Шелепиха
Li-Ion аккумуляторы успешно используются в различных портативных устройствах. Востребованы они и при оснащении электроприводом транспортных средств. Аккумуляторные батареи этой группы не терпят превышения напряжения при заряде. Поэтому в целях безопасности они используются совместно с системой контроля и управления – BMS. Такие системы используются для ограничения тока заряда на границе 95% и степени разряда на значении 15–20%. Это важно для продления срока эксплуатации источников питания, поскольку при глубоком разряде литиевая АКБ теряет способность заряжаться.
Особенности литий ионных аккумуляторов зависят от содержащегося в них материала катода. По этому критерию семейство Li-Ion батарей подразделяется на 3 основных класса:
- LiCoO2 – имеют высокую удельную энергию, выдерживают средние нагрузки и отличаются небольшим сроком эксплуатации.
- LiMn2O4 – выдерживают высокие токи заряда и разряда, но служат относительно недолго и имеют большую удельную энергию.
- LiFePO4 – обладают увеличенным сроком службы, и низкую скорость саморазряда.
В таблице приведены характеристики и особенности литиевых аккумуляторов, с указанием усредненных значений параметров.
|
Тип Li-Ion батареи |
Удельная плотность энергии, Втч/кг |
Количество циклов разряда-заряда (до 80% разряда) |
Время быстрой зарядки, ч |
Номинальное напряжение в элементе, В |
Напряжение отсечки при зарядке, В/эл., 1С |
Напряжение отсечки при разряде, В/эл., 1С |
|
LiCoO2 |
150–190 |
500–1000 |
2–4 |
3,6 |
4,2 |
2,7–3 |
|
LiMn2O4 |
100–135 |
500–1000 |
<1 |
3,7 |
4,2 |
2,7–3 |
|
LiFePO4 |
90–120 |
1000–2000 |
<1 |
3,2 |
3,6 |
2,5 |
Особенности Li-Ion аккумуляторов
Литий-ионные аккумуляторные батареи имеют:
- низкую терпимость к перезарядке и глубокому разряду;
- малое значение саморазряда – при комнатной температуре меньше 10% в месяц, обычно в 1-й месяц 46%, затем меньше;
- незначительную потерю емкости за год – 5–10%;
- температуру зарядки – от 0 до +45 С;
- температуру разрядки (эксплуатации) от -20 до +60 °С;
- рабочее напряжение – от 2,8 до 4,2 В;
- требование к наличию защитного контура – у большинства Li-Ion аккумуляторов (кроме LiFePO4) нижняя граница 2,8 и верхняя 4,2 В.
Особенности зарядки литий ионных аккумуляторов
Основные особенности зарядки Li-ion аккумуляторов заключаются в следующем:
- Такие АКБ необходимо заряжать в комбинированном режиме CC/CV. Вначале – при стабильном токе (значением от 0,2С до 1С) до напряжения, зависящего от производителя батареи (обычно 4,2 В). Дальнейшая зарядка осуществляется при стабильном значении напряжения.
- Зарядка Li-Ion аккумуляторов током 1С длится 1,5 часа, а после достижения напряжения отсечки происходит плавное снижение зарядного тока примерно до 3% от начального значения.
- Нельзя заряжать литиевые АКБ при морозе.
Хранить Li-Ion батареи рекомендуется с уровнем заряда 40 75%, при температуре около 5 С. Хранение в прохладном месте (но не ниже 0 °С) значительно уменьшает саморазряд. Длительность хранения таких устройств колеблется от 2 до 5 лет. Стоит учесть, что литиевые АКБ подвержены старению – даже если они не эксплуатируются, а просто хранятся на полке, со временем их свойства ухудшаются.
Подробнее о том, как работают литий-ионные аккумуляторные батареи, читайте здесь.
