Эксплуатация аккумуляторов литий ионных аккумуляторов: Ввод в эксплуатацию новых литий-ионных (Li-ion) аккумуляторов

Содержание

Ввод в эксплуатацию новых литий-ионных (Li-ion) аккумуляторов

Литий-ионные аккумуляторы в виду свойств щелочных металлов, окисляющихся от взаимодействия с кислородом, и особенностей производства уже имеют в себе определённый заряд. Однако следует помнить, что первоначальной ёмкости аккумулятора не достаточно для нормальной эксплуатации.

Новый аккумулятор нежелательно сразу же эксплуатировать в обычном режиме. Следует произвести так называемую раскачку аккумуляторной батареи аппарата, т.е. дать возможность аккумулятору набрать максимальную ёмкость для дальнейшей надлежащей эксплуатации. Первоначально литий-ионный аккумулятор требуется полностью разрядить. После полной разрядки аккумулятора его следует полностью зарядить для увеличения рабочей ёмкости и правильной калибровки системы управления аккумулятором. Сразу после разрядки надо обязательно подзарядить аккумуляторную батарею. Для достижения максимальной рабочей ёмкости аккумулятора требуется произвести 3-4 полных цикла зарядки-разрядки батареи.

Циклы калибровки литий-ионных аккумуляторов можно производить и в последующем при его эксплуатации. Достаточно одного цикла полного заряда-разряда в 3-4 месяца. Циклы калибровки нужны для корректного отображения рабочей емкости аккумулятора.

В связи с тем, что эффект «старения» литий-ионных аккумуляторов резко усиливается при высокой температуре, сотовый телефон желательно держать подальше от источников тепла (тело человека, прямые солнечные лучи, радиатор отопления).

Не стоит без особой нужды подзаряжать аккумулятор, т.к. в литий-ионных батареях хоть и в небольшой степени, но всё-таки присутствует так называемый «эффект памяти». Так что если Вы будете реже заряжать аккумулятор, тем самым продлите его срок эксплуатации. Также не надо забывать, что эксплуатация при слишком низкой или слишком высокой температуре также негативно влияет на рабочие свойства и срок службы аккумуляторной батареи.

Не стоит заряжать аккумулятор, сразу после использования при отрицательной температуре. При температуре ниже 0 градусов по Цельсию, свойства аккумулятора резко ухудшаются. Поэтому зарядку аккумуляторной батареи стоит осуществлять только после того, как она сама достигнет положительной температуры.

Хранение аккумуляторных литий-ионных батарей осуществляется при температуре 15-25 градусов Цельсия.

Литий-ионные аккумуляторные батареи – Особенности интерфейса и менеджмента ЛИАБ – ПАО Сатурн

Обеспечение надежности и безопасности ЛИАБ

Защита от перезаряда и переразряда внешне обеспечивается электронным устройством, абсолютно надежным в управлении.

Внутреннее КЗ предотвращается конструктивно: обертыванием (пакетированием) электродов сепараторами и тем, что при этом между электродами находится трехслойный сепаратор, который при достижении критической температуры теряет пористость (заплавляется) и останавливает электрохимический процесс.

Исключение из цепи отказавших или аномально деградировавших аккумуляторов выполняется применением байпасных переключателей.

Основные требования, которые предъявляются к байпасному переключателю для литий-ионной аккумуляторной батареи для космического аппарата, это надежность, минимальные энергетические потери, минимальная масса, сохранение неразрывности цепи ЛИАБ при переключении и механическая и радиационная стойкость.

Схема подключения байпасного переключателя и временная диаграмма работы переключателя обеспечивает сохранение неразрывности при переключении цепи соединения аккумуляторов в аккумуляторной батарее.

Таким образом, отказ любого элемента не приводит к отказу ЛИАБ. Надежность ЛИАБ обеспечивается также всеобъемлющей квалификацией (в том числе ресурсными испытаниями) и тщательным контролем при изготовлении.

Публикации в СМИ ООО “Рэнера”

1. Литий-ионные батареи пожаро- и взрывоопасны
Данный миф обязан своим появлением нескольким широко растиражированным СМИ случаям возгорания различных устройств с литий-ионными аккумуляторами.
К счастью, технический прогресс не стоит на месте, и литий-ионные аккумуляторы становятся безопаснее. Этому способствуют как изменения в химическом составе аккумуляторов, так и развитие систем контроля и управления батареей.
Основной причиной возгорания литий-ионных аккумуляторов первого поколения было наличие в их составе металлического лития в качестве материала анода. На таком аноде в процессе многократных циклов зарядки/разрядки возникали пространственные образования (дендриты), которые прорастали, подобно деревьям, от анода к катоду и прокалывали сепаратор, что приводило к замыканию электродов и, как следствие, выходу аккумулятора из строя, а в редких случаях – к возгоранию или взрыву.

Похожие процессы происходили внутри аккумуляторов на основе оксида кобальта, но возникали они лишь в случае нарушения условия эксплуатации – при перезарядке ячеек.
В современных аккумуляторах от этих недостатков получилось избавиться. Во-первых, материал анода был заменён на графит. Графит в литий-ионных аккумуляторах используют благодаря его способности его пористой структуры улавливать и удерживать литий. Во-вторых, были значительно улучшены системы управления процессами заряда, что не позволяло доводить аккумулятор до опасных состояний. В случае отклонения каких-либо параметров от допустимых, аккумулятор отключался либо от зарядного устройства, либо от своей нагрузки.
Усовершенствование литий-ионных аккумуляторов продолжается и по сей день. Например, некоторые современные виды литий-ионных аккумуляторов не подвержены возгоранию и взрыву даже будучи проткнуты насквозь металлическим предметом. Такое повреждение считается самым «жёстким» краш-тестом для аккумуляторов, так как оно приводит к короткому замыканию внутри ячейки.

Таким образом, литий-ионные аккумуляторы сегодня – это современные, надёжные и компактные источники энергии, которые используются повсеместно и ежедневно, не представляя угрозу нашей безопасности. Этому способствует непрекращающийся процесс модернизации аккумуляторов, проверенные алгоритмы системы контроля и управления батареей и накопленный опыт предыдущих ошибок за уже почти тридцатилетнюю эксплуатацию литий-ионных аккумуляторов.

2. Литий-ионные батареи дороже свинцово-кислотных
Данное утверждение хоть и не является мифом, но не до конца правдиво. Действительно, на данном этапе развития технологий капитальные затраты на приобретение систем накопления энергии с литий-ионными батареями могут в 2-4 раза превышать капитальные затраты на приобретение тех же систем со свинцово-кислотными батареями.
Однако, как показывают результаты опытной эксплуатации и расчётов, проведённых на экономических моделях, совокупная стоимость владения систем хранения энергии с литий-ионными батареями ниже, чем у тех же систем со свинцово-кислотными батареями.

Данный эффект достигается за счёт следующих преимуществ литий-ионных батарей перед свинцово-кислотными:
• более редкая замена аккумуляторов: срок службы до 20 лет против 2-6 лет у свинцово-кислотных;
• практически полное отсутствие затрат на обслуживание;
• более высокая плотность энергии: до 300 Вт×ч/кг против 50 Вт×ч/кг у свинцово-кислотных;
• как следствие высокой плотности энергии, меньше занимаемая площадь и масса готового решения;

• отсутствие эффекта памяти;
• высокая скорость зарядки с меньшими потерями: до 1-2 часов с КПД 93% против 4-10 часов с КПД 64% у свинцово-кислотных батарей;
• продвинутые возможности мониторинга и управления батареей.
Благодаря совокупности этих факторов, приобретение и установка литий-ионных батарей может стать выгоднее использования свинцово-кислотных уже начиная со 2 года эксплуатации. Стоит отметить, что срок окупаемости капитальных затрат зависит от конкретного применения и может быть как меньше, так и больше указанного.

Помимо этого, следует помнить, что удельная стоимость кВтч энергии, запасаемой литий-ионными батареями, ежегодно снижается. Это делает технологию более доступной, позволяя создавать на её основе более безопасные, надёжные и удобные в эксплуатации системы накопления энергии.

3. Литий-ионные батареи не работают на холоде
Этот миф, как и миф об пожаро- и взрывоопасности литий-ионных аккумуляторов, пришёл из области мобильной техники. Все помнят времена, когда телефоны на сильном морозе очень быстро теряли свой заряд. Действительно, отдельная ячейка аккумулятора подвержена воздействию отрицательных температур, т.к. при температурах ниже 0 градусов Цельсия отдаваемая ёмкость может уменьшаться на величину до 20-40%.
Очевидно, что одно из основных требований к батареям портативной техники – это её компактность и низкий вес. Телефоны и прочая техника становятся меньше и легче с каждым поколением, а их энергопотребление как минимум не снижается. Данная особенность применения литий-ионных аккумуляторов не позволяет оборудовать их системой термостатирования, необходимой для защиты батареи от температурных воздействий окружающей среды.
Совсем по-другому дело обстоит в технике покрупнее: электротранспорте и стационарных системах накопления энергии. Размеры и масса батарей в такой технике играют не последнюю роль, но всё же увеличенные размеры своей техники позволяют укомплектовать батарею вышеупомянутой системой термостатирования, жертвуя частью производительности ради универсальности применения. Система термостатирования предназначена для поддержания в батарейном отсеке оптимальной температуры для литий-ионных аккумуляторов – от 0 до 25 градусов Цельсия. Системы термостатирования могут быть представлены в виде системы охлаждения, системы нагрева или комбинации этих систем.
Доказательством эффективности работы вне зависимости от погодных условий современных литий-ионных батарей служит непрекращающийся рост продаж электромобилей, в том числе в северных странах – Норвегии, Дании, Финляндии. Также современные стационарные системы на основе литий-ионных батарей обеспечивают бесперебойное питание вне зависимости от погодных условий в самых разных уголках России – от крайнего севера до жаркого юга.
Современные литий-ионные батареи – это не просто аккумуляторная ячейка, а целый комплекс обеспечения эффективного и безопасного использования запасённой электрической энергии. Литий-ионные батареи нашего времени при правильном устройстве системы способны работать в любых погодных условиях – от минус 60 до 50 градусов Цельсия. Именно комплексные решения в одном корпусе делают литий-ионные батареи технологией будущего.

Эксплуатация и хранение литий-ионных аккумуляторов

Практически все наши покупатели задают вопросы о сроке службы и эксплуатации электросамокатов CityCoco и в большей степени они касаются аккумуляторных батарей. Наиболее часто задаваемые вопросы касаются долговечности АКБ: — Сколько служит аккумулятор? — Как правильно заряжать аккумулятор? — Надо ли его полностью разряжать перед тем, как ставить на зарядку? — Как продлить срок службы АКБ? и так далее.

Все эти вопросы просто обязывают нас ещё раз вернуться к теме обсуждения аккумуляторных батарей, которые устанавливаются на электрические самокаты CityCoco. В своей статье «Что скрывает аккумулятор?» https://electrodrive.by/news/Chto_skryvaet_akkumulator_CityCoco от 27.08.18г. мы постарались максимально расписать, как устроена литий-ионная аккумуляторная батарея, какие подводные камни могут ждать покупателей при приобретении самокатов с некачественными аккумуляторами, рассказали, какие батареи используем мы и так далее. Но одного обзора не достаточно, что бы дать ответы на все вопросы. Поэтому сейчас кратко пройдёмся по самым основным моментам, которые касаются непосредственно эксплуатации и хранения литий-ионных аккумуляторов.

Итак, в электрических самокатах (электроскутерах) CityCoco используются li-ion аккумуляторные батареи, имеющие в среднем не менее чем 80% от первоначальной ёмкости после 500 циклов (полных зарядов и разрядов). После этого батарея продолжит работать, просто её ёмкость будет постепенно снижаться. То есть при правильной эксплуатации, например, если электросамокат в среднем проезжает 40 км на одном заряде, то Вашего аккумулятора хватит не менее чем на 20 000 км общего пробега. А это для 2-х колёсного транспорта совсем не мало. И даже после этого он прослужит еще некоторое время. Просто запас хода будет постепенно снижаться. А если учесть, что хороший райдер за сезон проезжает максимум 4 000 км, то не трудно высчитать срок службы Вашего аккумулятора, и составит он минимум 5 лет.

Данные расчеты актуальны только для качественных li-ion аккумуляторов и при условии надлежащей их эксплуатации и хранения. Так как срок службы аккумулятора может значительно изменяться при определенных условиях.

Производитель же аккумуляторных батарей, используемых в электрических самокатах CityCoco ElectroDrive, заявляет не менее 1000 циклов при правильных условиях эксплуатации.

Li-ion аккумуляторы не обладают эффектом памяти, поэтому нет необходимости специально разряжать батарею до конца перед тем, как поставить её на зарядку. Следует помнить, что полные заряд и разряд быстрее изнашивают батарею, а неполные циклы, напротив, продлевают ей жизнь (таблица А). Поэтому, по возможности, заряжайте аккумулятор, когда он еще не разрядился. При полной же разрядке аккумулятора постарайтесь поставить его на зарядку в течение первых суток и не в коем случае не оставляйте полностью разряженный аккумулятор на длительное время. Иначе балансировочная плата BMS может уйти в защиту и не даст включить Ваш аккумулятор. Также не оставляйте электроскутер на зарядке более чем на сутки. Контроллер хоть и отключает зарядное устройство при полном наборе ёмкости АКБ, но периодически подача тока будет включаться, и постоянное пренебрежение этим пунктом будет изнашивать аккумулятор. Несмотря на то, что неполные циклы продлевают срок службы батареи, рекомендуется все же заряжать аккумулятор до конца хотя бы один из 10 раз и после этого оставлять на несколько часов подключенным к зарядному устройству. Это делается для балансировки АКБ. Как уже известно из предыдущей статьи, li-ion батарея Citycoco состоит из большого количества маленьких элементов размером 18650, напряжение на которых должно быть всегда одинаково. При разряде аккумуляторной батареи возникает небольшая разница в напряжении на каждом из элементов. Поэтому для их стабилизации существует балансировочная плата, которая при окончании заряда выравнивает напряжение на всех элементах питания. Если никогда не заряжать батарею до конца и не давать ей выровнять напряжение, то ее ресурс снизится! Также стоит учесть, что использование очень длинного, либо некачественного удлинителя может снизить напряжение сети, следовательно и напряжение на выходе зарядного устройства тоже будет ниже, что может привести к неполному заряду батареи и невозможности запуска процесса балансировки.

Ещё один фактор, влияющий на срок службы АКБ в зависимости от условий эксплуатации – это сила тока при зарядке. Чем она больше тем меньше срок службы Вашего аккумулятора. Особенно это следует учитывать при эксплуатации электросамоката в холодную пору года и при отрицательных температурах. Большой ток зарядки при температуре ниже 0°С может значительно снизить ресурс аккумулятора. Если у Вас есть необходимость заряжать электросамокат при минусовых температурах, пользуйтесь зарядным устройством с маленьким током заряда. Но по возможности старайтесь заряжать аккумулятор в тепле, а уже перед поездкой устанавливайте его на самокат. Хоть в руководстве и написано, что эксплуатировать электросамокат можно при температурах от -10°С до +45°С, следует помнить, что при отрицательных температурах запас хода естественно будет снижаться. Вместе с этим будет проседать и ёмкость АКБ. Поэтому при постоянной эксплуатации в зимнее время ресурсный срок службы аккумулятора тоже будет снижаться. Помните: при езде в мороз следует избегать резких стартов и движений на высокой скорости, особенно в первые 5-10 минут эксплуатации. Аккумулятор должен прогреть себя сам изнутри.

Если Вы не собираетесь использовать электросамокат в холодное время года (3-5 месяцев), зарядите аккумулятор до 60-80% от его ёмкости и отключите его от сети питания скутера. Подзаряжать хорошую качественную батарею в течение такого периода времени не нужно.

Если же Вы не собираетесь использовать электроскутер долгое время (больше 5 месяцев), но хотите сберечь его аккумулятор в рабочем состоянии, знайте, что вопреки бытующему мнению о хранении аккумуляторов в тепле, лучше всего литий-ионные батареи хранятся при температуре от 0°С до +5°С. Чем выше температура окружающей среды и чем ближе степень заряда к 100%, тем быстрее батарея стареет и теряет емкость (см. таблицу Б). Лучше всего зарядить её до 60%, извлечь из аппарата, упаковать в герметичный полиэтиленовый пакет и положить в холодильник (не путать с морозильной камерой!) или подвал (погреб). В этом случае раз в 3-4 месяца необходимо проверять ёмкость батареи и при необходимости подзаряжать её.

Глубина разряда	Количество циклов разряда
100%	500
50%	1500
25%	2500
10%	4700

Температура, °C	40%-ный уровень заряда	100%-ный уровень заряда
0°C	98% через 1 год	94% через 1 год
25°C	96% через 1 год	80% через 1 год
40°C	85% через 1 год	65% через 1 год
60°C	75% через 1 год	60% через 1 год

Таблица А. Срок службы (количество циклов) в зависимости от глубины разряда

Таблица Б. Деградация характеристик литий-ионных аккумуляторов в связи с температурой хранения и степенью заряда

Соблюдая все вышеуказанные рекомендации, Вы можете, как минимум сохранить, а как максимум — продлить срок службы li-ion аккумулятора Вашего электросамоката.

Ну и не следует забывать, что сейчас на рынке достаточно много случаев, когда продавец, либо его поставщик экономят и ставят аккумуляторную батарею плохого качества или не соответствующую заявленным характеристикам, о чём мы писали ранее. Поэтому доверяйте только проверенным продавцам.

У нас в магазинне в Минске Вы можете выбрать литий-ионные аккумуляторы различной ёмкости и формы. Все они находится на гарантии и соответствуют заявленным характеристикам.

Литий-ионные технологии продления срока службы

Литий-ионные аккумуляторные батареи радикально меняют рынок промышленных электрических погрузчиков. И неудивительно: по своим выдающимся характеристикам и потрясающей добавленной ценности мощные энергоносители существенно превосходят обычные свинцово-кислотные АКБ. Благодаря продолжительной работе литий-ионные аккумуляторные батареи помогут вам опередить конкурентов, повышая эффективность складских операций и обработки товаров. Боле того, небольшое время зарядки и отсутствие необходимости в обслуживании гарантируют непрерывность работы. Обладая длительным сроком службы, литий-ионные батареи обеспечат вам максимум преимуществ. На литий-ионные батареи собственного производства компания Jungheinrich дает 5 лет гарантии при 10000 часов эксплуатации. Это лучшее предложение на рынке. Литий-ионные аккумуляторы Jungheinrich — залог успеха в Вашей конкурентной борьбе.

5 лет без забот. Гарантировано.

Давая 5 лет гарантии на литий-ионные аккумуляторы, мы подтверждаем их долгую безукоризненную работу независимо от часов эксплуатации.

Встроенный контент требует вашего подтверждения

К сожалению, содержимое этой страницы недоступно из-за ваших текущих настроек cookie.

Пожалуйста, разрешите «маркетинговые» cookie для отображения контента.

Преимущества литий-ионных аккумуляторов

Быстрый возврат к работе.

Невероятно быстрая зарядка.

Литий-ионные аккумуляторы всегда заряжены и готовы к работе даже в несколько смен. Промежуточный заряд длительностью всего 30 минут обеспечит батарее на 24 В заряд до 50 % емкости. Чтобы зарядить наполовину аккумулятор на 80 В, достаточно всего 53 минут. Полная зарядка батареи на 24 В занимает 80 минут, а на 80 В — 105 минут. Технологии ускоренного и промежуточного заряда, например, в перерывах и во время спонтанных пауз, гарантируют непрерывную готовность техники, что повышает гибкость ежедневных складских операций.

Максимальная мощность в любое время.

Неизменно высокие рабочие характеристики.

Литий-ионные АКБ обладают более высокой производительностью по сравнению со свинцово-кислотными аккумуляторами. Более глубокий разряд и постоянные характеристики напряжения гарантируют, что даже при низком заряде литий-ионная АКБ может выдать больше мощности, чем свинцово-кислотные аккумуляторные батареи. При каждом торможении батарея набирает заряд, а высокая общая эффективность позволяет аккумулировать до 20 % больше энергии. Кроме того, обмен данными между батареей и зарядным устройством гарантирует эффективную и быструю зарядку.

Всегда готовы к работе.

Без вынужденных простоев.

Литий-ионные аккумуляторы всегда готовы к работе. Им не нужен отдых. Они не требуют обслуживания и не выделяют вредных газов. Это значит, что Вам не придется тратить время и деньги на обслуживание аккумуляторных батарей или дополнительную инфраструктуру. С литий-ионными аккумуляторными батареями вынужденные простои останутся в прошлом.

Работают в три раза дольше.

Благодаря продолжительному сроку службы.

Подобно хорошему спринтеру, литий-ионные АКБ эффективны на любом этапе соревнований. Потому что они работают в три раза дольше, чем традиционные аккумуляторы. Выдающаяся выносливость и более высокая общая эффективность защитят Ваши инвестиции за счет сокращения расходов на электроэнергию.

Д-р Ларс Бржоска (Lars Brzoska)

Председатель Совета директоров

«На сегодняшний день большинство используемой в мире подъемно-погрузочной техники с литий-ионными аккумуляторами выпущены под маркой Jungheinrich».

Максимальный результат с лучшей командой.

Идеально синхронизированная система.

Чтобы спортсмен мирового класса выложился на полную, ему нужна надежная команда. То же самое относится и к литий-ионным АКБ. Полного раскрытия потенциала можно добиться лишь в том случае, если все элементы системы работают согласованно. Компания Jungheinrich — единственный производитель складской техники, который предлагает Вам комплексную взаимосвязанную систему, в которой АКБ, зарядное устройство и погрузчик эффективно взаимодействуют друг с другом, значительно снижая потребности в электроэнергии. Подобный уровень эффективности стал закономерным следствием того, что на сегодняшний день Jungheinrich — единственная в мире компания, занимающаяся разработкой и вводом в эксплуатацию электрических погрузчиков с литий-ионными аккумуляторами собственного производства. Суть нашей командной работы заключается в том, что мы всегда готовы оказать поддержку на каждом этапе Вашего проекта, в котором используются литий-ионные АКБ. Вне зависимости от того, что требуется в данный момент: заменить АКБ на одной машине или перевести на литий-ионные АКБ целый парк техники. Наши консультанты будут рады помочь Вам на любом этапе процесса: от планирования до введения в эксплуатацию.

Обратитесь к нам уже сегодня!

Идеальная согласованность на пути к успеху.

Комплексная система Jungheinrich.
У Jungheinrich есть все, что связано с литий-ионными АКБ:
аккумуляторы (1), зарядные устройства (2), техника (3) и поддержка (4).

Аренда вместо покупки.

Переоснастите Ваш парк погрузочной техники и воспользуйтесь преимуществами литий-ионных АКБ и зарядных устройств в рамках комплексной программы аренды Li-Ion Performance Rental. Это позволит снизить затраты и одновременно быстро и легко повысить производительность Ваших электроштабелеров.

Подробнее о программе аренды литий-ионных аккумуляторов

Универсальное зарядное устройство SLH 300 позволяет легко заряжать литий-ионные и свинцово-кислотные аккумуляторы.

Новатор в сфере технологий литий-ионных АКБ.

Серийное производство готовой к эксплуатации подъемно-погрузочной техники с 2011 года.

В сфере электрической мобильности для складской логистики компания Jungheinrich уверенно завоевала лидерство и добилась непревзойденных успехов в разработке технологий для литий-ионных АКБ. Уже в 2011 году электротележка EJE 112i стала первой в своем роде моделью на литий-ионных батареях, готовой к серийному производству. С тех пор подразделение Jungheinrich Energy and Drive Systems (EDS) последовательно совершенствует эту технологию, непрерывно пополняя линейку складской техники с литий-ионными АКБ. Сегодня практически все модели техники Jungheinrich могут оснащаться литий-ионными АКБ.

Встроенный контент требует вашего подтверждения

К сожалению, содержимое этой страницы недоступно из-за ваших текущих настроек cookie.

Пожалуйста, разрешите «маркетинговые» cookie для отображения контента.

Безопасность при достижении целей — в любое время.

Литий-ионные АКБ Jungheinrich отличаются высоким уровнем безопасности.

Литий-ионные аккумуляторы Jungheinrich гарантируют безопасность работ в любых условиях. Наши АКБ изготовлены с использованием самых надежных компонентов для аккумуляторов (литий-железо-фосфат). Они нетоксичны и не выделяют вредных газов. Благодаря развитому набору функций разработанная нами система управления АКБ контролирует каждый элемент, плавно выключая АКБ при отклонениях в работе. Транспортировку и утилизацию осуществляет наша собственная сервисная служба. Это означает максимальную безопасность людей и техники.

Новый выносливый профессионал для повышения скорости обработки грузов.

ETV 216i — первый в мире штабелер с выдвижной мачтой, оборудованный литий-ионным аккумулятором.
ETV 216i — наша последняя новинка в линейке техники, оснащенной литий-ионной АКБ. Это первый в мире штабелер с выдвижной мачтой и встроенным литий-ионным аккумулятором. Благодаря высокой мощности и неизменной производительности этот выносливый профессионал заметно повысит эффективность и грузооборот Вашего склада. Революционное обновление дизайна также способствует улучшению эргономики и повышению безопасности при одновременном повышении производительности Вашего склада.

Подробнее о ETV216i

Молодой спортсмен в слаженной команде.

EFG с литий-ионным аккумулятором.
Теперь почти весь парк техники Jungheinrich готов к установке литий-ионных АКБ. В том числе наши штабелеры с противовесом EFG. Теперь они выходят на старт не только с традиционными свинцово-кислотными аккумуляторами, но и с мощными литий-ионными АКБ 80 В (500 Ач). Они долговечны, быстро заряжаются и не требуют технического обслуживания. С литий-ионным аккумулятором EFG легко справится с увеличением грузооборота и повышением энергоэффективности.

Подробнее о EFG

Максимальная производительность комплектования.

EKS с литий-ионным аккумулятором (48 В).

Все больше единиц серийной напольной подъемно-погрузочной техники оборудуется литий-ионными АКБ. Теперь вертикальные комплектовщики заказов EKS серии 3 могут оборудоваться инновационными литий-ионными АКБ 48 В, позволяющими повысить производительность, безопасность и энергоэффективность техники. Это стало возможным благодаря быстрой зарядке, отсутствию необходимости в обслуживании и очень длительному сроку службы.

Подробнее о EKS

Как увеличить пропускную способность склада?

На старт с литий-ионными аккумуляторами.

Правила эксплуатации литий-ионных аккумуляторов | Сайт об электромобилях

При существующем темпе роста смышлености (SMART) контроллеров устройств, мы скоро будем нижайше кланяться своему аккумулятору с просьбой отдать толику его энергии для работы так нужного нам устройства. А также заключать договор о своевременной кормежке аккумулятора электроэнергией и вносить взносы в фонд социального страхования аккумуляторов. Кроме того, придется оплачивать аккумулятору медицинскую страховку и пай в пенсионном фонде:).

Правильная эксплуатация аккумуляторов сотовых телефонов

Электроды литий-ионных аккумуляторов, из-за процесса производства уже наполовину заряжены, однако свежий аккумулятор нежелательно сразу же проверять под нагрузкой. Первоначально литий-ионный аккумулятор требуется полностью зарядить. Использование аккумулятора без первоначальной подзарядки может резко сократить доступную пользователю емкость.

После первоначальной зарядки аккумулятора желательно его полностью разрядить для калибровки системы управления аккумулятором. Сразу же после разрядки подзарядите аккумулятор. Циклы калибровки для сотовых телефонов с литий-ионными аккумуляторами не следует производить часто (обычно хватает одного цикла полного заряда-разряда в 3 месяца). Сами циклы калибровки нужны только для правильного отображения прогноза оставшейся емкости аккумулятора. Рекомендуемые же некоторыми пользователями и продавцами трех-четырех кратные глубокие циклы заряда-разряда могут оказаться фатальными для не нового литий-ионного аккумулятора.

Желательно использовать оригинальные аккумуляторы от производителя мобильного телефона. Так как функции системы управления аккумуляторной батареей для мобильных сильно урезаны, а зарядом руководит система подзарядки сотового телефона, то аккумулятор от стороннего производителя проживет меньше, поскольку система подзарядки не знает особенностей не оригинальных аккумуляторов.

Желательно часто не заряжать аккумулятор сотового телефона полностью, а также ставить аккумулятор на подзарядку раньше, чем уровень заряда достигнет красного значения индикатора заряда (примерно 20% остаточной емкости).

Старение литий-кобальтовых аккумуляторов (наиболее распространенных аккумуляторов для сотовых напрямую зависит от уровня нагрузки). Говорите по мобильному меньше и реже — это позволит сохранить здоровье не только вашему аккумулятору, но и вам самим.

Не заряжайте аккумулятор, побывавший на морозе до тех пор, пока он не прогреется до положительной (по Цельсию) температуры — это важное требование безопасности эксплуатации литий-ионных аккумуляторов.

Правильная эксплуатация аккумуляторных батарей ноутбуков

Аккумуляторная батарея ноутбука содержит полноценную систему управления, что часто позволяет пользователю забыть о том, правильно ли он эксплуатирует батарею. Однако, при работе с ноутбуком следует помнить о некоторых вещах.

При первом подключении аккумуляторную батарею ноутбука следует полностью зарядить, после чего произвести калибровку системы управления. Калибровка осуществляется полным разрядом батареи при постоянной нагрузке (необходимо войти в настройки BIOS, и оставить ноутбук работать при отключении от сети до выключения, во многих настройщиках BIOS есть специальный пункт Calibration, предназначенный для выполнения данной задачи). Не забудьте сразу же зарядить батарею своего ноутбука после полной разрядки.

Калибровка аккумуляторной батареи ноутбука обычно осуществляется раз в 1-3 месяца, для исключения эффекта «цифровой памяти» — в процессе работы от аккумулятора постепенно накапливаются ошибки определения остаточной емкости, из-за чего снижается время автономной работы ноутбука.

Для некоторых моделей ноутбуков существуют утилиты производителя для задания уровня разряда батареи, при котором начинает производится заряд. Если аккумулятор ноутбука служит как источник бесперебойного питания (работа осуществляется стационарно с питанием от сети), то установка уровня допустимого разряда в 40% и поддержание аккумуляторной батареи в полуразряженном состоянии позволит продлить жизнь батареи в два раза.

Часть ноутбуков поставляются с дополнительной батареей. Если вы долго не пользуетесь ей, имеет смысл разрядить дополнительную батарею до 40%, упаковать в полиэтиленовый пакет с вакуум-замком и оставить пакет в холодильной камере холодильника при температуре 3-4°C.

Правильная эксплуатация батарей Power Tools и видеокамер

Правила эксплуатации батарей Power Tools (в основном, батарей шуруповертов) и видеокамер мало отличаются от правил эксплуатации аккумуляторов сотовых телефонов.

Отличием является то, что использование этих устройств в быту осуществляется довольно редко, а стоимость аккумуляторов высока и эти аккумуляторы со временем становятся мало доступны. Для обеспечения длительной жизни таких аккумуляторов следует хранить их в полуразряженном состоянии в холодильнике при температуре 3-4°C, предварительно упаковав в полиэтиленовый пакет с вакуум-замком. Перед использованием аккумулятор необходимо полностью зарядить с помощью штатного зарядного устройства, и при работе не допускать полного разряда аккумулятора (при первой же возможности подзаряжайте батарею в процессе работы).

В заключение статьи хочу сказать, что хоть правила эксплуатации и позволяют сохранить параметры аккумулятора длительное время, однако жизнь диктует свои условия работы, часто не совместимые с понятием правильной эксплуатации такой высокотехнологичной вещи, как литий-ионный аккумулятор.

Статьи — ЗАО АКБ Технологии

Подобные батареи благодаря энергоемкости, способны обеспечить устройству длительную автономную работу. Li-ion батареи не нуждаются в дополнительном обслуживании, имеют относительно низкий вес и обладают низким саморазрядом. Также у аккумуляторов отсутствует «эффект памяти».

Первое время эти батареи использовались только для мелкой цифровой техники, но потом они стали применяться и для складской техники. Используя подобные изделия, можно хорошо экономить электроэнергию. Отметим, что работоспособность таких батарей не снижается, даже, если они разряжены до 80%! Известно, что чем меньше заряжаешь механизм, тем дольше срок его эксплуатации. Поэтому литий ионные аккумуляторы, по сравнению с другими видами батарей, служат гораздо дольше.

Их зарядка проста и не требует дополнительного обеспечения. Обслуживающий персонал склада, подключив устройство к электрической сети, без труда способен его подзарядить. Полная автоматическая зарядка продлится примерно два часа. Нет нужды контролировать процесс, что позволяет экономить трудовые ресурсы (рабочий способен совмещать смежные виды деятельности).

Существенным плюсом считается возможность быстрой подзарядки литий ионных аккумуляторов. В экстренных случаях в течение 20 минут батареи будут готовы к эксплуатации. А также есть возможность восстановления батареи для складской техники.

Преимущества литий ионных батарей

Советуем модернизировать складскую технику литий ионными батареями, потому что подобные устройства обладают следующими характеристиками:

Продолжительным сроком службы. Эксплуатационный срок аккумулятора составляет 5000 циклов. По сравнению со свинцово-кислотными батареями, у которых предел циклов доходит до 1500, Li-ion батареи будут служить в три раза дольше;
Они не обслуживаются. В течение срока службы аккумуляторы не требуют обслуживания;
Быстрым зарядом. Батареи заряжаются за два часа, что дает возможность, даже при высокой загрузке техники пользоваться одним комплектом. В экстренных случаях всего за 20 минут зарядки можно получить 25% номинальной ёмкости;
Водитель техники способен (в любое время) самостоятельно выполнить заряд батареи. Отсутствие выделения водорода дает возможность обходиться без специальной зарядной комнаты, содержания дополнительного персонала и приобретения оборудования для обслуживания;
Устройства безвредны. У герметичных батарей выбросы (токсичные, коррозионно-активные) отсутствую при любом заряде и в разных режимах эксплуатации. Нештатные режимы работы невозможны, потому что аккумулятор обладает встроенной системой защиты;
Li-ion аккумуляторы удобны в эксплуатации. Чтобы их зарядить, не требуется снятие со складской техники. Поэтому зарядку можно осуществлять прямо в производственном помещении.

Литий ионные батареи для складской техники способны функционировать в температурном диапазоне (-) 40 – (+) 50 градусов. Они обладают высоким КПД и возможностью храниться в разряженном состоянии.

Устройство аккумулятора

Чтобы хранить энергию в литий ионных батареях, применяются следующие элементы:

Li – литий;
Fe – железо;
PO4 -фосфат.

Данный тип считается исключительно надежным и предельно экономичным источником энергии.

Отличительной особенностью Li-ion аккумуляторов считается возможность заряжаться высоким током. Данная характеристика дает возможность зарядить устройство за 2 часа. А отсутствие «эффекта памяти» позволяет выполнять дробные циклы заряда, которые могут быть любой продолжительности. Подобный заряд продлевает эксплуатационный срок аккумулятора.

Литий ионными батареями можно заряжать любую электрическую технику:

Платформенные тележки;
Тягачи;
Электротележки;
Ричтраки;
Электропогрузчики;
Штабелеры и прочую складскую технику.

Как работает литий-ионный аккумулятор?

Литий-ионные аккумуляторы чрезвычайно популярны и универсальны. Эти перезаряжаемые батареи, которые используются в сотовых телефонах, автомобилях, электроинструментах и некоторых других типах электронных устройств, также оказывают влияние на оборудование для погрузочно-разгрузочных работ и наземного обслуживания аэропортов.

Технология, лежащая в основе литий-ионных аккумуляторов, делает их отличным выбором из-за их явных преимуществ и экологических преимуществ.

Но как именно работают литий-ионные аккумуляторы? И что делает их такими популярными во многих приложениях?

Вот что вам нужно знать о компонентах, из которых состоит литий-ионный аккумулятор, и о том, как они работают вместе для создания высокоэффективных и долговечных источников энергии.

Компоненты

Литий-ионные батареи

доступны во многих различных формах и размерах. Однако внутри они обычно выглядят одинаково. Чтобы понять, как работает литий-ионный аккумулятор, важно знать роль, которую играют отдельные части.

Ячейка

Литий-ионный аккумулятор состоит из нескольких частей. Элемент, служащий рабочей лошадкой для батареи, является наиболее важным компонентом батареи.

Элемент состоит из следующих материалов батареи:

Электроды — это два конца батареи. Один — анод, другой — катод.
Анод накапливает литий и обычно изготавливается из углерода.
Катод также хранит литий и сделан из химического соединения, которое представляет собой оксид металла.
Сепаратор блокирует поток отрицательных и положительных электронов внутри батареи, но позволяет ионам проходить через нее.
Электролит , жидкость находится между двумя электродами. Он переносит положительно заряженные ионы лития от анода к катоду и наоборот, в зависимости от того, заряжается батарея или разряжается.

Аккумулятор

Батарейный блок, в котором находятся литий-ионные элементы, работает как компьютер. Он содержит следующее:

Как минимум один датчик температуры для контроля температуры батареи.
Преобразователь напряжения и схема регулятора , которая фокусируется на поддержании напряжения и тока на безопасных уровнях.
Разъем евро, который позволяет питанию и информации поступать в аккумуляторную батарею и извлекаться из нее.
Элемент отвод , который контролирует напряжения элементов в аккумуляторной батарее.
Система мониторинга батареи , небольшой компьютер, который контролирует всю батарею и обеспечивает безопасность пользователя.

Движение в камере

Так как же ячейка обеспечивает питание оборудования?

Когда вы подключаете литий-ионную батарею к устройству или части оборудования, положительно заряженные ионы перемещаются от анода к катоду. В результате катод становится более положительно заряженным, чем анод. Это, в свою очередь, притягивает к катоду отрицательно заряженные электроны.

Сепаратор в ячейке включает электролиты, которые образуют катализатор. Это способствует перемещению ионов между ними. Движение ионов через раствор электролита — это то, что заставляет электроны перемещаться через устройство, в которое вставлен аккумулятор.

Литий-ионные батареи

перезаряжаемые. При перезарядке ионы лития проходят тот же процесс, но в противоположном направлении.Это восстанавливает аккумулятор для дополнительного использования.

Общая конструкция литий-ионной батареи обеспечивает множество преимуществ для пользователей оборудования:

Время работы значительно увеличивается с их использованием по сравнению с батареями других типов.
Возможности быстрой зарядки сокращают время простоя сменных рабочих и повышают производительность.
Они имеют плоские кривые разряда и обеспечивают более высокую постоянную мощность. Это означает, что больше не будет раздражающей медлительности в работе оборудования при снижении уровня заряда аккумулятора.

Система управления батареями (BMS)

Система управления играет важную роль в обеспечении максимальной работы аккумуляторной батареи. Это также влияет на работу аккумулятора, предлагая несколько защит и функций.

Например:

BMS поддерживает температуру элементов в идеальном рабочем диапазоне для предотвращения перегрева или замерзания.
BMS контролирует ток и напряжение, чтобы поддерживать их на безопасном уровне.Дендриты начинают формироваться в ячейке, если напряжение падает слишком низко, что может привести к короткому замыканию ячейки, поэтому важно, чтобы литий-ионный аккумулятор имел систему, позволяющую контролировать это.
В аккумуляторе нет встроенной «памяти», поэтому частичные разряды не повреждают аккумулятор. Литий-ионные аккумуляторы могут заряжаться и разряжаться в наиболее удобное для оператора оборудования время.
Встроенные контроллеры предотвращают перезарядку, чтобы предотвратить образование, которое может привести к значительному повреждению литий-ионных аккумуляторов.
Балансировка ячеек контролируется, поэтому выравнивающие заряды никогда не требуются. Поскольку литий-ионные батареи не нуждаются в уравнительном заряде, они не выделяют опасные газы.
Система управления батареями также позволяет менеджерам отслеживать состояние батареи своего флота с помощью бортовых компьютеров, которые отправляют жизненно важные данные через облачные сервисы.

Литий-ионные батареи содержат несколько элементов передовых технологий, которые работают вместе, чтобы обеспечить пользователям явные преимущества.

Вы можете узнать о том, почему литий-ионные батареи являются лучшим вариантом, чем свинцово-кислотные, в нашей статье Литий-ионные батареи для вилочных погрузчиков лучше, чем свинцово-кислотные?

Как работает литий-ионный аккумулятор?

Представьте себе мир без литий-ионных батарей (часто называемых литий-ионными батареями или LIBs ). Нужна помощь? Мобильные устройства не будут выглядеть так, как сейчас. Представьте себе огромные, тяжелые сотовые телефоны и ноутбуки.Также представьте, что обе эти вещи настолько дороги, что их могут себе позволить только очень богатые люди. Вы представляете 1980-е. Страшно, правда?

Знаете ли вы?
Литий-ионные батареи были впервые произведены и произведены компанией SONY в 1991 году.

Литий-ионные батареи

стали огромной частью нашей мобильной культуры. Они обеспечивают питание большей части технологий, которые использует наше общество.

Из каких частей состоит литий-ионный аккумулятор?

Батарея состоит из нескольких отдельных ячеек , которые соединены друг с другом.Каждая ячейка содержит три основные части: положительный электрод , (катод , ), отрицательный электрод (анод , ) и жидкий электролит , .

Части литий-ионного аккумулятора (© Let’s Talk Science, 2019 г.

, на основе изображения ser_igor с iStockphoto).

Литий-ионные батареи, подобно сухим щелочным батареям, используемым в часах и пультах дистанционного управления от телевизора, обеспечивают питание за счет движения ионов. Литий в своей элементарной форме чрезвычайно реактивен.Вот почему в литий-ионных батареях не используется элементарный литий. Вместо этого литий-ионные батареи обычно содержат оксид лития-металла, такой как оксид лития-кобальта (LiCoO ₂). Это поставляет литий-ионы. В катоде используются оксиды лития-металла, а в аноде — литий-углеродные соединения. Эти материалы используются, потому что они допускают интеркаляцию. Интеркаляция означает, что молекулы могут что-то в них вставлять. В этом случае электроды могут легко перемещать ионы лития в свою структуру и выходить из нее.

Каков химический состав литий-ионных батарей?

Внутри литий-ионного аккумулятора протекают окислительно-восстановительные реакции.

Восстановление происходит на катоде. Здесь оксид кобальта соединяется с ионами лития с образованием оксида лития-кобальта (LiCoO ₂). Половина реакции:

CoO ₂ + Li ⁺ + e ^— → LiCoO ₂

Окисление происходит на аноде.Здесь соединение интеркаляции графита LiC ₆ образует графит (C ₆) и ионы лития. Половина реакции:

LiC ₆ → C ₆ + Li ⁺ + e ^—

Вот полная реакция (слева направо = разрядка, справа налево = зарядка):

LiC ₆ + CoO ₂ ⇄ C ₆ + LiCoO ₂

Как работает подзарядка литий-ионного аккумулятора?

Когда литий-ионный аккумулятор в мобильном телефоне питает его, положительно заряженные ионы лития (Li +) перемещаются от отрицательного анода к положительному катоду.Они делают это, перемещаясь через электролит, пока не достигнут положительного электрода. Там они хранятся. С другой стороны, электроны движутся от анода к катоду.

Что происходит в литий-ионной батарее при разряде (© Let’s Talk Science, 2019 г., на основе изображения ser_igor с iStockphoto).

Иллюстрация — текстовая версия

Когда батарея используется, ионы лития текут от анода к катоду, а электроны движутся от катода к аноду.

Когда вы заряжаете литий-ионный аккумулятор, происходит прямо противоположный процесс. Ионы лития возвращаются от катода к аноду. Электроны движутся от анода к катоду.

Что происходит с литий-ионным аккумулятором при зарядке (© Let’s Talk Science, 2019 г., на основе изображения ser_igor с iStockphoto).

Иллюстрация — текстовая версия

Когда батарея заряжается, ионы лития текут от катода к аноду, а электроны перемещаются от анода к катоду.

Пока ионы лития переходят от одного электрода к другому, существует постоянный поток электронов. Это дает энергию для работы вашего устройства. Поскольку этот цикл может повторяться сотни раз, этот тип батареи перезаряжаемый .

Знаете ли вы?
Иногда литий-ионные батареи называют «батареями для кресел-качалок». Это потому, что ионы лития «качаются» между электродами.

Что делает литий-ионные аккумуляторы подходящими для мобильных технологий?

Все просто. Литий-ионные аккумуляторы имеют самую высокую плотность заряда среди всех сопоставимых систем. Это означает, что они могут дать вам массу энергии, не будучи очень тяжелыми.

Это по двум причинам. Во-первых, литий — это самый электроположительный элемент . Электроположительность — это мера того, насколько легко элемент может отдавать электроны для образования положительных ионов. Другими словами, это показатель того, насколько легко элемент может производить энергию.Литий очень легко теряет электроны. Это означает, что он может легко производить много энергии.

Литий также самый легкий из всех металлов. Как вы узнали, в качестве электродов в литий-ионных батареях используются интеркаляционные материалы, а не настоящий металлический литий. Тем не менее, эти батареи весят намного меньше, чем батареи других типов, в которых используются такие металлы, как свинец или никель.

Есть ли риски при использовании литий-ионных батарей?

Хотя эти батареи впечатляют, у них есть свои недостатки.Самая большая жалоба заключается в том, что они довольно быстро изнашиваются, независимо от того, используете вы их или нет. Обычный литий-ионный аккумулятор прослужит около 2–3 лет, прежде чем его потребуется заменить. Это может обойтись дорого! Производство и утилизация литий-ионных батарей также оказывает большое влияние на окружающую среду, поэтому чем дольше эти батареи могут прослужить, тем лучше.

Как вы узнали, литий чрезвычайно реактивен. Когда производители производят литий-ионные батареи, они должны принимать определенные меры предосторожности, чтобы их можно было безопасно использовать.Однако вы, возможно, слышали о некоторых электронных устройствах, таких как ноутбуки или сотовые телефоны, которые загорелись из-за своих батарей. Хотя это может быть хорошим предлогом для того, чтобы не сдать эссе на английском вовремя, это довольно опасная ситуация. По соображениям безопасности литий-ионные батареи включают сепаратор. Это предотвращает соприкосновение электродов элементов батареи друг с другом. Но если этот разделитель будет порван или поврежден, электроды могут соприкоснуться. Это может вызвать сильное перегревание. Если это нагревание вызывает искру, легко воспламеняющийся электролит может загореться.

Как только в одной камере возникает пламя, оно может быстро распространиться на другие. И прежде чем вы это заметите, ваш ноутбук представляет собой лужу расплавленного пластика. Накопление тепла также может вызвать очень быстрое повышение давления в вашем ноутбуке и БУМ!

Посмотрите, что происходит при коротком замыкании литий-ионного аккумулятора (1:13 мин.).

Однако не стоит особо волноваться. Эти события очень редки. На самом деле литий-ионные батареи очень безопасны. Кроме того, прямо сейчас ведется много исследований по улучшению каждой части этих батарей.Например, исследователи создали жидкий электролит, который при ударе превращается в твердое тело. Это поможет предохранить батареи от нагрева или возгорания в случае их повреждения! Вскоре литий-ионные батареи, вероятно, станут еще безопаснее, прослужат дольше и будут стоить еще дешевле.

Знаете ли вы?
Большинство электромобилей работают на литий-ионных батареях. Мы начинаем видеть все больше и больше автомобилей, которые подключаются к сети вместо того, чтобы заправляться бензином!

Литий-ионная батарея

— обзор

Литий-ионные батареи (LIB)

Литий-ионные батареи — это перезаряжаемые батареи, в которых используется неводный электролит (Yoshizawa, 2009), которые начали продаваться в начале 1990-х годов.Литий-ионный элемент состоит из четырех компонентов: анода, катода, сепаратора и неводного электролита. Во время процесса зарядки ионы лития перемещаются от катода через электролит к аноду, а затем возвращаются во время разряда (Zubi et al ., 2018). Литий-ионные аккумуляторные элементы изготавливаются в виде стопки или цилиндрических элементов. В первой конфигурации катод, анод и сепаратор заключены в ламинатную пленку. Во втором — слои прокатываются и запаиваются в металлическую тару.

Литий-ионные аккумуляторы отличаются высокой удельной мощностью, длительным сроком службы, низким саморазрядом, низкими затратами на техническое обслуживание и низким воздействием на окружающую среду. Однако литий обладает высокой реакционной способностью, поэтому существуют технические ограничения, связанные с безопасностью строительных батарей (Таблица 2).

Таблица 2. Литий-ионный аккумулятор

Высокая

Преимущества	Недостатки	Ссылки
Высокая энергоэффективность	Относительно дорого	(Zubi et al ., 2018)
Хороший срок службы	Проблема безопасности	(Yoshio et al ., 2009)
Высокая удельная мощность	Слабое восстановление	(Yoshizawa, 2009)
	Номинальная 3-часовая зарядка
Хорошая высокоскоростная способность
Разумная скорость саморазряда

Согласно Wen и др. .(2012) проблемы безопасности литий-ионных батарей обычно вызваны следующими химическими параметрами: высокое напряжение (HV) (перезаряд), высокая температура (HT) (тепловой разгон), высокое давление (HP) (образование газа) и высокое напряжение. ток (HC) (дендритное литиевое короткое замыкание). Было разработано несколько методов и методов для решения проблем безопасности LIB, контролирующих внутреннее напряжение (V), температуру (T), давление (P) и ток (I). Также можно изучить материалы для решения вопросов безопасности.Недавний ключевой прогресс в разработке материалов для повышения безопасности LIB был представлен в Liu et al . (2018a). Некоторые оптимизации могут быть достигнуты в отношении существующих материалов анода и катода из-за ограниченной электропроводности, медленного переноса лития, растворения или других неблагоприятных взаимодействий с электролитом, низкой термической стабильности, большого объемного расширения и механической хрупкости (Nitta et al . , 2015). Для достижения энергетической устойчивости в глобальном масштабе (Zubi et al ., 2018). Литий-ионные батареи могут быть спроектированы так, чтобы: (1) уменьшить удельный углеродный след в энергетическом секторе; (2) минимизировать зависимость от кобальта; (3) разработать соответствующие процессы переработки (Zeng et al ., 2014). Области исследований литий-ионных аккумуляторов сосредоточены на разработке новых электродных материалов для улучшения характеристик с точки зрения стоимости производства, плотности энергии, удельной мощности, срока службы и безопасности (Nitta et al ., 2015). Имеющиеся в продаже литий-ионные батареи: оксид лития-кобальта (LCO), оксид лития-марганца (LMO), фосфат лития-железа (LFP), литий-никель-кобальт-оксид алюминия (NCA) и оксид литий-никель-марганца-кобальта (NMC) (Blomgren, 2016 ).Все они производятся с использованием графита в качестве анодного материала, тогда как катод варьируется в зависимости от типа батареи: LCO изготавливается из LiCoO ₂, LMO из LiMn ₂ O ₄ катод, LFP из LiFePO ₄, NCA из LiNiCoAlO ₂ и NMC из LiNiMnCoO ₂. Аккумуляторы LCO и NCA в настоящее время являются наиболее технологически развитыми. Основным недостатком использования батареи LCO является ее низкая внутренняя безопасность из-за низкой термической стабильности оксида кобальта.LMO и LFP более безопасны, чем другие батареи. LFP и NMC имеют более длительный жизненный цикл и более низкую плотность энергии, в то время как батареи NCA имеют выдающуюся доступность удельной энергии и производительность. Оксид лития-кобальта (LCO) находит применение в портативной электронике меньшего размера, а оксид лития-марганца (LMO) — в приложениях с более высокой мощностью, таких как электроинструменты и электродвигатели. Литий-никель-кобальт-оксид алюминия (NCA) широко применяется в электронике. Литий-никель-марганец-кобальт оксид (NMC) применяется в портативных и мощных устройствах, включая электроинструменты и электромобили.Литий-фосфат железа (LFP) в основном используется в мощных системах, таких как электроинструменты и накопители энергии (Blomgren, 2016). Литий-ионные аккумуляторы широко используются в портативных электронных устройствах, таких как мобильные телефоны, планшеты и ноутбуки (Yoshizawa, 2009). Литий-ионные батареи также нашли применение в гибридных транспортных средствах и электромобилях (Lu et al ., 2013). В последнем типе ключевой характеристикой является оптимальный контроль заряда / разряда батареи. Должна быть предоставлена точная информация о состоянии заряда (SOC) и состоянии здоровья (SOH) батареи, чтобы обеспечить безопасную и надежную работу батареи.Кроме того, температура окружающей среды является ключевым фактором, влияющим на точность оценки SOC (Xing et al ., 2014). Методы машинного обучения, включая искусственные нейронные сети, модели на основе нечеткой логики и опорные векторные машины, все чаще используются в литературе для оценки степени заряда литий-ионных аккумуляторов (Charkhgard and Farrokhi, 2010; Chen et al ., 2012).

Как работают литий-ионные батареи | HowStuffWorks

Литий-ионные аккумуляторные батареи бывают всех форм и размеров, но все они выглядят примерно одинаково внутри.Если бы вы разобрали аккумуляторную батарею ноутбука (что-то, что мы НЕ рекомендуем из-за возможности короткого замыкания аккумулятора и возникновения пожара), вы обнаружите следующее:

Литий-ионные элементы могут быть либо цилиндрическими батареями, которые выглядят почти идентичными элементам AA, либо они могут быть призматическими , что означает, что они имеют квадратную или прямоугольную форму. Компьютер, который включает:
Один или несколько датчиков температуры для контроля температуры батареи
A схема преобразователя и регулятора напряжения для поддержания безопасных уровней напряжения и тока
Экранированный разъем для ноутбука , который позволяет питанию и информации поступать в аккумуляторный блок и из него
A Отвод напряжения , который контролирует энергоемкость отдельные элементы в аккумуляторном блоке
A монитор состояния заряда аккумулятора , который представляет собой небольшой вычислительный r, который выполняет весь процесс зарядки, чтобы аккумуляторы заряжались как можно быстрее и полностью.

Если аккумуляторная батарея становится слишком горячей во время зарядки или использования, компьютер отключит подачу питания, чтобы попытаться остыть. Если вы оставите ноутбук в очень горячей машине и попытаетесь использовать ноутбук, он может не дать вам включиться, пока все не остынет. Если элементы когда-либо полностью разряжаются, аккумуляторная батарея отключится из-за разрушения элементов. Он также может отслеживать количество циклов зарядки / разрядки и отправлять информацию, чтобы индикатор заряда батареи ноутбука мог сказать вам, сколько заряда осталось в аккумуляторе.

Это довольно сложный маленький компьютер, питающийся от батарей. Такое потребление энергии является одной из причин, по которой литий-ионные батареи теряют 5 процентов своей мощности каждый месяц, когда они бездействуют.

Литий-ионные элементы

Как и у большинства батарей, внешний корпус сделан из металла. Здесь особенно важно использование металла, потому что аккумулятор находится под давлением. В этом металлическом корпусе есть чувствительное к давлению вентиляционное отверстие . Если аккумулятор когда-либо станет настолько горячим, что может взорваться из-за избыточного давления, это вентиляционное отверстие сбросит дополнительное давление.Батарея, вероятно, впоследствии станет бесполезной, так что этого следует избегать. Отверстие строго предусмотрено в качестве меры безопасности. Так же и переключатель с положительным температурным коэффициентом (PTC) , устройство, которое должно предохранять аккумулятор от перегрева.

Этот металлический корпус содержит длинную спираль, состоящую из трех спрессованных вместе тонких листов:

A Положительный электрод
A Отрицательный электрод
A сепаратор

Внутри корпуса эти листы погружены в органический растворитель, который действует как электролит.Эфир — один из распространенных растворителей.

Сепаратор представляет собой очень тонкий лист пластика с микроперфорацией. Как следует из названия, он разделяет положительный и отрицательный электроды, позволяя ионам проходить через них.

Положительный электрод изготовлен из оксида лития-кобальта или LiCoO ₂. Отрицательный электрод изготовлен из углерода. Когда батарея заряжается, ионы лития перемещаются через электролит от положительного электрода к отрицательному и прикрепляются к углю. Во время разряда ионы лития возвращаются в LiCoO ₂ из углерода.

Движение этих ионов лития происходит при достаточно высоком напряжении, поэтому каждая ячейка вырабатывает 3,7 вольт. Это намного выше, чем 1,5 В, типичные для обычного щелочного элемента AA, который вы покупаете в супермаркете, и помогает сделать литий-ионные батареи более компактными в небольших устройствах, таких как сотовые телефоны. См. Раздел «Как работают батареи» для получения подробной информации о батареях различного химического состава.

Мы рассмотрим, как продлить срок службы литий-ионных аккумуляторов, и выясним, почему они могут взорваться в следующий раз.

Знать принцип работы ионно-литиевой батареи и ее новейшие применения

Сегодня литий-ионные батареи невероятно популярны.Вы можете найти их в ноутбуках, КПК, сотовых телефонах и i Pods. Они так популярны, потому что являются наиболее мощными перезаряжаемыми батареями. Литий-ионные аккумуляторы ежедневно обеспечивают жизнь миллионам людей. В этом блоге мы узнаем о работе литий-ионного аккумулятора.

Рабочий литий-ионный аккумулятор

Перезаряжаемый литий-ионный аккумулятор состоит из одного или нескольких отсеков для выработки энергии, называемых элементами. Каждая ячейка состоит из трех компонентов: положительного электрода, отрицательного электрода и электролита.

Положительный электрод подключается к положительной или + клемме аккумулятора. Отрицательный электрод подключается к отрицательной клемме или -. И химическое вещество под названием электролит между ними.

Положительный электрод обычно изготавливается из химического соединения, называемого оксидом лития-кобальта (LiCoO2) или фосфатом лития-железа (LiFePO4). Отрицательный электрод обычно изготавливается из углерода (графита). Электролит варьируется от одного типа аккумулятора к другому.

Электролит переносит положительно заряженные ионы лития от анода к катоду. Движение ионов лития создает свободные электроны на аноде, что создает заряд на положительном токосъемнике. Затем электрический ток течет от коллектора тока через устройство, на которое подается питание (сотовый телефон, компьютер и т. Д.), К коллектору отрицательного тока. Сепаратор блокирует поток электронов внутри батареи.

Пока батарея разряжается и подает электрический ток, анод выпускает ионы лития на катод, создавая поток электронов от одной стороны к другой.При подключении устройства происходит обратная реакция: катод высвобождает ионы лития, а анод их принимает. Так работает литий-ионный аккумулятор.

В этом аккумуляторе плотность энергии и удельная мощность являются наиболее распространенными характеристиками аккумулятора. Как правило, плотность энергии измеряется в ватт-часах на килограмм (Втч / кг) и представляет собой количество энергии, которое батарея может хранить по отношению к ее массе. Плотность мощности измеряется в ваттах на килограмм (Вт / кг) и представляет собой мощность аккумулятора по отношению к его массе.

Вы также можете посмотреть это видео.

Преимущества литий-ионного аккумулятора

Сегодня литий-ионные батареи популярны, потому что они имеют ряд важных преимуществ перед конкурирующими технологиями:

Как правило, они намного легче, чем другие типы аккумуляторных батарей того же размера.
Они держат заряд. Литий-ионный аккумулятор теряет всего около 5 процентов своего заряда в месяц.
Высокая удельная энергия и высокая нагрузка с силовыми элементами
Длительный цикл и увеличенный срок хранения; бесплатная поддержка. Они могут выдерживать сотни циклов зарядки / разрядки.
Высокая производительность, низкое внутреннее сопротивление, хороший кулоновский КПД
Простой алгоритм зарядки и достаточно короткое время зарядки
Низкий саморазряд (менее половины от NiCd и NiMH)

Ограничения литий-ионной батареи

Требуется схема защиты для предотвращения теплового разгона при нагрузке
Разлагается при высокой температуре и при хранении под высоким напряжением
Быстрая зарядка невозможна при отрицательных температурах (<0 ° C, <32 ° F)
Требования к транспортировке при отгрузке больших партий
Они чрезвычайно чувствительны к высоким температурам.Тепло приводит к тому, что литий-ионные аккумуляторные батареи разлагаются намного быстрее, чем обычно.

Применение литий-ионной батареи

Литиевые батареи

имеют длинный список реальных приложений, помимо запуска приложений на вашем телефоне. От жизненно необходимого медицинского оборудования до роскошных яхт, литиевые батареи обеспечивают безопасность и надежность как самого необходимого, так и комфорта современной жизни.

ИБП или аварийное питание

Он отличается от генератора или другого резервного источника питания.Он обеспечивает почти мгновенное питание для запуска (или безопасного отключения) оборудования, к которому он подключен.

Надежные и легкие судовые характеристики
Модернизация вашей лодки с помощью долговечной перезаряжаемой литиевой батареи дает вам годы надежного запуска двигателя при небольшом весе традиционной свинцово-кислотной батареи. Если вам нужно привести в действие небольшой троллинговый двигатель, литиевые батареи надежны и надежны.
Надежный электромобиль RV

Литий-ионные аккумуляторы обеспечивают надежное, стабильное и продолжительное питание.Лучшее решение, чтобы чувствовать себя комфортно и безопасно путешествовать по отдаленным местам. Благодаря небольшому весу и размеру литий-ионные аккумуляторы обеспечивают повышенную эффективность вашего транспортного средства для отдыха или электромобиля.

Системы охранной сигнализации в удаленных населенных пунктах

Эти батареи идеальны для систем удаленного мониторинга благодаря долгому сроку службы, небольшому размеру. Кроме того, они не теряют мощность из-за саморазряда в то время, когда ваша система неактивна. Литиевые батареи имеют скорость саморазряда, которая в 10 раз ниже, чем у свинцово-кислотных батарей

Литий-ионные аккумуляторные батареи лучше всего подходят для солнечных батарей из-за их быстрой зарядки.Солнечные батареи производят зарядку с низким сопротивлением, что и требуется для литиевых батарей. Кроме того, литиевые батареи заряжаются быстро, что позволяет максимально увеличить потенциальное накопление солнечной энергии от каждого дня солнечного света.

Свобода личности с мобильным оборудованием

От электрических инвалидных колясок до лестничных подъемников — многие люди зависят от надежных мобильных технологий, чтобы жить независимой жизнью. Литий-ионные аккумуляторы — идеальный выбор для мобильного оборудования, поскольку они предлагают индивидуальный размер, более длительный срок службы, быструю зарядку, низкую скорость саморазряда и увеличенное время работы.

Используется в переносных блоках питания

Литиевые аккумуляторные батареи известны тем, что служат источниками питания для наших телефонов и новейших легких портативных компьютеров. Они также переносят движения и изменения температуры, а также сохраняют свою мощность во время использования.

Надеюсь, этот блог поможет вам понять принцип работы литий-ионного аккумулятора и его применения. Мы в Robu.in надеемся, что вам было интересно, и что вы вернетесь к другим нашим образовательным блогам.

ДОЛЖЕН ПРОЧИТАТЬ ЗАПИСИ В БЛОГЕ НА АККУМУЛЯТОРЕ

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

В вашем браузере отключены файлы cookie.Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, используйте кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie.Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в cookie-файлах может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Материалы электродов для литий-ионных батарей

Аноды

В настоящее время существует только два типа промышленных анодных материалов: на основе углерода (в основном графита) и оксидной шпинели Li ₄ Ti ₅ O ₁₂ ( Рисунок 3 ). Использование интеркалирующего электрода с низким потенциалом позволяет избежать цикличности и проблем безопасности, связанных с образованием дендритов на литиевых анодах, подвергающихся перезарядке, что препятствует их использованию в перезаряжаемых батареях.При нормальной работе и в большинстве случаев неправильного обращения дендриты лития не растут на графитовых анодах, и эти электроды могут надежно переключаться. О химическом получении соединений интеркаляции графита (GIC) Li _x C ₆ (x = 1), в которых ионы лития расположены между листами графена, впервые сообщил в 1955 году Герольд. ³⁴ Хотя литированный графит был предложен для использования в батареях еще в 1977 году Арманом и Тузейном, ³⁵ совместная интеркаляция растворителей и необратимое восстановление растворов электролитов, обычно используемых в то время, предотвращали электрохимическое циклирование этого электрода.Только после разработки электролитических растворов, содержащих этиленкарбонат (EC) (продукт № 676802), графитовые аноды можно было успешно использовать в конфигурации литий-ионных аккумуляторов. В этих растворах на поверхности частиц образуется интерфейс твердого электролита (SEI), поскольку графит литиируется в электрохимических ячейках на ранних этапах цикла. SEI является ионопроводящим, но электронно изолирующим, и после образования эффективно предотвращает дальнейшее необратимое восстановление раствора электролита.Некоторое количество электролита обязательно расходуется во время начального цикла ячейки для образования SEI, что приводит к неэффективности заряда. Тщательная очистка, оптимизация морфологии частиц и использование добавок к электролиту значительно снизили неэффективность; в результате передовые ионно-литиевые батареи демонстрируют начальную необратимую емкость всего в несколько процентов. Осаждение растворенного металла, происходящее от катода, или резкие скачки температуры во время работы могут нарушить SEI, что потребует его повторного образования; это затем приводит к дальнейшей потере циклически пригодного лития.

Графит состоит из листов графена, расположенных в шахматном порядке по схеме AB (шестиугольная, наиболее распространенная форма) или ABC (ромбоэдрическая) ( Рис. 3, ). При введении ионов лития листы графена укладываются непосредственно друг на друга в порядке AA, и происходит этапирование; т.е. образуются соединения, в которых есть периодические массивы незанятых галерей, число которых зависит от значения x в Li _x C ₆. (Например, на этапе 2 соединение, где x = 0.5, занятые галереи чередуются с незанятыми). Стадия проявляется в профиле электрохимического напряжения литиево-графитовых полуэлементов в виде серии плато от примерно 0,2-0,1 В, что указывает на несколько двухфазных областей.

Неграфитовые угли, которые содержат домены графена, но не имеют дальнего структурного порядка, также представляют интерес для литий-ионных аккумуляторов. Введение лития в эти материалы обычно происходит при более высоких потенциалах, чем в графите, и стадия не происходит.Хотя необратимые емкости часто намного выше, чем у графита, SEI на некоторых типах неупорядоченного углерода (например, твердых углях) менее восприимчивы к разрушению, что делает их пригодными для спаривания с катодами из шпинели из оксида марганца, в которых растворение металла может быть проблематичным. Структуры неупорядоченных углеродов очень сложны, а электрохимические свойства (форма профиля напряжения и емкость) значительно различаются. Дополнительную информацию об угольных анодах можно найти в ссылках 36 и 37.

Шпинель литий-оксид титана, Li ₄ Ti ₅ O ₁₂, ³⁸ (артикул 702277) является альтернативой угольным анодам, но его использование ограничено применениями, не требующими высоких энергий. плотность из-за высокого рабочего напряжения (1,5 В по сравнению с Li / Li ⁺). Он обратимо вмещает литий с образованием фазы каменной соли, Li ₇ Ti ₄ O ₁₂. В отличие от большинства других вставочных электродов, этот материал не демонстрирует изменения объема во время двухфазных процессов введения / экстракции лития, что делает его материалом с нулевой деформацией, который очень хорошо циклируется.³⁹ Кроме того, в пределах окна термодинамической стабильности электролитических растворов на основе органических карбонатов возникает высокий рабочий потенциал, так что нет необходимости формировать слой SEI для правильного функционирования электрода. Поскольку Li ₄ Ti ₅ O ₁₂ имеет низкую электронную проводимость, он часто наноструктурирован. Как и в случае с LiFePO ₄, низкая реакционная способность Li ₄ Ti ₅ O ₁₂ — вот что позволяет этому подходу преуспеть, хотя опасения по поводу влияния наноструктурирования на и без того низкую плотность энергии все еще оправданы.Наилучшие результаты достигаются, когда наночастицы являются однородными и сферическими, поэтому они хорошо упаковываются. ⁴⁰ Ячейки, состоящие из наноструктурированного Li ₄ Ti ₅ O ₁₂ и LiFePO ₄, могут быть циклированы более 200 раз со скоростью до 10 ° C (где C определяется как скорость, при которой общая емкость батарея разряжается за 1 час) без потери емкости.

К лучшим батареям

Текущие исследования электродов для ионно-литиевых батарей направлены в первую очередь на материалы, которые могут обеспечить более высокую плотность энергии устройств.Для положительных электродов в стадии разработки находятся как высоковольтные материалы, такие как LiNi _0,5 Mn _1,5 O ₄ (№ продукта 725110) ( Рисунок 2 ), так и материалы с повышенной емкостью. К последним относятся многослойно-слоистые композиты с высоким содержанием марганца (HCMR) с общей формулой xLi ₂ MnO ₃ • (1-x) LiNiyMnyCo _1-2y O ₂, ⁴¹ и соединения например, Li ₂ MSiO ₄ (M = Fe, Mn, Co), в котором теоретически может быть удалено более одного Li на формульную единицу.Для слоисто-слоистых композитов начальный заряд выше примерно 4,4 В относительно Li / Li ⁺ в электрохимических ячейках активирует обычно инертный компонент Li ₂ MnO ₃, необратимо удаляя ионы лития и кислород. Образующийся слоистый фрагмент «MnO ₂» может затем интеркалировать ионы лития, добавляя свою емкость к емкости компонента NMC. Хотя для активированных композитов в электрохимических ячейках сообщалось об очень высоких емкостях (иногда превышающих 250 мАч / г), они страдают от низкой скорости и спада напряжения из-за постепенного превращения слоистого компонента MnO ₂ в шпинель при кататься на велосипеде.

Высокая теоретическая емкость около 330 мАч / г, рассчитанная для Li ₂ MSiO ₄ на основе экстракции двух ионов лития на формульную единицу, требует общего изменения окислительно-восстановительного состояния +2 для центра из первоначально двухвалентного металла. Расчеты из первых принципов показывают, что окисление Fe ³⁺ до Fe ⁴⁺ происходит при непрактично высоком потенциале, ⁴², и эксперименты подтвердили, что только первый ион лития может быть извлечен во время заряда Li ₂ FeSiO ₄ в электрохимических ячейках.⁴³ В то время как окисление Mn ³⁺ до Mn ⁴⁺ в силикатах, как ожидается, будет происходить при более низких потенциалах, чем у Fe ³⁺ до Fe ⁴⁺, попытки использовать Li ₂ Соединения MnSiO ₄ или Li ₂ (Mn, Fe) SiO ₄ в качестве катодов не имели большого успеха. Даже наноструктурирование и добавление большого количества углерода к композитным электродам недостаточно компенсируют плохие транспортные свойства и отрицательно влияют на практическую плотность энергии.Кроме того, широкий диапазон напряжений, в котором происходят процессы интеркаляции, нежелателен, поскольку он приводит к снижению мощности по мере разряда электрода. Соединения, в которых металлические центры могут претерпевать более одного изменения степени окисления, по-прежнему вызывают интерес из-за потенциала очень высокой емкости, и исследователи продолжают поиск электроактивных материалов с этими характеристиками.

Напротив, катод из шпинели высокого напряжения LiNi _0,5 Mn _1.5 O ₄ демонстрирует очень хорошую скорость и циклические характеристики без необходимости наноструктурирования, ⁴⁴, хотя преимущество плотности энергии по сравнению с коммерчески используемыми материалами относительно невелико (только примерно на 30% больше, чем у Li _{1 + x} Mn _{2- x} O ₄, например). Высокий рабочий потенциал может потребовать использования специально разработанных электролитических растворов, покрытий на поверхности частиц и других стратегий для снижения кулоновской неэффективности и продления срока службы.Как и в случае изоструктурных вариантов LiMn ₂ O ₄, растворение Mn потенциально является проблемой для жизненного цикла. Это явление в обоих случаях связано с присутствием электроактивного Mn ³⁺. В идеализированной структуре LiNi _0,5 Mn _1,5 O ₄ ионы Mn находятся в степени окисления +4 и электрохимически инертны, и только Ni подвергается окислительно-восстановительным процессам. На практике образцы обычно демонстрируют некоторую степень нестехиометрии с избытком Mn, присутствующим в трехвалентном состоянии.Это проявляется в профиле потенциала как емкость при 4 В относительно Li / Li ⁺ (, рис. 2, ).

Исследования новых анодных материалов были сосредоточены на сплавах лития, в первую очередь с Si, ⁴⁵ (номер продукта 633097) и классе материалов, известных как преобразовательные электроды, ⁴⁶, которые подвергаются реакции 1, а не простому интеркалированию.

nLi ⁺ + ne ^— + M ^{n +} X _m ↔ M + nLiX _{m / n} (X = O, F, N, S) (1)

Исходные материалы для реакции 1, как правило, представляют собой наночастицы, позволяющие легко восстановить металлический элемент и литиевую соль во время включения лития.Удельная емкость может быть чрезвычайно высокой (700 мАч / г или более), но эти электроды страдают из-за высокой неэффективности первого цикла, наклонных профилей напряжения и больших поляризаций заряда / разряда (гистерезиса), что приводит к низкой эффективности приема-передачи. Гистерезис, скорее всего, присущ системе, а не просто вопрос кинетических ограничений, которые, по-видимому, можно улучшить с помощью наноструктурирования. Разрыв связи и повторное образование происходит во время электрохимических процессов, и пути реакции могут быть разными для заряда и разряда.

Система кремний / литий имеет самую высокую удельную емкость из всех литиевых сплавов, 4200 мАч / г, что соответствует восстановлению вплоть до состава конечных элементов Li _4,4 Si. Очень большие изменения объема, связанные с легированием (до 400%), приводят к быстрой деградации и разъединению композитных электродов, изготовленных из обычного кремния микронных размеров, что снижает срок службы. ⁴⁷ Изменения объема также приводят к большой кулоновской неэффективности, связанной с постоянным образованием слоев SEI на только что обнаженных поверхностях.Были предприняты значительные усилия для снижения объемного расширения за счет наноструктурирования Si для снижения механических напряжений во время процессов легирования / удаления лития. ⁴⁸ Другие стратегии, которые увенчались некоторым успехом, включают использование специальных связующих, которые придают эластичность композитному электроду, ⁴⁹, а также проводящих полимеров, которые служат двойному назначению в качестве связующего и проводящей добавки. ⁵⁰

В настоящее время в коммерческие аноды добавляют небольшое количество кремния для увеличения емкости, и несколько производителей аккумуляторов заявили о своем намерении заменить графит кремнием.Несколько удивительно, что повышение удельной энергии батарей с кремниевыми анодами ожидается только примерно на 30%, несмотря на то, что удельная емкость кремния более чем в десять раз больше, чем у графита. Это связано с требованием согласования емкости анода и катода с гораздо меньшей плотностью энергии, который должен обеспечивать весь цикл лития в батарее. Следовательно, дальнейшее увеличение удельной энергии зависит от успешной разработки катода с большей емкостью.

Резюме и проблемы

Потребность в улучшенных литий-ионных батареях для требовательных автомобильных приложений создает как проблемы, так и возможности для заинтересованных материаловедов. Хотя более высокая плотность энергии чрезвычайно желательна для этих приложений, а также для бытовой электроники, она не может быть достигнута за счет безопасности, срока службы или календарного срока службы (, рис. 5, ). По этой причине наноструктурирование лучше всего работает при использовании материалов с низкой реакционной способностью, таких как LiFePO ₄ и Li ₄ Ti ₅ O ₁₂, которые в настоящее время коммерциализированы.Наноподход также имеет некоторые достоинства для кремниевых анодов, которые находятся на продвинутой стадии разработки. В дополнение к кремнию в последнее время на рынке аккумуляторных батарей появились новые электроды с высокой плотностью энергии, такие как слоисто-слоистые оксидные композиты, высоковольтные шпинели, конверсионные материалы и многовалентные окислительно-восстановительные соединения, включая, помимо прочего, силикаты.

Благодарность

Эта работа была поддержана помощником секретаря по энергоэффективности и возобновляемым источникам энергии Управления автомобильных технологий США.S. Министерство энергетики по контракту № DE-AC02-05Ch21231. Этот документ был подготовлен как отчет о работе, спонсируемой правительством США. Хотя предполагается, что этот документ содержит правильную информацию, ни правительство США, ни какое-либо его ведомство, ни регенты Калифорнийского университета, ни их сотрудники не дают никаких гарантий, явных или подразумеваемых, и не принимают на себя никакой юридической ответственности за точность, полнота или полезность любой раскрытой информации, устройства, продукта или процесса или свидетельствует о том, что ее использование не нарушает права частной собственности.Ссылка в данном документе на какой-либо конкретный коммерческий продукт, процесс или услугу по его торговому наименованию, товарному знаку, производителю или иным образом не обязательно означает или подразумевает его одобрение, рекомендацию или поддержку со стороны правительства Соединенных Штатов или любого его агентства или регентов. Калифорнийского университета. Взгляды и мнения авторов, выраженные в данном документе, не обязательно отражают или отражают точку зрения правительства Соединенных Штатов или какого-либо его ведомства или регентов Калифорнийского университета.

Ввод в эксплуатацию новых литий-ионных (Li-ion) аккумуляторов

Литий-ионные аккумуляторные батареи – Особенности интерфейса и менеджмента ЛИАБ – ПАО Сатурн

Публикации в СМИ ООО “Рэнера”

Эксплуатация и хранение литий-ионных аккумуляторов

Литий-ионные технологии продления срока службы

5 лет без забот. Гарантировано.

Преимущества литий-ионных аккумуляторов

Быстрый возврат к работе.

Максимальная мощность в любое время.

Всегда готовы к работе.

Работают в три раза дольше.

Максимальный результат с лучшей командой.

Обратитесь к нам уже сегодня!

Идеальная согласованность на пути к успеху.

Новатор в сфере технологий литий-ионных АКБ.

Безопасность при достижении целей — в любое время.

Новый выносливый профессионал для повышения скорости обработки грузов.

Молодой спортсмен в слаженной команде.

Максимальная производительность комплектования.

Как увеличить пропускную способность склада?

Правила эксплуатации литий-ионных аккумуляторов | Сайт об электромобилях

Правильная эксплуатация аккумуляторов сотовых телефонов

Правильная эксплуатация аккумуляторных батарей ноутбуков

Правильная эксплуатация батарей Power Tools и видеокамер

Статьи — ЗАО АКБ Технологии

Преимущества литий ионных батарей

Устройство аккумулятора

Как работает литий-ионный аккумулятор?

Компоненты

Ячейка

Аккумулятор

Движение в камере

Система управления батареями (BMS)

Как работает литий-ионный аккумулятор?

Из каких частей состоит литий-ионный аккумулятор?

Каков химический состав литий-ионных батарей?

Как работает подзарядка литий-ионного аккумулятора?

Что делает литий-ионные аккумуляторы подходящими для мобильных технологий?

Есть ли риски при использовании литий-ионных батарей?

— обзор

Литий-ионные батареи (LIB)

Как работают литий-ионные батареи | HowStuffWorks

Литий-ионные элементы

Знать принцип работы ионно-литиевой батареи и ее новейшие применения

Рабочий литий-ионный аккумулятор

Преимущества литий-ионного аккумулятора

Ограничения литий-ионной батареи

Применение литий-ионной батареи

ИБП или аварийное питание

Надежные и легкие судовые характеристики

Надежный электромобиль RV

Системы охранной сигнализации в удаленных населенных пунктах

Свобода личности с мобильным оборудованием

Используется в переносных блоках питания

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Что сохраняется в файле cookie?

Материалы электродов для литий-ионных батарей

Аноды

К лучшим батареям

Резюме и проблемы

Благодарность

Добавить комментарий Отменить ответ