Zanimljiv

Prednosti i nedostaci litij-jonske baterije

Prednosti i nedostaci litij-jonske baterije


Korištenje litij-ionskih, li-ionskih baterija znatno je poraslo posljednjih godina. Oni nude neke izrazite prednosti i poboljšanja u odnosu na druge oblike tehnologije baterija.

Međutim, kao i sve tehnologije, litij-ionske baterije imaju svoje prednosti i nedostatke.

Da biste postigli najbolje od tehnologije litij-ionskih baterija, potrebno je razumjeti ne samo prednosti, već i ograničenja ili nedostatke tehnologije. Na taj način mogu se koristiti na način koji najbolje odgovara njihovim snagama.

S tehnologijom litij-ionskih baterija koja napreduje vrlo brzom brzinom, rješavaju se nedostaci i poboljšava cjelokupna tehnologija.

Prednosti litij-ionske baterije

Mnogo je prednosti korištenja li-ionske ćelije baterije. Kao rezultat toga, tehnologija se sve više koristi za velik broj vrlo različitih aplikacija. Sve od malih elektroničkih uređaja, preko pametnih telefona i prijenosnih računala do vozila i mnogih drugih aplikacija.

Prednosti Li-ion tehnologije znače da ove baterije pronalaze sve veći broj primjena, a kao rezultat toga u njih se ulaže ogroman razvoj.

Prednosti litij-jonske baterije uključuju:

  • Visoka gustoća energije: Velika gustoća energije jedna je od glavnih prednosti tehnologije litij-ionskih baterija. S elektroničkom opremom poput mobilnih telefona koji trebaju dulje raditi između punjenja, a pritom troše više energije, uvijek postoji potreba za baterijama s mnogo većom gustoćom energije. Uz to, postoji mnoštvo energetskih aplikacija od električnih alata do električnih vozila. Mnogo veća gustoća snage koju nude litij-ionske baterije izrazita je prednost. Električna vozila također trebaju baterijsku tehnologiju koja ima visoku gustoću energije.
  • Samopražnjenje: Jedno pitanje kod mnogih punjivih baterija je stopa samopražnjenja. Litij-ionske stanice su da je njihova brzina samopražnjenja mnogo niža od one u drugim punjivim stanicama kao što su Ni-Cad i NiMH oblici. Tipično je oko 5% u prva 4 sata nakon punjenja, ali zatim pada na oko 1 ili 2% mjesečno.
  • Slabo održavanje: Jedna od glavnih prednosti litij-ionske baterije je što im nije potrebno i održavanje kako bi se osigurale njihove performanse.

    Ni-Cad stanice trebale su periodično pražnjenje kako bi se osiguralo da ne pokazuju memorijski efekt. Budući da to ne utječe na litij-ionske stanice, ovaj postupak ili drugi slični postupci održavanja nisu potrebni. Jednako tako, stanice olovne kiseline zahtijevaju održavanje, a nekima je potrebno povremeno dopunjavati kiselinu iz akumulatora.

    Srećom jedna od prednosti litij-ionskih baterija je u tome što nije potrebno aktivno održavanje.

  • Napon ćelije: Napon koji proizvodi svaka litij-ionska ćelija je oko 3,6 volta. To ima mnogo prednosti. Budući da je viši od onog kod standardnog nikla kadmija, metal-hidrida nikla, pa čak i standardnih alkalnih stanica na oko 1,5 volta i olovne kiseline na oko 2 volta po ćeliji, napon svake litij-ionske stanice je veći, što zahtijeva manje stanica u mnogim aplikacijama baterija. Za pametne telefone potrebna je samo jedna ćelija, što pojednostavljuje upravljanje napajanjem.
  • Karakteristike opterećenja: Karakteristike opterećenja litij-ionske ćelije ili baterije su prilično dobre. Oni daju razumno konstantnih 3,6 volti po ćeliji prije nego što padnu, jer se koristi posljednji naboj.
  • Nema zahtjeva za temeljni premaz: Neke ćelije koje se mogu puniti moraju se pripremiti kad dobiju prvo punjenje. Jedna od prednosti litij-ionskih baterija je u tome što za to ne postoji potreba da su isporučene u pogonu i spremne za rad.
  • Dostupne su razne vrste: Dostupno je nekoliko vrsta litij-ionskih ćelija. Ova prednost litij-ionskih baterija može značiti da se za određenu primjenu može koristiti prava tehnologija. Neki oblici litij-ionskih baterija pružaju veliku gustoću struje i idealni su za potrošačku mobilnu elektroničku opremu. Drugi su u stanju pružiti mnogo veću razinu struje i idealni su za električne alate i električna vozila.

Nedostaci litij-ionske baterije

Kao i uporaba bilo koje tehnologije, postoje i neki nedostaci koje treba uravnotežiti s prednostima.

Iako tehnologija litij-ionskih baterija ima svojih nedostataka, to ne znači da ih nije moguće prevladati ili barem ublažiti i postići izvrsne performanse.

Poznavanje nedostataka znači da se često mogu uključiti i načini rada kako bi se smanjili učinci nedostataka.

Nedostaci litij-jonske baterije uključuju:

  • Potrebna zaštita: Litij-ionske stanice i baterije nisu tako robusne kao neke druge tehnologije koje se mogu puniti. Potrebna im je zaštita od prekomjernog punjenja i pražnjenja. Uz to, struju moraju održavati u sigurnim granicama. Sukladno tome, nedostatak litij-ionske baterije je taj što im je potreban ugrađeni zaštitni sklop kako bi se osiguralo da se drže unutar svojih sigurnih radnih granica.

    Srećom s modernom tehnologijom integriranih krugova, to se može relativno lako ugraditi u bateriju ili u opremu ako baterija nije zamjenjiva. Uključivanje sklopa za upravljanje baterijama omogućuje upotrebu li-ionskih baterija bez ikakvog posebnog znanja. Mogu se ostaviti napunjenim, a nakon što se baterija potpuno napuni, punjač će joj smanjiti opskrbu.

    Zaštitni krug ugrađen u litij-ionske baterije prati niz aspekata njihovog rada. Zaštitni krug ograničava vršni napon svake ćelije tijekom punjenja, jer prekomjerni napon može oštetiti stanice. Tipično se pune serijski, jer obično postoji samo jedan priključak za bateriju, pa stoga kako različite stanice mogu zahtijevati različite razine napunjenosti, postoji mogućnost da jedna ćelija doživi napon veći od potrebnog.

    Također zaštitni krug sprječava da preniski napon ćelije padne pri pražnjenju. To se opet može dogoditi ako jedna ćelija na bateriji može pohraniti manje napunjenosti od drugih i ako se napunjenost isprazni prije ostalih.

    Daljnji aspekt zaštitnog kruga je da se temperatura stanice prati kako bi se spriječile ekstremne temperature. Maksimalna struja punjenja i pražnjenja na većini paketa ograničena je na između 1 ° C i 2 ° C. Usprkos tome, neki se pri brzom punjenju ponekad malo zagriju.

  • Starenje: Jedan od glavnih nedostataka litij-ionskih baterija za potrošačku elektroniku je taj što litij-ionske baterije pate od starenja. Ne ovisi samo ovo vrijeme ili kalendar, već ovisi i o broju ciklusa pražnjenja napunjenosti koje je baterija prošla. Često će baterije moći izdržati samo 500 - 1000 ciklusa pražnjenja prije nego što im kapacitet padne. Razvojem tehnologije litij-jona ta se brojka povećava, ali nakon nekog vremena baterije će možda trebati zamijeniti, što može predstavljati problem ako su ugrađene u opremu.

    Litij-ionske baterije također stare ako se koriste ili ne. Unatoč upotrebi, postoji i vremenski povezan element smanjenja kapaciteta. Kada se treba čuvati tipični litij-kobaltov oksid, LCO baterija ili ćelija, treba je djelomično napuniti - oko 40% do 50% i čuvati na hladnom. područje. Skladištenje pod tim uvjetima pomoći će produžiti životni vijek.

  • Prijevoz: Ovaj nedostatak litij-jonske baterije došao je do izražaja posljednjih godina. Mnoge zrakoplovne tvrtke ograničavaju broj litij-ionskih baterija koje uzimaju, a to znači da je njihov prijevoz ograničen na brodove.

    Za putnike u zračnom prometu litij-ionske baterije često moraju biti u ručnoj prtljazi, iako se to sa sigurnosnim položajem s vremena na vrijeme može promijeniti. No, broj baterija može biti ograničen. Sve litij-ionske baterije koje se nose zasebno moraju biti zaštićene od kratkog spoja zaštitnim poklopcima itd. Posebno je važno gdje su neke od velikih litij-ionskih baterija poput onih koje se koriste u velikim bankama napajanja.

    Prije leta potrebno je provjeriti može li se nositi velika banka energije. Nažalost smjernice nisu uvijek posebno jasne.

  • Trošak: Glavni nedostatak litij-ionske baterije je njihov trošak. Uobičajeno ih je oko 40% skuplje za proizvodnju od stanica niklijskog kadmija. To je glavni čimbenik kada se razmatra njihova uporaba u široko proizvedenim potrošačkim proizvodima, gdje su dodatni troškovi glavni problem.
  • Razvoj tehnologije: Iako su litij-ionske baterije dostupne već dugi niz godina, neki je još uvijek mogu smatrati nezrelom tehnologijom jer je to područje u razvoju. To može biti nedostatak u smislu činjenice da tehnologija ne ostaje konstantna. No kako se nove litij-ionske tehnologije stalno razvijaju, to također može biti prednost jer dolaze bolja rješenja.

Iako ne nužno prednost ili nedostatak, vjerojatno vrijedi spomenuti da litij-ionske baterije treba čuvati na hladnom mjestu, usporava proces starenja litij-ionskih baterija (i ostalih kemikalija). Proizvođači preporučuju temperature skladištenja od oko 15 ° C. Uz to, baterija bi se tijekom pohrane trebala djelomično napuniti. Proizvođači obično preporučuju razinu napunjenosti od oko 40% do 50%.

Tehnologija Li-ion baterija ima vrlo mnogo različitih prednosti. Sukladno tome, tehnologija se široko koristi, a to će se samo povećavati. Razumijevanje prednosti kao i nedostataka ili ograničenja omogućava najbolju upotrebu tehnologije baterija.


Gledaj video: DIY: Ni-Cd To Lithium Battery Conversion By Using 18650 Cells (Siječanj 2022).