Никель-кадмиевые батареи против литий-ионных батарей

Электрохимический анализ никель-кадмиевых аккумуляторов и литий-ионных аккумуляторов

В вашей средней никель-кадмиевой (NiCad) батарее используется кадмий для отрицательной клеммы, оксигидроксид никеля для положительной клеммы и водный гидроксид калия в качестве электролита.

В литиево-ионной (Li-ion) батарее графит используется в качестве отрицательной клеммы, оксид лития - для положительной клеммы, а соль лития - в качестве электролита. Ионы лития перемещаются от отрицательного электрода к положительному при каждом разряде и обратно при зарядке.

В то время как никель-кадмиевые батареи являются расходным материалом, требующим замены своих аналогов, литий-ионные батареи являются перезаряжаемыми и не страдают от такой же потери памяти или разряда, как никель-кадмиевые батареи; в целом они требуют меньшего обслуживания и лучше подходят для окружающей среды.

Воздействие на окружающую среду никель-кадмиевого аккумулятора и литий-ионного аккумулятора

Никель-кадмиевые батареи обычно содержат от 6% (промышленные батареи) до 18% (потребительские батареи) кадмия, который является очень токсичным тяжелым металлом и всегда требует особой осторожности при утилизации батарей. Он считается токсичным отходом и опасен для окружающей среды. Это делает никель-кадмиевые батареи очень расходуемыми, и их необходимо постоянно заменять и утилизировать надлежащим образом. К сожалению, никель-кадмиевые батареи всегда страдают «эффектом памяти». Батарея запоминает точку в цикле зарядки, в которой началась подзарядка. Во время последующего использования в этой точке напряжение будет падать, как если бы оно было разряжено, что, очевидно, является серьезным недостатком для длительного использования.

Компоненты литий-ионных аккумуляторов экологически безопасны, поскольку литий не являются опасными отходами. Батареи не требуют особого обслуживания, более безопасны для окружающей среды и менее вредны для окружающей среды. Литий-ионные аккумуляторы практически не имеют саморазряда, что позволяет хранить их в течение нескольких месяцев без потери заряда, в отличие от никель-кадмиевых аккумуляторов. Литий-ионные аккумуляторы отличаются от никель-кадмиевых аккумуляторов тем, что они не требуют особого обслуживания и совсем не страдают от «эффекта памяти», не говоря уже о том, что они выдерживают более широкий диапазон температур, чем их аналоги из никель-кадмиевых аккумуляторов.

Сравнение приложений никель-кадмиевого аккумулятора и литий-ионного аккумулятора

Никель-кадмиевые батареи - это расходные материалы большего размера, которые необходимо будет заменять с ограниченным сроком службы, и они страдают от потери памяти и разрядки. У них низкая плотность энергии, и они с большей вероятностью выходят из строя и намного хуже для окружающей среды, чем литий-ионные батареи. Они считаются опасными отходами и требуют более дорогостоящего метода удаления. Физически они будут тяжелее и больше, чем литий-ионные батареи. Другие проблемы, которые могут возникнуть, - это снижение напряжения или эффект ленивого заряда батареи, когда батарея показывает, что она полностью заряжена, но после одного краткого использования она быстро разряжается, оставляя батарею довольно бесполезной, и обычно это происходит из-за перезарядки, происходит обратная зарядка. из-за ошибки пользователя и может производить потенциально опасный газообразный водород, и, наконец, дендриты могут развиваться со временем, и они представляют собой тонкие проводящие кристаллы, которые образуются внутри никель-кадмиевых батарей и могут проникать через разделительную мембрану между электродами и могут вызывать внутренние короткие замыкания и преждевременный выход никеля из строя кадмиевый аккумулятор, все это может означать сокращение срока службы аккумулятора или преждевременный и полный выход аккумулятора из строя.

Литий-ионные аккумуляторы физически меньше и легче никель-кадмиевых аккумуляторов, и их можно найти в более широком разнообразии форм и размеров, чтобы удовлетворить потребности объекта с питанием, не говоря уже о более длительном сроке службы, высокой плотности энергии и большей емкости хранения. Они более безопасны для окружающей среды и оказывают меньшее воздействие на окружающую среду, чем никель-кадмиевые батареи, при этом эффективно работают в более широком диапазоне температур, чем аналогичные никель-кадмиевые батареи. Литий-ионные батареи при полной зарядке проработают на два-три раза больше, чем никель-кадмиевые батареи, и они заряжаются примерно вдвое быстрее. Единственным заметным недостатком литий-ионного аккумулятора является то, что он может быть хрупким по конструкции и размещению и часто требует схемы защиты для обеспечения безопасной работы и длительного срока службы без технического обслуживания.

В целом, хотя литий-ионные батареи могут стоить больше, чем никель-кадмиевые батареи, очевидно, почему преимущества литий-ионных батарей серьезно перевешивают преимущества никель-кадмиевых батарей. Все они лучше работают, служат дольше при меньших затратах на техническое обслуживание и являются правильным выбором с точки зрения охраны окружающей среды. Все больше и больше наших технологий переключается на более качественные и яркие литий-ионные батареи, а никель-кадмиевые батареи выводятся из эксплуатации. Аккумуляторные инструменты являются одним из примеров, подтверждающих это, когда все больше и больше продуктов заменяются на них. В настоящее время они являются наиболее популярным выбором батарей во всей бытовой электронике и демонстрируют серьезный рост в таких областях, как аэрокосмическая промышленность, новые улучшенные электромобили и широкий спектр военных приложений. Литий-ионные аккумуляторы - это самая быстрорастущая аккумуляторная система, и нетрудно понять, почему.