Литий-ионная батарея: первичная или вторичная установка и замена

Что такое литиевая первичная батарея?

Литиевые первичные батареи, также известные как литий-металлические батареи, - это батареи, в которых металлический литий используется в качестве анода. У них более высокая плотность заряда (больший срок службы). Первичные литиевые батареи могут выдавать напряжение от 1,5 В до 3,7 В. Основные литиевые батареи - это одноразовые батареи, поэтому их нельзя перезаряжать. Это наиболее характерная черта, которая отличает первичные литиевые батареи от вторичных литиево-ионных батарей.

Первичные литиевые батареи широко используются в большинстве портативных бытовых электронных устройств по всему миру. Их даже используют в автомобилях и мотоциклах. Термин «литиевая батарея» относится к «первичным» литиевым батареям. В основной литиевой батарее количество лития, необходимое для производства, составляет от 0,15 до 0,3 кг на кВтч.

Наиболее распространенный тип первичных литиевых батарей, которые используются в потребительских приложениях, имеет металлический литий в качестве анода внутри. В то время как диоксид марганца в качестве катода батареи. Соль лития, растворенная в органическом растворителе в качестве электролита.

Первичные литиевые батареи бывают разных форм и размеров. Однако наиболее распространенным размером является мелкий «размер монеты». Они имеют напряжение 3 В, диаметр 20 мм и толщину от 1,6 до 4 мм. Есть и другие большие размеры, а также те, которые используются в цифровых камерах.

3.2V 20A Низкотемпературная батарея LiFePO4 -40℃ 3C Разрядная емкость ≥70% Температура зарядки: -20~45℃ Температура разрядки: -40~+55℃ пройти тест на иглоукалывание -40℃ максимальная скорость разряда: 3C

ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ

Литиевые первичные батареи составляют около 28% продаж первичных батарей на рынке.

Литиевые первичные батареи также широко используются в океанографии. Хотя они более дорогие, чем обычные океанографические блоки, они могут выдерживать до трех раз большую «емкость» заряда, чем обычные щелочные аккумуляторные батареи.

Более того, литиевые первичные батареи можно использовать вместо обычных щелочных батарей в большинстве приборов. Они предлагают более длительный срок службы, сводя к минимуму время замены батарей, что оправдывает дополнительные расходы.

Что такое вторичная литиевая батарея?

В то время как первичные литиевые батареи одноразовые, вторичные литиевые батареи можно перезаряжать. Более того, вторичные литиевые батареи сделаны из литий-ионных, а не чистых литиевых. Литий-ионные аккумуляторы широко используются практически во всей портативной электронике и электромобилях. Они становятся все популярнее в военном и авиакосмическом секторе. В этих типах батарей ионы лития перемещаются от «электрода» отрицательного полюса через электролит к «электроду» положительного полюса батареи во время процесса разряда. При зарядке аккумулятора этот процесс меняется на противоположный.

Во вторичных литиевых батареях «Литий-ионные батареи» анод является отрицательным электродом и является частью, где в процессе разряда происходит окисление. Катод - это положительный электрод в ячейке. В процессе зарядки положительный электрод становится анодом батареи, а отрицательный - катодом батареи. Вторичные литиевые батареи становятся все более популярными с каждым днем. По статистике, с 2012 года было произведено около 600 миллионов цилиндрических ионно-литиевых элементов. Литий-ионный аккумулятор 18650 на сегодняшний день является наиболее популярным и часто используемым вторичным литиевым аккумулятором. К 2014 году литий-ионные аккумуляторы доказали, что они так же популярны за рубежом, как и в Соединенных Штатах. Это было сделано, когда компании Tesla удалось отгрузить по всему миру 40 000 электромобилей модели S. В этих автомобилях установлена литий-ионная батарея емкостью 85 кВтч. Всего они используют 7 104 литий-ионных элемента. По мере того, как рынок все больше смещается в сторону литий-ионных аккумуляторов, «вторичных литиевых аккумуляторов», производство постепенно смещается в сторону производства элементов повышенной емкости 3000+ мАч. Согласно статистике годовой рыночный спрос на литиевые и ионные батареи превысил 700 миллионов ячеек в 2013 году.

Поскольку литиевый элемент является чрезвычайно активным материалом, воду нельзя использовать в качестве электролита в литий-ионных батареях, вместо этого внутри литий-ионных батарей используется неводный электролит.

Типичный аккумулятор для каждого литий-ионного элемента будет содержать:

• Датчик температуры

• Регулятор напряжения

• Отвод напряжения

• Монитор состояния заряда

• Разъем для подключения к сети.

Эти компоненты и конструкции разработаны для сведения к минимуму риска коротких замыканий.

Литий-ионные батареи бывают разных форм и размеров. Однако их можно разделить на четыре отличительные группы:

• Маленькие цилиндрические, это те, которые использовались в старых поколениях ноутбуков.

• Крупные цилиндрические, это литий-ионные аккумуляторы с твердыми корпусами и большими резьбовыми выводами.

• Плоские, у них мягкие плоские корпуса, как в сотовых телефонах и ноутбуках нового поколения.

• Жесткие, это те, которые имеют жесткий пластиковый корпус с большими резьбовыми выводами, в основном используются в транспортных средствах.

Заменит ли вторичные батареи первичные?

В последнее десятилетие различные отрасли и секторы перешли с первичных литиевых батарей на вторичные литиевые батареи. Армии и группы аварийного реагирования перешли на литий-ионные батареи. Это в основном из-за огромных достижений в области аккумуляторных технологий. Этому переключению также способствовали более совершенные методы зарядки и более доступные источники питания.

Низкотемпературный прочный полимерный аккумулятор для ноутбука с высокой плотностью энергии Спецификация аккумулятора: 11,1 В 7800 мАч -40 ℃ 0,2 C разрядная емкость ≥80% Пыленепроницаемый, устойчивый к падению, антикоррозийный, антиэлектромагнитный

ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ

Основное преимущество, которое заставляет целые отрасли промышленности переходить на вторичные батареи, - это низкое внутреннее сопротивление этих батарей. Это позволяет использовать высокий ток по запросу. Это важно для цифровых устройств, которым требуются высокие пусковые токи, например, для электроинструментов.

Несмотря на то, что рынок с каждым днем смещается в сторону вторичных батарей, первичные батареи все еще используются. Это связано с тем, что вторичные батареи имеют меньший срок хранения (2-3 года), чем первичные батареи (10 лет). Другой недостаток вторичных литиевых батарей - это высокая скорость саморазряда. Этот саморазряд также увеличивается с повышением температуры, поэтому литий-ионные батареи плохо работают в жаркую погоду. Кроме того, вторичные батареи имеют разное время старения и износа. Это связано с тем, что каждая батарея имеет свой химический состав и отличается от другой. Последнее, что делает вторичные литиевые батареи хуже первичных, - это то, что они требуют обширного обслуживания, в отличие от первичных, которые требуют минимального обслуживания.

В первичных литиевых батареях нет памяти заряда, и случайный саморазряд настолько мал по сравнению с вторичными литиевыми батареями. Все эти недостатки могут сделать первичные батареи лучшим выбором, однако, что будет в пользу рынка в будущем, все еще остается загадкой.