Литиево-йонна батерия: от устройство до избор

Батерията е най-популярният източник на химическа енергия. Днес те се използват за мобилни телефони, автомобили, компютри, за непрекъсната работа на влакове, метро. Батериите се предлагат в много размери и форми. Най-голямата батерия достига 2 000 метра в квадрат. Намира се в Аляска в град Феърбанкс. В случай на изключване на светлината, тя е в състояние да осигури топлина на енергията на около 12 000 къщи за 10 минути. Големите батерии имат повече компоненти и издържат по-дълго от малките батерии.

Литиево-йонна батерия: от устройство до избор

Литиево-йонна батерия също се нарича химически сложен източник на ток. Li-on се състои от течен електролит, литиеви йони, въглерод. Устройствата са евтини, непретенциозни, лесни за поддръжка, презареждащи се, но някои от тях не са безопасни поради липсата на контролен механизъм в структурата. В наличност Li-on има 1000 цикъла на допълнително презареждане. Първата йонна батерия е пусната от Sony през 70-те години.

Какво казва етикетът на батерията

Двете числа отпред означават диаметъра, следващата двойка цифри показва дължината на батерията.

Li-on буквената система разкрива химическия състав на устройството и технологията:

• Първата буква I показва, че технологията е представена чрез метода за производство на литиево-йонни.
• Втора буква C, N, M, F съответства на химичния състав.
• N е никел-манганов елемент.
• В - Кобалт.
• F - железен фосфатен елемент.
• М - Манган.
• Последната буква R показва, че батерията може да се зарежда многократно.

Като маркирате батерията, можете да разкриете подробна информация за срока на годност и страната на производство

Датата на производство е посочена на защитния филм на батерията, но е криптирана под формата на код, който е в определена последователност от цифри и букви. Всеки производител има различен код. Знаейки местоположението на кода и вида на дигитализацията, можете лесно да разберете датата на излизане на Li-on. Даваме пример за модел 18659 LG. Дата на производство на батерията 18659, кодирана в първите четири цифри във втория ред на шифъра.

Година 18659 LG е кодирана в първата буква на кода:

• Т - 2018
• S - 2018г
• П - 2016г
• – 2015
• N - 2014г
• М - 2013г
• L - 2012г
• К - 2011г
• J - 2010 г.

Денят на издаване може да се намери в три цифри след писмото. Номерата трябва да се броят от 1 януари до 31 декември:

• 01 - 031 - януари;
• 032 - 059 - февруари;
• 060 - 090 - март;
• 091–120 - април;
• 121 - 151 - май;
• 152 - 181 - юни;
• 182 - 212 - юли;
• 213 - 243 - август и т.н.

Батериите са много чувствителни към презареждане и дълбоко разреждане. За да предотврати прекъсването на батерията преждевременно, производителят ги освобождава заедно с контролера (изглежда като микросхема). Контролерът не позволява проблеми с презареждането и разреждането до 0%, предпазва батерията от спонтанно горене, експлозия, топене, регулира температурата вътре в батерията.

Някои производители спестяват от въвеждането в контролния корпус. Следователно до този момент батериите избухват, изгарят. Също така, не се препоръчва да зареждат повече от 3 часа. Когато достигнете 100% енергиен баланс, трябва незабавно да изключите захранването от мрежата.

Как да изберем Li- on

Първата стъпка е да определите времето за производство на батерията.Тъй като при съхранение на батерията в продължение на една година без работа, 4% от капацитета се губи. Можете самостоятелно да изчислите срока на годност на стандартна литиево-йонна батерия. Не купувайте стоки, ако са минали около 2 години.

Ако се съмнявате в здравето на вашето зарядно устройство, препоръчваме да изберете защитени батерии. Някои устройства не спират автоматично зареждането самостоятелно. Изключително опасно е да презареждате незащитени батерии, те могат да избухнат и набъбнат.

Необходимо е да се обърне внимание на капацитета. Ако опаковката показва капацитет над 3600 милиама часа, тип 18650, тогава това е фалшив. Това не съществува.

На пазара има няколко вида литиево-йонни батерии:

1. Литиев манган Използва се в мобилната електроника.
2. Литиево-никелова-манганова-кобалтова оксидна батерия. Наличието на манган осигурява ниска устойчивост вътре. Използва се при създаването на електроинструменти, силови агрегати.
3. Кобалтов литий. Елементът е пригоден да създава батерии и механизми за камери, мобилни телефони и компютри. Недостатъци - кратък срок на годност, ограничени възможности.
4. Литиев титанат. Много е скъпо, но има плюсове: безопасност, бързо зареждане, срок на годност 6 години. Батериите регулират работата на уличните лампи и се използват при производството на автомобили (Mitsubishi, Honda).

Батерия за автомобили

Как мога да зареждам литиево-йонни батерии?

Такива батерии трябва да бъдат заредени, преди да бъдат напълно разредени, когато на екрана на устройството се покаже 14-12%. Зареждайте до 80-90% от енергията на устройството. Опитайте се да предотвратите презареждане и силно изхвърляне.

Производството на литиево-йонни батерии като пример за завод за батерии

Руските промишлени предприятия произвеждат 3 милиона от тези устройства всеки ден. Краткото производство на батерията се състои от четири стъпки:

1. Производството на електроди.
2. Връзката им с батерията, в комплект с защитен филм.
3. Опаковка във външната обвивка, импрегниране с електролит.
4. Контрол на качеството, тестване, зареждане.

Батерийно устройство

Производствена поръчка:

• Медното фолио действа като анод, преди това върху него се нанася тънък слой графит. Алуминиево фолио със слой литий служи като катод. Основните компоненти на батерията: корпусът, в който са поставени, катода, анода, разделителя за хартия, поставен между катода и анода, така че да не се допират. Катодът е първото нещо, което се поставя в акумулатора, той се състои от манганов диоксид и графит. Работниците зареждат 1800 тона торби с тези материали на платформи.

• Хидравличният механизъм разтърсва всички зърна на катода от торби до последния в резервоара. След това материалът преминава през тръбите и влиза в зоната на смесване. Компютърна програма контролира клапаните, за да напълни нужното количество прах за бъдещия катод. Графитът, когато се разбърква в апарата, създава много прах, тъй като тежи по-леко от въздуха. Получената катодна смес (графитен манганов диоксид) се пренася в зоната на катодната преса. Тук машина за формоване пресова праха в кръгли, празни палети.
• Никелираните стоманени корпуси, направени в друга фабрика, идват от другата страна. Те се движат подред по конвейерите, докато не се срещнат с палетните катоди. Механично устройство натиска три палета във всеки корпус. След като инсталирате катодите, тези тръби влизат в магнитния транспортьор и се придвижват към линия D. След това трябва да поставите хартиения цилиндър вътре в катода, в противен случай използването на готова батерия ще причини късо съединение. Хартията ще раздели анода и катода. Лист хартия също се разпространява до дъното на батерията, визуално се получава хартиена чаша. Хартията служи като физическа бариера между положително и отрицателно заредените йони, така че да не влизат в контакт помежду си, когато са включени в което и да е устройство.
• Преди да напълните анода, първо трябва да се добавят няколко капки литиев или калиев хидроксид към хартиената чаша. Това е електролит, тоест провежда електричество в акумулатор. Изчакайте 15 минути веществото да попие в хартията. След като напълнят анода, батериите преминават към производството на токов колектор. Токовият колектор е пирон, заварен към стоманената глава на акумулатора. Когато батерията е прикрепена към проводника (устройството е "пирон"), литиево-йонната батерия акумулира електрони в анода и ги изпраща през същото устройство обратно към положителната част на батерията. Електрони, преминаващи през крака на нокътя, позволяват на батерията да работи безпроблемно.

Токовият колектор е в долната част на батерията

• Калаена месингова тел се изпраща до машината за утаяване. Острието вътре в него нарязва жицата на парчета от 3 см. Тогава студената свиваща машина прави шапка в края на всяко парче. Готовите пирони се изсипват в другия край на тръбата. И тогава те се качват на конвейера, той също ги изхвърля в ротационен вибратор. Ноктите се изпращат до конвейер за сглобяване на хлъзгащи пръстени. Тук те се движат подред, за да се съберат отново с главите. Автоматичен заварчик заварява главите на ноктите. И магнитният транспортьор изсмуква готовите части. Изпраща ги на монтажна линия D.
• Тестване. Всяка батерия преминава през въртящо се устройство, което проверява напрежението и тока. Батериите, които не успеят на теста, се издухват по въздуха. Механичният разпределител е поставен в кутия, отива по-далеч до скоростта на затвора. Те трябва да престоят малко, за да се утаят веществата. Точното време на експозиция се регулира от производителя. Стоманена преса отпечатва капачки за положителния край на батерията, която след това се заварява към батерията. Шапките са изработени от магнитна стомана с тегло 1800 тона килограми. Стоманата попада в пресата.
• Label. Стикерите изолират проводимата повърхност на батерията, така че никакво докосване да не може да я намали.
• Фабричната лаборатория проверява течовете на батериите, ускорявайки стареенето с помощта на печка в друга част на завода. Всички батерии са подложени на три вида условия за контрол: висока температура, влажност и температурен цикъл, при които температурата се променя от висока на ниска до минус 29 градуса. Проверката се извършва ежедневно.

Литиево-йонни батерии: цялостният живот при правилно съхранение

Срокът на експлоатация е от 7 години при правилна работа. Ако в батерията има консервант (той също ви позволява да го съхранявате без заряд в продължение на 2 години), тогава преди пълна употреба, батерията трябва да се разреди и презареди няколко пъти. Батерията придобива нови свойства. Вредният електролит се разпада, батерията възвръща първоначалния си капацитет. За разлика от батериите с консерванти, обикновените батерии се влошават след 1,5 - 2 години, ако не се използват навреме.

Как правилно да зареждате литиево-йонни батерии

За да може батерията да издържи дълги години, не трябва да позволявате пълно разреждане на устройството. Също така не се препоръчва пълното зареждане до 100 процента. Батерията може да остарява бързо и да загуби капацитет.

Устройството трябва да се зарежда не повече от 2 - 3 часа

Съхранявайте Li-on при температура 15 градуса, презаредете до 50%. Ако се придържате към това правило, батерията ще може да работи 10 години. Ако батерията е била в студ повече от 5 минути, не можете веднага да я свържете към мрежата, тя трябва да се размрази, като лежите на стайна температура в продължение на 30 минути. Да се ​​съхранява в близост до отоплителни уреди и при повишени температури (от 18 градуса) е крайно нежелателно. При такива условия батерията започва да остарява, губи функциите си. Батерията трябва да се зарежда от устройството, предоставя се само в комплекта на родното устройство. Можете да презареждате литиево-йонни батерии чрез преносимо устройство, не се препоръчва от лаптоп.Литиевите батерии трябва да се зареждат без да чакат телефонът или лаптопът да се изключат.

Принципът на работа на зарядното устройство

Когато щепселът е свързан към мрежата, литиевите йони в батерията ще се движат произволно, с всяка изминала минута ги има все повече и повече. Когато батерията е 90% заредена, токът на натоварването ще намалее, LED 1 ще се изключи, LED номер 2 ще се включи. Ако кабелът на зарядното устройство е изключен два часа след пълното заредете батерията ще започне да се влошава постепенно.

При зареждане на устройството не трябва да има дълги почивки

Литиево-йонните батерии се съхраняват дълго време на сухо място при стайна температура. По време на работа е необходимо да се вземат предвид свойствата на презареждане не повече от 4,35 V. Минималната стойност е не по-малка от 2,3 V. Не позволявайте устройството да бъде напълно разредено. Съхранявайте на тъмно място при температура не по-ниска и не по-висока от 0 градуса, с зареждане 50%. Зареждайте и разреждайте батерията поне веднъж месечно. Ако батерията не е заредена повече от година, се препоръчва да я презаредите до 50% няколко пъти и да я разредите. Съхранявайте LI-on от физически и механични въздействия от удар, термични вещества.

Как мога да заредя деформирана батерия? Такава батерия не може да се зарежда, тя трябва да се изхвърли.

Всяка батерия е малка електроцентрала, която генерира енергия за повече от 12 часа. За да се разширят качеството и полезните свойства на устройството, човек трябва да изпълни и да познава горните изисквания.