensäätömahdollisuus. Yksinkertaisesti sanottuna yksinkertaisella kielellä, päällä alkuvaiheessa Latauslaite toimii perinteisenä virran stabilisaattorina.
On tärkeää muistaa, että kaikki litiumakut on varustettu suojalevyllä. Siksi U-indikaattori "at tyhjäkäynti"ei saisi ylittää 7 volttia. Korkea jännite voi tuhota levyn.
Latausprosessin aikana sinun on jatkuvasti valvottava jännitettä. Kun se nousee 4,2 volttiin, sinun pitäisi tietää, että akut ovat täyttäneet kapasiteettinsa noin 80 prosenttia. Nyt sinun on siirryttävä toiseen latausvaiheeseen.
Toinen (ja viimeinen) latausvaihe tulisi suorittaa käyttämällä vakio U:ta, mutta alenevaa virtatasoa. Laturi pitää U 4,14-4,24 voltissa ja säätelee virtaa, joka pienenee vähitellen. Kun virta laskee 0,05-0,01 C:een, lataus voidaan katsoa päättyneen. Vielä on lisättävä, että akut "saavat" toisessa vaiheessa puuttuvan prosenttiosuuden kapasiteetistaan, jopa 100%.
Jos hyvä laatu, se on irrotettava virtalähteestä latausprosessin päätyttyä. Litiumkennojen ylilatausta ei voida hyväksyä, koska se voi saada ne menettämään suuremman osan kapasiteetistaan, jota ei enää täytetä. Akut tulee poistaa latauksesta ajoissa äläkä unohda niitä.
Turvatoimet
Kuten jo sanottu, ylikuumenemista ei saa sallia litiumioniakut esimerkiksi jättämällä laitteet mukanaan aurinkoon tai paikkoihin, joissa syttyminen on mahdollista. Älä avaa tällaista akkua itse ja yritä palauttaa niitä. - Niihin ei pitäisi soveltaa elementtien talteenottotekniikkaa. Sinun pitäisi myös osta akkuja vain luotettavilta valmistajilta jotta ei osteta "palaneita" akkuja, joista saattaa puuttua suojalevy.
Oikea käyttö ja lataus varmistavat, että akut toimivat kunnolla eivätkä menetä kapasiteettiaan ajan myötä.
Time-1-yritys myy erilaisia litiumakkuja johtavilta valmistajilta paristot - Ranskalainen yritys SAFT, israelilainen yritys TADIRAN Ja Kiinalainen valmistaja
Litium akut SAFT, TADIRAN, MINAMOTO ovat laajalti käytössä eri teollisuudenaloilla: avaruus- ja ilmailuteollisuudessa, lääketieteessä, sotilas- ja meriteollisuudessa, siviilivoimanlähteessä jne. Luotettavuutensa ja erinomaisen laatunsa ansiosta turvajärjestelmien valmistajat ja asentajat arvostavat litiumakkuja ja -akkuja. monimutkainen valaistus. Kaikenlaisten sähkölaitteiden akkujen myynnin lisäksi yrityksellämme on tuotantolaitokset, joiden avulla voimme valmistaa alkuperäisiä asiakaskohtaisten tarpeiden mukaan olemassa oleviin komponentteihin perustuen. paristot mikä tahansa kokoonpano.
Voit saada ammattitaitoista neuvontaa esimiehiltämme tai tilata tarvittavat paristot puhelimitse tai ICQ:lla (osio "Yhteystiedot").
| Saft |
| |
| Tadiran |
Litiumparistojen luomisen historiasta
Nykyiset lähteet korkeammat energiaominaisuudet ja laajennettu toimintakyky luotiin poistamalla vesipitoiset elektrolyytit. Suurin menestys on saavutettu orgaanisia ja kiinteitä elektrolyyttejä sisältävien litiumkennojen kehittämisessä.Ensimmäinen työ litiumin käytöstä anodimateriaalina nykyisissä lähteissä ilmestyi 1800-luvun alussa, mutta todellista kehitystä he saivat 1960-luvulla. Tutkittiin virtalähteitä kiinteän faasin (MnO2, CuO, I2, CFx, FeS2 ja monet muut) ja nestefaasin katodimateriaalien (SO2 ja SOCl2) kanssa.
Litium solut Tällä hetkellä ne kilpailevat menestyksekkäästi useilla tekniikan aloilla halvempien vesipitoista elektrolyyttiä sisältävien kennojen kanssa. Niitä käytetään kelloissa, kameroissa, laskimissa muistin suojaamiseen integroidut piirit, V mittauslaitteet ja lääketieteelliset laitteet, joissa vaaditaan korkeaa turvallisuutta ja käyttöjännitteen vakautta useiden vuosien ajan.
Suunniteltu ja tehokas nykyiset lähteet, joka pystyy välittämään impulsseja korkea energia jopa 10-12 vuoden varastoinnin jälkeen.
Kohti tiivistystä litiumsolut vaatimukset ovat korkeammat, koska ei vain elektrolyytin vuotamisen mahdollisuus, vaan myös ilman ja vesihöyryn pääsy on suljettava pois, mikä aiheuttaa tulipalon tai elementin räjähdysvaaran. Litiumin korkea reaktiivisuus ja ilman kosteuden vaikutus elektrodien ja elektrolyytin tilaan määräävät myös lisääntyneet vaikeudet elementtien valmistuksessa, tarve suorittaa teknisiä toimia suljetuissa yksiköissä, joissa on argonilmakehä ja "kuivissa" huoneissa.
Litiumkennoja, lieriömäisiä ja levyisiä, valmistetaan perinteisten sähkökemiallisten järjestelmien elementtien mitoissa. Siksi sinun on oltava varovainen, ettet tee virheitä korvaamalla vahingossa elementit, joiden käyttöjännite on 1,5 V, litiumelementeillä, joiden jännite on paljon korkeampi. Monet yritykset pyrkivät usein vähentämään tätä vaaraa ja toimittamaan elementtejä hitsatuilla epästandardeilla johtimilla litteiden terälehtien muodossa, aksiaalisia neulanmuotoisia tappeja juotoselementtien juottamiseksi piiriin jne.
Nykyiset lähteet perustuvat litium/tionyylikloridi (Li/SOСl2) -järjestelmään
Li/SOСl2-järjestelmän elementeillä nestefaasikatodilla on parhaat ominaisominaisuudet litiumprimäärivirtalähteistä (jopa 600 Wh/kg ja 1100 Wh/dm3). NRC-elementit - 3,67 V, käyttöjännite 3,3-3,5 V purkausvirrasta riippuen.Elementit toimivat lämpötila-alueella -60 - +85 °C, jotkut jopa +130 °C. Li/SOСl2-kennojen rakenne on samanlainen kuin Li/SO2-kennojen rakenne, mutta tionyylikloridi on paljon aggressiivisempaa kuin muut elektrolyytit, joten niiden palo- ja räjähdysturvallisuuden varmistaminen vaatii suurta vaivaa sekä kehittäjiltä että teknologioilta.
Analyysi mekanismeista, jotka voivat johtaa Li/SOСl2-kennojen räjähdyksiin, osoittaa, että näiden virtalähteiden toiminnan turvallisuus määräytyy elektrodien kapasitanssien, elektrolyyttipitoisuuden, käytettyjen erottimien ja monien muiden tekijöiden suhteen. Mahdollisesti vaarallisimpia ovat ylipurkaukset suurilla virrantiheyksillä. Räjähdyksiä voivat aiheuttaa syntyvät litiumdendriitit ja hienojakoinen litium, joka vapautuu katodissa ja voi hiilen läsnä ollessa päästä kemialliseen reaktioon elektrolyytin kanssa vapauttaen suuren määrän lämpöä. Anodin rajoittamat elementit ovat varsin stabiileja ylipurkauksen aikana: päinvastaisina ne voivat säilyttää vakaan jännitteen (-1 V tasolla) erittäin pitkään ilman seurauksia. Katodirajoitetut elementit kestävät napaisuuden vaihtoa paljon huonommin. Paineenalennus tapahtuu paljon aikaisemmin: ylipurkauksella jopa useisiin celsiusasteisiin, ja mitä nopeammin, sitä suurempi on virrantiheys.
Alhaisissa lämpötiloissa (noin -50 °C) elementit tuottavat useita kertoja nimelliskapasiteettia pienemmän kapasiteetin. Jos elementit siirretään sitten lämpimään huoneeseen, purkaus jatkuu ja merkittävää kuumenemista voi tapahtua välireaktiotuotteiden hajoamisen vuoksi räjähdyskohtaan asti.
Käyttöturvallisuuden lisäämiseksi elementit voidaan varustaa hätäkaasuventtiileillä, sulakkeilla ja lämpökytkimillä.
Kun suunnittelet akkuja kennoista, on suositeltavaa käyttää ulkoista diodisuojaa jokaiselle niistä, mutta muista, että tämän pitäisi toimia vain purkautuneena. Pitkäaikaisen varastoinnin aikana irrottamattomista diodeista tulevat käänteisvirrat voivat johtaa kennokapasiteetin täydelliseen ehtymiseen.
Li/SOСl2-järjestelmän elementtien säilyvyysaika on jopa 10 vuotta itsepurkautumisen ollessa 1,5-2 % vuodessa 20 °C:ssa. Näiden elementtien pitkäaikaisessa varastoinnissa saattaa esiintyä jännitehäviö, joka sitten hitaasti (usean minuutin aikana) palautetaan käyttöjännitteeseen. Alkujännitehäviön syvyys ja kesto kasvavat alhaisemmissa lämpötiloissa.
Litiumista johtuvat ominaisuudet.
Eri materiaaleista valmistettujen positiivisten elektrodien akkutyypit.
-Rautadisulfidi.
- Mangaanidioksidi.
-Tionyylikloridi.
- Rikkidioksidi.
-Polymonofluorihiili.
Passivointi
Käsittelysäännöt ja varotoimet.LITIUMISTA JOHTAVA OMINAISUUDET
Negatiivisella litiumelektrodilla varustetut paristot ovat saatavilla lieriömäisissä, levy- ja prismakoteloissa.
Litiumakkujen valmistus aloitettiin 70-luvulla useissa maissa. Parhaat tulokset saatiin käyttämällä litiumia yhdessä kiinteiden ja orgaanisten elektrolyyttien kanssa. Vesipitoisen elektrolyytin eliminointi mahdollisti toiminta- ja energiaparametrejen parantamisen.
Litiumharkot sektorimuodossa. klo normaaleissa olosuhteissa litium reagoi ilman hapen ja typen kanssa ja peittyy tummalla kalvolla.
Litium on pehmeä, sitkeä metalli, joka sijaitsee ensimmäisenä elektrodipotentiaalien sarjassa. Sen elektrodipotentiaali on 3,045 volttia. Lisätietoja elektrodipotentiaalista on kuvattu artikkelissa "Elektrodipotentiaalien ero - akkutoiminnan mahdollisuus". Tämä mahdollistaa paristojen luomisen, joiden jännite on noin kolme volttia, mikä yksinkertaistaa monien laitteiden virtalähteen toteuttamista. Yksi litiumparisto voi korvata kaksi alkali- tai suolaparistoa. Litiumakun 3 voltin jännitteellä tavallisen 1,5 voltin sijaan on etujen lisäksi haittoja joidenkin sovellusominaisuuksien muodossa. Litiumakkuja valmistetaan vakiokoteloissa, joten kun ne ilmestyvät, sinun on tarkistettava huolellisesti asennettujen akkujen jännite. Litium on kevyin metalli. Litiumelektrodilla varustetut akut ovat kolmanneksen kevyempiä alkaliparistot. Kemiallisesti litium on erittäin aktiivinen. Nämä litiumin ominaisuudet mahdollistavat kemiallisten virtalähteiden luomisen minimikoot ja massat. Litiumvirtalähteiden tärkein etu on, että ne ovat erittäin korkea tiheys energiaa, mikä takaa suuren latauksen. Tämän ansiosta litiumparistot tarjoavat pisimmän akun käyttöiän muihin akkukemioihin verrattuna. Tämän tyyppisten akkujen etuihin kuuluu myös käyttö äärimmäisissä lämpötiloissa.
Kaikissa elektrolyyteissä olevat litiumelektrodit on peitetty passiivisella kalvolla, jonka paksuus on useita nanometrejä. Kalvolla on litiumioneja johtavan kiinteän elektrolyytin ominaisuuksia. Kalvon muodostuminen estää litiumelektrodin spontaanin reaktion elektrolyytin kanssa, joten litiumkennoissa on alhainen itsepurkautuminen. Maksualennus on 1-2 % vuodessa. Litiumparistojen säilyvyys on 10 vuotta ja joidenkin tyyppien jopa viisitoista vuotta. Eri purkausvirroilla akun kapasiteetti pysyy lähes ennallaan. Akun käytön alussa on suositeltavaa suorittaa passivointi, joka tuhoaa litiumelektrodin kalvon.
Akkujen haittapuolena on käytetystä litiumista johtuva korkea hinta, mutta ajan myötä tämän tyyppisten akkujen kulutus kasvaa, ja litiumin louhinnan ja käsittelyn kasvaessa hinta laskee. Suurin osa litiumista louhitaan kahdeksassa maassa.
Litiumin louhinta.
Litiumvarantojen määrä Venäjällä on noin miljoona tonnia. Yli puolet on keskittynyt Murmanskin alueen pelloille. Litiumin ja sen suolojen tuottajia Venäjällä ovat Novosibirskin kemiallinen rikastetehdas ja Krasnojarskin kemian ja metallurginen tehdas.
Litium voi aiheuttaa palovammoja iholla jatkuvasti olevan kosteuden vuoksi. Voit työskennellä litiumin kanssa vain suojavaatetuksessa ja suojalaseissa. Litiumin korkea aktiivisuus vaikeuttaa akkujen valmistustekniikkaa. Litiumia voidaan säilyttää vain mineraaliöljykerroksen alla. Litiumjätteen tuhoamiseksi se käsitellään etyylialkoholilla.
Lieriömäisissä litiumakuissa käytetään nauhatyyppisiä elektrodeja. Valssatun elektrodirakenteen edut: alhainen vastus ja alhainen lämmitys. Tämän rakenteen avulla voit lisätä akun purkausvirtaa.
Sylinterimäisen litiumakun valssatut elektrodit. Negatiiviseen elektrodiin käytetään litiumfoliota.
Akuissa on korkea aste tiiviys käyttöturvallisuuden lisäämiseksi, suunnittelu sisältää venttiilejä, jotka estävät kriittisen paineen nousun. Tuotanto tapahtuu suljetuissa tilavuuksissa kuivassa inerttien kaasujen ilmakehässä. Nämä akut eivät sisällä haitallisia aineita, joita löytyy muista tyypeistä. Ei elohopeaa, kadmiumia tai lyijyä.
Käytetään tietokoneissa, teollisuusautomaatiossa, lääketieteellisissä laitteissa, erilaisissa kannettavissa ja kannettavissa laitteissa, elektroninen kello ja pelit, mittauslaitteet, kaasunkulutusmittarit, valokuva- ja videolaitteet ja monilla muilla alueilla, joilla paristojen tiivistäminen ja käyttö useiden vuosien ajan ovat kysyttyjä.
PARISTOJEN TYYPIT, JOISSA ON ERI MATERIAALISTA VALMISTETUT POSITIIVSET ELEKTRODIT
RAUTADIsulfidi
Viime vuosina on ollut kasvavaa kiinnostusta litiumakkuihin, joissa on kiinteä positiivinen elektrodi, joka on valmistettu rautadisulfidista FeS2 (pyriitti). Tämäntyyppisten akkujen kemiallisen koostumuksen vuoksi sen jännite on 1,5 volttia, toisin kuin muut litiumvirtalähteet, mikä mahdollistaa sen käytön vanhentuneiden vesipitoisten akkutyyppien sijaan. Purkaessaan negatiivisen elektrodin litium muuttuu litiumsulfidiksi. Sylinterimäinen akku sisältää rullarakenteisia elektrodeja. Positiivista elektrodia valmistettaessa kalvojohtimelle asetetaan murskattu ja grafiitin kanssa sekoitettu luonnollinen rikkikiisu. Kun akkuliuskan elektrodit on asennettu akkukoteloon, ne täytetään elektrolyytillä ja kotelo suljetaan. Akussa on termistori, joka rajoittaa akun läpi kulkevaa virtaa sen lämmetessä. Akun käyttöikä on 15 vuotta tai enemmän. Suorituskyky säilyy, kun lämpötila laskee -40 °C:een.
Energizer L91 rautasulfidiakku ja sen 1 ampeerin purkausvirta 21 °C:n lämpötilassa.
Duracell LF1500 rautasulfidiakku ja sen purkausvirta 1 ampeeri lämpötilassa 21 °C.
Litium-rautadisulfidi-akut on suunniteltu käytettäväksi 0,5 ampeerin purkausvirtatilassa, ja niitä on saatavana lieriömäisissä ja levykoteloissa. Litiumakkujen levyrakenne on kuvattu artikkelissa "Akun suunnittelu".
MANGAANIDIOKSIDI
Yleisin ja tutkituin litiumparisto on tyyppi, jossa on kiinteä positiivinen elektrodi, joka on valmistettu lämpökäsitellystä mangaanidioksidista MnO2. Purkausreaktion seurauksena muodostuu litiumoksidia. Tämän tyyppisen akun nimessä on kirjaimet CR. Jännite on 3 volttia. Akut pysyvät toiminnassa jopa kymmenen vuotta, voivat tuottaa suurta virtaa ja niillä on huomattava kapasiteetti. Tämä tyyppi sisältää 9 V korundiakun, joka koostuu kolmesta elementistä.
Akkukotelo on valmistettu ruostumattomasta teräksestä. Elektrodeja erottava kalvo on valmistettu polypropeenista.
Mangaanidioksidisuunnittelu Kierukkadioksidisuunnittelu
akut spiraalielektrodilla, mangaaniparistot, tiivistys, kannen sulkeminen rullaamalla. laserhitsatut kannet
Kierreelektrodilla varustetut akut on rullattu tai laserhitsattu kansi, kelatyyppisissä akuissa laserhitsattu kansi.
Rullattu akun kansi. Akun kansi on laserhitsattu.
Lämpötila-alue Akut toimivat alueella
käyttölämpötila -20 - 60 °C. lämpötilat -40 - 85 °C.
Suojaamaan ylikuumenemiselta ja oikosulku Rullatun akun rakenne sisältää termistorin, jolla on positiivinen lämpötilaominaisuus. Kuumennettaessa sen vastus kasvaa hieman, mutta kun lämpötila saavuttaa 85 °C, vastus kasvaa jyrkästi, mikä johtaa akun läpi kulkevan virran laskuun minimiarvoon.
Termistorin sijainti akun positiivisen navan suunnittelussa.
Sylinterimäisiä kelatyyppisiä akkuja suositellaan sovelluksiin, joissa virrankulutus on pieni: 5 milliampeeria jatkuvaa ja 20 milliampeeria pulssitila. Nämä voivat olla varamuistilaitteita, kelloja, kalentereita, vesimittareita, kaasumittareita, autoelektroniikkaa. Kierreelektrodilla varustetut akut on suunniteltu jatkuvaan 1,5 ampeerin virrankulutukseen ja pulssitilassa 4 ampeeriin.
Varta CR AA mangaanidioksidiakku kierukkarakenteinen ja purkaus eri vastuskuormilla 21 °C lämpötilassa.
TIONYYLIKLORIDI
Li/SOCl2-akuilla on parhaat ominaisominaisuudet. Tionyylikloridi on kemiallisesti erittäin aktiivinen neste. Kun akku purkautuu, muodostuu litiumkloridia, rikkidioksidia ja rikkiä. Elektrolyytti on tetrakloorialuminaatin liuos tionyylikloridissa. Rikkidioksidi on enimmäkseen liuennut elektrolyyttiin, joten akun paine ei nouse. Litiumelektrodille muodostuneen passiivikalvon pääkomponentti on litiumkloridi. Positiivisen elektrodin materiaali on huokoista hiiltä, joka on kyllästetty tionyylikloridilla, joten tämän tyyppisessä akussa on nestemäinen positiivinen elektrodi. Paristot ovat saatavilla erilaisia tyyppejä liittimet aksiaalisilla, veitsellä, taipuisilla johtimilla. Tämän positiivisen elektrodin ansiosta tionyylikloridi-akuissa on korkein arvo litiumparistojen energiatiheys. Esimerkiksi sylinterimäisen akun painokohtainen energia AA-kelamallissa voi olla 1000 wattituntia litrassa. Akun jännite on alueella 3,3 - 3,6 volttia, säilytys jopa 10 vuotta itsepurkautumisella 1,5...2% vuodessa 20 °C:n lämpötilassa. Kela-akut on suunniteltu toimimaan matalavirtatilassa ja ne on tarkoitettu varavirtaa tallennuslaitteet. Käyttölämpötila -55 - 85 °C, erityistä elektrolyyttiä käytettäessä -50 - 150 °C. Noin –50 °C:n lämpötilassa kapasiteetti laskee useita kertoja alle nimellisarvon.
Negatiivinen elektrodi valmistetaan kerrostamalla litiumia sisäpinta kotelot. Suurin osa akun rungon tilavuudesta on huokoisen katodin varassa. Akut on suunniteltu antamaan virtaa laitteille, joilla on pieni virta pitkään.
Tionyylikloridiakku EEMB ER14250 -kelasuunnittelu ja purkaus eri virroilla 21 °C:n lämpötilassa.
Tionyylikloridiakku Saft LS14500 -kelan suunnittelu ja purkaminen erilaisilla virroilla 21 °C:n lämpötilassa.
Spiraalimuotoisten nauhaelektrodien käyttö mahdollistaa paristojen käytön suurvirtatilassa. Akussa on hätäpaineventtiili ja sulake ylikuormitukselta suojaamiseksi.
Saft LSH 14 tionyylikloridiakku, jossa on sisäinen spiraalirakenne ja vaihtelevat purkausominaisuudet 21 °C:ssa.
Suorituskykyiset akut sisältävät alumiinitrikloridia, joka liuottaa päällä olevan passiivisen litiumkloridikalvon negatiivinen elektrodi, mutta tämä nopeuttaa litiumin korroosiota.
Akuille löytyy käyttöä tallennuslaitteissa, hälyttimissä, valaistuksessa, autoelektroniikassa, porauslaitteissa, geotermisissä mittauksissa, radioviestinnässä ja monissa muissa.
Varastoinnin jälkeen passivointi saattaa olla tarpeen. Jos akku äärimmäisen alhaisissa lämpötiloissa käytön jälkeen menee lämmitettyyn huoneeseen ja purkautuminen jatkuu, lämmitys on mahdollista reaktiotuotteiden hajoamisen vuoksi, mikä voi johtaa räjähdykseen.
RIKKIDIOKSIDI
SO2-pohjaiset akut ovat monipuolisimpia, koska ne sopivat erilaisiin tekniset vaatimukset, hyvä tietämys, kertynyt tuotantokokemus ja korkea koneistus teknisiä prosesseja. Niissä on vakaa jännite melkein purkautumisen loppuun asti. Niillä on suuri ominaiskapasiteetti ja ne voivat toimia laajalla lämpötila-alueella -60 - 70 °C. Jotkut näiden akkumallit voivat toimia jopa –70 °C:n lämpötiloissa. Positiivinen elektrodi on polytetrafluorietyleenin ja asetyleenimustan yhdiste. Akun elektrolyytti on rikkidioksidia lisäaineineen. Purkausreaktion seurauksena muodostuu Li2S2O4:a. Akut valmistetaan erittäin tiiviissä kotelossa. Rikkidioksidin nestemäinen tila varmistetaan kahden ilmakehän paineella akun sisällä. Rakenne sisältää varoventtiilin, joka alentaa painetta lämpötilan noustessa noin 105 °C:een. Akut valmistetaan sylinterimäisessä kotelossa, joka sisältää kela- tai spiraalielektrodeja. Akun jännite vaihtelee välillä 2,5 - 2,8 volttia, säilyvyys voi olla kymmenen vuotta 20 °C:n lämpötilassa tai 1 vuosi 70 °C:n lämpötilassa. Matala sisäinen vastus jopa matalissa lämpötiloissa mahdollistaa tämän tyypin käytön olosuhteissa, jotka estävät muuntyyppisten paristojen käytön: avaruus, valtameri, kylmät alueet. Rikkidioksidiakkuja käytetään laajalti siviili- ja sotilassovelluksissa.
Rikkidioksidiakku EEMB LSS26500 ja purkaus eri virroilla 21 °C:n lämpötilassa.
POLYMONOFLUORIHIILI
Tämän tyyppisen litiumakun tärkein etu on Li/(CF x)n on korkea energiapotentiaali 85 °C ja jopa 125 °C lämpötiloissa. Akkuja käytetään pääasiassa laitteissa, jotka kuumenevat käytön aikana. Kapasiteetti heikkenee tuskin tuntuvasti vuoden varastoinnin jälkeen 21°C:ssa, ja 90°C:n varastointilämpötilassa kapasiteetin menetys on noin 2 % vuodessa. 10 vuotta säilytettynä akut menettävät enintään viidenneksen kapasiteetistaan. Nämä paristot ovat ensimmäisten joukossa teollisuusmarkkinoille, joissa on kiinteä positiivinen elektrodi. Pominaisenergia saavuttaa 600 wattituntia litrassa. Näiden akkujen käyttöjännite vaihtelee välillä 2,5 - 2,8 volttia. Reaktion aikana fluorattu hiili muuttuu tavalliseksi hiileksi ja sähkönjohtavuus kasvaa, mikä parantaa purkausolosuhteita. Käytetään alhaiselle ja kohtalaiselle virrankulutukselle.
Positiivinen elektrodi koostuu polymonofluorihiilestä. Sen tuotanto tapahtuu lämpötiloissa 300 - 600 °C fluoriilmakehässä.
Elektrolyytti on litiumheksafluoroarsenaatin liuos dimetyylisulfoksidissa. Levykoteloon valmistetuissa akuissa litiumfolio on sijoitettu kupariritilään ja polytetrafluorietyleenistä ja asetyleenimustista valmistettu positiivinen elektrodi nikkeliritilän päällä. Akut on suunniteltu kestämään pieni teho, joita on saatavana eri muodoissa, käytetään menestyksekkäästi muistilaitteissa, sydämentahdistimissa ja implantoitavissa defibrillaattoreissa. Korkean lämpötilan levyakkuja käytetään autoelektroniikassa, esteautomaatiossa ja muilla sähkötekniikan aloilla.
Jos aiot toimia alle nollan lämpötiloissa ja kuluttaa keskimääräisiä virtoja, niin tämäntyyppinen akku ei voi hinnaltaan kilpailla halvempien litiumakkujen kanssa, joissa on mangaanidioksidista valmistettu positiivinen elektrodi.
Panasonic BR1220 polymonofluorihiilivety ensisijainen kemiallinen virtalähde ja sen purkaminen eri lämpötiloissa.
DEPASSIVOIMINTA
Litiumparistojen lukuisat edut varjostavat passiivisen kalvon muodostuminen litiumelektrodille. Jos käytät kellon tai television kaukosäätimen virransyöttöön 1,5 voltin litiumparistoja, joiden nimelliskäyttövirta on 0,5 ampeeria, laite ei välttämättä toimi kunnolla erittäin kalliiden virtalähteiden asentamisen jälkeen. Tällaisissa laitteissa sinun on käytettävä litiumakkuja, jotka on suunniteltu toimimaan pienivirtatilassa, mutta 1,5 voltin pienitehoisia litiumakkuja kodinkoneet vaikea löytää. Ratkaisu näyttää olevan depassivoinnin suorittaminen elementtien asennuksen yhteydessä tai joka kerta kun käynnistät laitteen, jos laitetta ei ole käytetty pitkään aikaan. Passivoimiseksi sinun on kohdistettava akut lyhytaikaiseen 10-20 milliampeerin purkausvirran pulssiin. Tämän toimenpiteen pitäisi tuhota tai heikentää litiumelektrodin passiivikalvoa. Jos laitteen tehoosastoon asennetaan erityisesti suunniteltuja akkuja, joiden virta on kymmeniä milliampeeria, passiivinen kalvo tuhoutuu akun käytön alkuvaiheessa. Passivoimisen varmistamiseksi on olemassa litiumakkujen valmistajien suosituksia kondensaattoreita sisältävien piirien muodossa. Kondensaattori on kytketty rinnan akun kanssa. Kun kondensaattori latautuu, akussa esiintyy lyhytaikainen pulssikuormitus. Erilaisten kemiallisten akkujärjestelmien käytön monipuolistamiseksi akkukäyttöiset laitteet voidaan varustaa akkujen kanssa rinnakkain kytketyillä kondensaattoreilla, joiden kapasiteetti on 0,22...0,68 μF. Jos passivointia ei suoriteta, ensimmäisen käyttökerran aikana havaitaan jännitteen lasku. Tämä voidaan havaita, kun asennat uuden litiumakun henkilökohtaisen tietokoneen emolevyyn. Akku alkaa tukea reaaliaikaista kellomuistia 2-3 päivää asennuksen jälkeen. Tämä aika on välttämätön passiivisen kalvon tuhoamiseksi.
KÄSITTELY JA VAROTOIMET
Paristoja ei saa avata, lämmittää tai polttaa. Vältä akun napojen oikosulkua. Älä missään tapauksessa yritä ladata litiumakkua. Laitteeseen, jossa on lokero useille paristoille, voidaan asentaa vain yhden tyypin ja merkkisiä paristoja. Jos havaitset häiriön, vaihda paristot äläkä käytä niitä jatkossa. Tarkista asennuksen yhteydessä napaisuus merkintöjen avulla. Litiumkemiallisten kennojen naparakenne poikkeaa perinteisestä rakenteesta.
Kemialliset virtalähteet (CHS) ovat vakiintuneet yritykseemme jokapäiväistä elämää. Melkein kaikki meistä ovat olleet galvaanisten kennojen kanssa tekemisissä, mutta kaikki eivät olisi voineet lähteä tästä tapaamisesta miellyttävin muistoin. Tapahtui, että akut jostain syystä toimivat odotettua vähemmän, niiden jännite putosi nopeasti tai kuorma yksinkertaisesti kieltäytyi toimimasta normaalisti tietyntyyppisillä kennoilla. Tässä tapauksessa pääsääntöisesti katsoimme elementtien valmistajan syylliseksi ja harvoin myönsimme, että omaa syytämme voisi olla. Ehkä tässä tapauksessa elementti käyttäytyi niin kuin sen pitäisi? Loppujen lopuksi myös erilaiset kuormat vaativat eri lähteistä nykyinen Esimerkiksi kamera, jossa on salama, vaatii lyhytaikaisen, mutta melko suuren virran, ja digitaalinen audiosoitin päinvastoin vaatii pitkän aikavälin pienen virran.
Jos kotikäytössä kuluttaja kiinnittää harvoin huomiota käytettyjen kemiallisten virtalähteiden välisiin eroihin - hänelle ne ovat vain paristoja ja akkuja, niin teollisuuslaitteissa käytettäväksi tarvitaan täydelliset tiedot olemassa olevista lähteistä ja niiden eroista keskenään. Tämä on tarpeen välttämiseksi mahdollisia virheitä liittyvät virtalähteiden virheelliseen käyttöön tietyssä sovelluksessa.
Kemiallinen virtalähde on laite, joka muuttaa suoraan anodin ja katodin välillä tapahtuvan kemiallisen reaktion energian sähköenergiaa. Kaikki kemialliset lähteet kykynsä mukaan uudelleenkäyttö on jaettu kahteen suureen ryhmään: ensiövirtalähteet ja toisiovirtalähteet. Ensisijaiset virtalähteet (elementit) tarjoavat vain purkauksen, eikä niitä voi ladata - niitä käytetään kerran. Toisiovirtalähteitä (akkuja) voidaan ladata ja käyttää toistuvasti syklisessä lataus-purkaustilassa.
Maailmassa tuotetaan useita päätyyppejä kemiallisia virtalähteitä (suola, alkali, litium jne.) ja melko suuri määrä niiden lajikkeita, jotka eroavat sähkökemiallisen järjestelmän tyypistä, sähkökapasiteetista, sallittuja virtoja purkaus ja itsepurkaus sekä muut parametrit. Jotkin ensiövirtalähteiden päätyyppien parametrit on esitetty taulukossa 1 (likimääräinen sähkökapasiteetti on ilmoitettu jatkuvalle 10 mA:n virranpurkaukselle).
Taulukko 1. Ensisijaisen HIT:n parametrit
| HIT-tyypit | Työskentely jännite, V |
Sähköinen kapasiteetti, mAh |
Alue käyttölämpötila, °C |
Itsepurkaus, % vuodessa |
|---|---|---|---|---|
| Suola (kotelotyyppi AA) | 1,5 | 1000…1100 | -20…60 | >10 |
| Alkalinen (kotelotyyppi AA) | 1,5 | 2400…2500 | -30…60 | 5…8 |
| Litiumtionyylikloridi (kotelotyyppi AA) | 3,3…3,6 | 2000…2100 | -55…85 (150) | <1 |
| Litiummangaanidioksidi (kotelotyyppi AA) | 3 | 1500…1600 | -20 (-40)…70 (85) | 2…2,5 |
| Litium rikkidioksidi (kotelotyyppi AA) | 2,6…2,9 | 800…900 | -55…70 | 1…2 |
Viime aikoihin asti suolavirtalähteet, joiden kustannukset ovat alhaisimmat, olivat yleisimpiä, mutta monien luontaisten haittojen vuoksi niitä korvataan nyt tasaisesti emäksisillä (alkalisilla) ja litiumlähteillä.
Tietty perusparametrien yhdistelmä määrittää nykyisten lähteiden tarkoituksen. Joissakin tehtävissä, joissa päätekijänä on alhainen virransyötön hinta, voidaan käyttää edullisia alkali- tai jopa suolavirtalähteitä. Kuitenkin sovelluksissa, jotka vaativat suurempia energialähteitä, joilla on pieni itsepurkautumisvirta ja/tai pitkä käyttöikä, tulee valita toinen tyyppi. Lupaavin tyyppi, ottaen huomioon määritetyt parametrit, on tällä hetkellä litiumlähteet.
Litiumvirtalähteitä valmistetaan eri muototekijöinä ("tabletti", sylinterimäinen, prismaattinen (kuva 1)) kennojen ja akkujen muodossa, jotka puolestaan eroavat sähkökemiallisen järjestelmän tyypistä ja joistakin perusparametreista:
Ensisijaiset virtalähteet
(elementit)
- litiumtionyylikloridi (Li/SOCl2);
- litiummangaanidioksidi (Li/Mn02);
- litiumrikkidioksidi (Li/S02);
Toissijaiset virtalähteet
(paristot)
- litiumpolymeeri (Li/Polymer)
- litiumrautafosfaatti (Li/FePO 4);
- litium-ioni (Li/Ion).
Riisi. 1.
Kaikille näille lähteille on yhteistä se, että niiden anodi on valmistettu litiummetallista. Kemiallisilta ominaisuuksiltaan litiummetalli on yksi aktiivisimmista alkuaineista ja lisäksi sillä on korkein negatiivinen potentiaali verrattuna kaikkiin metalleihin. Käyttämällä tätä materiaalia anodina oli mahdollista saavuttaa, että litiumkennoilla on korkein nimellisjännite minimaalisilla mitoilla ja niille on ominaista korkein ominaisenergiatiheys muihin lähteisiin verrattuna. Yleistä on myös se, että tämän tyyppiset elementit, joilla on suurin ominaisenergiatiheys, on suunniteltu pääasiassa toimimaan kuormilla, jotka vaativat pientä tai keskimääräistä purkausvirtaa. On mahdollista, että tästä syystä ja myös kustannusten vuoksi he eivät ole vielä kyenneet täysin syrjäyttämään alkalisoluja markkinoilta, jotka mahdollistavat lisääntyneen purkausvirran. Mutta litiumkennojen kehitys jatkuu ja tämäntyyppisten tuotteiden valmistajat, esimerkiksi sellaiset tunnetut yritykset kuin EEMB, EVE Energy, Ne tuottavat elementtejä, joilla on suuret purkausvirrat sadasta milliampeerista useisiin ampeereihin.
Litium-alkuaineiden ryhmässä litium-mangaanidioksidin (Li/MnO 2) ja litium-rikkidioksidin (Li/SO 2) alkuaineiden valmistus on vakiintunutta, joten ne ovat yleisimpiä ja edullisimpia. Näiden tuotteiden joukossa on tuotteita, jotka mahdollistavat suuremman purkausvirran. Nämä ovat elementtejä, jotka on valmistettu niin sanotulla spiraalitekniikalla. Tällä tekniikalla anodi on valmistettu spiraalin muodossa, mikä saavuttaa anodin ja katodin välisen vuorovaikutuksen maksimaalisen pinta-alan ja tuote pystyy lisäämään virtaa. Litium-mangaanidioksidikennoille on ominaista alhainen itsepurkautumisvirta, korkea luotettavuus ja yli 10 vuoden säilyvyys. Ns. pellettityyppiset kennot valmistetaan pääasiassa näistä kahdesta sähkökemiallisesta järjestelmästä.
Jotkut suosituimmista lion lueteltu taulukossa 2.
Taulukko 2. Litiummangaanidioksidisolut
| Nimi | Tyyppi asuminen |
Käyttöjännite, V | Nim. kapasiteetti, mAh | Nykyinen purkaus, mA |
Purkausvirta max., mA |
Mitat, mm | Lämpötila-alue, °C | Valmistaja | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| nopeasti. | imp. | halkaisija | korkeus | |||||||
| Sylinterimäinen suurennetulla purkausvirralla | ||||||||||
| CR14250SC | 1/2AA | 3,0 | 650 | 20 | 800 | 1500 | 14,0 | 25,0 | -40…60 | EEMB |
| CR14250 | 3,0 | 650 | 10 | 500 | 1500 | 14,5 | 25,0 | -40…85 | EEVA | |
| CR14505SC | AA | 3,0 | 1500 | 20 | 2000 | 2500 | 14,5 | 50,5 | -40…60 | EEMB |
| CR1405 | 3,0 | 1600 | 10 | 1500 | 3000 | 14,5 | 50,5 | -40…85 | EEVA | |
| CR17505SL | A | 3,0 | 2500 | 10 | 1500 | 3500 | 17,0 | 50,5 | -40…85 | EEMB |
| CR17505 | 3,0 | 2400 | 10 | 1500 | 3000 | 17,0 | 50,5 | -40…85 | EEVA | |
| CR26500SL | KANSSA | 3,0 | 5000 | 10 | 2000 | 3000 | 26,0 | 50,0 | -40…85 | EEMB |
| CR26500 | 3,0 | 5000 | 10 | 2000 | 3000 | 26,0 | 50,0 | -40…85 | EEVA | |
| CR34615SL | D | 3,0 | 10000 | 10 | 2000 | 3000 | 34,0 | 61,5 | -40…85 | EEMB |
| CR34615 | 3,0 | 10000 | 10 | 2000 | 3000 | 34,0 | 61,5 | -40…85 | EEVA | |
| Tabletin tyyppi | ||||||||||
| CR1620 | 3,0 | 70 | 0,2 | 2 | 10 | 16 | 2,0 | -20…70 | EEMB | |
| CR1620 | 3,0 | 70 | 0,1 | 3 | 8 | 16 | 2,0 | -20…70 | EEVA | |
| CR2025 | 3,0 | 150 | 0,4 | 3 | 15 | 20 | 2,5 | -20…70 | EEMB | |
| CR2025 | 3,0 | 160 | 0,2 | 3 | 15 | 20 | 2,5 | -20…70 | EEVA | |
| CR2032 | 3,0 | 210 | 0,4 | 3 | 15 | 20 | 3,2 | -20…70 | EEMB | |
| CR2032 | 3,0 | 225 | 0,2 | 3 | 15 | 20 | 3,2 | -20…70 | EEVA | |
| Sylinterimäinen suuri kapasiteetti | ||||||||||
| CR14505BL | A.A. | 3,0 | 1800 | 0,5 | 10 | 100 | 14,5 | 50,5 | -40…85 | EEMB |
| CR17335BL | 2/3A | 3,0 | 1800 | 1,0 | 10 | 100 | 17,0 | 33,5 | -40…85 | EEMB |
Tässä ja edelleen tekstissä taulukoissa esitetty nimikkeistö on annettu rajoitetusti. Jos haluat lisätietoja kaikista valmistetuista tuotteista, ota yhteyttä suoraan valmistajan verkkosivustoon tai COMPELiin.
Litium-rikkidioksidin sähkökemiallisen järjestelmän elementeillä on melko korkea tehotiheys ja ne toimivat lämpötila-alueella 55...70°C; Purkausjännite on 2,6…2,9 V (riippuen virrantiheydestä). Jännitteellä on erittäin hyvä purkausstabiilisuus verrattuna litiummangaanidioksidikennoon, kunnes kenno on täysin purkautunut. Sitten jännite laskee jyrkästi (kuva 2).
Riisi. 2.
Tämän tyyppisten elementtien haittoja ovat lisääntynyt sisäinen paine ja voimakkaan kuumenemisen vaara oikosulun aikana. Tässä tapauksessa mahdollisesti syntyvien ei-toivottujen seurausten estämiseksi elementin runkoon on asennettu erityinen sulake, joka poistaa ylipainetta kuumennettaessa.
Useita litiumkennotyyppejä litium-rikkidioksidijärjestelmässä käsitellään taulukossa 3.
Taulukko 3. Litium rikkidioksidikennot
| Nimi | Tyyppi asuminen |
Käyttöjännite, V | Nimelliskapasiteetti, mAh | Nykyinen purkaus, mA |
Purkausvirta max., mA |
Mitat, mm | Lämpötila-alue, °C | Valmistaja | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| nopeasti. | imp. | halkaisija | korkeus | |||||||
| LSS14505 | AA | 2,9 | 1100 | 3 | 100 | 200 | 14,5 | 50,5 | -54…71 | EEMB |
| LSS26500 | C | 2,9 | 3500 | 30 | 1000 | 2000 | 26,5 | 50 | -54…71 | EEMB |
| LSS34615 | D | 2,9 | 8000 | 50 | 2000 | 5000 | 34 | 61,5 | -54…71 | EEMB |
Kaikilla litiumkennoilla on useita erittäin tärkeitä etuja verrattuna muuntyyppisiin kennoihin (taulukko 1). Tärkein niistä on aiemmin mainittu korkea ominaisenergiatiheys. Ominaisenergiatiheys on elementin energian suhde sen massaan tai tilavuuteen, ilmaistuna wattitunteina massa- tai tilavuusyksikköä kohti (Wh/kg tai Wh/dm3). Virtalähteet, joilla on korkeampi ominaisenergiatiheys ja samankokoiset muun tyyppisten lähteiden kanssa, mahdollistavat tehon syöttämisen kuormaan pidempään. Kuten taulukosta 1 ja kuviosta 2 voidaan nähdä, litium-tionyylikloridi-alkuaineilla (Li/SOCl2) on suurin ominaisenergiatiheys. Lisäksi tämän tyyppisillä elementeillä on laaja käyttölämpötila-alue -55...85°C, mikä mahdollistaa niiden käytön ankarissa olosuhteissa, ja niillä on erittäin hyvä jännitteen stabiilisuus purkauksen aikana (kuva 2). Erikseen on tarpeen korostaa elementtien läsnäoloa, joiden käyttölämpötila-alue on laajennettu ylemmällä arvoalueella -20...125/150°C, sekä elementtejä, jotka mahdollistavat suuremman purkausvirran (taulukko 4).
Taulukko 4. Litiumtionyylikloridisolut
| Nimi | Tyyppi asuminen |
Käyttöjännite, V | Nimelliskapasiteetti, mAh | Nykyinen purkaus, mA |
Purkausvirta max., mA |
Mitat, mm | Lämpötila-alue, °C | Valmistaja | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| nopeasti. | imp. | halkaisija | korkeus | |||||||
| Suurikapasiteettinen sylinterimäinen | ||||||||||
| ER10450 | AAA | 3,6 | 700 | 1 | 5 | 30 | 10,2 | 46,2 | -55…85 | EEMB |
| ER14250 | 1/2AA | 3,6 | 1200 | 0,5 | 40 | 80 | 14,5 | 25,2 | -55…85 | EEMB |
| ER14250 | 3,6 | 1200 | 0,5 | 15 | 50 | 14,5 | 25,4 | -55°…85 | EEVA | |
| ER14505 | AA | 3,6 | 2400 | 2 | 100 | 200 | 14,5 | 50,5 | -55…85 | EEMB |
| ER14505 | 3,6 | 2700 | 1 | 40 | 150 | 14,5 | 50,5 | -55…85 | EEVA | |
| ER26500 | KANSSA | 3,6 | 9000 | 2 | 230 | 400 | 26,0 | 50,0 | -55…85 | EEMB |
| ER26500 | 3,6 | 8500 | 4 | 150 | 300 | 26,0 | 50,0 | -55…85 | EEVA | |
| ER341245 | DD | 3,6 | 36000 | 2 | 450 | 1000 | 34,0 | 124,5 | -55…85 | EEMB |
| ER341245 | 3,6 | 35000 | 10 | 420 | 500 | 33,1 | 124,5 | -55…85 | EEVA | |
| Sylinterimäinen suurennetulla purkausvirralla | ||||||||||
| ER14505M | A.A. | 3,6 | 1800 | 10 | 500 | 1000 | 14,5 | 50,5 | -55…85 | EEMB |
| ER14505M | 3,6 | 2000 | 4 | 400 | 1000 | 14,7 | 50,7 | -40…85 | EEVA | |
| ER26500M | C | 3,6 | 6500 | 10 | 1000 | 2000 | 26,2 | 50 | -55…85 | EEMB |
| ER26500M | 3,6 | 6000 | 10 | 1000 | 2000 | 26,2 | 50 | -40…85 | EEVA | |
| ER34615M | D | 3,6 | 14000 | 10 | 2000 | 3000 | 34 | 60,5 | -55…85 | EEMB |
| ER34615M | 3,6 | 13000 | 15 | 2000 | 4000 | 33,1 | 61,5 | -40…85 | EEVA | |
| Laajennettu lämpötila-alue sylinterimäinen | ||||||||||
| ER14505S | A.A. | 3,6 | 1600 | 100 | 100 | — | 14,5 | 50,5 | -20…125 | EEMB |
| ER14505S | 3,6 | 1600 | nd | nd | — | 14,7 | 50,5 | -40…150 | EEVA | |
| ER26500S | C | 3,6 | 4800 | 35 | 100 | — | 26,2 | 50 | -20…150 | EEMB |
| ER26500S | 3,6 | 6000 | nd | nd | — | 26,9 | 50 | -40…150 | EEVA | |
| ER34615S | D | 3,6 | 10500 | 35 | 200 | — | 34 | 60,5 | -20…150 | EEMB |
| ER34615S | 3.6 | 13000 | nd | nd | — | 33,9 | 61,5 | -40…150 | EEVA | |
Litiumkennoryhmän seuraava tärkeä etu on erittäin alhainen itsepurkautumisvirta (kapasiteetin menetys 1...2,5 % vuodessa). Näin pienestä kapasiteettihäviöstä johtuen kyseisiä elementtityyppejä voidaan varastoida normaaleissa olosuhteissa yli 10 vuotta, kun taas kapasiteetti pienenee vain 10 %. Pienin itsepurkautumisvirta, kuten taulukosta 1 voidaan nähdä, on litiumtionyylikloridikennoilla.
Litium-tionyylikloridikennojen pitkä säilyvyys ja alhainen itsepurkautumisvirta ovat tietysti kiistaton etu. Tämän ominaisuuden tarjoaa ohut eristävä litiumkloridikalvo, joka ilmestyy litiumelektrodin pinnalle. Kalvo muodostuu kemiallisen reaktion seurauksena, joka tapahtuu elementin kokoonpanon aikana. Tuloksena oleva kalvo pysäyttää kemiallisen reaktion ja vähentää jyrkästi itsepurkautumisvirtaa, minkä seurauksena meillä on elementti, jolla on pitkä säilyvyysaika käytännössä ilman parametrien heikkenemistä. Mutta tällä prosessilla on myös negatiivinen puoli. Jos elementtiin kytketään riittävän suurta virtaa kuluttava kuorma, akun (kuorman) jännite on aluksi noin 2,3...2,7 V, vaikka tyhjäkäynnillä jännite on normaali 3,3...3,6 V. Tämä johtuu siitä, että tuloksena olevaa eristävää kalvoa ei voida tuhota välittömästi ja se estää virran kulkemisen (sillä on melko korkea vastus). Kun elementtiä varastoidaan, eristyskalvon paksuus kasvaa. Tätä prosessia kutsutaan litiumsolujen passivoimiseksi. Kaikkien valmistajien litiumkennot ovat poikkeuksetta passivoivia.
Elementin passivointiaste riippuu sen säilytysajasta ja -olosuhteista sekä toimintatavasta. Mitä pidempi säilytysaika ja korkeampi lämpötila, sitä paksumpi kalvo. Passivoivan vaikutuksen merkittävät negatiiviset ilmenemismuodot alkavat 5...6 kuukauden varastoinnin jälkeen normaaleissa olosuhteissa tai elementin pitkäaikaisen käytön jälkeen mikrovirtatilassa (muutama mikroampeeri tai vähemmän).
Tosielämässä on usein laitteita, jotka toimivat suurimman osan ajasta valmiustilassa (esimerkiksi jotkut anturit). Laitteet kuluttavat useiden mikroampeerien tai kymmenien mikroampeerien virtaa pitkän aikaa, ja tietyn tapahtuman jälkeen niiden on vaihdettava keski- tai korkean virrankulutustilaan. Tässä tapauksessa, jos laitteeseen asennetaan akku pitkäaikaisen varastoinnin jälkeen tai mikrokulutustila kesti erittäin pitkään, siirtymistä korkean virrankulutuksen tilaan ei välttämättä tapahdu. Elementti tuottaa matalan jännitteen.
Alennettu jännite vaikuttaa vähemmän laitteisiin, joissa virrankulutus on pieni. Kun tällainen kuorma on kytketty, elementin jännite laskee hieman ja laite toimii, mutta passivointiprosessi jatkuu, ja jossain vaiheessa laite voi sammua tai sen toiminta muuttuu epävakaaksi. Energiaintensiivisiä litiumvirtalähteitä ei pidä käyttää tällaisissa laitteissa.
Kun kytket muutaman milliampeerin kuluttavan kuorman (keskimääräinen kuormitus), jännite laskee ja palautuu jonkin ajan kuluttua normaaliarvoonsa. Tämä selittyy sillä, että kun määritetty virta kuluu, olemassa oleva kalvo romahtaa ajan myötä ja jatkuvasti virtaava tai melko lyhyin aikavälein virtaava virta estää sen muodostumisen.
Alhainen jännite elementissä, joka kuluttaa suurta virtaa (kymmeniä milliampeeria), kun kuorma on kytketty, voi häiritä sen toimintaa tai se ei yksinkertaisesti käynnisty. Elementin vaihtaminen uuteen (vain ostettu ja käyttämätön) ei korjaa tilannetta, mutta kuorman tarkistaminen osoittaa, että kaikki on kunnossa sen piirissä. Syntyy seuraava tilanne: uusi akku asennettiin - ja laite lakkasi toimimasta!
Samanlainen tapaus tapahtui tämän artikkelin kirjoittajan käytännössä. Työskennellessäni yhdessä yrityksessä minun piti valmistaa tietty tuote sarjatuotantoa varten. Tuote koostui useista erillisistä laitteista. Yhdellä laitteista oli erikoisuus - sen toimintatila oli pulssi, melko suurella virrankulutuksella (kaukosäädin). Kehittäjä sisällytti litiumkennoja tuotteeseen virtalähteenä. Tuolloin tällaiset elementit eivät olleet erityisen yleisiä, eivätkä niiden "ominaisuudet" olleet laajalti tunnettuja, ja hankintaosasto osti erän perusparametreiltaan (jännite ja kapasitanssi) vastaavia elementtejä. Nämä elementit laitettiin laitteeseen ja kävi ilmi, että kaikkien jo testattujen ja konfiguroitujen laitteiden kommunikaatioetäisyys pieneni jyrkästi. Elementtien katsottiin säilyneen pitkään ja menettäneen osan kapasiteetistaan (niitä oli itse asiassa säilytetty melko pitkään). Toinen erä elementtejä ("tuoreempaa") ostettiin, mutta tilanne ei parantunut dramaattisesti. Kun aloimme tutkia sitä, kävi ilmi, että näillä elementeillä on passivoiva vaikutus. Myöhemmin he pystyivät poistamaan ongelman muuttamalla piiriä (kytkemällä useita elektrolyyttikondensaattoreita rinnan akun kanssa). Laitteen ensimmäinen käynnistys alkoi tapahtua johtuen osasta kondensaattoreihin kertyneestä energiasta, ja samalla virtapulssit depasivoivat elementin.
Litium-tionyylikloridikennot on depasivoitava ennen käyttöä, eli litiumkloridin eristävä kalvo on tuhottava virtapulssilla. Kuvassa 3 on kaavio, joka selittää litiumtionyylikloridin primäärivirtalähteiden passivoitumisen.
Riisi. 3.
Kaaviossa on neljä aluetta:
- I-alue näyttää elementin jännitteen kuormituksen puuttuessa (tyhjäkäynti; 3,6 V);
- Alue II havainnollistaa, että kun kuorma kytketään hetkellä t0, tapahtuu virtapulssi, joka johtaa elementin jännitteen voimakkaaseen laskuun tasolle 2,4 V;
- III-alue: pääosa eristekalvoalueesta tuhoutuu ja elementin jännite nousee 3 V:iin. Kun jännite saavuttaa 3,0 V kytketyllä kuormalla, passivointi katsotaan suoritetuksi;
- IV-alue: kalvoalueen jäljellä oleva osa tuhoutuu edelleen ja jännite nousee vähitellen nimellisarvoon.
Aktivoimiseksi älä missään tapauksessa saa oikosulkea akun napoja. Tämä menetelmä johtaa elementin epäonnistumiseen. Virralle ja passivointiajalle on valmistajan suosittelemat suurimmat sallitut arvot. Taulukossa 5 on esitetty joidenkin EEMB-elementtien passivointitilat.
Taulukko 5. Litiumtionyylikloridi-EEMB-kennojen passivointiparametrit
Litiumtionyylikloridikennojen passivointivirran maksimiarvo voidaan määrittää säännöllä:
Max. impulssivirta > max. passivointivirta< 2 х макс. рабочий ток
Litiumtionyylikloridikennojen pitkäaikaisessa varastoinnissa litiumkloridikalvon muodostuminen voidaan estää lataamalla kennoa säännöllisesti lyhytaikaisesti virralla, joka on vähintään 1,25 % nimelliskapasiteetista kolmen sekunnin ajan kerran vuorokaudessa.
On huomattava, että lähes kaikki litiumvirtalähteet ovat passivointiprosessin alaisia, mutta litium-tionyylikloridissa se on voimakkain, ja näillä lähteillä on ylivoimaisen ominaisenergiatiheytensä vuoksi suuri kysyntä markkinoilla.
Paristoja ja akkuja, kuten EEMB:ltä, on saatavana eri liittimillä erilaisia vaihtoehtoja kiinnitys painetulle piirilevylle. Jokaisella johtopäätösversiolla on omansa kirjainmerkinnät— lisämerkit nimen lopussa. Jotkut suosituimmista niistä on esitetty kuvissa 4 ja 5. Kuvassa 4 on esitetty nappiparistojen päätevaihtoehdot ja kuvassa 5 sylinterimäinen tyyppi. Jos nimi ei sisällä pin-koodia, tämä tarkoittaa, että paristot on tarkoitettu asennettaviksi tavallisiin paristotelineisiin (vakioelementti).
Riisi. 4.
Riisi. 5.
Hyveistä puheen ollen litiumlähteet nykyinen, on sanottava niiden puutteista. Litiumkennojen haittoja ovat edelleen suhteellisen korkeat kustannukset muihin kennoihin verrattuna, mikä johtuu korkealla hinnalla litium ja erityisiä vaatimuksia tuotantoon (inertin ilmakehän tarve, ei-vesipitoisten liuottimien puhdistus) sekä passivointi. On myös otettava huomioon, että jotkin litiumkennot ovat avattaessa räjähtäviä. Tämän ei kuitenkaan pitäisi estää tämän tyyppisen virtalähteen käyttöä. Sinun tarvitsee vain muistaa niiden käytön erityispiirteet.
Teknisten tietojen hankkiminen, näytteiden tilaaminen, toimitus - sähköposti:
GS05E-USB - MEAN WELL -virtalähde USB-laitteille
Nykyään on vaikea kuvitella jokapäiväistä elämäämme ilman USB-portilla varustettuja puettavia laitteita: matkapuhelimia, e-kirjoja, tabletit jne. Samanlaisia laitteita Ne saavat virtansa kemiallisesta virtalähteestä, yleensä akusta, ja vastaavasti vaativat säännöllisen uudelleenlatauksen. Jos lähellä on aina jokin laite, joka on kytketty 220 V/50 Hz verkkoon USB-portti(kannettava tietokone, pöytätietokone tai muu laite), silloin puettavan laitteen lataamisessa ei ole ongelmia. Mutta miksi liittää verkkoon nimenomaan melko tehokas laite, joka kuluttaa reilusti sähköä omaan virtalähteeseensä, jos erikoistaloudellisella virtalähteellä pärjää?
Toisaalta usein on tilanne, kun puettava laite purkautuu kaikkein sopimattomimmalla hetkellä, eikä verkkoon ole kytketty muuta USB-laitetta, josta "kuollutta" akkua voisi ladata. Tällaisten ei-toivottujen tilanteiden välttämiseksi yritys TARKOITTAA HYVIN kehitti erityisen virtalähteen GS05E-USB laitteille, joissa on USB-portti tai laitteille, jotka saavat virran USB-portista. Tämä lähde lähtö tuottaa 1 A virran jännitteellä 5 V; vastaa luokkaa II vaurioilta suojaamiseksi sähköisku(kaksoiseristys) ja sille on ominaista erittäin alhainen virrankulutus ilman kuormitusta (alle 0,3 W).
Laitteessa on kompakti koko ja kevyt, joten voit kuljettaa sitä mukanasi ja aina (jos 220 V/50 Hz on käytettävissä) kytkeä purkautuneen USB-laitteen käyttääksesi sitä.
Pääparametrit:
- Tulojännitealue 90…264V
- Lähtöjännite 5V
- Lähtövirta 1A
- USB-lähtö
- Koko 42x30x20mm
Tietoja EVE Energystä
Päävirtalähde on nykyään litiumakut. Jotta ne kestäisivät pitkään, kannattaa ottaa huomioon niiden ominaisuudet ja käyttää niitä asianmukaisissa varusteissa. Valintaa varten oikea koko ja kapasiteettia, kannattaa harkita laitteen ominaisuuksia.
Sisällys
Mitä ovat litiumparistot?
Kotelo sisältää useita yhdistettyjä elementtejä. Kaksi kosketinta tuodaan ulos, jotta ne muodostavat yhteyden kuluttavaan laitteeseen. Elementti DC varmistaa useiden laitteiden toiminnan.
Tuotemerkki on merkitty akun runkoon, ja sen tyypin merkintä on "ALKALINE", "LITHIUM". Siihen on kirjoitettu myös tekniset komponentit: jännite, kapasitanssi.
Kansainvälisen sähkökomission sääntöjen mukaan litiumakut on merkitty latinalaisilla kirjaimilla CR. Sitten ilmoitetaan kapasiteetti.
Mitä eroa on litiumparistoilla ja suola- tai alkaliparistoilla?
- Suolat ovat heikoimpia. Ne sopivat laitteisiin, jotka eivät vaadi suurta latausta tai pitkäaikaista kuormitusta. Niitä käytetään esimerkiksi ohjauspaneelissa, ajastimessa, laskimessa. Suolaastioiden säilyvyys on 1-3 vuotta.
- Alkalisilla on paljon pidempi säilyvyys - 3-5 vuotta. Ne voidaan luokitella keskimääräisiksi turvallisuustekijöiksi. Ihmiset kutsuvat niitä "emäksisiksi"; niitä käytetään usein lasten leluissa, taskulampuissa ja soittimissa.
- Litiumparistot toimivat pisimpään ja kestävät kuormitusta. Niitä käytetään enemmän tehokkaita laitteita– kamerat, paineenmittauslaitteet.
Kaikki yllä mainitut virtalähteet eroavat käyttöiältään ja kapasiteetiltaan, joten ne sopivat erilaisiin laitteisiin.
Suolaliuos R6, alkalinen LR6, litium FR6 Litiumparistojen tyypit ja koot
Litiumakuissa on useita merkintöjä: CR, FR, Li-FeS2 ja ne eroavat muodoltaan - ne voivat olla lieriömäisiä tai suuntaissärmiön tai levyn muotoisia. Paristoja on saatavana eri kokoisina nykyisen Yhdysvaltain luokituksen mukaan:
- CR. Tabletit tai kolikot;
- CR2 ja . Sylinterimäiset tynnyrit ;
- CR-V9 (litium PP3).– Kruunu ;
- FR03 (AAA). Yleisesti kutsuttu;
- FR6 (AA). .
Litiumparisto koostuu eri komponentteja. Tämä indikaattori voidaan määrittää yksinkertaisesti kotelosta, jossa on myös ilmoitettu sen koko, kapasiteetti, luokka ja jännite.
Litiumparistojen edut ja haitat
Tämän tyyppiset akut ovat erilaisia suuri kapasiteetti massayksikköä kohti. Se sisältää useita komponentteja kerralla - katodin ja anodin. Materiaalit erotetaan kalvolla, joka on kyllästetty orgaanisella elektrolyytillä.
Edut sisältävät:
- Tuotteen keveys.
- Pitkä säilyvyys.
- Koska koostumuksessa ei ole vettä, akku kestää lämpötilan muutoksia.
- Jatkuva jännitys.
- Vakaat ominaisuudet varmistetaan eri purkausvirran tasoilla.
- Korkea energiaintensiteetti ja energiatiheys.
- Kapasiteetti ei riipu kuormitusvirrasta, sopii tehokkaille laitteille.
- Helppohoitoinen ja helppokäyttöinen.
Tämän akun ainoa haittapuoli on korkea hinta. Mutta on parempi maksaa kerran kuin vaihtaa niitä jatkuvasti. On tärkeää noudattaa virtalähteiden käyttöä koskevia suosituksia.
Voidaanko litiumparistoja ladata?
Ladattavat akut eroavat tavallisista akuista kapasiteetin osoittimessa, joka mitataan milliampeereina tunnissa. Jännite tavallinen akku on 1,6 volttia ja akussa 1,2 V.
CR123 Tavallisia litiumakkuja ei voi ladata. Parhaassa tapauksessa kaikki päättyy tavalliseen sihisevään ääneen toisessa tilanteessa, akku voi räjähtää kaikkien siitä aiheutuvien seurausten mukana. Tuote on tarkoitettu kertakäyttöön, älä yritä korjata sitä.
