Портативный литиевый аккумулятор

Посмотрите на различные портативные устройства рядом с вами. Скорее всего, они питаются от портативных литиевых батарей. Будь то ваш смартфон или планшет, все эти устройства используют литиевые батареи . Таким образом, можно с уверенностью сказать, что такие батареи стали нарицательным во всем мире.

Учитывая их высокую плотность, литиевые батареи успешно производятся в компактных размерах. Более того, поскольку их можно перезаряжать, они также довольно долговечны, особенно по сравнению с другими традиционными типами батарей. Хотя свинцово-кислотные батареи могут по-прежнему использоваться в конкретных отраслях промышленности, портативные литий-ионные батареи все же заняли заметное место в каждом доме.

Типы и характеристики портативных литиевых батарей

Важно отметить, что существуют различные другие типы ионно-литиевых батарей. Однако пять упомянутых ниже - это те, которые были коммерчески признаны и протестированы. Есть и другие варианты, которые в настоящее время исследуются. Каждый тип батарей отличается друг от друга по плотности энергии, безопасности, скорости разряда, надежности и плотности мощности.

Пять серийно выпускаемых батарей включают следующее:

1. литий-кобальтовая оксидная батарея

Литий-кобальтовые батареи используются в портативной электронике, такой как фотоаппараты, сотовые телефоны и ноутбуки. Их скорость разряда довольно низкая, поэтому они идеально подходят для увеличения срока службы батарей. Кроме того, среди всех других типов литиевых батарей литий-кобальтооксидные батареи имеют самую высокую плотность энергии. Он колеблется от 110 до 190 Втч / кг. Поскольку аккумулятор содержит кобальт, который сложно найти и он дорог, эти портативные аккумуляторы, как правило, дороже, чем другие варианты.

2. литий-титанатная батарея

Одна из ключевых отличительных особенностей литий-титанатных батарей заключается в том, что они могут эффективно работать при очень низких температурах. Температура может упасть до -40 градусов по Цельсию, и батареи все равно будут работать. Помимо этого, эти батареи, как правило, отличаются высокой скоростью заряда и разряда. У них сравнительно более низкая плотность энергии, чем у других вариантов. Он колеблется в пределах 30-110 Втч / кг. Собственное напряжение, которое он имеет, также низкое. В то время как стандартное напряжение батарей составляет 3,7 В, эта батарея имеет напряжение 2,4 В.

3. литий-железо-фосфатный аккумулятор

В то время как некоторые литиевые батареи имеют тенденцию к перегреву, литий-железо-фосфатные батареи - это тот тип, который не представляет такого риска. Их часто используют для питания медицинского оборудования и инструментов. У них значительно более длительный срок службы, чем у других батарей, и средняя плотность энергии 95-149 Втч / кг.

4. литий-никелевый марганцево-оксидно-оксидный аккумулятор

Литий-никель-марганцево-оксидно-оксидный аккумулятор не нагревается быстро и, следовательно, является безопасным вариантом. Он используется в электровелосипедах, инструментах и электропоездах. Их удельная энергия также невысока и составляет 95–130 Втч / кг. Опять же, поскольку в нем есть кобальт, который стоит дорого, эти батареи тоже не из дешевых.

5. литиево-оксидный аккумулятор

Когда дело доходит до предложения безопасной и доступной портативной литиевой батареи, на ум приходят литий-марганцевые оксидные батареи. Эти батареи довольно гибкие и могут использоваться как для гибридных автомобилей, так и для мобильных телефонов. У них высокая скорость разряда и низкая плотность энергии 110-120 Втч / кг.

Как сделать портативный литиевый аккумулятор

При изготовлении литиевой батареи используются три основных материала. Сюда входят катод, анод и электролит. Электролит служит изолятором для электронов. Когда катод и анод находятся в заряженном состоянии, первый имеет высокую концентрацию лития, а второй его обеднен. Во время разряда литий покидает концентрированный анод, мигрирует через электролит и прикрепляется к катоду. Здесь собираются их электроны, которые затем используются для питания устройства.

Чтобы сделать литиевую батарею, вам нужно сделать элемент, содержащий три материала. Когда напряжение проходит через электролит, реакция происходит автоматически, таким образом запитывая соответствующее устройство.

Хотя этот процесс может показаться полностью доказанным и может предполагать непрерывный цикл, во всем этом есть одна слабость. Всякий раз, когда ионы мигрируют от анода к катоду, с электродами происходит реакция, в результате чего ион остается погруженным в данный материал. Это истощает запас свободных ионов, которые являются движущей силой всего процесса. Вот почему батарея продолжает разряжаться и в конечном итоге выходит из строя. Кроме того, перезарядка может привести к распаду ионов, что еще больше замедлит процесс. Вот почему при изготовлении литиевой батареи важно предотвратить перезарядку.

Взаимосвязь между портативностью аккумулятора и производительностью

Литий-ионные батареи - одни из самых легких и портативных из всех. Но в то же время они обладают очень высокой плотностью энергии. Чтобы понять взаимосвязь между производительностью и переносимостью, важно сначала выделить эти показатели производительности. Это слово может охватывать различные факторы, и связь с мобильностью будет варьироваться в зависимости от используемого определения.

Если производительность батареи измеряется на основе плотности энергии и скорости разряда, можно с уверенностью сказать, что, если мы рассмотрим это определение производительности, портативность и производительность напрямую связаны друг с другом.

Однако не следует забывать, что при оценке производительности следует учитывать и другие факторы. Это включает в себя долговечность батарей. Как упоминалось выше, литиевые батареи имеют тенденцию вступать в реакцию во время работы, которая снижает их функциональность. Кроме того, их можно перезаряжать столько раз, прежде чем они выйдут из строя. Если производительность измеряется с точки зрения долговечности, то зависимость обратная.

Заключение

У каждого типа батарей в мире есть свои недостатки. Хотя литиевые батареи не являются исключением из этого правила, тот факт, что существуют различные типы, плотности и скорости разряда на выбор, дает производителям возможность создавать собственные батареи в соответствии с потребностями устройств. Это сделало литиевые батареи весьма популярными в наше время. Постоянные исследования их функциональности обязательно улучшат их. На данный момент литий-ионные аккумуляторы - ваш лучший шанс получить высокое качество и производительность.