≡× VALIKKO

•   Vaihteisto
• Moottori
• Moottori 
• Nesteet
• Vaihteisto 

Kuinka hoitaa litiumioniakkuja. Litium-akkujen toiminta, lataus, edut ja haitat Litium-akun huolto

Jos olet kiinnostunut litiumioniakun lataamisesta, olet tullut oikeaan paikkaan.

Nykyaikaiset mobiililaitteet vaativat itsenäisen virtalähteen.

Lisäksi tämä pätee sekä "korkeisiin teknologioihin", kuten älypuhelimiin, että yksinkertaisempiin laitteisiin, esimerkiksi sähköporoihin tai yleismittareihin.

Akkuja on monenlaisia. Mutta kannettaviin laitteisiin käytetään useimmiten Li-Ionia.

Suhteellinen tuotannon helppous ja alhaiset kustannukset johtivat niin laajaan jakeluun.

Erinomaiset suorituskykyominaisuudet sekä alhainen itsepurkautuminen ja suuri varaus-purkausjaksojen varaus vaikuttivat myös tähän.

Tärkeä! Käyttömukavuuden vuoksi useimmat näistä akuista on varustettu erityisellä valvontalaitteella, joka estää latausta ylittämästä kriittisiä tasoja.

Kun kriittinen purkaus tapahtuu, tämä piiri yksinkertaisesti lopettaa jännitteen syöttämisen laitteeseen, ja kun sallittu lataustaso ylittyy, se sammuttaa tulevan virran.

Litiumioniakulla varustettu puhelin tai tabletti tulee ladata, kun akun varaustaso on 10–20 %.

Lisäksi, kun nimellinen 100 % on saavutettu, latauksen pitäisi kestää vielä puolitoista-kaksi tuntia.

Tämä on välttämätöntä, koska akku todella latautuu 70–80 %:iin.

Neuvoja! Noin kerran kolmessa kuukaudessa on tarpeen suorittaa ennaltaehkäisevä poisto.

Kun lataat kannettavasta tai pöytätietokoneesta, on otettava huomioon, että USB-portti ei pysty tarjoamaan riittävän korkeaa jännitettä, joten prosessi vie enemmän aikaa.

Vuorottelevat täyden ja epätäydellisen (80–90 %) latauksen jaksot pidentää laitteen käyttöikää.

Tällaisesta älykkäästä arkkitehtuurista ja yleisestä vaatimattomuudesta huolimatta joidenkin akkujen käyttöä koskevien sääntöjen noudattaminen auttaa pidentämään niiden käyttöikää.

Jotta laitteen akku ei "kärsi", riittää yksinkertaisten suositusten noudattaminen.

Sääntö 1. Akkua ei tarvitse purkaa kokonaan

Nykyaikaisilla litiumioniakuilla ei ole "muistiefektiä". Siksi on parempi ladata ne ennen kuin täydellinen purkautuminen tulee.

Jotkut valmistajat mittaavat akkujensa käyttöikää tarkasti latauskertojen lukumäärällä nollasta.

Laadukkaimmat tuotteet kestävät jopa 600 tällaista sykliä. Kun akkua ladataan 10–20 % jäljellä, jaksojen määrä kasvaa 1700:aan.

Sääntö 2. Täydellinen vastuuvapaus on silti tehtävä kerran kolmessa kuukaudessa.

Epävakaan ja epäsäännöllisen latauksen yhteydessä edellä mainitun ohjaimen keskimääräiset maksimi- ja vähimmäislataustasot menetetään.

Tämä johtaa siihen, että laite saa virheellisiä tietoja maksun määrästä.

Ennaltaehkäisevä vuoto auttaa estämään tämän. Kun akku on täysin tyhjä, ohjauspiirin (ohjaimen) minimilatausarvo nollataan.

Tämän jälkeen sinun on ladattava akku täyteen ja pidettävä se kytkettynä verkkoon 8-12 tuntia.

Tämä päivittää enimmäisarvon. Tällaisen jakson jälkeen akun toiminta on vakaampaa.

Sääntö 3: Käyttämätön akku tulee säilyttää pienellä varauksella.

Ennen varastointia akku kannattaa ladata 30–50 % ja säilyttää 15 0 C:n lämpötilassa. Tällaisissa olosuhteissa akku säilyy melko pitkään ilman suuria vahinkoja.

Täyteen ladattu akku menettää huomattavan osan kapasiteetistaan ​​varastoinnin aikana.

Ja täysin tyhjentyneet pitkäaikaisen varastoinnin jälkeen on toimitettava vain kierrätykseen.

Sääntö 4. Lataaminen tulee suorittaa vain alkuperäisillä laitteilla

On huomionarvoista, että itse laturi on sisäänrakennettu mobiililaitteen suunnitteluun ( jne.).

Tässä tapauksessa ulkoinen sovitin toimii tasasuuntaajana ja jännitteen stabilisaattorina.

Kameroissa ei ole tällaista laitetta. Tästä syystä niiden akut on poistettava ja ladattava ulkoisesti.

Kolmannen osapuolen "latauksen" käyttö voi vaikuttaa negatiivisesti heidän tilaan.

Sääntö 5. Ylikuumeneminen on haitallista Li-Ion-akuille

Korkeat lämpötilat vaikuttavat erittäin kielteisesti akkujen suunnitteluun. Matalat ovat myös tuhoisia, mutta paljon vähemmässä määrin.

Tämä on pidettävä mielessä litiumioniakkuja käytettäessä.

Akku on suojattava suoralta auringonvalolta ja sitä on käytettävä kaukana lämmönlähteistä.

Sallittu lämpötila-alue on -40 0 C ja +50 0 C välillä.

Sääntö 6. Akkujen lataaminen "sammakon" avulla

Sertifioimattomien laturien käyttö ei ole turvallista. Erityisesti tavalliset kiinalaiset "sammakot" syttyvät usein latauksen aikana.

Ennen kuin käytät tällaista yleislaturia, sinun on tarkistettava pakkauksessa ilmoitetut suurimmat sallitut arvot.

Siksi on kiinnitettävä huomiota maksimikapasiteettiin.

Jos raja on pienempi kuin akun kapasiteetti, se ei parhaimmillaan lataudu täyteen.

Kun akku on kytketty, sammakon rungossa olevan vastaavan merkkivalon pitäisi syttyä.

Jos näin ei tapahdu, lataus on kriittisesti alhainen tai akku on viallinen.

Kun laturi on kytketty verkkoon, yhteyden merkkivalon pitäisi syttyä.

Toinen diodi vastaa maksimilatauksen saavuttamisesta, joka aktivoidaan sopivissa olosuhteissa.

Litiumioniakun lataaminen ja ylläpito: 6 yksinkertaista sääntöä

Litiumakkujen toiminta, lataus, plussat ja miinukset

Monet ihmiset käyttävät nykyään elektronisia laitteita jokapäiväisessä elämässään. Matkapuhelimet, tabletit, kannettavat tietokoneet... Kaikki tietävät mitä ne ovat. Mutta harvat tietävät, että näiden laitteiden avainelementti on litiumakku. Lähes jokainen mobiililaite on varustettu tämän tyyppisellä akulla. Tänään puhumme litiumakuista. Nämä akut ja niiden tuotantotekniikka kehittyvät jatkuvasti. Merkittäviä teknologiapäivityksiä tapahtuu 1-2 vuoden välein. Tarkastellaan litiumakkujen yleistä toimintaperiaatetta, ja lajikkeille omistetaan erilliset materiaalit. Alla keskustelemme litiumakkujen historiasta, toiminnasta, varastoinnista, eduista ja haitoista.

Tämänsuuntaista tutkimusta tehtiin 1900-luvun alussa. Litiumparistojen perheen "ensimmäiset nieleet" ilmestyivät viime vuosisadan 70-luvun alussa. Näiden akkujen anodi oli valmistettu litiumista. Niistä tuli nopeasti kysyntää korkean ominaisenergiansa vuoksi. Litiumin, erittäin aktiivisen pelkistimen, läsnäolon ansiosta kehittäjät pystyivät lisäämään huomattavasti elementin nimellisjännitettä ja ominaisenergiaa. Tekniikan kehitys, myöhempi testaus ja hienosäätö kesti noin kaksi vuosikymmentä.

Tänä aikana ongelmat ratkesivat pääasiassa litiumakkujen käytön turvallisuuteen, materiaalien valintaan jne. Toissijaiset litiumkennot, joissa on aproottisia elektrolyyttejä ja lajike kiinteällä katodilla, ovat samanlaisia ​​niissä tapahtuvissa sähkökemiallisissa prosesseissa. Erityisesti litiumin anodista liukenemista tapahtuu negatiivisessa elektrodissa. Litiumia viedään positiivisen elektrodin kidehilaan. Kun akkukenno on ladattu, elektrodeilla tapahtuvat prosessit etenevät vastakkaiseen suuntaan.

Positiivisen elektrodin materiaalit kehitettiin melko nopeasti. Päävaatimus niille oli, että ne käyvät läpi palautuvia prosesseja.

Puhumme anodisesta uutosta ja katodisesta johdosta. Näitä prosesseja kutsutaan myös anodiseksi deinterkalaatioksi ja katodiseksi interkalaatioksi. Tutkijat testasivat erilaisia ​​materiaaleja katodina.

Vaatimus oli, että pyöräilyn aikana ei saa tehdä muutoksia. Erityisesti seuraavia materiaaleja tutkittiin:

• TiS2 (titaanidisulfidi);
• Nb(Se)n (niobiumselenidi);
• vanadiinisulfidit ja diselenidit;
• kupari- ja rautasulfidit.

Kaikilla luetelluilla materiaaleilla on kerrosrakenne. Tutkimuksia tehtiin myös koostumukseltaan monimutkaisemmilla materiaaleilla. Tähän tarkoitukseen käytettiin pieniä määriä tiettyjen metallien lisäaineita. Nämä olivat elementtejä, joiden kationien säde oli suurempi kuin Li.

Korkeat spesifiset katodiominaisuudet saatiin käyttämällä metallioksideja. Eri oksideja testattiin palautuvan työn suhteen, joka riippuu oksidimateriaalin kidehilan vääristymisasteesta, kun siihen viedään litiumkationeja. Myös katodin elektroninen johtavuus otettiin huomioon. Tavoitteena oli varmistaa, että katodin tilavuus ei muutu enempää kuin 20 prosenttia. Tutkimusten mukaan vanadiini- ja molybdeenioksidit osoittivat parhaat tulokset.

Anodi oli suurin vaikeus litiumakkujen luomisessa. Tarkemmin sanottuna latausprosessin aikana, kun Li:n katodista kerrostumista tapahtuu. Tämä luo pinnan, jolla on erittäin korkea aktiivisuus. Litium kerrostuu katodin pinnalle dendriittien muodossa ja seurauksena muodostuu passiivinen kalvo.

Osoittautuu, että tämä kalvo peittää litiumhiukkaset ja estää niiden kosketuksen pohjan kanssa. Tätä prosessia kutsutaan kapseloimiseksi, ja se johtaa siihen, että akun latauksen jälkeen tietty osa litiumia suljetaan pois sähkökemiallisista prosesseista.

Tämän seurauksena tietyn syklien määrän jälkeen elektrodit kuluivat ja litiumakun sisällä olevien prosessien lämpötilastabiilius häiriintyi.

Jossain vaiheessa elementti kuumennettiin Li:n sulamispisteeseen ja reaktio siirtyi hallitsemattomaan vaiheeseen. Joten 90-luvun alussa monet litiumparistot palautettiin niiden tuotantoon osallistuneiden yritysten yrityksille. Nämä olivat ensimmäisiä akkuja, joita käytettiin matkapuhelimissa. Puhelimessa puhuttaessa (virta saavuttaa maksimiarvonsa) näistä akuista syttyi liekki. On ollut monia tapauksia, joissa käyttäjän kasvot ovat palaneet. Dendriittien muodostuminen litiumin laskeuman aikana voi palo- ja räjähdysvaaran lisäksi johtaa oikosulkuun.

Siksi tutkijat ovat käyttäneet paljon aikaa ja vaivaa katodipintakäsittelymenetelmän kehittämiseen. On kehitetty menetelmiä lisäaineiden lisäämiseksi elektrolyyttiin, jotka estävät dendriittien muodostumisen. Tutkijat ovat edistyneet tähän suuntaan, mutta ongelmaa ei ole vielä täysin ratkaistu. He yrittivät ratkaista nämä ongelmat litiummetallilla toisella menetelmällä.

Siten negatiivinen elektrodi alettiin valmistaa litiumseoksista, ei puhtaasta Li:stä. Menestynein oli litiumin ja alumiinin seos. Kun purkausprosessi tapahtuu, litiumia syövytetään elektrodista tällaisesta seoksesta ja päinvastoin latauksen aikana. Eli lataus-purkausjakson aikana Li:n pitoisuus lejeeringissä muuttuu. Tietenkin seoksen litiumaktiivisuus väheni jonkin verran verrattuna metalliseen Li:iin.

Seoselektrodin potentiaali pieneni noin 0,2-0,4 volttia. Litiumakun käyttöjännite on laskenut ja samalla elektrolyytin ja lejeeringin välinen vuorovaikutus on vähentynyt. Tästä tuli positiivinen tekijä, koska itsepurkautuminen väheni. Mutta litiumin ja alumiinin seosta ei käytetä laajasti. Ongelmana tässä oli se, että tämän seoksen ominaistilavuus muuttui suuresti pyöräilyn aikana. Kun tapahtui syväpurkaus, elektrodi haurastui ja mureni. Seoksen erityisominaisuuksien heikkenemisen vuoksi tutkimus tähän suuntaan lopetettiin. Myös muita metalliseoksia tutkittiin.

Tutkimukset ovat osoittaneet, että Li-seos raskasmetallien kanssa on paras valinta. Esimerkki on Woodin metalliseos. Ne suoriutuivat hyvin tietyn tilavuuden ylläpitämisessä, mutta erityisominaisuudet eivät riittäneet käytettäviksi litiumakuissa.

Tämän seurauksena, koska litiummetalli on epävakaa, tutkimus alkoi mennä eri suuntaan. Puhdas litium päätettiin jättää akun komponenttien ulkopuolelle ja käyttää sen ioneja. Näin litiumioniakut (Li-Ion) ilmestyivät.

Litiumioniakkujen energiatiheys on pienempi kuin litiumakkujen. Mutta niiden turvallisuus ja helppokäyttöisyys ovat paljon korkeammat. Voit lukea siitä lisää annetusta linkistä.

Käyttö ja käyttöikä

hyväksikäyttö

Toimintasäännöistä keskustellaan esimerkkinä yleisistä mobiililaitteissa (puhelimet, tabletit, kannettavat) käytetyt litiumakut. Useimmissa tapauksissa sisäänrakennettu ohjain suojaa tällaiset akut "hulluilta". Mutta käyttäjän on hyödyllistä tietää perusasiat litiumakkujen suunnittelusta, parametreista ja toiminnasta.

Muista ensin, että litiumakun jännitteen on oltava 2,7–4,2 volttia. Alempi arvo tässä osoittaa vähimmäislataustason, ylempi ilmaisee maksimilataustason. Nykyaikaisissa Li-akuissa elektrodit on valmistettu grafiitista ja niiden tapauksessa alajänniteraja on 3 volttia (2,7 on koksielektrodien arvo). Sähköenergiaa, jonka akku luovuttaa, kun jännite putoaa ylärajasta alarajaan, kutsutaan sen kapasiteetiksi.

Litiumparistojen käyttöiän pidentämiseksi valmistajat kaventavat hieman jännitealuetta. Usein tämä on 3,3–4,1 volttia. Kuten käytäntö osoittaa, litiumakkujen suurin käyttöikä saavutetaan 45 prosentin lataustasolla. Jos akku on ylilatautunut tai liian tyhjä, sen käyttöikä lyhenee. Yleensä suositellaan litiumakun lataamista 15-20 % latauksella. Ja sinun on lopetettava lataaminen heti, kun kapasiteetti on 100 %.

Mutta kuten jo mainittiin, ohjain säästää akkua ylilataukselta ja syväpurkaukselta. Tämä mikropiirillä varustettu ohjauskortti löytyy melkein kaikista litiumakuista. Erilaisissa kulutuselektroniikassa (tabletti, älypuhelin, kannettava tietokone) akkuun integroidun ohjaimen toimintaa täydentää myös mikropiiri, joka juotetaan itse laitteen levylle.

Yleensä litiumakkujen oikean toiminnan takaa niiden ohjain. Käyttäjää vaaditaan periaatteessa olemaan osallistumatta tähän prosessiin ja olemaan osallistumatta amatööritoimintaan.

Elinikä

Litiumakkujen käyttöikä on noin 500 lataus-purkausjaksoa. Tämä arvo pätee useimpiin nykyaikaisiin litiumioni- ja litiumpolymeeriakkuihin. Käyttöikä voi vaihdella ajan myötä. Se riippuu mobiililaitteen käytön intensiteetistä. Jatkuvassa käytössä ja resursseja vaativilla sovelluksilla (videot, pelit) kuormitettuna akku voi tyhjentyä vuoden sisällä. Mutta keskimäärin litiumakkujen käyttöikä on 3-4 vuotta.

Latausprosessi

On syytä huomata heti, että normaalia akkukäyttöä varten sinun on käytettävä gadgetin mukana tulevaa tavallista laturia. Useimmissa tapauksissa tämä on 5 voltin tasavirtalähde. Puhelimen tai tabletin vakiolaturit tuottavat yleensä noin 0,5─1 * C virran (C on akun nimellinen kapasiteetti).
Litiumakun vakiolataustila on seuraava. Tätä tilaa käytetään Sonyn ohjaimissa ja se varmistaa maksimaalisen latauksen. Alla oleva kuva esittää tämän prosessin graafisesti.

Prosessi koostuu kolmesta vaiheesta:

• Ensimmäisen vaiheen kesto on noin tunti. Tässä tapauksessa latausvirta pidetään vakiona, kunnes akun jännite saavuttaa 4,2 voltin. Lopussa varausaste on 70 %;
• toinen vaihe kestää myös noin tunnin. Tällä hetkellä ohjain ylläpitää 4,2 voltin vakiojännitettä ja latausvirta pienenee. Kun virta laskee noin 0,2*C:een, alkaa viimeinen vaihe. Lopussa varausaste on 90 %;
• kolmannessa vaiheessa virta pienenee jatkuvasti 4,2 voltin jännitteellä. Periaatteessa tämä vaihe toistaa toisen vaiheen, mutta sen aikaraja on 1 tunti. Tämän jälkeen ohjain irrottaa akun laturista. Lopulta lataustila on 100%.

Ohjaimet, jotka pystyvät tarjoamaan tällaisen vaiheen, ovat melko kalliita. Tämä näkyy akun hinnassa. Kustannusten vähentämiseksi monet valmistajat asentavat akkuihin ohjaimia, joissa on yksinkertaistettu latausjärjestelmä. Usein tämä on vasta ensimmäinen vaihe. Lataus keskeytyy, kun jännite saavuttaa 4,2 volttia. Mutta tässä tapauksessa litiumakku on ladattu vain 70 prosenttiin kapasiteetistaan. Jos laitteesi litiumakun lataaminen kestää 3 tuntia tai vähemmän, siinä on todennäköisesti yksinkertaistettu ohjain.

On useita muita huomionarvoisia seikkoja. Tyhjennä akku säännöllisesti (2-3 kuukauden välein) kokonaan (jotta puhelin sammuu). Sitten se latautuu täyteen 100 prosenttiin. Tämän jälkeen poista akku 1-2 minuutiksi, aseta puhelin paikalleen ja käynnistä se. Lataustaso on alle 100 %. Lataa kokonaan ja toista tämä useita kertoja, kunnes näyttöön tulee täysi lataus, kun asetat akun paikalleen.

Muista, että kannettavan tietokoneen, pöytätietokoneen tai tupakansytyttimen USB-liittimen kautta lataaminen autossa on paljon hitaampaa kuin tavallisella laturilla. Tämä johtuu USB-liitännän 500 mA:n virtarajoituksesta.

Muista myös, että kylmässä ja matalassa ilmanpaineessa litiumakut menettävät osan kapasiteetistaan. Nollan pakkasessa tämän tyyppinen akku muuttuu käyttökelvottomaksi.

Nykyaikaiset matkapuhelimet, kannettavat tietokoneet ja tabletit käyttävät litiumioniakkuja. He korvasivat vähitellen alkaliparistot kannettavan elektroniikan markkinoilta. Aiemmin kaikissa näissä laitteissa käytettiin nikkeli-kadmium- ja nikkeli-metallihydridi-akkuja. Mutta heidän päivänsä ovat ohi, koska Li─Ion-akuilla on paremmat ominaisuudet. Totta, ne eivät voi korvata emäksisiä kaikilta osin. Esimerkiksi virrat, joita nikkeli-kadmium-akut voivat tuottaa, ovat heille saavuttamattomia. Tämä ei ole kriittistä älypuhelimien ja tablettien virransyötön kannalta. Kuitenkin kannettavien sähkötyökalujen alalla, jotka kuluttavat paljon virtaa, alkaliparistot ovat edelleen hyvä tie. Työ sellaisten akkujen kehittämiseksi, joissa on korkea purkausvirta ilman kadmiumia, kuitenkin jatkuu. Tänään puhumme litiumioniakuista, niiden suunnittelusta, toiminnasta ja kehitysnäkymistä.

Ensimmäiset litiumanodilla varustetut akkukennot julkaistiin viime vuosisadan 70-luvulla. Niillä oli korkea ominaisenergiaintensiteetti, mikä teki niistä heti kysynnän. Asiantuntijat ovat pitkään pyrkineet kehittämään lähdettä, joka perustuu alkalimetalliin, jolla on korkea aktiivisuus. Tämän ansiosta saavutettiin tämän tyyppisen akun korkea jännite ja energiatiheys. Samaan aikaan tällaisten elementtien suunnittelun kehitys valmistui melko nopeasti, mutta niiden käytännön käyttö aiheutti vaikeuksia. Niitä käsiteltiin vasta viime vuosisadan 90-luvulla.

Näiden 20 vuoden aikana tutkijat ovat tulleet siihen tulokseen, että suurin ongelma on litiumelektrodi. Tämä metalli on erittäin aktiivinen ja käytön aikana tapahtui useita prosesseja, jotka lopulta johtivat syttymiseen. Tätä alettiin kutsua liekkejä synnyttäväksi ilmanvaihdoksi. Tästä johtuen valmistajat joutuivat 90-luvun alussa vetämään markkinoilta matkapuhelimiin valmistetut akut.

Tämä tapahtui useiden onnettomuuksien jälkeen. Keskusteluhetkellä akun kulutettu virta saavutti maksiminsa ja tuuletus alkoi liekkien levittämisellä. Tämän seurauksena monet käyttäjät ovat saaneet kasvojen palovammoja. Siksi tutkijoiden oli hiottava litiumioniakkujen suunnittelua.

Litiummetalli on erittäin epävakaa, varsinkin ladattaessa ja purettaessa. Siksi tutkijat alkoivat luoda litium-tyyppistä akkua käyttämättä litiumia. Tämän alkalimetallin ioneja alettiin käyttää. Tästä heidän nimensä tulee.

Litiumioniakuilla on pienempi energiatiheys kuin . Mutta ne ovat turvallisia, jos lataus- ja purkausstandardeja noudatetaan.

Li─Ion-akussa tapahtuvat reaktiot

Läpimurto litiumioniakkujen käyttöönotossa kulutuselektroniikassa oli sellaisten akkujen kehittäminen, joissa negatiivinen elektrodi oli valmistettu hiilimateriaalista. Hiilikidehila sopi hyvin matriisiksi litiumionien interkalaatioon. Akun jännitteen lisäämiseksi positiivinen elektrodi tehtiin kobolttioksidista. Kevyen kobolttioksidin potentiaali on noin 4 volttia.

Useimpien litiumioniakkujen käyttöjännite on 3 volttia tai enemmän. Negatiivisen elektrodin purkausprosessin aikana litium irrotetaan hiilestä ja interkaloidaan positiivisen elektrodin kobolttioksidiksi. Latausprosessin aikana prosessit tapahtuvat päinvastoin. Osoittautuu, että järjestelmässä ei ole metallista litiumia, mutta sen ionit toimivat siirtyen elektrodilta toiselle luoden sähkövirran.

Reaktiot negatiiviseen elektrodiin

Kaikissa nykyaikaisissa kaupallisissa litiumioniakkumalleissa on negatiivinen elektrodi, joka on valmistettu hiilipitoisesta materiaalista. Monimutkainen prosessi litiumin interkalaatiossa hiileksi riippuu suurelta osin tämän materiaalin luonteesta sekä elektrolyytin aineesta. Anodin hiilimatriisilla on kerrosrakenne. Rakenne voi olla tilattu (luonnollinen tai synteettinen grafiitti) tai osittain tilattu (koksi, noki jne.).

Interkalaation aikana litiumionit työntävät hiilikerroksia erilleen ja asettuvat niiden väliin. Saadaan erilaisia ​​interkalaatteja. Interkalaation ja deinterkalaation aikana hiilimatriisin ominaistilavuus muuttuu merkityksettömästi. Hiilimateriaalin lisäksi negatiivisessa elektrodissa voidaan käyttää hopeaa, tinaa ja niiden seoksia. He yrittävät myös käyttää komposiittimateriaaleja piin, tinasulfidien, kobolttiyhdisteiden jne. kanssa.

Positiivisen elektrodin reaktiot

Primääriset litiumkennot (akut) käyttävät usein erilaisia ​​materiaaleja positiivisen elektrodin valmistukseen. Tätä ei voi tehdä paristoissa ja materiaalivalikoima on rajallinen. Siksi Li─Ion-akun positiivinen elektrodi on valmistettu litioidusta nikkelistä tai kobolttioksidista. Myös litiummangaanispinellejä voidaan käyttää.

Katodin sekafosfaatti- tai sekaoksidimateriaaleja tutkitaan parhaillaan. Kuten asiantuntijat ovat osoittaneet, tällaiset materiaalit parantavat litiumioniakkujen sähköisiä ominaisuuksia. Myös menetelmiä oksidien levittämiseksi katodin pinnalle kehitetään.

Litiumioniakussa latauksen aikana tapahtuvat reaktiot voidaan kuvata seuraavilla yhtälöillä:

positiivinen elektrodi

LiCoO 2 → Li 1-x CoO 2 + xLi + + xe -

negatiivinen elektrodi

С + xLi + + xe — → CLi x

Purkausprosessin aikana reaktiot menevät päinvastaiseen suuntaan.

Alla oleva kuva esittää kaavamaisesti litiumioniakussa latauksen ja purkamisen aikana tapahtuvat prosessit.

Litiumioniakun muotoilu

Suunnittelunsa mukaan Li─Ion-akut on valmistettu sylinterimäisistä ja prismamaisista malleista. Sylinterimäinen rakenne edustaa elektrodien rullaa, jossa on erotinmateriaalia elektrodien erottamiseksi. Tämä rulla sijoitetaan alumiinista tai teräksestä valmistettuun koteloon. Negatiivinen elektrodi on kytketty siihen.

Positiivinen kosketin tulostetaan akun päässä olevan kosketinlevyn muodossa.

Prismamuotoiset Li-Ion-akut valmistetaan pinoamalla suorakaiteen muotoisia levyjä päällekkäin. Tällaiset akut mahdollistavat pakkausten tiheyden. Vaikeus piilee elektrodien puristusvoiman ylläpitämisessä. On olemassa prismaattisia akkuja, joissa elektrodien rullakokoonpano on kierretty spiraaliksi.

Minkä tahansa litiumioniakun suunnitteluun sisältyy toimenpiteitä sen turvallisen toiminnan varmistamiseksi. Tämä koskee ensisijaisesti kuumenemisen ja syttymisen estämistä. Akun kannen alle on asennettu mekanismi, joka lisää akun vastusta lämpötilakertoimen kasvaessa. Kun paine akun sisällä nousee yli sallitun rajan, mekanismi rikkoo positiivisen navan ja katodin.

Lisäksi käyttöturvallisuuden lisäämiseksi Li-Ion-akuissa on käytettävä elektronista korttia. Sen tarkoituksena on ohjata lataus- ja purkausprosesseja, estää ylikuumeneminen ja oikosulut.

Tällä hetkellä valmistetaan monia prismaattisia litiumioniakkuja. He löytävät sovelluksen älypuhelimista ja tableteista. Prismaattisten akkujen suunnittelu voi usein vaihdella eri valmistajien välillä, koska niillä ei ole yhtä yhtenäisyyttä. Vastakkaisen napaisuuden omaavat elektrodit on erotettu erottimella. Sen valmistukseen käytetään huokoista polypropeenia.

Li-Ion- ja muuntyyppisten litiumakkujen rakenne on aina sinetöity. Tämä on pakollinen vaatimus, koska elektrolyytin vuotaminen ei ole sallittua. Jos se vuotaa, elektroniikka vaurioituu. Lisäksi tiivis rakenne estää veden ja hapen pääsyn akkuun. Jos ne pääsevät sisälle, ne tuhoavat akun reagoimalla elektrolyytin ja elektrodien kanssa. Litiumakkujen komponenttien valmistus ja kokoonpano tapahtuu erityisissä kuivalaatikoissa argonilmakehässä. Tässä tapauksessa käytetään monimutkaisia ​​hitsaus-, tiivistys- jne. tekniikoita.

Mitä tulee Li-Ion-akun aktiivisen massan määrään, valmistajat etsivät aina kompromissia. Niiden on saavutettava suurin kapasiteetti ja varmistettava turvallinen toiminta. Seuraava suhde otetaan perustana:

A o / A p = 1,1, missä

A o – negatiivisen elektrodin aktiivinen massa;

Ja n on positiivisen elektrodin aktiivinen massa.

Tämä tasapaino estää litiumin (puhdas metalli) muodostumisen ja estää tulipalon.

Li-Ion-akkujen parametrit

Nykyään valmistetuilla litiumioniakuilla on korkea ominaisenergiakapasiteetti ja käyttöjännite. Jälkimmäinen on useimmissa tapauksissa 3,5-3,7 volttia. Energiaintensiteetti vaihtelee välillä 100 - 180 wattituntia kilogrammaa kohti tai 250 - 400 wattituntia litraa kohti. Jokin aika sitten valmistajat eivät pystyneet valmistamaan akkuja, joiden kapasiteetti oli suurempi kuin useita ampeeritunteja. Nyt kehitystä tähän suuntaan estävät ongelmat on poistettu. Joten myyntiin alettiin löytää litiumparistoja, joiden kapasiteetti on useita satoja ampeeritunteja.

Nykyaikaisten Li─Ion-akkujen purkausvirta vaihtelee välillä 2C - 20C. Ne toimivat ympäristön lämpötila-alueella -20 - +60 Celsius. On malleja, jotka toimivat -40 asteessa. Mutta kannattaa heti sanoa, että erikoisakkusarjat toimivat pakkasessa. Tavanomaiset matkapuhelimien litiumioniakut eivät toimi pakkasen pakkasessa.

Tämän tyyppisen akun itsepurkautuminen on 4-6 prosenttia ensimmäisen kuukauden aikana. Sitten se pienenee ja on prosenttiyksikköä vuodessa. Tämä on huomattavasti vähemmän kuin nikkeli-kadmium- ja nikkeli-metallihydridi-akuissa. Käyttöikä on noin 400-500 lataus-purkausjaksoa.

Puhutaanpa nyt litiumioniakkujen toimintaominaisuuksista.

Litiumioniakkujen toiminta

Li─Ion-akkujen lataaminen

Litiumioniakkujen lataus on yleensä yhdistetty. Ensin niitä ladataan vakiovirralla 0,2-1 C, kunnes ne saavuttavat 4,1-4,2 voltin jännitteen. Ja sitten lataus suoritetaan vakiojännitteellä. Ensimmäinen vaihe kestää noin tunnin ja toinen noin kaksi. Akun lataamiseksi nopeammin, käytetään pulssitilaa. Aluksi valmistettiin Li─Ion-akkuja, joissa oli grafiittia ja niille asetettiin jänniteraja 4,1 volttia per kenno. Tosiasia on, että korkeammilla jännitteillä kennossa alkoivat sivureaktiot, jotka lyhensivät näiden akkujen käyttöikää.

Vähitellen nämä haitat poistettiin dopingoimalla grafiittia erilaisilla lisäaineilla. Nykyaikaiset litiumionikennot lataavat jopa 4,2 volttia ilman ongelmia. Virhe on 0,05 volttia elementtiä kohden. Li─Ion-akkuryhmiä on sotilas- ja teollisuussektoreille, joissa vaaditaan parempaa luotettavuutta ja pitkää käyttöikää. Tällaisten akkujen maksimijännite kennoa kohti on 3,90 volttia. Niillä on hieman pienempi energiatiheys, mutta pidempi käyttöikä.

Jos lataat litiumioniakkua 1 C:n virralla, aika kapasiteetin saavuttamiseen on 2-3 tuntia. Akun katsotaan olevan täyteen ladattu, kun jännite nousee maksimiin ja virta laskee 3 prosenttiin latausprosessin alussa olevasta arvosta. Tämä näkyy alla olevasta kaaviosta.

Alla oleva kaavio näyttää Li─Ion-akun latausvaiheet.

Latausprosessi koostuu seuraavista vaiheista:

• Vaihe 1. Tässä vaiheessa akun läpi kulkee suurin latausvirta. Se jatkuu, kunnes kynnysjännite saavutetaan;
• Vaihe 2. Akun vakiojännitteellä latausvirta pienenee vähitellen. Tämä vaihe pysähtyy, kun virta laskee 3 prosenttiin alkuarvosta;
• Vaihe 3. Jos akku varastoidaan, tässä vaiheessa tapahtuu säännöllinen lataus itsepurkauksen kompensoimiseksi. Tämä tehdään noin 500 tunnin välein.
  Käytännöstä tiedetään, että latausvirran lisääminen ei vähennä akun latausaikaa. Virran kasvaessa jännite nousee nopeammin kynnysarvoon. Mutta sitten toinen latausvaihe kestää kauemmin. Jotkut laturit (laturit) voivat ladata Li─Ion-akun tunnissa. Tällaisissa latureissa ei ole toista vaihetta, mutta todellisuudessa akku on tässä vaiheessa latautunut noin 70 prosenttia.

Mitä tulee suihkulataukseen, se ei sovellu litiumioniakuille. Tämä selittyy sillä, että tämäntyyppinen akku ei voi imeä ylimääräistä energiaa latauksen aikana. Jet-varaus voi johtaa joidenkin litiumionien siirtymiseen metalliseen tilaan (valenssi 0).

Lyhyt lataus kompensoi hyvin itsepurkauksen ja sähköenergian menetyksen. Kolmannen vaiheen lataus voidaan suorittaa 500 tunnin välein. Pääsääntöisesti se suoritetaan, kun akun jännite lasketaan 4,05 volttiin yhdessä elementissä. Lataus suoritetaan, kunnes jännite nousee 4,2 volttiin.

On syytä huomata litiumioniakkujen huono kestävyys ylilataukselle. Ylimääräisen varauksen syöttämisen seurauksena hiilimatriisiin (negatiivinen elektrodi) voi alkaa metallisen litiumin kerrostumista. Sillä on erittäin korkea kemiallinen aktiivisuus ja se on vuorovaikutuksessa elektrolyytin kanssa. Tämän seurauksena katodista alkaa hapen vapautuminen, mikä uhkaa kotelon paineen nousua ja paineen alenemista. Siksi, jos lataat Li─Ion-elementin ohittamalla ohjaimen, älä anna latausjännitteen nousta korkeammaksi kuin mitä akun valmistaja suosittelee. Jos lataat akkua jatkuvasti, sen käyttöikä lyhenee.

Valmistajat kiinnittävät vakavaa huomiota Li-Ion-akkujen turvallisuuteen. Lataus pysähtyy, kun jännite nousee yli sallitun tason. Lisäksi on asennettu mekanismi, joka sammuttaa latauksen, kun akun lämpötila nousee yli 90 celsiusastetta. Joissakin nykyaikaisissa akkumalleissa on mekaaninen kytkin. Se laukeaa, kun paine kasvaa akkukotelon sisällä. Elektroniikkakortin jännitteensäätömekanismi katkaisee tölkin ulkomaailmasta minimi- ja maksimijännitteen perusteella.

On litiumioniakkuja ilman suojaa. Nämä ovat mangaania sisältäviä malleja. Ladattaessa tämä elementti auttaa estämään litiumin metalloitumista ja hapen vapautumista. Siksi tällaisissa akuissa ei enää tarvita suojaa.

Litiumioniakkujen säilytys- ja purkausominaisuudet

Litiumakut säilyvät melko hyvin ja itsepurkautuminen on vain 10-20 % vuodessa säilytysolosuhteista riippuen. Mutta samaan aikaan akkukennojen hajoaminen jatkuu, vaikka sitä ei käytetä. Yleensä kaikki litiumioniakun sähköiset parametrit voivat vaihdella kussakin tapauksessa.

Esimerkiksi jännite purkauksen aikana vaihtelee riippuen latausasteesta, virrasta, ympäristön lämpötilasta jne. Akun käyttöikään vaikuttavat purkaus-latausjakson virrat ja tilat sekä lämpötila. Yksi Li-Ion-akkujen suurimmista haitoista on niiden herkkyys lataus-purkaustilalle, minkä vuoksi ne tarjoavat monenlaisia ​​suojauksia.

Alla olevat kaaviot näyttävät litiumioniakkujen purkausominaisuudet. He tutkivat jännitteen riippuvuutta purkausvirrasta ja ympäristön lämpötilasta.

Kuten näet, purkausvirran kasvaessa kapasiteetin pudotus on merkityksetön. Mutta samalla käyttöjännite laskee huomattavasti. Samanlainen kuva havaitaan alle 10 celsiusasteen lämpötiloissa. On myös syytä huomata akun jännitteen alkulasku.

Kuluttajien kasvava kiinnostus mobiililaitteisiin ja teknisesti edistyneisiin kannettaviin laitteisiin yleensä pakottaa valmistajat parantamaan tuotteitaan moniin eri suuntiin. Samanaikaisesti on olemassa useita yleisiä parametreja, joita työstetään samaan suuntaan. Näitä ovat muun muassa energian toimitustapa. Vielä muutama vuosi sitten aktiiviset markkinatoimijat saattoivat havainnoida prosessia, jossa kehittyneemmät nikkelimetallihydridi-alkuperää (NiMH) olevat elementit syrjäytyvät. Nykyään uudet akkusukupolvet kilpailevat keskenään. Litium-ioniteknologian laaja käyttö joillakin segmenteillä on onnistuneesti korvattu litiumpolymeeriakulla. Ero uudessa laitteessa olevaan ioniseen ei ole niin havaittavissa tavalliselle käyttäjälle, mutta joissain asioissa se on merkittävä. Samanaikaisesti, kuten NiCd- ja NiMH-elementtien välisessä kilpailussa, korvaustekniikka ei ole läheskään virheetön ja on joissain suhteissa huonompi kuin sen analogi.

Li-ion-akkulaite

Ensimmäiset litiumpohjaisten sarjaparistojen mallit alkoivat ilmestyä 1990-luvun alussa. Kuitenkin kobolttia ja mangaania käytettiin sitten aktiivisena elektrolyyttinä. Nykyaikaisissa ei niinkään aine ole tärkeä, vaan sen sijoittelu lohkoon. Tällaiset paristot koostuvat elektrodeista, jotka on erotettu huokosilla varustetulla erottimella. Erottimen massa puolestaan ​​kyllästetään elektrolyytillä. Mitä tulee elektrodeihin, niitä edustaa katodipohja alumiinifoliolla ja kuparianodi. Lohkon sisällä ne on kytketty toisiinsa virranottoliittimillä. Varauksen ylläpito suoritetaan litiumionin positiivisella varauksella. Tämä materiaali on edullinen siinä mielessä, että sillä on kyky tunkeutua helposti muiden aineiden kidehiloihin muodostaen kemiallisia sidoksia. Tällaisten akkujen positiiviset ominaisuudet osoittautuvat kuitenkin yhä useammin riittämättömiksi nykyaikaisiin tehtäviin, mikä johti Li-pol-kennojen syntymiseen, joilla on monia ominaisuuksia. Yleisesti ottaen on syytä huomata litiumionivirtalähteiden samankaltaisuus autojen täysikokoisten geeliakkujen kanssa. Molemmissa tapauksissa akut on suunniteltu fyysisesti käytännöllisiksi käytettäväksi. Osittain tätä kehityssuuntaa jatkoivat polymeerielementit.

Litiumpolymeeriakun muotoilu

Litiumakkujen parantamisen sysäys oli tarve taistella olemassa olevien Li-ion-akkujen kahdella puutteella. Ensinnäkin ne eivät ole turvallisia käyttää, ja toiseksi ne ovat melko kalliita. Teknologit päättivät päästä eroon näistä haitoista vaihtamalla elektrolyyttiä. Tämän seurauksena kyllästetty huokoinen erotin korvattiin polymeerielektrolyytillä. On huomattava, että polymeeriä on aiemmin käytetty sähkötarpeisiin muovikalvona, joka johtaa virtaa. Nykyaikaisessa akussa Li-pol-elementin paksuus on 1 mm, mikä myös poistaa kehittäjiltä rajoituksia eri muotojen ja kokojen käytölle. Mutta tärkeintä on nestemäisen elektrolyytin puuttuminen, mikä eliminoi syttymisvaaran. Nyt kannattaa tarkastella lähemmin eroja litiumionikennoihin verrattuna.

Mikä on tärkein ero ioniakkuun?

Olennainen ero on heliumin ja nestemäisten elektrolyyttien luopuminen. Tämän eron täydellisemmän ymmärtämiseksi kannattaa kääntyä nykyaikaisiin autojen akkumalleihin. Tarve vaihtaa nestemäinen elektrolyytti johtui jälleen turvallisuussyistä. Mutta jos auton akkujen tapauksessa edistyminen pysähtyi samoihin huokoisiin elektrolyytteihin kyllästyksen kanssa, litiummallit saivat täysimittaisen kiinteän pohjan. Mikä on niin hyvää solid-state-litiumpolymeeriakussa? Erona ioniseen on se, että litiumin kanssa kosketusvyöhykkeellä oleva levyn muodossa oleva aktiivinen aine estää dendriittien muodostumisen pyöräilyn aikana. Tämä tekijä eliminoi tällaisten akkujen räjähdyksen ja tulipalon mahdollisuuden. Tässä on kyse vain eduista, mutta uusissa akuissa on myös heikkouksia.

Litiumpolymeeriakun käyttöikä

Keskimäärin tällaiset akut kestävät noin 800-900 latausjaksoa. Tämä indikaattori on vaatimaton verrattuna nykyaikaisiin analogeihin, mutta tätäkään tekijää ei voida pitää elementin resurssia määrittävänä. Tosiasia on, että tällaiset akut ikääntyvät voimakkaasti käytön luonteesta riippumatta. Eli vaikka akkua ei käytettäisi ollenkaan, sen käyttöikä lyhenee. Sillä ei ole väliä, onko se litiumioniakku vai litiumpolymeerikenno. Kaikille litiumpohjaisille virtalähteille on ominaista tämä prosessi. Merkittävä volyymin menetys on havaittavissa vuoden sisällä hankinnasta. 2-3 vuoden kuluttua jotkut akut hajoavat kokonaan. Mutta paljon riippuu valmistajasta, koska segmentin sisällä on myös eroja akun laadussa. Samanlaisia ​​ongelmia esiintyy NiMH-kennoissa, jotka ovat alttiina ikääntymiselle äkillisten lämpötilanvaihteluiden vuoksi.

Vikoja

Nopean ikääntymisen aiheuttamien ongelmien lisäksi tällaiset akut vaativat lisäsuojajärjestelmän. Tämä johtuu siitä, että sisäinen jännitys eri alueilla voi johtaa burnoutiin. Siksi käytetään erityistä stabilointipiiriä ylikuumenemisen ja ylilatauksen estämiseksi. Tämä sama järjestelmä sisältää myös muita haittoja. Pääasiallinen on virtarajoitus. Mutta toisaalta lisäsuojapiirit tekevät litiumpolymeeriakusta turvallisemman. Myös kustannuksissa on eroa ionista. Polymeeriakut ovat halvempia, mutta eivät paljon. Niiden hintalappu nousee myös elektronisten suojapiirien käyttöönoton ansiosta.

Geelimäisten modifikaatioiden toiminnalliset ominaisuudet

Sähkönjohtavuuden lisäämiseksi teknikot lisäävät edelleen geelimäistä elektrolyyttiä polymeerielementteihin. Ei puhuta täydellisestä siirtymisestä tällaisiin aineisiin, koska tämä on ristiriidassa tämän tekniikan käsitteen kanssa. Mutta kannettavassa tekniikassa käytetään usein hybridiakkuja. Niiden erikoisuus on herkkyys lämpötilalle. Valmistajat suosittelevat näiden akkumallien käyttöä olosuhteissa, jotka vaihtelevat välillä 60°C - 100°C. Tämä vaatimus määritti myös erityisen soveltamisalueen. Geelityyppisiä malleja voidaan käyttää vain paikoissa, joissa ilmasto on kuuma, puhumattakaan tarpeesta upottaa lämpöeristettyyn koteloon. Siitä huolimatta, mikä akku valitaan - Li-pol tai Li-ion - ei ole niin kiireellinen yrityksissä. Kun lämpötilalla on erityinen vaikutus, käytetään usein yhdistettyjä ratkaisuja. Tällaisissa tapauksissa varaelementteinä käytetään yleensä polymeerielementtejä.

Optimaalinen lataustapa

Litiumakkujen tavallinen latausaika on keskimäärin 3 tuntia. Lisäksi laite pysyy latauksen aikana kylmänä. Täyttö tapahtuu kahdessa vaiheessa. Aluksi jännite saavuttaa huippuarvot, ja tätä tilaa ylläpidetään, kunnes se saavuttaa 70%. Loput 30 % saadaan normaaleissa stressiolosuhteissa. Toinen mielenkiintoinen kysymys on kuinka ladata litiumpolymeeriakku, jos sinun on jatkuvasti ylläpidettävä sen täyttä kapasiteettia? Tässä tapauksessa sinun tulee noudattaa latausaikataulua. On suositeltavaa suorittaa tämä toimenpide noin 500 käyttötunnin välein täydellä tyhjennyksellä.

Varotoimenpiteet

Käytä käytön aikana vain vaatimukset täyttävää laturia ja yhdistä se verkkoon, jossa on vakaa jännite. On myös tarpeen tarkistaa liittimien kunto, jotta akku ei avaudu. On tärkeää ottaa huomioon, että korkeasta turvallisuustasosta huolimatta tämä on silti ylikuormitukselle herkkä akkutyyppi. Litiumpolymeerikenno ei siedä liiallista virtaa, ulkoisen ympäristön liiallista jäähdytystä ja mekaanista iskua. Kaikkien näiden indikaattoreiden mukaan polymeerilohkot ovat kuitenkin edelleen luotettavampia kuin litium-ioni. Silti tärkein turvallisuusnäkökohta on puolijohdevirtalähteiden vaarattomuus – tietysti edellyttäen, että ne pidetään suljettuina.

Kumpi akku on parempi - Li-pol vai Li-ion?

Tämä ongelma määräytyy suurelta osin käyttöolosuhteiden ja kohdeenergian toimituslaitoksen mukaan. Polymeerilaitteiden tärkeimmät edut kokevat todennäköisemmin valmistajat itse, jotka voivat vapaammin käyttää uusia teknologioita. Käyttäjän kannalta ero on tuskin havaittavissa. Esimerkiksi kysymyksessä litiumpolymeeriakun lataamisesta omistajan on kiinnitettävä enemmän huomiota virtalähteen laatuun. Latausajan suhteen nämä ovat identtisiä elementtejä. Mitä tulee kestävyyteen, tilanne tässä parametrissa on myös epäselvä. Vanhenemisvaikutus luonnehtii polymeerielementtejä enemmän, mutta käytäntö näyttää erilaisia ​​esimerkkejä. Esimerkiksi litiumionikennoista, jotka muuttuvat käyttökelvottomiksi vain vuoden käytön jälkeen, on arvosteluja. Ja joissakin laitteissa polymeerisiä käytetään 6-7 vuotta.

Johtopäätös

Akkujen ympärillä on edelleen monia myyttejä ja vääriä mielipiteitä, jotka liittyvät toiminnan eri vivahteisiin. Päinvastoin, valmistajat peittävät osan akun ominaisuuksista. Mitä tulee myytteihin, litiumpolymeeriakku kumoaa yhden niistä. Erona ioniseen analogiin on se, että polymeerimalleissa on vähemmän sisäistä jännitystä. Tästä syystä vielä tyhjentymättömien akkujen latausistunnoilla ei ole haitallista vaikutusta elektrodien ominaisuuksiin. Jos puhumme valmistajien piilottamista faktoista, yksi niistä koskee kestävyyttä. Kuten jo mainittiin, akun käyttöikää ei leimaa vain vaatimaton latausjaksojen määrä, vaan myös akun hyödyllisen tilavuuden väistämätön menetys.

Eri laitteiden omistajilla on joskus vaikeuksia löytää tietoja akkujen oikeasta käytöstä. Tämä lyhyt FAQ on omistettu tälle ongelmalle.
Kaikki nykyaikaiset puhelimet, älypuhelimet ja PDA:t on varustettu litium-pohjaisilla akuilla - litium-ioni tai litium-polymeeri, joten tulevaisuudessa puhumme niistä. Näillä akuilla on erinomainen kapasiteetti ja käyttöikä, mutta ne vaativat erittäin tiukkaa tiettyjen käyttösääntöjen noudattamista.

Akkujen lataamisen ja purkamisen perussäännöt, joita ohjataan akkuun sisäänrakennetulla laitteella (ohjaimella) ja joskus akun ulkopuolella sijaitsevalla lisäohjaimella, itse PDA:ssa.

Akun on oltava koko käyttöikänsä ajan tilassa, jossa sen jännite ei ylitä 4,2 volttia eikä laske alle 2,7 volttia. Nämä jännitteet ilmaisevat maksimilatauksen (100 %) ja minimilatauksen (0 %).

Akun tuottaman energian määrä, kun sen lataus muuttuu 100 %:sta 0 %:iin, on sen kapasiteetti. Jotkut valmistajat rajoittavat maksimijännitteen 4,1 volttiin, kun taas akku kestää pidempään, mutta sen kapasiteetti pienenee noin 10%. Myös joskus alempi kynnys nousee 3,0 volttiin samoilla seurauksilla.

Akun käyttöikä on paras noin 45 prosentin latauksella, ja kun lataustaso nousee tai laskee, akun käyttöikä lyhenee. Jos lataus on akun ohjaimen antamissa rajoissa (katso yllä), muutos kestävyydessä ei ole kovin merkittävä, mutta se on silti olemassa.

Jos olosuhteiden vuoksi akun jännite ylittää yllä määritellyt rajat edes lyhyeksi ajaksi, akun käyttöikä lyhenee dramaattisesti. Tällaisia ​​olosuhteita kutsutaan ali- ja ylipurkauksiksi, ja ne ovat erittäin vaarallisia akulle.

Eri laitteille suunnitellut akkuohjaimet, jos ne on tehty laadukkaasti, eivät koskaan anna akun jännitteen ylittää 4,2 volttia latauksen aikana, mutta voivat akun käyttötarkoituksesta riippuen rajoittaa minimijännitettä purkauksen aikana eri tavoin. Joten esimerkiksi ruuvimeisselille tai automallin moottorille tarkoitetussa akussa minimijännite on todennäköisesti todella pienin sallittu jännite, mutta PDA:ssa tai älypuhelimessa se on korkeampi, koska 2,7 voltin vähimmäisjännite voi yksinkertaisesti olla ei riitä käyttämään laitteen elektroniikkaa. Siksi monimutkaisissa laitteissa, kuten puhelimissa, kämmenmikroissa jne. Itse akkuun sisäänrakennetun ohjaimen toimintaa täydentää itse laitteessa oleva ohjain.

Käyttösäännöt, joihin sinä ja minä voimme vaikuttaa, mikä lisää tai lyhentää akun käyttöikää merkittävästi.

1. sinun on yritettävä olla lataamatta akkua minimilataukseen ja vielä enemmän tilaan, jossa kone sammuu itsestään, mutta jos näin tapahtuu, lataa akku mahdollisimman pian.
2. Ei tarvitse pelätä toistuvia latauksia, myös osittaisia, kun täyttä latausta ei saavuteta. Tämä ei vahingoita akkua. Tässä tapauksessa minua ohjaa maalaisjärki: jos PDA:n normaalikäytössä laitan sen aina lataukseen ennen nukkumaanmenoa, niin erittäin intensiivisessä käytössä (WiFi aina päällä, musiikin kuuntelu jne.) kun lataus lähestyy vähimmäistasoa, en halveksi suoraan Työssä, liitä PDA mihin tahansa käytettävissä olevaan USB-liitäntään. Jos sinulla ei ole tavallista laturia ja käytät sen sijaan erityistä USB-laturia, on tärkeää olla odottamatta laturin tyhjenemistä kokonaan, koska tällöin USB-portista tuleva virta ei välttämättä riitä latausprosessin käynnistämiseen.
3. Toisin kuin monet käyttäjät uskovat, ylilataus ei vahingoita litiumakkuja yhtä paljon tai jopa enemmän kuin syväpurkaus. Ohjain tietysti ohjaa maksimilataustasoa, mutta siinä on yksi hienous. On hyvin tunnettua, että akun kapasiteetti riippuu lämpötilasta. Eli jos esimerkiksi latasimme akun huoneenlämmössä ja saimme 100 % latauksen, niin kylmälle lähdettäessä koneen jäähtyessä akun lataustaso voi pudota 80 %:iin tai sen alle. Mutta päinvastainen tilanne voi myös olla totta. Huoneenlämmössä 100 %:iin ladattu akku latautuu hieman lämmitettynä vaikkapa 105 %:iin, mikä on sille erittäin, erittäin epäedullista. Tällaisia ​​tilanteita esiintyy käytettäessä konetta, joka on ollut telineessä pitkään. Käytön aikana laitteen ja sen mukana akun lämpötila nousee, mutta lataus on jo täynnä... Tältä osin sääntö sanoo: jos pitää työskennellä telineessä, irrota kone ensin laturista, työskentele sen parissa ja kun se menee "taistelutilaan" - kytke laturi. Muuten, tämä sääntö koskee myös kannettavien tietokoneiden ja muiden laitteiden omistajia.
4. Ihanteelliset olosuhteet pitkäaikaiseen akun säilytykseen ovat laitteen ulkopuolella noin 50 % latauksella. Toimiva akku ei vaadi hoitoa kuukausiin (noin kuusi kuukautta).

Ja lopuksi vähän lisätietoa.

1. Vastoin yleistä käsitystä litiumakuilla, toisin kuin nikkeliparistoilla, ei ole juuri mitään "muistivaikutusta", joten uuden litiumakun niin sanotussa "harjoittelussa" ei ole käytännössä mitään järkeä. Oman mielenrauhasi vuoksi riittää, että lataat ja purat uuden akun täyteen kerran tai kaksi, lähinnä lisäohjaimen kalibrointia varten.
2. Laitteen omistajat tietävät, että akun voi ladata sekä laturista että USB:stä. Samaan aikaan USB-latauksen mahdottomuus aiheuttaa usein hämmennystä. Tosiasia on, että "lain" mukaan USB-ohjaimen on syötettävä noin 500 mA virtaa siihen liitettyihin oheislaitteisiin. On kuitenkin tilanteita, joissa joko ohjain itse ei pysty antamaan tällaista virtaa tai laite on kytketty USB-ohjaimeen, jossa on jo jonkinlainen oheislaite, joka kuluttaa osan virtaa. Virta ei siis riitä lataamiseen, varsinkin jos akku on liian tyhjä.
3. Litiumia sisältävät paristot EIVÄT TODELLA PIDÄ JÄÄTYMISESTÄ. Yritä aina välttää koneen käyttöä kovassa kylmissä olosuhteissa - jos ihastut, akku on vaihdettava. No tietysti, jos otat koneen esiin takkisi lämpimästä sisätaskusta ja teet pari muistiinpanoa tai soitat ja laitat sitten pienen eläimen takaisin, ei ongelmia.
4. Käytäntö osoittaa, että litiumakut (ei vain akut) vähentävät kapasiteettiaan, kun ilmanpaine laskee (korkeudessa, lentokoneessa). Tämä ei vahingoita akkuja, sinun on vain otettava tämä tosiasia huomioon.
5. Tapahtuu, että kun on ostettu kapasiteetiltaan suurempi akku (esimerkiksi 2200 mAh normaalin 1100 mAh:n sijaan), parin päivän uuden akun käytön jälkeen kone alkaa käyttäytyä oudosti: se jumittuu, sammuu, akku näyttää latautuvan, mutta jotenkin outoa jne. P. On mahdollista, että laturisi, joka toimii onnistuneesti "alkuperäisellä" akulla, ei yksinkertaisesti pysty tarjoamaan riittävää latausvirtaa suurikapasiteettiselle akulle. Ratkaisu on ostaa laturi, jonka virtateho on suurempi (esimerkiksi 2 ampeeria aiemman 1 ampeerin sijaan).

19.10.2010 10:53

Alkuperäinen otettu kolochkov kohdassa Litiumioniakkujen käyttöä koskevat säännöt

Olemme jo kyllästyneet kirjoittamaan ja puhumaan samoja väärinkäsityksiä litiumioniakuista.
Tämän hulluuden lopettamiseksi lainaan yhden arvostetun lähteen "Lithium-Ion-akkujen käyttöä koskevia sääntöjä":

Kännykän akkujen oikea käyttö

• Litiumioniakkujen elektrodit ovat jo puoliksi ladattuja valmistusprosessin vuoksi, mutta uutta akkua ei kannata testata heti kuormitettuna. Aluksi litiumioniakku on ladattava täyteen. Akun käyttäminen ilman alkulatausta voi vähentää huomattavasti käyttäjän käytettävissä olevaa kapasiteettia.
• Kun akku on ladattu ensimmäisen kerran, se on suositeltavaa tyhjentää kokonaan akunhallintajärjestelmän kalibroimiseksi. Lataa akku välittömästi purkamisen jälkeen. Litiumioniakuilla varustettujen matkapuhelimien kalibrointijaksoja ei tule suorittaa usein (yleensä yksi täysi lataus-purkaussykli 3 kuukauden välein riittää). Itse kalibrointijaksoja tarvitaan vain akun jäljellä olevan kapasiteetin ennusteen näyttämiseksi oikein. Joidenkin käyttäjien ja myyjien suosittelemat kolmesta neljään syvälataus-purkausjaksoa voivat olla kohtalokkaita ei-uudelle litiumioniakulle.
• On suositeltavaa käyttää matkapuhelimen valmistajan alkuperäisiä akkuja. Koska matkapuhelimien akunhallintajärjestelmän toiminnot ovat huomattavasti heikentyneet ja latausta hallitsee matkapuhelimen latausjärjestelmä, kolmannen osapuolen valmistajan akku kestää vähemmän, koska latausjärjestelmä ei tunne akun ominaisuuksia. -alkuperäiset akut.
• Koska litiumioniakkujen "ikääntymisvaikutus" kasvaa jyrkästi korkeissa lämpötiloissa, matkapuhelin on suositeltavaa pitää poissa lämmönlähteistä (ihmiskeho, suora auringonvalo, lämmityspatteri).
• Matkapuhelimen akkua ei suositella latautumaan täyteen usein, ja myös akku ladataan ennen kuin lataustaso saavuttaa latausilmaisimen punaisen tason (noin 20 % jäljellä olevasta kapasiteetista).
• Litium-kobolttiakkujen ikääntyminen (matkapuhelimien yleisimmät akut riippuvat suoraan kuormitustasosta). Puhu yhä harvemmin matkapuhelimellasi - tämä ei pidä vain akkusi terveenä, vaan myös itsesi.
• Älä lataa kylmässä olluta akkua ennen kuin se on lämmennyt positiiviseen (Celsius) lämpötilaan - tämä on tärkeä vaatimus litiumioniakkujen turvalliselle käytölle.

Kannettavan tietokoneen akkujen oikea käyttö

• Kannettavan tietokoneen akku sisältää täydellisen hallintajärjestelmän, jonka avulla käyttäjä usein unohtaa, käyttääkö hän akkua oikein. Kannettavan tietokoneen kanssa työskennellessäsi on kuitenkin otettava huomioon muutama seikka.
• Kun kytket ensimmäisen kerran, kannettavan tietokoneen akun tulee olla täyteen ladattu ja sitten kalibroida ohjausjärjestelmä. Kalibrointi suoritetaan tyhjentämällä akku kokonaan jatkuvassa kuormituksessa (sinun on syötettävä BIOS-asetukset ja jätettävä kannettava tietokone käynnissä, kun se on irrotettuna, kunnes se sammutetaan; monilla BIOS-säätimillä on erityinen kalibrointikohde, joka on suunniteltu suorittamaan tämä tehtävä). Muista ladata kannettavan tietokoneen akku heti, kun se on täysin tyhjentynyt.
• Kannettavan tietokoneen akun kalibrointi suoritetaan yleensä kerran 1-3 kuukaudessa "digitaalisen muistin" vaikutuksen poistamiseksi - akkuvirran käytön aikana jäännöskapasiteetin määrittämiseen liittyvät virheet kerääntyvät vähitellen, mikä lyhentää kannettavan tietokoneen akun käyttöikää.
• Joissakin kannettavissa malleissa on valmistajan apuohjelmia akun purkaustason asettamiseksi, josta lataus alkaa. Jos kannettavan tietokoneen akku toimii keskeytymättömänä virtalähteenä (työtä tehdään kiinteästi verkkovirralla), sallitun purkaustason asettaminen 40 %:iin ja akun pitäminen puoliksi purkautuneessa tilassa kaksinkertaistaa akun käyttöiän.
• Joissakin kannettavissa tietokoneissa on ylimääräinen akku. Jos et käytä sitä pitkään aikaan, on järkevää purkaa lisäakku 40 %:iin, pakata se muovipussiin, jossa on tyhjiötiiviste ja jättää pussi jääkaappiosastoon 3-4 °C:n lämpötilaan. .

Power Toolsin akkujen ja videokameroiden oikea käyttö

• Power Tools -akkujen (pääasiassa ruuvitaltta-akkujen) ja videokameroiden käyttöä koskevat säännöt poikkeavat vähän matkapuhelimen akkujen käyttöä koskevista säännöistä.
• Erona on, että näiden laitteiden käyttö jokapäiväisessä elämässä on melko harvinaista, ja paristojen hinta on korkea ja akkujen saatavuus heikkenee ajan myötä. Tällaisten akkujen pitkän käyttöiän varmistamiseksi ne tulee säilyttää puolipurkautuneina jääkaapissa 3–4 °C:n lämpötilassa, valmiiksi pakattuna muovipussiin, jossa on tyhjiötiiviste. Ennen käyttöä akku on ladattava täyteen tavallisella laturilla, eikä akku saa tyhjentyä kokonaan käytön aikana (lataa akku ensimmäisen kerran käytön aikana).
• Artikkelin päätteeksi haluaisin sanoa, että vaikka käyttösäännöt sallivat akun parametrien ylläpitämisen pitkään, käyttöikä sanelee omat käyttöolosuhteet, jotka ovat usein ristiriidassa tällaisen huipputekniikan oikean toiminnan käsitteen kanssa. asia kuin litiumioniakku.