Lityum zarýad berilýän zat näme? In- Polinovel

Lityý zarýad berilýän enjam, gaýtalanýan zarýad we zarýad aýlawlary arkaly elektrik energiýasyny saklamak we goýbermek üçin litiý {{0} ion ion tehnologiýasyny ulanýan batareýalara degişlidir. Bu batareýalar litiý ionlaryny iki elektrodyň arasynda - herekete getirýär, adatça grafit anod we metal {3} metal metal oksid katody ýüzlerçe müňlerçe gezek zarýad bermäge mümkinçilik berýär.

"Lityum batareýa" adalgasy düýpgöter tapawutly iki aýratyn kategoriýany öz içine alýar. Ilkinji litiý batareýalary ýeke {{1} long uzyn - möhletli, durnukly güýç çykaryşyny talap edýän enjamlar üçin döredilen güýç çeşmelerini ulanýar. Bulary tüsse detektorlarynda, elektrokardiostimulýatorlarda we belli bir uzakdan dolandyrmakda tapyp bilersiňiz. Tükenensoň, olary taşlamaly we çalyşmaly.

Lityum {{0} ion ýa-da Li {{1} ion ion batareýalary diýlip atlandyrylýan zarýad berilýän litiý batareýalary düýbünden başga tehnologiýany görkezýär. Esasy tapawut, himiki reaksiýalaryň tersine bolmagydyr. Zarýad bermek üçin telefonyňyzy ýa-da noutbukyňyzy dakanyňyzda, litiý ionlary katoddan anoda gaýdyp, soňra ulanmak üçin energiýa saklaýar. Bu iki taraplaýyn ion akymy, zarýad berilýän litiý tehnologiýasyny bir gezek ulanylýan kärdeşlerinden tapawutlandyrýar.

Lityum güýjüni ulanýan enjamlaryň hemmesi zarýad berilýän batareýalary kabul edip bilmez. Naprýatageeniýe aýratynlyklary iki görnüşiň arasynda tapawutlanýar - esasy litiý öýjükleri adatça 3.0V berýär, zarýad berilýän litiý {{3} ion öýjükleri 3,6-3.7V üpjün edýär. Bu naprýa .eniýe tapawudy, enjamyň gabat gelýändigini barlamazdan diňe bir görnüşini başga birine çalşyp bolmaýandygyny aňladýar.

Lithium Rechargeable

Her zarýad berilýän litiý batareýasynyň içinde bilelikde işleýän dört möhüm komponentden seresaplylyk bilen işlenip düzülen ulgam ýerleşýär. Adatça grafitden gurlan anod otrisatel elektrod bolup hyzmat edýär. Katod {{2} positive polo positiveitel elektrod - litiý kobalt oksidi (LCO), litiý demir fosfat (LFP) ýa-da litiý nikel marganes kobalt oksidi (NMC) ýaly materiallary ulanýar. Bu elektrodlaryň arasynda litiý duzlaryny öz içine alýan suwuk elektrolit akýar we gözenekli bölüji ionyň geçmegine rugsat bermek bilen anod bilen katodyň arasynda göni aragatnaşyk saklamagynyň öňüni alýar.

Zyňyndy wagtynda litiý ionlary anoddan çykýar we elektrolitden katoda geçýär. Şol bir wagtyň özünde, elektronlar enjamyňyzyň zynjyryndan akyp, zerur elektrik güýjüni berýär. Aýyryjy elektronlary howply gysga utgaşma döretmegiň ýerine enjamyňyzyň üsti bilen uzak ýoly geçmäge mejbur edýär.

Zarýad bermek bu prosesi tersine edýär. Zarýad berijini birikdireniňizde, elektrik togy litiý ionlaryny katoddan anoda gaýdýar. Ionlar, indiki akym sikline taýyn başlangyç ýagdaýlaryna gaýdyp gelýärler. Bu tersine interkalasiýa {{3} elect elektrod gatlaklarynyň arasynda özlerini goýmak üçin ionlaryň tehniki termini {{4} these bu batareýalary kesgitleýän zarýad beriş mümkinçiligini berýär.

Batareýany dolandyrmak ulgamy (BMS) bu amalyň dowamynda batareýanyň beýnisi hökmünde çykyş edýär. Bu elektron dolandyryş bölümi öýjük naprýa .eniýesini, temperaturany we tok akymyny yzygiderli gözegçilikde saklaýar. Öýjükler 4.2V ýetensoň (köp litiý {{3} ion ion himiýasy üçin standart maksimum) zarýad beriş zynjyryny kesip, aşa zarýad bermegiň öňüni alýar. Şeýle hem, häzirki kollektorlardan misiň eremegine sebäp bolup, batareýany hemişelik zaýalap bilýän - artykmaç akymdan goraýar.

Gaýtadan zarýad berilýän litiý tehnologiýasy monolit däl - birnäçe aýratyn himiýa kärhanasy, öndürijilik aýratynlyklaryna esaslanyp dürli programmalara hyzmat edýär.

Lityum Kobalt oksidi (LCO)irki göçme elektronikada batareýalar agdyklyk edýärdi we henizem smartfonlaryň we noutbuklaryň köpüsini güýçlendirýär. 200 {{2} 0 260 Wh / kg ýetýän energiýa dykyzlygyny hödürleýärler we agramy duýgur programmalar üçin ajaýyp edýär. Şeýle-de bolsa, alternatiwlere garanyňda termiki taýdan has durnukly we adatça 500-1000 zarýad siklini berýär.

Lityum demir fosfat (LFP)batareýalar ajaýyp howpsuzlyk we uzak ömür üçin käbir energiýa dykyzlygyny (100-180 Wh / kg) pida edýär. Olaryň durnukly kristal gurluşy ýylylyk gaçmagyna garşy durýarlar we 80% kuwwatyna düşmezden ozal yzygiderli 2000-5000 sikl gazanýarlar. Elektrik ulaglary we stasionar energiýa ammary, pes naprýa .eniýesine garamazdan bu himiýany has gowy görýärler (LCO üçin 3.7V nominal 3.2V nominal).

Lityum polimer (LiPo)batareýalar suwuklygyň ýerine {{0} like ýaly jel ýa-da gaty polimer elektrolit ulanýar. Bu enjamyň şekillerine laýyk gelýän inçe haltalarda çeýe gaplamaga mümkinçilik berýär. Agramy gaty möhüm bolan inçe smartfonlarda, planşetlerde we radio - gözegçilikli ulaglarda taparsyňyz. Adatça 1000-2000 sikl hödürleýärler.

Nikel marganes kobalt (NMC)batareýalar energiýa dykyzlygyny (150 - 220 Wh / kg), kuwwatlylygy we ömri (1000 - 2000 sikl) deňleşdirýär. Bu köpugurlylyk olary elektrik ulaglarynda meşhur edýär, bu ýerde öndürijiler nikel-marganes-kobalt gatnaşygy sazlap bilerler, ýa-da ulagyň dizaýn talaplaryna esaslanyp energiýa kuwwatyny ýa-da energiýa çykaryşyny ileri tutýarlar.

Zarýad berilýän litiý batareýasynyň ömrüni kesgitleýän zada düşünmek, batareýalaryň hakykatda nähili ulanylýandygyna ýönekeý sikl sanlaryndan has köp seretmegi talap edýär.

Zarýad sikli, batareýanyň kuwwatynyň 100% -ini ulananyňyzda ýüze çykýar, ýöne bir üznüksiz zarýadda hökman däl. Bir gün 50%, ertesi 50% ulanmak bolsa bir doly sikl hasaplanýar. A - ýokary hilli silindr öýjükli batareýalar {{6} A görnüşi AA batareýalaryna meňzeýär, ýöne has uly {{7} capacity göwrümi asyl 80% -e düşmezden ozal 3000 - 5000 aýlaw berip biler. Prizmatik öýjükler (tekiz, gönüburçly) adatça 1000-2000 sikl dolandyrýar, halta görnüşindäki litiý polimer batareýalary köplenç gysgalýar.

Bu sanlar zarýad beriş amallaryny göz öňünde tutýar. Bölekleýin welosiped sürmek {{2} completely doly tükenmezden ozal zarýad berilýär actually doly gaýtalanýan zarýadlar bilen deňeşdirilende batareýanyň ömrüni uzaldýar. Döwrebap litiý batareýalary köne nikel - kadmium batareýalaryna zeper ýeten "ýat täsirinden" ejir çekmeýär, şonuň üçin islendik wagtda öndürijilik jezasyz zarýad berip bilersiňiz.

Temperatura derrew öndürijilige we uzak - saglyga düýpli täsir edýär. 20 dereje (68 dereje F) ýerine 40 dereje (104 dereje F) işlemek, umumy ömrüňizi 40% azaldyp biler. Sowuk temperaturalar hemişelik zeper ýetirmeýär, ýöne bar bolan kuwwaty wagtlaýyn azaldýar {{8} 20 doly güýji berýän batareýa -10 dereje (14 dereje F) 70% üpjün edip biler.

Saklamak şertleri hem möhümdir. Temperatureokary temperaturada saklanýan doly zarýadly batareýa. Uzyn - möhletli saklamak üçin öndürijiler 40-50% kuwwatlylygy güýçlendirmegi we batareýalary salkyn şertlerde saklamagy maslahat berýärler. 40% zarýadda 25 dereje (77 dereje F) saklanýan batareýa bir ýyldan soň 96% kuwwatyny saklap biler, 40 dereje (104 dereje F) doly zarýadlanan şol bir döwürde 35% ýitirip biler.

Gaýtadan zarýad berilýän litiý batareýalary tehnologiýanyň aýratyn aýratynlyklaryny öz içine alýan häzirki zaman tehnologiýalarynyň ajaýyp diapazonyny güýçlendirýär.

Sarp ediji elektronikasy- Smartfonlar, noutbuklar, planşetler we simsiz gulak gulaklary, bularyň hemmesi litiý tehnologiýasynyň berýän ýokary energiýa dykyzlygyna baglydyr. Döwrebap smartfon batareýasy 10-15 Wh kredit kartoçkasyndan has kiçi bir ýere jemleýär, köne batareýa himiýalarynda mümkin däl zat. Bu enjamlar adatça iň az iş wagty üçin LCO ýa-da NMC himiýasyny ulanýarlar.

Elektrik ulaglary24- Awtoulag pudagy 2024-nji ýyla çenli her ýylda 1 terawatt - sagatdan ýokary bolan litiý batareýalaryny kabul etdi. EV-leriň köpüsi NMC ýa-da LFP batareýalaryny ulanýarlar. NMC has uzak aralyk üçin has ýokary energiýa dykyzlygyny hödürleýär, LFP bolsa has gowy howpsuzlyk çäklerini we has uzak senenama ömrüni üpjün edýär. Elektrikli awtoulaglar üçin batareýa paketlerinde 50-100 kWt energiýa saklamak üçin bilelikde işleýän müňlerçe aýratyn öýjük bar.

Güýç gurallary- Dykyz burawlar, arra we beýleki güýç enjamlary soňky 15 ýylda nikel - kadmiumdan litiý tehnologiýasyna geçdi. Has ýokary naprýa .eniýe (18C ýa-da 20V ulgamlar NiCd üçin . 12 V) we güýç dykyzlygy simsiz professional - derejeli işlemäge mümkinçilik berýär. Bu programmalar ýokary tok çyzgylary bilen batareýalara ünsi çekýär, şonuň üçin öndürijiler NMC ýa-da ýokary - çykaryjy LFP himiýasyny ulanýarlar.

Energiýa saklaýyş ulgamlary- Gün enjamlary we gözenek - göwrümli ammar, täzelenip bilýän energiýanyň aralyk tebigatyny gowulaşdyrmak üçin litiý batareýalaryna has köp bil baglaýar. Identaşaýyş ulgamlary, adatça iň ýokary energiýa dykyzlygyndan howpsuzlygy we uzak ömri ileri tutup, LFP himiýasyny ulanýarlar. 2023-nji ýyla çenli litiý {{5} ion ion batareýalary dünýäde ýerleşdirilen batareýa {{7} ig gigawatt {{8} hours sagadyň 80% -ini tutdy.

Lukmançylyk enjamlary{{0} ac Elektrokardiostimulýatorlar we insulin nasoslary ýaly oturdylýan enjamlar ygtybarly we uzyn - dowamly batareýalary talap edýär. Käbirleri {{3} years ýyl bahalandyrylan esasy litiý öýjüklerini ulanýarlar, daşarky göçme enjamlar hassalaryň amatlylygy we daşky gurşawyň peýdasy üçin zarýad berilýän litiýi has köp ulanýarlar.

Lithium Rechargeable

Zarýad berilýän litiý batareýalaryny dogry zarýadlamak, beýleki batareýa görnüşlerinden ep-esli tapawutlanýan aýratyn naprýa .eniýe we häzirki talaplara düşünmegi talap edýär.

Adaty litiý {{0} ion ion himiýasy takyk naprýa .eniýe gözegçiligi bilen bir öýjük üçin 4.2V zarýad bermegi talap edýär. Adaty zarýad beriş prosesi iki - basgançak çemeleşmesine eýerýär: hemişelik - tok (CC) zarýad bermek, öýjükler 4.2V ýetýänçä durnukly tok berýär, soň bolsa hemişelik - naprýa .eniýe (CV) zarýad toguň kem-kemden azalýandygyny görkezýär. Tok batareýanyň kuwwatynyň takmynan 3-5% -ine düşende zarýad berilýär.

Beýleki batareýa görnüşleri üçin döredilen zarýad berijileri düýbünden ulanyp bilmersiňiz. Gurşun - kislota zarýad berijileri litiý batareýalaryny ýok edip biljek ýokary woltly impulslary ulanýarlar. Şonuň ýaly-da, nikel {{3} ad kadmium ýa-da nikel - metal gidrid zarýad berijileri litiý himiýasy bilen gabat gelmeýän naprýa .eniýe profilini ulanýarlar. Elmydama litiý {{6} ion ion batareýalary üçin ýörite döredilen zarýad berijini ulanyň, iň gowusy batareýanyňyzyň himiýasyna laýyk gelýär.

Çalt zarýad bermek mümkinçilikleri ep-esli gowulaşdy. Irki litiý batareýalary zarýad almak üçin 3 - 4 sagat gerek bolsa-da, gowulaşan elektrod dizaýnly häzirki zaman öýjükleri 1C (sagatda bir gezek kuwwatlylygy) ýa-da has ýokary zarýad nyrhlaryny kabul edip biler. Käbir elektrik ulagy batareýalary indi 10 minutda 100+ aralygy goşup, 350kW DC çalt zarýad bermegi goldaýar. Şeýle-de bolsa, ýygy-ýygydan çalt zarýad bermek haýal zarýad bermek bilen deňeşdirilende zaýalanmagy çaltlaşdyrýar we uzak ömür söwdasyna amatly - bolýar.

BMS köp - öýjük paketlerinde aýratyn öýjük naprýa .eniýelerine gözegçilik etmek arkaly zarýad bermekde möhüm rol oýnaýar. Önümçilik üýtgeýişleri öýjükleriň hiç haçan birmeňzeş hereket etmeýändigini aňladýandygy sebäpli, BMS öýjükleriň deňagramlylygy diýlip atlandyrylýan proses arkaly ähli öýjükleriň deň zarýad almagyny üpjün edýär. Bu, islendik öýjügiň aşa köp zarýad berilmeginiň ýa-da pack {3} over çykarylmagynyň öňüni alýar, bu bolsa gaplamanyň kuwwatyny azaldyp, howpsuzlyk meselelerini döredip biler.

Zarýad berilýän litiý batareýalary dogry işlenip we ulanylanda adatça howpsuz bolsa-da, olaryň ýokary energiýa dykyzlygy şowsuzlyklaryň çylşyrymly bolup biljekdigini aňladýar.

Malylylyk gaçmagy esasy howpsuzlyk aladasyny görkezýär. Içerki gysga zynjyrlar, önümçilik kemçilikleri ýa-da daşarky zeper sebäpli içerki temperatura takmynan 80 - 90 dereje ýokarlansa, öz-özüni - güýçlendiriji reaksiýa başlap biler. Atylylyk elektrolitleriň dargamagyna sebäp bolýar, has köp ýylylyk we gaz döredýär, ýangynyň ýa-da ýarylmagyna sebäp bolup biler. Häzirki zaman batareýalarynda bu ssenariýanyň öňüni almak üçin pressure {6} pressure basyş relýefleri, termiki sigortalar we çylşyrymly BMS gorag aýratynlyklary bar.

Lityum batareýalaryna fiziki zeper ýetmek çynlakaý töwekgelçilik döredýär. Öýjügiň deşilmegi, derrew ýylylyk gaçmagy bilen içerki gysga zynjyryň döremegine sebäp bolup biler. Torba öýjüklerini döwmek ýa-da egmek, bölüjini zaýalap, göni elektrod kontaktyna ýol açar. Hiç haçan görnüp duran zeper ýeten batareýalary ulanmaň we bellenen gaýtadan işleýän desgalarda dogry taşlaň.

Artykmaç zarýad bermek we over {0} over iki zyýanly batareýalary boşatmak we howp döredýär. 4.2V-den ýokary zarýad bermek (ýa-da käbir täze himiýa kärhanalary üçin 4.35V) elektrod materiallaryny durnuksyzlaşdyryp, anodda litiý örtügini döredip, bölüjini deşip biljek dendritleri döredip biler. Bir öýjük üçin takmynan 2,5V-den aşak akdyrmak, häzirki kollektorlardan mis eräp, kuwwatyny hemişelik azaldyp, içerki gysga utgaşma töwekgelçiligini döredip biler.

Batareýalary ýangyjy materiallardan uzak, salkyn we gurak ýerlerde saklaň. Olary hiç wagt 60 gradusdan (140 gradus) ýokary temperatura sezewar etmäň we tomusda batareýalary gyzgyn ulaglarda goýmaň. Daşamak üçin düzgünler litiý {{4} ion ion batareýalaryny belli bir kuwwat çäklerinden ýokary howa iberilmegi üçin ýörite gaplamagy we belliklemegi talap edýän howply harytlar hökmünde klassifikasiýa edýär.

, Ok, size litiý {{0} ion ion himiýasy üçin ýörite döredilen güýçlendiriji gerek. Bu zarýad berijiler öýjükde naprýa .eniýäni takyk 4.2V çenli sazlaýar we hemişelik tokdan hemişelik naprýa .eniýe zarýadyna awtomatiki geçýär. Gurşun - kislotasy ýa-da nikel - batareýalary üçin niýetlenen zarýad berijileri ulanmak litiý batareýalaryna zeper ýetirer we howpsuzlyga howp döredip biler.

Hil litiý {{0} ion ion batareýalary, adatça himiýa we ulanyş şertlerine baglylykda 1000-5000 doly zarýad siklini berýär. Senenama nukdaýnazaryndan 3-10 ýyl hyzmat ömrüne garaşyň. LiFePO4 himiýasy 3000-5000 aýlawda iň uzyn sikl ömrüni hödürleýär, adaty litiý kobalt oksidi ep-esli ýitirilmezden 500-1000 sikl üpjün edýär.

Lithhli litiý batareýalary dynç alyşda hem islenmeýän himiki reaksiýalar sebäpli senenama garramagyny başdan geçirýär. Batareýalary ýokary temperaturada ýa-da doly zarýadda saklamak bu zaýalanmagy çaltlaşdyrýar. Saklamak wagtynda iň gowy netijeler üçin 40-50% zarýad beriň we salkyn gurşawda saklaň. Dogry saklanylýan batareýa bir ýyldan soň 95% -den gowrak kuwwaty saklap biler.

Bu tapawut köp adamy bulaşdyrýar.Lityum batareýa nämeköplenç metal litiý ulanyp, esasy ({{0} char zarýad berilmeýän) öýjüklere degişlidir. Lityum {{2} ion ion batareýalary zarýad berilýär we metal litiý - ýok, diňe elektrod materiallarynyň içinde saklanýan ion görnüşindäki litiý. Iki görnüşi dürli naprýa .eniýe we içerki himiýa sebäpli çalşyp bolmaýar.

Lithium Rechargeable

Gaýtadan zarýad berilýän litiý batareýa tehnologiýasy çalt ösmegini dowam etdirýär. Gaty - döwlet elektrolitlerinde geçirilen gözlegler, ýanýan suwuk elektrolitleri ýok etmek arkaly has ýokary energiýa dykyzlygyny we howpsuzlygy ýokarlandyrmagy wada berýär. Silikon anodlar, adaty grafitden 30 - 40% artdyryp biler. Lityum-kükürt himiýasy ahyrky netijede takmynan 500 Wh / kg-dan ýokary energiýa dykyzlygyny üpjün edip biler.

Bu batareýalar elektrik energiýasyny nädip saklaýandygymyzy we ulanýandygymyzy düýpgöter üýtgetdi. Jübüden - ululykdaky telefonlardan grid - göwrümli gurnamalara çenli, zarýad berilýän litiý tehnologiýasy häzirki zaman ykjam we täzelenip bilýän - hereketli durmuş ýörelgelerini üpjün edýär. Tehnologiýanyň ýokary energiýa dykyzlygy, amatly bahasy we zarýad beriş ukybynyň utgaşmasy ony köp sanly programmalarda esasy energiýa saklaýyş çözgüdine öwürdi. Önümçilik terezisi artmagy we täze himiýa kärhanalary peýda bolansoň, zarýad berilýän litiý batareýalary geljek onýyllyklaryň dowamynda enjamlarymyzy we ulaglarymyzy güýçlendirer.