Jak správně nabití lithium-iontových baterií

Většina dovedností uživatelů v oblasti správy baterií se vyvíjí na stereotypech obsluhy niklových baterií, které se nevztahují na baterie na bázi lithia nové generace. Technicky jsou uspořádány různými způsoby a elektrochemické procesy v nich mají mnoho rozdílů. Proto je velmi důležité vědět, jak nabíjet lithium-iontové baterie, a pamatujte si na zvláštnosti jejich provozu.

Moderní baterie

Nejstarší práce na lithiových buňkách zahájil americký chemik Gilbert Newton Lewis v roce 1912. První pracovní kopie se objevily v sedmdesátých letech, ale problémy s možností jejich nabíjení byly překonány až o deset let později. Komercializoval technologickou společnost Sony v roce 1991. Od té doby se vývoj lithiových buněk nezastavil a i nadále se zlepšují.

Li-Ion baterie, jako každá jiná, se skládá z několika spojených prvků. Každá z nich se skládá ze tří funkčních komponent: anoda (záporná elektroda), katoda (kladná elektroda) a vrstvy oddělující je z polyethylenu nebo polypropylenu. Tyto vrstvy obsahují póry, které mají schopnost uzavřít při teplotě vyšší než 130 ° C, což umožňuje zastavit jakoukoli chemickou reakci v případě přehřátí baterie.

Výrobci také poskytují různé prvky, zajištění bezpečnosti. Takové jsou například membrány, které porušují jejich těsnost v případě nadměrného tlaku nebo odpovídající ventily.

Navzdory skutečnosti, že moderní baterie jsou dostatečně bezpečné, vyžadují při manipulaci ještě nějakou ostražitost.

Lithium a iont ve jménu

Lithium - nejlehčí kov, který má vynikající elektrochemické vlastnosti. To umožnilo vytvořit baterie s velkou energetickou hustotou vzhledem k hmotnosti. Z bezpečnostních důvodů samotné lithium není přítomno v kovové formě uvnitř galvanických článků kvůli své vlastní nestabilitě. Účastní se reakce jako ionty, které mají schopnost proniknout do kovové mřížky jiných kovů.

Katoda se zpravidla skládá z oxidu kobaltnatého, anoda je grafit, elektrolyt je vodivá sůl. Jako proudové kolektory se pro kladnou elektrodu používá hliník, měď pro zápornou elektrodu. Lithiové ionty se pohybují od katody k anodě během vypouštění a zpět během nabíjení baterie. Nějaký zmatek v porozumění principu provozu lze nazvat Li-Pol (lithium polymer) baterie. Ve skutečnosti je to stále stejná iontová baterie, jen několik se zlepšilo.

Vlastnosti ve srovnání s bateriemi na bázi niklu:

• Velký potenciální rozdíl. Obvykle jsou 3,6 V pro Li-ion a 1,2 V pro NiCd a NiMH.
• Několikrát větší kapacita a výkon na jednotku hmotnosti.
• Nízká úroveň samovybíjení. Je to asi 8% při 20 ° C ve srovnání s 25% u niklových baterií.
• Schopnost přesně určit stav zbytkové kapacity. Změna napětí s výbojem je větší než u baterií na bázi niklu.
• Schopnost poskytnout jakýkoli tvar prvkům jídla.
• Vystavení stárnutí. Od okamžiku výroby začnou ztrácet vlastnost zachování náboje a vytváření napětí bez ohledu na to, jak jsou používány.
• Nebezpečí výbuchu a požáru. Teplo uvolněné během chemických reakcí se někdy vymyká kontrole.

Provoz baterie

Navzdory skutečnosti, že náklady na výrobu lithiových baterií za posledních 10 let výrazně klesly, jsou stále nákladné, aby byly spotřební úrovní prstových baterií. Proto jednoduchá znalost skladování lithium-iontových baterií, pravidla jejich provozu a nabíjení ušetří spoustu peněz a vyhnout se problémům.

Pozor na kategorii

Existuje názor, že před nabíjením lithiové baterie je nutné dosáhnout úplného vybití. Tento operační algoritmus byl relevantní pro prvky Ni. Ve skutečnosti nikdy skutečně nepotřebujete plně vybít Li-ion akumulátor, jinak by mohlo dojít ke ztrátě kapacity. Elektronická technologie zpravidla sleduje tuto skutečnost a předem hlásí hrozbu úplného vypuštění. To je také důležité, protože baterie často poskytují zařízení, které je narušeno nekontrolovanými náhlými přerušeními napájení.

Navíc úplné vypouštění způsobuje chemickou degradaci součástí uvnitř baterie. Z tohoto důvodu může být následné okamžité nabíjení potenciálně nebezpečné. Z tohoto důvodu mají inteligentní elektronika příležitost zakázat práci s baterií, aby se vyloučily jakékoli incidenty. Ta může baterii nepoužitelnou pro pozdější použití. Nedoporučuje se používat více než 95% kapacity baterie, pokud je to možné. Malé náplně v případě lithiových baterií jsou nejvhodnějším způsobem provozu.

Odborníci se domnívají, že po úplném naplnění baterie byste se měli vyhnout nabíjení. Teoreticky musí moderní nabíječe zastavit proces včas.

Ale za prvé, různé instance baterií se může lišit od sebe navzájem, a za druhé, chemické procesy v prvky spíše inertní, takže elektronika přesně určit čas vypínací vyřešit.

Nabíjecí cykly

Na rozdíl od obecné víry počet nabíjecích cyklů neodpovídá počtu pokusů o nabití baterie. Například baterie byla dvakrát zbytečná z 50% její kapacity. Dvě náboje lithium-iontové baterie na 50% odpovídají jednomu nabíjecímu cyklu, spíše než dvěma, což se může zdát na první pohled. Není tedy nutné čekat, dokud nebude baterie prázdná.

Ve všech pravidlech existují výjimky. Režim, při kterém je akumulátor zcela vybit a následné nepřetržité nabíjení, se nazývá kalibrace a je určen k objasnění fungování systémů, které analyzují stav baterie. Tento postup se doporučuje provést každý měsíc, zvláště pokud je baterie vystavena velmi častým a malým náplním.

ProHloubka vybití a životnost baterie:

• 100% = 300 až 500 nabíjecích cyklů;
• 50% = 1200-1500 cyklů.

Teplota a skladování

Je velmi důležité, aby byla baterie v rozmezí teplot od 0 do 45 ° C. Pod nulou se rychlost chemických reakcí zpomaluje a nad 45 ° C je tlak v akumulátoru příliš vysoký. Předpokládá se, že optimální provozní teplota je 20 ° C a tato hodnota je velmi důležitým prvkem v životnosti akumulátoru.

Pokud se jedná o otázku dlouhodobého skladování, pak v tomto případě není teplotní režim méně relevantní. Ideální je suché chladné místo bez přístupu k přímému slunečnímu světlu. Úroveň zbytkového náboje je mimořádně důležitá pro udržení výkonu lithiových baterií.

Předpokládá se, že nabité poloviny jejich kapacity nebo o něco méně prvků budou v klidu po odpočinku. Takto jsou baterie uloženy v maloobchodních prodejnách.

Lze tedy uzavřít, že Li-ion Životnost baterie cyklus může prodloužit jednoduchých pravidel: Používejte pouze nabíječky vysoké kvality, řízení nabíjení a vybíjení režimy, včasné kalibraci, ochrana akumulátoru proti přehřátí a podchlazení.