Літій іонні акумулятори

Перші експерименти по створенню літієвих гальванічних елементів були зафіксовані ще в 1012 році. Реально діючу модель змогли створити в 1940 році, перші серійні екземпляри (неперезаряжаемие!), З’явилися 70-х роках, а тріумфальний хід цього типу акумуляторів почалося з початку 90-х років, коли японська компанія Sony змогла освоїти їх комерційне виробництво.

В даний час вважається, що це один з найперспективніших напрямків створення автономних електричних джерел енергії незважаючи на їх досить високу (на наявному рівні) вартість.

Головна перевага такого типу акумулятора – висока енергетична щільність (близько 100 Вт / год на 1 кг ваги) і можливість виконання великого циклу зарядки / розрядки.

Новостворені батареї характеризуються і таким відмінним показником, як низька швидкість саморозряду (всього від 3-х до 5-ти% за перший місяць, з подальшим зниженням цього показника). Це дозволяє при

І це ще не все – по з рівнянню з широко поширеними Ni-Cd, нова схема при тих же габаритах забезпечує втричі більшу працездатність при фактично відсутній негативний ефект пам’яті.

негативні характеристики

літій іонних акумуляторів.

Перш за все – висока вартість, необхідність збереження батареї в зарядженому стані і так званий «ефект старіння», який проявляється навіть у тому випадку, коли гальванічний елемент не був в експлуатації. Останнє неприємну властивість проявляється в постійному зниженні ємності, яка через два роки може привести до повного збою в роботі виробу.

Також такі акумулятори припускають і застосування своїх ( «рідних») джерелом зарядки, що забезпечують необхідні режими. Кожен блок для забезпечення необхідної безпеки повинен бути обладнаний відповідною схемою управління, яка контролює такі показники, як пікове навантаження на кожен елемент в процесі зарядки з відповідному контролем критичного зниження рівня розряду.

Є й певні обмеження по максимальному струму процесу заряду-розряду з належним контролем внутрішньої температури.

Серйозною проблемою є також висока здатність такого типу акумуляторів до займання з великою ймовірністю виникнення навіть вибухового ефекту. Основною причиною є утворення певних просторових утворень (дендритів), що призводять до короткого замикання електродів з послідуючим горінням. Для запобігання таких явищ виробники монтують в корпус спеціальну електронну плату, яка здатна створити необхідний захист.

У сучасних розробках передбачається також контроль за температурою, можливість аварійного відключення в разі перегріву, а також наявність таких функцій, як регулювання глибини струму і струму споживання.

При цьому не можна не враховувати і такий фактор, що багато виробників в гонитві за зниженням ціни далеко не завжди готові надати відповідні гайджети.

Традиційне послідовне з’єднання секцій має на увазі в цій конструкції зарядку за схемою балансування осередків. Її головний сенс в тому, що кожна банку має, хоч і невеликі, відмінності, і її максимальне «насичення енергією» є суто індивідуальним процесом. Щоб відстежувати ці процеси, застосовується спеціальний вузол балансування, який просто шунтирует повністю заряджену секцію, забезпечуючи проходження струму по обхідний схемою.

Конструкція літій-іонних акумуляторів складається з спеціально розроблених електродів – катодів на основі алюмінієвої фольги, і анодів на тій же фольгованої (але вже мідної) основі, які розділені пористими сепараторами, просоченими електролітом, який спочатку був представлений літієм, розчиненим в органічному розчиннику.

Весь вміст поміщено в герметичний корпус, який обладнаний спеціальним клапаном для скидання внутрішнього тиску при створенні як аварійної ситуації, так і загальних порушеннях умов експлуатації.

При виконанні цих умов сам процес заряду / розряду не передбачає будь-яких проблем в плані безпеки.

Основні переваги і недоліки Li-ion технології:

переваги л

ітій іонних акумуляторів

– найкращий показник в категорії щільності збереження енергії по відношенню до габаритів;

– швидкий процес відновлення ємності – до 90% всього за 30-40 хв .;

– високий потенціал, що дозволяє використовувати більше 1000 циклів процесу заряду / розряду;

– низький саморозряд, що досягає всього 5% на місяць;

– можливість утилізації без попередньої обробки.

недоліки

літій іонних акумуляторів

– ймовірність
вибуху як в результаті механічної дії, так і в процесі планової перезарядки. Слід зазначити, що зараз можливість такого виду катастроф різко знижена за рахунок використання

сучасних технологій (зокрема, завдяки використанню в якості анода графіту);

– швидке старіння такого типу батарей – як показала практика, більшість літій-іонних акумуляторів;

– необхідність створення досить складної електронної системи управління різними секціями батарей;

– досить висока вартість (правда, цю проблему обіцяють в найближчому майбутньому вирішити виробники з Китаю).

Ссылка на основную публикацию