Baterija je najpomembnejša elektronika v vaši strojni opremi. Toda kako zagotoviti, da izberete prilagojeno litij-ionsko baterijo, primerno za vašo strojno opremo?
Ta članek vključuje dva dela za prikaz vprašanja. 1. del obravnava pomembne premisleke pri izbiri prave baterije za potrošniško uporabo. Ti vključujejo možnost polnjenja, energijsko gostoto, gostoto moči, rok trajanja, varnost, faktor oblike, stroške in prilagodljivost. Drugi del bo preučil, kako kemija vpliva na pomembne meritve baterije in s tem na izbiro baterije za vašo aplikacijo. V 3. delu si bomo ogledali običajne kemije sekundarnih baterij.
NEKAJ POMEMBNIH POMOČKOV PRI IZBIRI BATERIJE JE:
1. Primarna proti sekundarni – Ena od prvih odločitev pri izbiri baterije je odločitev, ali aplikacija potrebuje primarne (za enkratno uporabo) ali sekundarne (za ponovno polnjenje) baterije. Večinoma je to lahka odločitev za oblikovalca. Aplikacije z občasno občasno uporabo (kot je alarm za dim, igrača ali svetilka) in aplikacije za enkratno uporabo, pri katerih polnjenje postane nepraktično, upravičujejo uporabo primarne baterije. Dobri primeri so slušni aparati, ure (izjema so pametne ure), voščilnice in srčni spodbujevalniki. Če nameravate baterijo uporabljati neprekinjeno in dlje časa, na primer v prenosniku, mobilnem telefonu ali pametni uri, je primernejša baterija za ponovno polnjenje.
Primarne baterije imajo veliko nižjo stopnjo samopraznjenja - privlačna lastnost, ko polnjenje ni mogoče ali praktično pred prvo uporabo. Sekundarne baterije običajno hitreje izgubljajo energijo. To je v večini aplikacij manj pomembno zaradi možnosti ponovnega polnjenja.
2. Energija v primerjavi z močjo – čas delovanja baterije narekuje kapaciteta baterije, izražena v mAh ali Ah, in je tok praznjenja, ki ga lahko baterija zagotovi skozi čas.
Pri primerjavi baterij različnih kemičnih sestav je koristno pogledati energijsko vsebnost. Če želite dobiti energijsko vsebnost baterije, pomnožite kapaciteto baterije v Ah z napetostjo, da dobite energijo v Wh. Na primer, nikelj-metal-hidridna baterija z 1,2 V in litij-ionska baterija s 3,2 V imata lahko enako zmogljivost, vendar bi višja napetost litij-ionske povečala energijo.
Napetost odprtega tokokroga se običajno uporablja pri izračunih energije (tj. napetost akumulatorja, ko ni priključen na breme). Vendar pa sta tako zmogljivost kot energija močno odvisni od stopnje odvajanja. Teoretično zmogljivost narekujejo samo aktivni materiali elektrod (kemija) in aktivna masa. Kljub temu praktične baterije dosegajo le delček teoretičnih številk zaradi prisotnosti neaktivnih materialov in kinetičnih omejitev, ki preprečujejo popolno uporabo aktivnih materialov in kopičenje produktov praznjenja na elektrodah.
Proizvajalci baterij pogosto določijo kapaciteto pri določeni stopnji praznjenja, temperaturi in izklopni napetosti. Navedena zmogljivost bo odvisna od vseh treh dejavnikov. Ko primerjate ocene zmogljivosti proizvajalca, se prepričajte, da ste pozorni predvsem na stopnje praznjenja. Baterija, za katero se na specifikacijskem listu zdi, da ima visoko zmogljivost, lahko dejansko deluje slabo, če je trenutna poraba za aplikacijo večja. Na primer, baterija z nazivno zmogljivostjo 2 Ah za 20-urno praznjenje ne more zagotoviti 2 A za 1 uro, ampak bo zagotovila le delček zmogljivosti.
Akumulatorji z visoko močjo zagotavljajo hitro praznjenje pri visokih stopnjah praznjenja, na primer v električnih orodjih ali aplikacijah akumulatorjev za zagon avtomobilov. Običajno imajo visokozmogljive baterije nizko energijsko gostoto.
Dobra analogija za moč v primerjavi z energijo je, če si omislite vedro z izlivom. Večje vedro lahko sprejme več vode in je podobno bateriji z visoko energijo. Velikost odprtine ali izliva, iz katerega voda zapusti vedro, je podobna moči – večja kot je moč, večja je stopnja odtekanja. Če želite povečati energijo, bi običajno povečali velikost baterije (za določeno kemijo), toda za povečanje moči zmanjšate notranji upor. Konstrukcija celic igra pomembno vlogo pri pridobivanju baterij z visoko gostoto moči.
Morali bi biti sposobni primerjati teoretične in praktične gostote energije za različne kemije iz učbenikov o baterijah. Ker pa je gostota moči tako močno odvisna od konstrukcije baterije, boste le redko našli te vrednosti na seznamu.
3. Napetost – Delovna napetost baterije je še en pomemben dejavnik in jo narekujejo uporabljeni materiali elektrod. Tukaj je uporabna klasifikacija baterij, če upoštevamo baterije na vodni ali vodni osnovi v primerjavi s kemikalijami na osnovi litija. Svinčena kislina, cinkov ogljik in nikljev kovinski hidrid uporabljajo elektrolite na vodni osnovi in imajo nazivne napetosti od 1,2 do 2 V. Baterije na osnovi litija pa uporabljajo organske elektrolite in imajo nazivne napetosti od 3,2 do 4 V (tako primarne kot sekundarno).
Številne elektronske komponente delujejo pri najmanjši napetosti 3 V. Višja delovna napetost kemikalij na osnovi litija omogoča uporabo ene same celice namesto dveh ali treh vodnih celic v seriji, da se doseže želena napetost.
Druga stvar, ki jo je treba opozoriti, je, da imajo nekatere kemijske baterije, kot je cink MnO2, nagnjeno krivuljo praznjenja, medtem ko imajo druge raven profil. To vpliva na izklopno napetost (slika 3).
Slika 3: Graf napetosti na podlagi kemije baterije
VTC Moč napetostna plot baterija na kemiji
4. Temperaturno območje – kemija baterije narekuje temperaturno območje uporabe. Na primer, cinkovo-ogljičnih celic na osnovi vodnega elektrolita ni mogoče uporabiti pod 0 °C. Tudi alkalne celice kažejo močno zmanjšanje zmogljivosti pri teh temperaturah, čeprav manj kot cink-ogljik. Litijeve primarne baterije z organskim elektrolitom lahko delujejo do -40 °C, vendar z znatnim padcem zmogljivosti.
V aplikacijah za ponovno polnjenje je mogoče litij-ionske baterije polniti z največjo hitrostjo le v ozkem območju od približno 20° do 45°C. Izven tega temperaturnega območja je treba uporabiti nižje tokove/napetosti, kar ima za posledico daljši čas polnjenja. Pri temperaturah pod 5 °C ali 10 °C bo morda potrebno kapalno polnjenje, da se prepreči strašna težava z litijevo dendritično prevleko, ki poveča tveganje toplotnega uhajanja (vsi smo že slišali za eksplozijo baterij na osnovi litija, ki se lahko zgodi kot posledica prekomernega polnjenja, polnjenja pri nizki ali visoki temperaturi ali kratkega stika zaradi onesnaževalcev).
DRUGI PREMISLKI VKLJUČUJEJO:
5. Rok uporabnosti – To se nanaša na to, kako dolgo bo baterija ležala v skladišču ali na polici, preden jo uporabite. Primarne baterije imajo veliko daljšo življenjsko dobo kot sekundarne. Vendar pa je rok uporabnosti na splošno bolj pomemben za primarne baterije, ker imajo sekundarne baterije možnost ponovnega polnjenja. Izjema je, ko polnjenje ni praktično.
6. Kemija – veliko zgoraj naštetih lastnosti narekuje celična kemija. V naslednjem delu te serije blogov bomo razpravljali o splošno dostopnih kemijah baterij.
7. Fizična velikost in oblika – Baterije so običajno na voljo v naslednjih formatih velikosti: gumbaste celice, cilindrične celice, prizmatične celice in vrečke (večina v standardiziranih formatih).
8. Stroški – Včasih boste morda morali opustiti baterijo z boljšimi zmogljivostnimi lastnostmi, ker je aplikacija zelo občutljiva na stroške. To še posebej velja za uporabo v velikih količinah za enkratno uporabo.
9. Prevoz, predpisi o odlaganju – Prevoz baterij na osnovi litija je reguliran. Predpisano je tudi odlaganje določenih baterijskih kemikalij. To lahko pride v poštev pri aplikacijah z velikim obsegom.
10. Proizvajalčeva varnost litijeve baterije. Nekateri proizvajalci pred množično proizvodnjo na svoji strani sploh niso opravili nobenega testa varnosti in zanesljivosti. To predstavlja veliko nevarnost pri končni uporabi.
Pri izbiri baterije je treba upoštevati veliko dejavnikov. Več teh je povezanih s kemijo, drugi pa z zasnovo, konstrukcijo in zmogljivostjo proizvajalca baterije. Izberite najbolj izkušenega proizvajalca litij-ionskih baterij je najpomembnejši. VTC Power Co., Ltd. je specializirano za proizvodnjo litij-ionskih baterij že 20 let in podajte najboljši predlog za vas！
VTC Power Co., Ltd
Tel.: 0086-0755-32937425
Faks: 0086-0755-05267647
Dodaj: št. 10, cesta JinLing, industrijski park Zhongkai, mesto Huizhou, Kitajska
E-pošta: info@vtcpower.com
spletno mesto: http://www.vtcpower.com
ključne besede: #prilagojena litij-ionska baterija #Primarna proti sekundarni bateriji#Litij-ionska baterija #Fizična velikost in oblika #izdelava litij-ionske baterije # cilindrične celice# prizmatične celice #rok uporabnosti#Prevoz baterij na osnovi litija#varnost litijeve baterije#VTC Power Co ., Ltd
