Литий ионные аккумуляторы


Литий ионные аккумуляторы 3 Первые эксперименты по созданию литиевых гальванических элементов были зафиксированы еще в 1012 году. Реально действующую модель смогли создать в 1940 году, первые серийные экземпляры (неперезаряжаемые!), появились 70-х годах, а триумфальное шествие этого типа аккумуляторов началось с начала 90-х годов, когда японская компания Sony смогла освоить их коммерческое производство.

В настоящее время считается, что это одно из самых перспективных направлений создания автономных электрических источников энергии несмотря на их довольно высокую (на имеющемся уровне) стоимость.

Главное преимущество такого типа аккумулятора – высокая энергетическая плотность (порядка 100 вт/час на 1 кг веса) и возможность выполнения большого цикла зарядки/разрядки.

Вновь созданные батареи характеризуются и таким отличным показателем, как низкая скорость саморазряда (всего от 3-х до 5-ти % за первый месяц, с последующим снижением этого показателя). Это позволяет при

И это еще не все – по с равнению с широко распространенными Ni-Cd, новая схема при тех же габаритах обеспечивает втрое большую работоспособность при фактически отсутствующем негативном эффекте памяти.

Отрицательные характеристики

литий ионных аккумуляторов.

Прежде всего – высокая стоимость, необходимость сохранения батареи в заряженном состоянии и так называемый «эффект старения», который проявляется даже в том случае, когда гальванический элемент не был в эксплуатации. Последнее неприятное свойство проявляется в постоянном снижении емкости, которая через два года может привести к полному выходу изделия из строя.

Также такие аккумуляторы предполагают и применение своих («родных») источником зарядки, обеспечивающих необходимые режимы. Каждый блок для обеспечения необходимой безопасности должен быть оборудован соответствующей схемой управления, которая контролирует такие показатели, как пиковая нагрузка на каждый элемент в процессе зарядки с соответствующем контролем критического снижения уровня разряда.

Есть и определенные ограничения по максимальному току процесса заряда-разряда с должным контролем внутренней температуры.

Серьезной проблемой является также высокая способность такого типа аккумуляторов к возгоранию с большой вероятностью возникновения даже взрывного эффекта. Основной причиной является образование определенных пространственных образований (дендритов), приводящих к короткому замыканию электродов с последующим возгоранием. Для предотвращения таких явлений производители монтируют в корпус специальную электронную плату, которая способна создать необходимую защиту.

В современных разработках предусматривается также контроль за температурой, возможность аварийного отключения в случае перегрева, а также наличие таких функций, как регулирование глубины тока и тока потребления.

Литий ионные аккумуляторы 1

При этом нельзя не учитывать и такой фактор, что многие производители в погоне за снижением цены далеко не всегда готовы предоставить соответствующие гайджеты.

Традиционное последовательное соединение секций подразумевает в этой конструкции зарядку по схеме балансировки ячеек. Ее главный смысл в том, что каждая банка имеет, хоть и небольшие, отличия, и ее максимальное «насыщение энергией» является сугубо индивидуальным процессом. Чтобы отслеживать эти процессы, применяется специальный узел балансировки, который просто шунтирует полностью заряженную секцию, обеспечивая прохождение тока по обходной схеме.

Конструкция литий-ионных аккумуляторов состоит из специально разработанных электродов – катодов на основе алюминиевой фольги, и анодов на той же фольгированной (но уже медной) основе, которые разделены пористыми сепараторами, пропитанными электролитом, который изначально был представлен литием, растворенным в органическом растворителе.

Все содержимое помещено в герметичный корпус, который оборудован специальным клапаном для сброса внутреннего давления при создании как аварийной ситуации, так и общих нарушениях условий эксплуатации.

При выполнении этих условий сам процесс заряда/разряда не предусматривает каких-либо проблем в плане безопасности. Литий ионные аккумуляторы 2


Основные преимущества и недостатки Li-ion технологии:

Достоинства л

итий ионных аккумуляторов

— наилучший показатель в категории плотности сохранения энергии по отношению к габаритам;

— быстрый процесс восстановления емкости – до 90 % всего за 30-40 мин.;

— высокий потенциал, позволяющий использовать более 1000 циклов процесса заряда/разряда;

— низкий саморазряд, достигающий всего 5 % в месяц;

— возможность утилизации без предварительной обработки.

Недостатки

литий ионных аккумуляторов

— вероятность взрыва как в результате механического воздействия, так и в процессе плановой перезарядки. Следует отметить, что сейчас возможность такого вида катастроф резко снижена за счет использования

современных технологий (в частности, благодаря использованию в качестве анода графита);

— быстрое старение такого типа батарей – как показала практика, большинство литий-ионных аккумуляторов;

— необходимость создания достаточно сложной электронной системы управления различными секциями батарей;

— достаточно высокая стоимость (правда, эту проблему обещают в ближайшем будущем решить производители из Китая).

Анализ современных тенденций позволяет делать оптимистические выводы относительно перспектив развития этого направления в энергетике.


Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: